Что такое палладий? Это металл платиновой группы, который имеет характерные свойства. На сегодняшний день считается одним из самых дорогих и востребованных. Используется в различных отраслях промышленности, но чаще всего — в машиностроении.
Палладий — № 46 в таблице Менделеева
Как добывают в природе?
Pd редко встречается в природе в чистом виде, в основном в сочетании с другими металлами, такими как платина, золото, серебро и медь. В виде самородков встретить палладий, сложно, но можно.
Добыча металла проходит двумя способами:
- На коренных месторождениях.
- На россыпных месторождениях.
На коренных месторождениях палладий добывают в качестве сопутствующего материала при обработке медных и никелевых руд.
На россыпных месторождениях добывают металл в виде самородков, где он накапливался долгие годы. Самородки находят преимущественно в местах разработки месторождений руды.
Природный самородок палладия
В процентном соотношении:
- самородки составляют 2 % от общего объема добычи;
- остальные 98 % металла добывают при разработке коренных месторождений.
Стоит отметить, что добыча Pd осуществляется и на территории нашей страны. На Урале есть одно из крупнейших месторождений, правда, его ресурсы практически исчерпаны. На территории России металл добывают в дальневосточных районах.
В следующих странах происходит добыча Pd:
- США.
- Канаде.
- ЮАР.
- Австрии.
- Колумбии.
В России добычей металла занимается «Норильский никель», извлекая драгоценный металл при добыче основного материала своего производства — никеля и меди.
Свойства
Свойства Pd позволяют использовать его во многих отраслях промышленности. Палладий отличается от других металлов:
- химической инертностью;
- низкой плотностью.
Имеет внешнее сходство с серебром.
Температура плавления палладия составляет 1555 °C. За счет солей ковкости и пластичности металл используют для изготовления украшений.
Но в чистом виде палладий относят к хрупким, непрочным металлам, он хорошо поддается обработке, но украшения из этого материала не будут отличаться прочностью. Испортить изделие можно при помощи слабого механического воздействия.
По этой причине использование палладия в ювелирном деле проходит при помощи создания лигатуры. То есть в сплав для изготовления украшения добавляют и другие металлы.
Химические свойства:
- Не окисляется в природе.
- Не вступает в реакции.
- Образует соединения с другими химическими элементами.
Свойства Pd говорят о том, что это инертный металл, который не окисляется, находясь под воздействием природных факторов, как, впрочем, и все металлы платиновой группы.
Палладий не вступает в реакции с другими металлами, но растворяется в смеси серной и азотной кислот, которую химики называют «царской водкой».
Pd образует соединения с бором, хлором, кремнием и серой.
Свойства металла ценят при изготовлении драгоценностей. Украшения, изготовленные из палладия и сплава других металлов, отличаются износостойкостью, они не поддаются воздействию факторов внешней среды и долго сохраняют блеск и цвет. Налет на их поверхности образуется медленно.
Палладиевый браслет или часы будут носиться дольше других, серьги из белого золота или кольцо порадуют не только красотой, но и стойкостью к химическим реагентам и влажности.
Свойства Pd ценятся не только ювелирами и автомобилистами, но также химиками и медиками, которые активно используют металл для различных целей.
В промышленности
Внешне металл имеет определенное сходство с серебром по цвету. Благодаря инертности и другим качествам палладий используют в следующих отраслях промышленности:
- производстве катализаторов для автомобилей;
- ювелирной;
- медицине;
- инвестиционной;
- электронной;
- химической.
Использование палладия в производстве катализаторов — необходимое условие выпуске автомобиля любой марки. Необходимо для дожигания выхлопных газов. Интерес к этому металлу обусловлен не только желанием граждан иметь машину, но и нормами ЕС. Pd помогает сократить количество выхлопных газов, поэтому популярность металла неуклонно растет.
Слиток палладия с завода Красцветмет г. Красноярск
Украшения, которые делают из Pd и других драгоценных металлов, неизменно пользуются спросом. Но ювелирная промышленность не влияет на мировые объемы добычи по причине того, что встретить изделия из чистого металла практически невозможно. Палладий добавляют в состав лигатуры, с помощью которой делают часы, запонки и другие аксессуары. Кроме того, из лигатуры чеканят памятные монеты на радость нумизматов.
В медицине металл используют для изготовления деталей для кардиостимуляторов, а также специальной посуды и инструментов.
Инвестиции — это покупка Pd в виде слитков. Можно также открыть счет в банке, но при этом слитков вкладчик не увидит. А вот при их непосредственной покупке сможет подержать в руках палладий. Такое вложение денег приносит инвестиции лишь в долгосрочной перспективе.
В электронике Pd нашел свое применение в производстве военно-аэрокосмической техники. А также для создания специального покрытия, которое защищает детали от воздействия негативных факторов внешней среды, предотвращает окисление. Металл входит в состав керамических конденсаторов, которые используют для изготовления материнских плат. Таким образом, небольшое количество Pd есть в мобильных телефонах, компьютерах и другой бытовой технике.
Химическая промышленность использует 46-й элемент таблицы Менделеева для изготовления посуды, различных колб и других емкостей. А также для выделения ацетилена, аммиака, хлора и других веществ, для очистки водорода.
Применение палладия с целью очистки водорода не используют в чистом виде. Для удешевления производства в промышленности палладий сочетают с никелем и другими металлами.
Что такое аффинирование?
Аффинаж палладия — это процесс его отделения от других металлов. Используется в лабораторных условиях, но нередко химики и предприимчивые умельцы готовы провести аффинирование в домашних условиях.
Это делается по причине того, что:
- Элемент используется в большом количестве химических реакций.
- Его можно сдать и получить вознаграждение.
Стоимость одного грамма Pd колеблется в пределах от 1000 рублей и выше. Поэтому гораздо проще сдать несколько граммов палладия, чем собирать детали от компьютера и радиоприемника.
Можно попробовать получить Pd двумя способами:
- электролизом;
- растворением в царской водке.
Если попробовать снять Pd с деталей путем электролиза, то и тут не обойтись без смеси серной и азотной кислот. Проводится электролиз в концентрате серной кислоты, основная часть деталей из меди и латуни не пострадает, она останется. В ходе процесса сам палладий не образуется, получится отделить сплав, в составе которого есть Pd. Полученный сплав нужно растворить в царской водке.
Как определить палладий? Он снимется с деталей в виде черного порошка или хлопьев. Пока электролит чистый, промывка делается просто, если раствор нагрелся, то его нужно остудить. Обработка осадка проводится с применением царской водки.
При работе необходимо напряжение в 11–13 вольт, его подают до того, как деталь погружают в раствор. Необходимо продумать и процесс отделения Pd от других элементов, таких как серебро, золото и пр. Для этого понадобится азотная и соляная кислоты, а также раствор аммиака и воды.
Азотная кислота вместе с серной помогает отделить Pd от других элементов. Понять, что палладий есть в растворе, можно просто оценив его цвет. Во время реакции раствор приобретает характерный коричневый оттенок. Это свидетельствует о том, что Pd присутствует в составе сплава и опыты имеет смысл продолжать.
Если в составе сплава есть еще и золото, то раствор оставляют на сутки, предварительно залив его холодной водой. Далее проводят фильтрацию хлорида серебра, в результате чего в растворе остается только золото и Pd.
Процедура аффинажа палладия проводится с помощью аммиака. Он соединяется с раствором, смесь оставляют на двое суток, после чего можно отфильтровать золото, а палладий останется в растворе. В дальнейшем золото можно восстановить при помощи соляной кислоты и цинка.
В раствор с Pd стоит добавить соляной кислоты — появляется осадок оранжевого или желтого цвета. Через несколько часов осадок стоит отфильтровать, его высушивают и прокаливают при температуре не ниже 500 градусов. В результате процедуры можно получить аффинаж Pd. Некоторое количество драгметалла останется в растворе его можно получить при помощи повторного аффинирования.
Продуктивность процесса зависит от того, сколько палладия содержалось в деталях, а также от того, какие элементы помимо Pd входили в состав сплава.
В целом процедура достаточно сложная, требует определенных навыков в химии, порой получить положительный результат можно лишь путем проб и ошибок.