Палладий является ценным благородным металлом платиновой группы. В состав этой группы входят также платина, осмий, родий, иридий и рутений. Добыча металла в больших объемах производится с недавних пор.
Физические свойства
Впервые палладий получил английский химик Вильям Волластон в 1803 году. Свое название металл получил от астероида Паллада. Астероид был открыт незадолго до получения элемента лабораторным путем.
Палладий обладает серебристо-белым цветом. Внешний вид металла напоминает серебро. Платинит имеет следующие физические свойства:
- плотность металла – 12,0 г/см3,
- температура плавления – 1554°C,
- твердость по шкале Бринелля – 52 кгс/мм2,
- температура кипения металла – 2940°C,
- модуль упругости платинита – 12600 кгс/мм2.
К сведению. Палладий является редчайшим веществом на земле. Содержание этого элемента в земной коре не превышает 0,000001%.
Структура металла изменяется уже при температуре 18–20°C. Дальнейший нагрев делает эти изменения необратимыми.
Добавление веществ из числа элементов платиновой группы значительно улучшает свойства палладия. Например, добавка рутения и родия повышает прочность химического элемента на растяжение в два раза.
Химические свойства
Палладий отличается высокой инертностью и гальванической стойкостью. Эти свойства объясняются особенностью его атомного строения. Металл не взаимодействует с молекулами воды, кислотами и щелочами.
При нагреве до температуры 300–350°C стойкость вещества стабильная. При дальнейшем нагреве металл окисляется кислородом. Результатом химической реакции является появление на поверхности вещества тусклой оксидной пленки.
При нагреве до 800–850°C происходит распад вещества. В этом диапазоне температур металл приобретает устойчивость к окислению.
Это интересно! Раствор азотной кислоты истончает пластину из чистого титана на 19 мм в год. Сплав титана с палладием снижает эту скорость до 0,10 мм в год.
При температуре 500°C и выше металл взаимодействует с фтором и другими окислителями.
Палладий способствует усилению антикоррозионных свойств титана. Добавление платиноида значительно повышает стойкость титана к агрессивным средам.
Биологические свойства
В настоящий момент проводятся комплексные диагностические исследования биологических свойств этого платиноида. Благодаря лечебным свойствам, минерал широко применяется в современной медицинской практике.
Где добывают палладий
Первое место по добыче металла принадлежит компании «Норильский никель». Этот холдинг производит 41% всего палладиевого сырья в мире. Основные залежи вещества находятся на медно-никелевых месторождениях полуострова Таймыр в Заполярье и Кольского полуострова.
Интересно! Если в сосуд из палладия поместить водород и закупорить емкость, то после нагрева водород «вытечет» сквозь стенки, словно вода через решето.
Вторым по объему добычи платиноида является ЮАР. Эта страна обеспечивает своими месторождениями до 38% мировой добычи платиноида.
Остальную долю (21%) мировой добычи обеспечивают месторождения палладия:
- в Канаде (9%),
- в Северной части Америки (6%),
- в Зимбабве (3%),
- Австралии, Колумбии и других стран.
Как добывают палладий
Производство чистого минерала включает 3 этапа:
- добыча платиносодержащей руды,
- обогащение руды,
- извлечение чистого палладия.
Промышленная добыча платиносодержащей руды
Минеральное сырье добывают на двух типах месторождений:
- коренных (первичных),
- рассыпных (вторичных).
Добычу сырья на коренных месторождениях производят в составе платиносодержащей руды.
Россыпные месторождения образуются в результате естественного разрушения коренных месторождений. В этих месторождениях минерал извлекают в чистом виде.
Различают два способа разработки месторождений:
- карьерный (открытый),
- шахтный (закрытый).
При открытом способе добычи разрабатывают грунтовый карьер. Извлечение палладия производят специальной землеройной техникой. С помощью транспортных средств извлеченную руду доставляют к месту дальнейшей переработки.
Палладий в малом количестве содержится в составе космических тел (метеоритах).
При закрытом способе добычи металла прокладывают подземные шахты. В рудосодержащем пласте просверливают небольшие отверстия. В эти отверстия закладывают взрывчатку. После взрыва производят доработку грунта вручную или механизированным способом.
Добытая руда по ленточному конвейеру доставляется на поверхность, складируется и хранится в открытых складах. Накопленная масса транспортируется к месту обогащения (переработки).
Обогащение платиносодержащего сырья
Обогащением называется переработка минерального сырья для получения концентратов, обогащенных ценными компонентами.
Одна тонна добытого сырья включает в свой состав 1–6 граммов ценных металлов. Для увеличения доли содержания палладия производят искусственное обогащение руды платиновыми минералами.
Для этого добытую породу измельчают до порошкообразного состояния. Полученную массу смешивают с водой и специальными реагентами (например, раствором азотной кислоты). Через полученную смесь пропускают поток воздуха высокого давления.
В процессе ионизации пузырьки воздуха притягивают к себе молекулы минералов. Пузырьки воздуха вместе с частицами ценных металлов всплывают на поверхность в виде пенообразной массы. Всплывшую пену собирают в специальные емкости и высушивают.
В процессе высыхания пены образуется химический платиносодержащий концентрат. Одна тонна концентрата содержит от 0,10 до 1,0 кг чистого металла.
Полученный концентрат перерабатывают в электропечах при температуре 1500°C.
Высокие температуры превращают побочные продукты в шлаковую массу. Накопленные шлаковые отходы удаляют.
Полученную обжигом массу подают в конвертерные печи. В конвертерах происходит удаление побочных примесей (серы и железа).
Одна тонна обработанной руды содержит до 1,4 кг металла в чистом виде.
Аффинаж палладия
После обработки в конвертерах, концентрат доставляют на переработку аффинажными заводами. Заводское оборудование, технологии аффинажных фабрик предназначены для выделения чистого минерала.
Аффинированием называется процесс отделения вещества от вредных примесей.
Очищенные металлы формируют в слитки, гранулы или мелкий порошок для удобства транспортирования к месту хранения.
Общая длительность процесса получения минерала (без учета затрат времени на транспортировку) составляет не менее 6 недель.
Область применение палладия
Использование металла по отраслям выглядит таким образом:
- автомобилестроение – 70%,
- электронная промышленность – 10%,
- химическая отрасль – 5%,
- медицина и здравоохранение – 5%,
- инвестиционная деятельность – 5%
- ювелирное искусство – 3%,
- другие отрасли — 2%.
В автомобильной промышленности палладий используется для производства катализаторов.
По данным исследований рынка ценных металлов, за последние несколько лет количество используемого палладия сократилось в три раза. При этом объемы его промышленной добычи увеличились на целых 25%. Причина такой парадоксальной ситуации заключается в быстром росте цен на металл из-за увеличения потребностей автомобильной индустрии.
В электронной и электротехнической промышленностях палладий используется в массовом производстве конденсаторов, терморегуляторов, электроразъемов, термопар.
В химической отрасли металл востребован в качестве катализатора (ускорителя) некоторых химических реакций.
В медицине палладий широко используют при производстве электрокардиостимуляторов, в зубопротезировании. При онкологических заболеваниях платиноид используют в составе цитостатических (противоопухолевых) препаратов.
В инвестиционной деятельности используется для вложения финансов и чеканки памятных юбилейных монет.
Благодаря своей химической нейтральности, минерал широко используется в пищевой промышленности для изготовления посуды.
В ювелирном искусстве палладий применяется в качестве самостоятельного украшения или в виде дополнения к золотым или серебряным украшениям.
Видео по теме: Из чего можно получить палладий
(Пока оценок нет)
Загрузка...
