Иван Степанович Алексеев Металлы драгоценные
жүктеу/скачать 5,03 Mb.
|
| Среднесрочные фундаментальные прогнозы в отношении спроса на платину достаточно благоприятные, особенно в ювелирной и автомобильной промышленности.
В автомобильной промышленности спрос на платину, по прогнозам, увеличится в связи с ростом продаж дизельных автомобилей в Европе и, как уже говорилось, стремлением все большего числа производителей добавлять платину в катализаторы на бензиновых автомобилях для снижения зависимости от палладия. Ожидается также возрастание спроса на платину в промышленных целях, хотя, вероятно, не такими высокими темпами, как в предыдущие два года, из-за явного снижения темпов развития мировой экономики, которое наблюдается в начале нынешнего столетия. Прогноз по рынку ювелирных изделий. Высокая цена на металл все же влияет на активность потребителей, особенно в период отрицательных тенденций в экономике ряда стран. Следует отметить, что после 16 лет непрерывного спроса на ювелирные изделия в 2000 г, рост цен на платину начал негативно сказываться на этом секторе – и спрос упал на 1 %, до 88,3 т. И все же представляется, что мода на ювелирные изделия из белого металла безусловно сохранится. Однако часть спроса может переместиться на более дешевый ассортимент рынка, например в пользу белого золота. Коротко о планах поставщиков металла. В ближайшее время поставки платины из стран Запада могут увеличиться до 10 % по мере ввода в эксплуатацию новых шахт в Южной Африке и Северной Америке. Шахты Южной Африки планируют произвести как минимум на 10 т больше металла по сравнению с 2000 г., при этом основной объем прироста обеспечит компания «Англо Платинум Груп». Недавно она объявила о расширении производства вплоть до 2006 г. с целью доведения добычи до 3,5 млн унций в год. Увеличить добычу планируется путем строительства новых шахт, которые должны дать металла примерно на 1,79 млрд долл. Таким образом, в условиях ожидаемого роста предложения и не столь значительного повышения спроса рынок будет более сбалансирован, в связи с чем не ожидается значительного изменения цен на платину по сравнению с текущим уровнем. В настоящее время наша страна остается достаточно непредсказуемым регионом по добыче платины и других МПГ. Возможный уровень продаж из России спрогнозировать сложно, хотя, скорее всего, он будет расти. Во всяком случае, Россия намерена увеличивать добычу платины. Определенные надежды связаны с новыми районами залегания платиноидов и новыми типами платиноидного сырья. Для этого должны вырасти уровень и интенсивность геологоразведочных работ, что, кстати, происходит во всем мире. В 2002 г. планируется завершить предварительную оценку новой крупной платиноидной провинции на Кольском полуострове. Данное месторождение должно обеспечить создание в России резервной сырьевой базы платиноидов мирового масштаба. Несколько позднее должно начаться освоение залежей МПГ в Воронежской области. Поскольку все эти моменты касаются не только платины, то более подробно они будут проанализированы после рассмотрения остальных платиноидов – каждого в отдельности. Палладий Дороссийский период палладия В предыдущей главе мы расстались со знаменитым английским химиком, врачом, минералогом XIX в. Уильямом Волластоном в тот момент, когда он триумфально «разобрался» с методом получения качественной платины. Но вместо того, чтобы наслаждаться заслуженным почетом, достойно и безбедно жить-поживать и добра наживать… Вместо всего этого он проявил себя как человек неуемный, сомневающийся (ему показалось, что в его опытах кроме платины присутствуют еще какие-то элементы), снедаемый громадным любопытством и готовый для его удовлетворения на нелегкий труд и определенные лишения. Другими словами, он повел себя как истинный ученый, с чем и следует поздравить и г-на Волластона, и всех, для кого МПГ-интересное и прибыльное дело жизни. А еще Волластон оказался человеком с чувством юмора и склонностью к некоторой мистификации, что сплошь и рядом бывает с учеными и что тоже неплохо. В апреле 1803 г. внимание лондонцев привлекло необычное объявление у магазина г-на Форстера на Джеральд-стрит. 26. Только здесь и нигде больше можно было купить новый благородный металл палладий, или новое серебро: от одной гинеи за крупный кусочек до 5 шиллингов за мелкий. Благородные свойства металла подтверждались следующими аргументами: он окрашивает спиртовой раствор селитры в темно-красный цвет; зеленый купорос выделяет его в виде неочищенной сурьмы, как это происходит с золотом в «царской водке»; если выпаривать раствор, то выпадает осадок этого металла; он может быть выделен с помощью ртути или всех иных металлов, кроме золота, платины и серебра; при обычном нагреве металл приобретает голубой оттенок, а затем опять светлеет, подобно другим металлам в процессе сильного нагревания; он не плавится даже при максимальном нагреве в блексмитовской горелке; но если дотронуться до него в нагретом состоянии небольшим кусочком серы, он расплавится, как цинк. Некоторые чувствовали: тут есть какой-то розыгрыш, аргументация отдает профанацией. Однако тонкие пластинки незнакомого, но явно симпатичного металла были осязаемы и доступны – пожалуйста, бери и, если хочешь, опровергни сказанное и докажи свое, please. Более того, владелец как раз подчеркивал, что джентльмен, доставивший палладий и пожелавший пока остаться неизвестным, будет признателен всем, кто выскажет свое суждение о новом металле. В магазине Форстера скоро стало тесно от посетителей. Желающих проверить, что представляет собой палладий, несмотря на весьма высокую цену, было немало. Рекламируемый металл внешне, действительно, походил и на платину, и на серебро, но отличался от них плотностью, температурой плавления и другими признаками – находился как бы в промежутке между ними, но ближе к серебру. Наиболее решительно высказал свое мнение довольно известный тогда химик Ричард Ченевикс. В Королевском обществе и в печати он заявил, что никакой это не новый элемент, а мошенническая подделка – сплав платины, ртути и других металлов. С ним не согласились многие коллеги. Некоторые подтверждали, правда, что это сплав, но по-иному определяли его компоненты; другие возражали, утверждая, что при всем старании не смогли обнаружить в палладии известных на тот момент элементов. В дискуссии принимал участие и Уильям Волластон, ставший к тому времени секретарем Королевского общества. Определенного мнения он не высказал, но своими остроумными репликами весьма оживлял и поддерживал споры, Когда они все же утихли, так и не установив истины, в магазине Форстера и «Журнале Никольсона» появилось объявление: тому, кто в течение года изготовит палладий, будет выплачена премия в 20 фунтов стерлингов – неплохие деньги по тому времени. Торговля таинственным веществом в магазине Форстера вновь оживилась, но, судя по тому, что никто из претендентов за наградой не явился, секрет палладия тогда остался нераскрытым, Истек установленный срок, и тайное стало явным. В конце 1804 г. на заседании Королевского общества, а затем в том же «Журнале Никольсона» г-н Волластон объявил, что палладий – действительно новый, обнаруженный им элемент, и в шутливой форме принес извинения за то, что избрал не совсем обычный способ оповещения о научном открытии. Он охарактеризовал основные свойства палладия и пояснил, что название не связано с именем богини – покровительницы Афин: а дано в честь выдающегося астрономического открытия: в 1802 г. немецкий астроном Г. Ольберс между орбитами Марса и Юпитера обнаружил крупный астероид, названный Палладой. До этого события Волластон, судя по его записным книжкам, называл вещество терезием. Почва для признания палладия элементом была хорошо подготовлена: его к тому времени изучили многие, и розыгрыш в этом отношении принес пользу. Через несколько лет сведения о палладии стали поступать из других стран. Так, в издаваемом в России-Горном журнале» в 20-х годах позапрошлого века появилось следующее сообщение: «В 1822 г. Г, Бреан имел поручение от испанского правительства очистить и обратить в слитки всю платину, собранную в Америке в течение многих лет При сем случае, обрабатывая более 61 пуда сырой платины, отделил он два с четвертью фунта палладия, металла, открытого Волластоном и по чрезвычайной редкости своей ценимого в пять с половиной раз выше золота». Между прочим, столь дорогой в XIX столетии палладий и позднее – в XX и XXI вв, имел периоды, когда его цена была в несколько раз выше золота. Палладий без розыгрышей Палладий представляет собой серебристо-белый металл, при помощи восстановителей может быть превращен в черный порошок. Палладий – более мягкий и ковкий, чем платина, прокатывается в тончайшие листы и тянется в тонкую проволоку. Отожженный в водороде и быстро охлажденный в нем палладий тверже и менее ковок, чем он же, но отожженный и охлажденный на воздухе. Атомная масса палладия 106,42, плотность 12,02 г/см3. Коэффициент линейного расширения при повышении температуры на 1 °C в интервале температур от 0 до 100 °C составляет 0,0000119. Крепость по Заксу составляет 21 кгс/мм2 при поперечном сжатии около 90 %. Обрабатываемость палладия аналогична обрабатываемости платины, хотя палладий склонен к горячеломкости. Крепость чистого палладия при протяжке возрастает до 38 кгс/мм2. Растворенный водород делает палладий хладноломким и более твердым. Плавка палладия производится в пламени гремучего газа. Перед отливкой его выдерживают в пламени водорода и отливку в изложницы также производят в пламени водорода. В ряду напряжений палладий находится ниже водорода. Электросопротивление при О °С составляет 0,219 мОм/см3. Скрытая теплота плавления палладия при 550 °C составляет 151,95 Дж/г. Сопротивление проволоки палладия площадью сечения 1 мг и длиной 1 м при 20 °C равно 0,110 Ом. Твердость палладия по шкале Мооса 4,8, по Бринеллю: отожженного 49, литого 52, наклепанного 100. Температура плавления палладия 1552 °C. Температура кипения до 3170 °C. Удельное количество теплоты твердого палладия в интервале температур от 0 до 1265 °С составляет 0,2988 Дж/г, жидкого 0,3793 Дж/г. По химической стойкости палладий уступает другим металлам платиновой группы; он растворим в азотной и горячей серной кислотах, а также в «царской водке». На воздухе при нормальной температуре палладий не окисляется, устойчив к влажной среде. При нагревании до 860 °C окисляется, причем с повышением температуры оксид разлагается и металл снова светлеет, Сплавы палладия существуют почти в 30 видах: палладий-водород, палладий-цинк, палладий-фосфор, палладий-висмут и т. д. Где есть палладий и сколько его? Известно, что содержание палладия в земной коре, как и других металлов платиновой группы, очень невелико – всего 5-10-5%. Не выручает и то, что палладий есть на других небесных телах, о чем свидетельствует состав их обломков, упавших на землю: так, в железных метеоритах на 1 т вещества приходится до 7,7 г палладия, в каменных – до 3,5 г. Ученые обнаружили, что этот металл есть и на Солнце, но по понятным причинам данная информация просто любопытна и практического значения пока не имеет. Возвращаясь на землю, отметим, что в отличие от других платиноидов палладий, как и сама платина, встречается в самородном состоянии. Как правило, при этом он содержит примеси платины, иридия, золота, серебра. Нередко палладий и сам находится в природе в виде примеси к самородной платине или золоту. Поскольку россыпные месторождения палладия довольно редки, основным сырьем для его получения служат сырая платина, сульфидные руды никеля и меди, шламы никелевого производства. Основные запасы металла находятся в России, Южной Африке, Северной Америке. В нашей стране палладий был найден и добыт еще в первой половине XIX в. По этому случаю в 1843 г, была выпущена памятная медаль с надписью: «Первый палладий из уральской платины». Сейчас Россия – самый крупный поставщик палладия: на ее долю приходится более 60 % его мировой добычи. От катализаторов до канцтоваров Понятно, что все варианты применения любого металла определяются его свойствами. Палладий в этом смысле не исключение. Ювелиры достаточно быстро освоили палладий: он легко обрабатывается даже при комнатной температуре, красив, отлично полируется, не тускнеет и не корродирует – все говорит о том, чтобы брать его в работу. К тому же он хорошо показал себя в сплавах, придающих ювелирным изделиям особые внешние и физические свойства. Состав ювелирных сплавов, содержащих палладий и применяющихся в Европе (%), приведен ниже. Кроме ювелирной отрасли, достаточно давно – с XIX в. – палладий используется для изготовления памятных монет, орденов, медалей, Однако не всегда быстро удается найти область применения для того или иного свойства металла. Палладий не сразу стал использоваться как нейтрализатор отработанных газов автомобилей – для этого автомобили должны были широко войти в нашу жизнь и так остро поставить проблему выхлопов, что мы стали с ними бороться, не жалея даже драгоценных металлов. И на сегодняшний день борьба за чистый воздух – самая главная работа для палладия, сюда идет его основная масса. Потребление палладия, основанное на уникальных физических и химических свойствах, за последние годы значительно выросло и оказалось сосредоточенным в ограниченном секторе промышленного производства. Палладий на 90–95 % используется для производства автокатализаторов, стоматологических и других медицинских материалов, в электронной и химической промышленности. Приведем некоторые детали, иллюстрирующие вышесказанное. Палладий – один из самых эффективных катализаторов. Исследованиями ряда авторов установлено, что в производстве азотной кислоты наилучшими катализаторами являются изготовленные из сплавов платины с 7-10 % родия или 20 % палладия. С помощью мембранных палладиевых катализаторов из нефтяного сырья и попутных газов можно получать сверхчистый водород, необходимый, например, для производства полупроводников и особо чистых металлов. Палладий применяется в качестве катализатора при лабораторных химических исследованиях (восстановление нитробензола в анилин, гидрогенизация при помощи коллоидного палладия и др.). Палладий оказывает благотворное воздействие на другие металлы, либо придавая им особый внешний вид (при добавлении его к золоту желтый металл становится белым, на который есть хороший спрос), либо усиливая их свойства, что позволяет им выполнять новые функции. Например, известно, что титан химически весьма устойчивый металл; это ценное качество можно резко усилить, добавив менее 1 % палладия. За год пребывания в соляной кислоте пластинка чистого титана становится тоньше на 19 мм, а из сплава с палладием – всего на 0,1 мм, поэтому из такого сплава изготовляют аппаратуру для химической, атомной, нефтяной промышленности. Ученые доказали, что если в сплавы на основе титана, железа, хрома или свинца ввести буквально микродозы благо родных металлов – палладия, рутения, платины, то стойкость сплавов против коррозии повышается в сотни и тысячи раз Сплавы палладия широко применяются для изготовления отдельных частей медицинских приборов, игл, шприцев, наконечников и т, д. Ниже приведены составы сплавов, используемых в производстве медицинских игл (%), Палладий применяют в качестве катализатора при получении синтетического аммиака, синтезе лекарственных препаратов, например антималярийных, а также при гидрогенизации жиров, где благодаря присутствию Pd можно вести процесс при более низкой температуре, чем в присутствии других катализаторов. В медицине главный потребитель палладия – стоматология. Палладиевые сплавы с другими металлами (главным образом, с серебром) в зубной технике применяются при изготовлении так называемых крампонов для крепления искусственного зуба, а также в качестве материала для коронок, литых зубов, мостов, крючков для укрепления протезов и т. д. Палладий находит применение и в других сферах. В технике для защитных и декоративных целей нередко используется палладирование. Покрываемые металлы – никель, железо и сталь должны быть предварительно покрыты медью и серебром или только медью. Для декоративных целей применяются покрытия толщиной до 2,5 мкм. Полировать их не требуется. Для защитных целей применяются покрытия толщиной свыше 5 мкм – осадки беспористые. Палладием покрывают астрономические, военные и другие точные инструменты, поскольку он не темнеет под действием атмосферы, отражает свет лучше, чем никель и хром. Палладиевое покрытие легко снимается с серебряных поверхностей под током в электролите. С других поверхностей палладий не снимается, так как неблагородные металлы растворяются быстрее палладия. Палладирование осуществляется электролитическим способом. Палладий выделяется на катоде в виде черного порошка из слабого сернокислого раствора и одновременно растворяется на аноде. Лабораторные изделия (чашки, электроды, шпатели и др.), не подвергающиеся действию высокой температуры, изготовляют из сплава палладия с платиной (80 % Pt). Вместе с платиной палладий используется в электротехнике для изготовления особо надежных электрических контактов с большим сроком службы, Им покрывают ответственные контакты электронной техники, телефонных аппаратов и других электротехнических приборов. Для измерения высоких температур применяются термопары из сплава с содержанием 60 % золота, 30 % палладия и 10 % платины. Такой сплав в паре с платиной при температуре 1200 °С дает термоэлектродвижущую силу 45,41 мВ, а в паре с платинородиевым сплавом (10 % родия) – 57,3 мВ при той же температуре. Эти термопары возможно применять для измерения температур до 1300 °С. Из палладия изготовляют фильеры – колпачки с множеством мельчайших отверстий, которые применяются в производстве тончайшей проволоки или искусственных волокон (через эти отверстия продавливают специально подготовленную массу). Небольшие количества палладия используются для обнаружения и определения окиси углерода. В сплаве с платиной и золотом палладий может заменить родий в термопарах для измерения температур до 1200 °C. Эти термопары достаточно стойки, обладают термоэлектродвижущей силой 45 мВ и отличаются дешевизной. Родий можно заменить и в платинородиевых катализаторных сетках, применяемых в производстве азотной кислоты. Замена платины, иридия и родия палладием и его сплавами экономически выгодна как вследствие его более низкой стоимости, так и благодаря соотношению их плотностей. В часовой промышленности палладий используют для изготовления некоторых деталей и корпусов часов. Разновесы для точного аналитического взвешивания изготовляют из палладиевых сплавов, трудно поддающихся окислению и долго сохраняющих свою массу. Совершенно уникальный вариант использования палладия предложил недавно преступный мир: оказалось, из него можно делать самые обычные, недефицитные канцтовары. Вопрос: зачем? Было и такое… НЕ ВЫБРАСЫВАЙТЕ СКРЕПКИ – ПРОВЕРЬТЕ, МОЖЕТ, ОНИ ИЗ ПАЛЛАДИЯ Весна 2001 г. Огромную партию драгоценных металлов изъяли на днях сотрудники ГУБЭП МВД и УВД Тульской области. Более 500 кг изделий из платины, палладия, золота и серебра на сумму более 250 тыс. долл. под видом канцелярских кнопок и скрепок в картонных коробках быт подготовлены для переправки из России в Прибалтику (возможно, уже не в первый раз). Выйти па стад сокровищ оперативникам помог случай. В начале февраля они узнали, что в город приехали двое жителей Литвы, желающие приобрести драгоценные металлы. За ними установили слежку. Вскоре в гостиницу, где жили приезжие, пришел местный житель, у которого с собой была довольно увесистая сумка, и сыщики решили задержать троицу прямо в номере. Как оказалось, он принес 34 кг платины, палладия и серебра, за которые надеялся выручить 10 тыс. долл. На допросах он вначале упорно молчал, но потом сознался, что изъятые у него драгоценные металлы – лишь незначительная часть всего товара. Впоследствии у преступников были обнаружены и конфискованы еще почти 500 кг платины, серебра, золота и палладия стоимостью, как сказано в начале заметки, свыше четверти миллиона долларов. Итак, факты свидетельствуют: у палладия – даже без тульских скрепок и кнопок – достаточно широкая сфера применения, поэтому спрос на него велик и в последнее десятилетие ушедшего века заметно превышал предложение. Ценовые рубцы на рыночном лице палладия За последние 10 лет XX в, (1991–2000 гг.) спрос на палладий увеличился почти в 2,5 раза, в основном в связи с возросшим его потреблением в автомобильной промышленности. Хотя поставки тоже росли, но явно в меньшей степени, чем предложение, и в результате цена резко подскочила – в 8 раз. В ответ на такие скачки рынок, как красиво выражаются дипломаты, отреагировал симметрично: потребители стали множить аварийные складские объемы палладия и создавать запасы платины. Цифры спроса на палладий были такими. В 2000 г. он составил 276,8 т – несколько ниже по сравнению с рекордным 1999 г., но второй по объему за всю историю. У крупнейшего поставщика палладия – России два источника металла: новый металл, произведенный компанией «Норильский никель», и запасы, контролируемые правительством. В течение всего 2000 г, экспорт норильского палладия осуществлялся в основном равномерно. Продажи из правительственных запасов носили непостоянный характер. Поставки палладия из Южной Африки несколько сократились, главным образом из-за снижения производства в компаниях «Англо Платинум» и «Импала». Поставки из Северной Америки увеличились в связи с расширением производства на «Стиллуотер» и «Норт Америкой Палладиум», хотя затянувшаяся забастовка на «Фэлконбридж» свела на нет значительную часть этого роста. В Зимбабве закрытие шахты «Хартли Платинум» в 1999 г. негативно сказалось на поставках из этой страны. В 2000 г., как и в 1999-м, значительную роль играли также два других источника поставок из стран Запада. Первым из них явились продажи из военных запасов США. Оборонным агентством США в 2000 г. реализовано 5,71 т палладия. Вторым более сложным для количественной оценки источником были продажи из запасов, созданных спекулятивными фондами в середине 90-х годов. Оборонное агентство США продолжает сокращать свои запасы, и если продажи останутся на уровне двух последних лет, то запасы будут полностью распроданы к 2003 г. Как всегда, невозможно оценить, сколько палладия остается в российских запасах и какова будет политика правительства по их реализации. Ряд крупных компаний автомобильной промышленности, как считается, имеют значительные запасы палладия, и они обеспечивают ликвидность рынка, предоставляя металл в аренду. В то же время, по мере того как эти и другие запасы потребителей постепенно будут использованы в производстве, представляется вполне вероятным, что в течение нескольких лет рынок палладия вернется к более фундаментальному уравниванию спроса и предложения, когда уровень предложения будет ограничиваться уровнем текущего производства. Ниже представлены данные о предложении и спросе на палладий (в тоннах) в 2000 г. Предложение Южная Африка……………………………………………………………..60,9 Россия…………………………………………………………………………161,7 Северная Америка……………………………………………………….. 207 Прочие………………………………………………………………………..3,0 Итого…………………………………………………………….. 246,3 Спрос Автокатализаторы: всего…………………………………………………………………………160,5 утилизация………………………………………………………………… – 7,1 Стоматология…………….._____……………………………………………27,0 Электроника…………………………………………………………………64,4 Прочие………………………………………………………………………..16,5 Итого……………………………………………………………..261,3 Изменение складских запасов……………………………………….. – 15,0 Россия в течение 90-х годов поставляла как вновь произведенный металл, так и металл из складских запасов, аккумулированных в предшествующие годы. Непредсказуемость уровня продаж из этих запасов и остающихся количеств в большой степени способствовала нестабильности цен на палладий, особенно в период значительного увеличения потребления в последние 5–6 лет. Хотя в целом российские складские запасы находятся под контролем правительства, управление ими в последние несколько лет менялось. В 1999 г. «Норильскому никелю» президентским указом была предоставлена 10-летняя квота на экспорт палладия, и ряд представителей компании выступили с разъяснениями о стабильном характере продаж в течение 2000 г. Представляется, что в ближайшие годы производимый «Норильским никелем» металл будет экспортироваться таким же образом как и ранее; при этом значительная часть его будет отгружаться по долгосрочным контрактам. жүктеу/скачать 5,03 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|