Палладий — металл платиновой группы¶

Палладий (Pd, лат. Palladium) — химический элемент 10-й группы пятого периода периодической таблицы, платиновый металл серебристо-белого цвета. Относится к платиновым металлам (платиноидам), наряду с платиной, родием, иридием, осмием и рутением. Обладает самой низкой плотностью среди платиновых групп и способностью поглощать огромное количество водорода — до 900 объёмов на один объём металла.

¶Открытие и происхождение названия

Палладий открыт в 1802 году английским химиком Уильямом Хайдом Волластоном, который в том же году открыл родий. Волластон выделил новый металл из образцов платиновой руды, привезённых из Колумбии. Название «палладий» дано в честь астероида Паллада, открытого Генрихом Ольберсом в 1802 году, и в свою очередь названного в честь Афины Паллады. Волластон использовал название астероида для продвижения нового элемента, выставляя образцы палладия на продажу в лондонских магазинах под видом «нового благородного металла из Южной Америки».

¶Физические и химические свойства

Палладий — мягкий и ковкий металл, легко поддающийся обработке. Химически инертен: устойчив к действию кислорода и воды при обычных температурах, но растворяется в царской водке, концентрированной азотной и серной кислотах. При нагревании до 800 °C образует оксид PdO. Особенность палладия — способность образовывать твёрдые растворы с водородом, что используется в газовой сепарации и сенсорах.

¶Месторождения и добыча

Палладий относится к крайне редким элементам: его кларк в земной коре составляет около 0,005 ppm. Основные месторождения связаны с медно-никелевыми сульфидными рудами. Крупнейшие производители палладия:

• Россия — около 40 % мировой добычи (Норильский никель, Хибинские месторождения);
• ЮАР — второе место по объёму производства;
• Канада — месторождения Садбери (Онтарио);
• США и Зимбабве — в небольших объёмах.

В России палладий добывается в основном как побочный продукт переработки медно-никелевых руд Норильского горно-металлургического комбината. Запасы платиновых металлов России оцениваются в 1,1 млн тонн, что составляет около 40 % мировых запасов.

¶Получение и переработка

Промышленное извлечение палладия из руды включает несколько этапов: плавку, получение шлама, выщелачивание и химическое осаждение. Палладий извлекают из анодных шламов при электролитической очистке никеля и меди. Для получения высокочистого металла (99,95 % и выше) применяют экстракцию и повторное осаждение.

¶Применение

Основные направления использования палладия:

• Автомобилестроение — каталитические нейтрализаторы (до 2020 года на палладий приходилось до 85 % всего мирового потребления металла);
• Химическая промышленность — катализаторы синтеза уксусной кислоты, гидрирования, производства нейлона;
• Электроника — контакты, конденсаторы, печатные платы;
• Стоматология и медицина — сплавы для зубных протезов, изотоп палладий-103 в лучевой терапии онкологических заболеваний;
• Ювелирное дело — сплавы, устойчивые к потускнению;
• Водородная энергетика — мембраны для разделения водорода.

¶Рынок и цена

Палладий относится к числу самых дорогих металлов. В 2021 году цена на палладий достигала рекордных значений — свыше 3000 долларов за унцию, превысив стоимость золота и платины. Рост цен был связан с ужесточением экологических норм в Китае, Европе и США, что увеличило спрос на каталитические нейтрализаторы. Впоследствии цена снизилась на фоне перехода на электромобили и роста предложения.

¶Интересные факты

• Палладий в 30 раз редче золота в земной коре.
• Водород, поглощённый палладием, становится химически активным и способен восстанавливать многие металлы.
• Монетный двор Канады выпускает инвестиционные монеты из палладия с 2005 года.
• В периодической таблице Дмитрия Менделеева палладий был предсказан как «новая осма» — элемент с атомной массой около 106.

¶Источники

• Периодическая таблица химических элементов Д. И. Менделеева
• «Металлы платиновой группы» — справочник под ред. Л. С. Даллена
• Геологическая служба США (USGS), Mineral Commodity Summaries
• Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона