Иван Степанович Алексеев Металлы драгоценные
жүктеу/скачать 5,03 Mb.
|
| Объемы продаж из правительственных запасов прогнозировать трудно. В 2000 г. общий объем продаж из России составил свыше 160 т.
Несмотря на увеличение использования палладия для производства автомобильных катализаторов, спрос со стороны автомобильной промышленности в объемных показателях закупок металла упал в 2000 г. на 4 % – до 175,7 т. Еще в 19981999 гг. многие крупные автопроизводители увеличили свои складские запасы палладия, ожидая увеличения потребления и ужесточения норм выхлопов. Реальное использование палладия в автокатализаторах, устанавливаемых на легковые автомобили и грузовики, увеличилось в 2000 г. на 24 % по мере ужесточения на всех основных рынках законодательства, контролирующего уровень выхлопов на автомобильном транспорте. В Европе 3-я стадия законодательства ЕС вступила в силу для всех новых моделей автомобилей с января 2000 г. В Японии введение в действие законодательства по низким выхлопам началось с октября 2000 г. В США число реализованных автомобилей, отвечающих стандартам «автомобиля с низким выхлопом», значительно возросло, а небольшая часть автомобилей отвечала даже более жестким требованиям норм «автомобиля с ультранизким выхлопом». Во всех трех основных регионах мира новые правила резко ограничивают выбросы недожженных углеводородов, и большинство автопроизводителей для выполнения этих требований стали использовать катализаторы с более высоким содержанием палладия. В 2000 г. наблюдалось падение на 21 % использования палладия в некоторых других областях применения, не связанных с автомобильной промышленностью. Здесь следует ожидать дальнейшего сокращения, хотя, возможно, и не столь резкого, так как в секторах, особо реагирующих на изменения цен, уже произошла значительная замена палладия. Спрос на палладий в других областях применения сократился в 2000 г. на 11 % – до 16,3 т. Произошло падение на 15 % в ювелирном секторе, связанное с реализацией производителями мер по сокращению содержания в сплавах белого золота как палладия, так и платины. В нефтяной промышленности спрос упал еще резче, так как использованию палладия в катализаторах гидрокрекинга была найдена альтернатива в виде цветных металлов. Частично падение спроса в этих двух секторах было компенсировано увеличением его потребления в химической промышленности, прежде всего в палладиевых катализаторах, используемых для производства винилацетатмономера. Спрос на палладий в электронной промышленности, когда-то одном из основных потребителей этого металла, в 2000 г. вновь увеличился. На первый взгляд, такой результат вызывает удивление, поскольку данная отрасль предпринимала значительные усилия по замене палладия цветными металлами в крупнейшей области его применения – многослойных керамических конденсаторах (МКК), После того как цветные металлы были впервые применены в середине 90-х годов, доля МКК, произведенных с использованием палладия, постоянно падала и в 2000 г. сократилась с 62 до 46 %. В то же время производство МКК увеличилось в 2000 г. на 47 %, и для удовлетворения этого спроса были востребованы все имеющиеся производственные мощности по изготовлению конденсаторов на основе как цветных металлов, так и палладия. В результате спрос на палладий в секторе электроники увеличился на 8 % (до 66,6 т). Широкое внедрение технологии производства конденсаторов на основе цветных металлов и строительство для этой цели дополнительных заводов увеличивают угрозу сокращения спроса на палладий на рынке. Электронная промышленность особенно подвержена циклическим колебаниям, и статистика производства и продаж электронных изделий уже в 2001 г. указывает на возможность резкого падения экономической активности, что в свою очередь может привести к значительному снижению использования палладия в этой отрасли. В стоматологии в 2000 г. наблюдалось сокращение потребления палладия на 26 %. Палладиевые сплавы приобрели популярность сначала в Европе и затем в США как замена более дорогих материалов на основе золота. Однако из-за значительного изменения соотношения цен в последние 2–3 года использование палладия стало резко падать, В Японии поддерживаемые правительством схемы медицинского страхования способствуют использованию сплавов, содержащих 20 % палладия, В ответ на рост цен на палладий эта система была изменена в апреле 2000 г. с целью пересмотра размера выплачиваемых субсидий каждые полгода, в соответствии с реальными ценами на драгоценные металлы за предыдущие 6 мес. В то же время в периоды роста цен по-прежнему может получиться так, что стоимость материалов превысит государственные субсидии. Такое положение привело ряд производителей сплавов к использованию альтернативных материалов. Как вели себя цены на рубеже столетий? Разумеется, разрыв в спросе и предложении сказался на цене металла. Начав год с уровня в 440 долл, США за унцию, она в первые два месяца 2000 г. стала расти в связи с отсутствием поставок из России. Рост цены способствовал интенсивному сжатию рынка на бирже ТОКОМ, в то время как инвесторы стремились найти любой палладий для закрытия своих коротких позиций. Цена достигла пика в 800 долл. в двадцатых числах февраля, прежде чем администрация ТОКОМ установила ограничения на биржевую торговлю. После этого шага на рынке палладия произошло падение цены до 600 долл., а в апреле – до 553 долл. Затем полегчало – цена опять начала расти и достигла нового пика в 855 долл. в августе. Не надолго – в сентябре снова отмечено падение до 712 долл. когда первый контрактный металл того же года прибыл из России в Японию, а к концу сентября цена упала до самой низкой за предыдущие два года – 360 долл. за унцию. Во второй половине декабря 2000 г. – январе 2001 г. продолжился бурный рост цен на платиноиды. Особенно резкий скачок претерпели цены на палладий: в начале второй недели января цена на него перешагнула барьер в 1000 долл. за тройскую унцию и продолжала расти, поднявшись к концу января до 1094 долл. и установив новый рекорд за всю историю торгов этим металлом. Причина продолжающегося роста прежняя – нерегулярность поставок палладия из России. Новый скачок цен был вызван известием о переносе с декабря на январь сроков подписания квот на экспорт драгоценных металлов из России. Сохраняющаяся неопределенность с этими поставками беспокоит трейдеров, и рынок пребывает в состоянии напряженности. Предложение палладия странами-поставщиками на рубеже XX–XXI вв., тыс. унций Спрос на палладий по отраслям на рубеже XX–XXI вв., тыс. унций Противоречивые прогнозы Многие аналитики сходятся во мнении, что пик темпов роста спроса на палладий уже пройден. Автомобилестроители продолжают поиск возможностей сокращения использования палладия. Например, компания General Motors намеревалась сократить потребление палладия на 30 % к 2002 г. Аналогичной стратегии придерживаются и многие другие автомобилестроители. Рост популярности дизельных двигателей, особенно в Европе, ведет к увеличению использования платины, а не палладия в автомобильных катализаторах. Поддержку палладию в этом секторе оказывает распространение нормативов по ограничению вредных компонентов в выхлопных газах на все возрастающее число стран и введение все более строгих норм. Вследствие высоких цен сокращается спрос в секторе стоматологических сплавов. Необратимые изменения происходят с потреблением палладия в электронике, где активно идет замена палладия никелем в многослойных керамических конденсаторах. В целом по миру примерно треть всех МКК выпускается с использованием никеля, а спрос на палладий в этом секторе в течение ближайших 2–3 лет сократится, по мнению некоторых западных источников, с 62 т в 1999 г. до 16 т. Однако рост выпуска продуктов электронной отрасли и необходимость использования палладия в электронных устройствах высокого класса позволяют надеяться, что это сокращение не будет слишком резким. Не стоит к тому же забывать, что 2001 г. стал периодом не только взлета цены на палладий, но и ее заметного снижения, что может способствовать восстановлению былых позиций металла хотя бы частично. Поэтому, несмотря на многие негативные тенденции, не исключено, что потребность в палладии в 2002 г может вырасти. Дело в том, что в 2001 г, и автомобильный, и электронный секторы потребили большие количества металла из складских запасов, поэтому свежие закупки во втором году столетия возрастут, В частности, понизившиеся цены могут вдохновить на некоторое возвращение к палладиевым стоматологическим сплавам. Безусловно, как всегда, уровень поставок металла на рынок будет самым решительным образом зависеть от российской позиции. Наблюдатели предполагают, что в близкой перспективе Россия продолжит ограничивать продажи, чтобы не допустить дальнейшего снижения цены на палладий, которая в течение 2002 г. будет, видимо, составлять 260–380 долл. за унцию. Отметим, что в I квартале 2002 г. палладий стоил около 390 долл. за унцию. Вероятно, предложение палладия западными компаниями будет возрастать. В 2006–2007 гг. в результате осуществления новых проектов добычи МПГ и увеличения мощностей действующих предприятий объем производства палладия в ЮАР может достичь 100 т при текущем уровне 60 т. С учетом планов расширения производства компании Stillwater Mining предложение первичного палладия составит около 130 т/год. С учетом реализации вероятных проектов в других регионах мира (Зимбабве, Канада) и объема палладия, полученного в качестве побочной продукции от переработки сульфидных медно-никелевых руд, западное предложение первичного палладия увеличится вдвое по сравнению с текущим уровнем. Возрастет и количество вторичного палладия: в переработку поступят отработанные катализаторы с его высоким содержанием, а также увеличатся объемы электронного скрапа в результате тенденции к сокращению срока службы бытовых электронных устройств. Таким образом, суммарное предложение палладия (первичного и вторичного) на Западе вполне может приблизиться к уровню 180–200 т/год, а уровень потребления стабилизируется, возможно, на отметке 220–250 т/год. Зависимость Запада от поставок российского палладия может существенно снизиться. Там текущие цены на палладий (около 23 долл./г) считают запредельными, не отражающими фактическое соотношение спроса и предложения. Вовлечение в потребление «скрытых» запасов палладия приведет к дополнительному сокращению спроса и дальнейшему снижению цен. Надо полагать, что рассуждения о скрытых запасах не включают злоумышленно скрытые. Хотя такие, разумеется, тоже есть. Конкуренцию официальной торговле палладием и другими платиноидами стремятся составить криминальные структуры разных стран. Из них особенно опасны «домашние» расхитители драгоценных металлов, работающие в сфере как первичной, так и вторичной добычи, причем их объемы вызывают серьезную тревогу. Например, недавно в России разоблачена деятельность полноценного подпольного завода по извлечению МПГ, периодически пресекаются попытки вывоза крупных партий металлов. Вот, к примеру, сообщение, датированное октябрем 2001 г. Бъию и такое… МПГ В ГАРАЖЕ Сотрудниками милиции Норильска арестован злоумышленник по подозрению в краже концентратов драгоценных мета/woe, сообщает РИА «Новости». При обыске в гараже 24-летнего работника местного никелевого завода оперативники нашли 47 полиэтиленовых пакетов с порошкообразным веществом черного цвета общей массой 911 кг. Экспертиза установила, что похищенное содержит платину, палладий и другие драгоценные металлы. … Без малого тонна концентрата в гараже – далеко не предел. Как показывает хроника практически того же дня. данный показатель был легко перекрыт в Москве. ТОННЫ ДРАГОЦЕННОЙ РУДЫ ПРИБЫЛИ В МОСКВУ-ПО ПУТИ КУДА? Столичной милиции удалось предотвратить хищение крупной партии руды, содержащей большое количество платиноидов и других драгоценных «металлов. Подробности операции не разглашаются. Но известно, что речь идет о миллионах долларов. 270 мешков – 6,5 т ценных пород общей стоимостью около 2 млн долл. – были украдены с одного из российских приисков. Прежде чем попасть на склад Управления внутренних дел на железнодорожном транспорте в Москве, руда проделала долгую дорогу от сибирской станции Тайга до Казанского вокзала в столице. Впрочем, еще в пути вагоны находились под наблюдением оперативников сразу нескольких силовых ведомств. Необходимо было выяснить личность получателей. Преступники не заставили себя долго ждать и были задержаны при попытке забрать содержимое вагонов с Казанского терминала. Специалистов больше удивили не объём похищенного, а качество-материала. В экспертно-криминалистическом отделе УВД на железнодорожном транспорте установили: «Тут содержится вся таблица Менделеева». Невзрачные на первый взгляд куски породы стоят на международном рынке очень дорого. При соответствующей обработке они превращаются в золото, платину, серебро и палладий. Родий – платиноид № 3 Открыть свой родий может каждый: формула известна По времени появления на свет родий идет сразу за палладием, и у обоих металлов один общий «родитель»: открывший их ученый представил их миру и дал им имя (хотя, конечно, подлинный родитель – природа-мать). И здесь мы должны вновь вернуться к знаменитому английскому ученому Уильяму Волластону. Читатели помнят, как в 1803 г. он своим открытием палладия «напряг», как оказалось, шутки ради, не только коллег, но и многих простых англичан. Тогда к его славе удачливого исследователя, изобретателя, бизнесмена прибавилась еще и репутация шутника, способного на розыгрыш даже в серьезных делах. Не случайно некоторые члены Королевского общества слегка насторожились, когда вскоре после палладия Волластон заявил об открытии еще одного нового элемента в платиновой руде. Но на сей раз все было четко и серьезно: ученый продемонстрировал красновато-желтый тяжелый порошок, и коллеги были вынуждены признать, что такого не видели никогда. Прокалив порошок в сосуде, заполненном водородом, Волластон публично получил металл серебристого цвета с голубоватым оттенком. Его свойства подтвердили, что это, действительно, новый элемент: он был тяжелее палладия, но легче платины, приобретал ковкость лишь при нагреве выше 800 °C. Температуру плавления установить не удалось: было высказано предположение, что она выше, чем у платины. Таким образом, Волластон стал первым, кому удалось совершить своего рода дубль в науке – открыть сразу два элемента. К нему пришло заслуженное международное признание. Автор открытия назвал свое детище родием (от древнегреческого «родон» – роза, розовый). Сам металл был голубоватого цвета, но ведь и роза не всегда бывает розовой. Название шло от цвета раствора родия, с которым Волластону пришлось немало повозиться. В то время платиновой рудой занимались и другие исследователи, но ничего нового в ней не нашли, и это явно задевало самолюбие ученых – им хотелось знать, в чем заключается их ошибка. Что касается Волластона, то он отличался скрытностью и, например, свои платиновые секреты раскрыл лишь незадолго до смерти. Но в данном случае он не стал делать тайны из своих операций с родием и сообщил подробности. Его метод был прост и универсален, из тех, что могут использоваться во все времена. У русских и у англичан есть поговорка: терпение и труд все перетрут. Возможно, лучшие ученые к этому добавляют особую наблюдательность, изобретательность и т. д., но суть та же. В чем поучительность примера Волластона? Долгое время он сам, своими руками, как простой лаборант, работал с рудой, никому не доверяя даже простейшие, «грязные» стадии – например, растворение руды в «царской водке», и в результате заметил, что после осаждения платины раствор иногда приобретал розоватую окраску. Для извлечения платины (именно этим он тогда и занимался) розовение уже ненужного раствора значения не имело. Но Волластону это запомнилось. Скорее всего, и до него исследователи замечали изменение окраски раствора, но они могли считать, что это явление обусловлено случайными примесями и не заслуживает внимания. Основания для такого отношения были: поступавшая по тайным каналам руда была очень неоднородна, содержала много посторонних примесей. Даже в хорошо отмытой руде постоянными спутниками платины были самородное золото, киноварь, вольфрамит и другие тяжелые минералы; одно из этих веществ и могло придать раствору розоватость. Когда Волластон четко отработал получение платины, нашел для нее удачное применение и стал материально обеспеченным, у него появился большой выбор: можно было продолжать хорошо начавшийся бизнес, или вообще ничего не делать, или, например, вплотную заняться чистой наукой. Вместо этого он вернулся к лаборантской работе, потому что не забыл розовевших растворов и решил найти тому причину. Начались «терпение и труд». С лупой в руках, как часовщик, он тщательно отделял все посторонние минералы от платиновых, а так как они были неоднородны, то он и их подразделял на светлые и темные. Параллельно с этим ученый занимался другим не менее кропотливым делом: готовил особо чистые реактивы, снова и снова перегонял в платиновой реторте кислоты, очищал нашатырь. Отобранные минералы он сутками кипятил в чистейшей «царской водке», пока не убедился, что минералы-спутники изменения цвета раствора не вызывают. Розовая окраска появляется лишь после осаждения аммонием платиновых минералов. Вывод был ясен: какой-то из них содержал нечто, заставляющее раствор розоветь. Пришлось терпеливо и долго накапливать такой раствор для проведения многих опытов с ним. Из всех опробованных материалов нужный ответ дал чистый цинк. При добавлении его из розового раствора выпадал красновато-черный осадок. Интересный результат получил ученый, пытаясь растворить этот осадок в «царской водке»: он заметил, что опыт удается осуществить лишь частично. Следовательно, черный порошок содержит, по меньшей мере, два вещества – растворимое и нерастворимое. После многочисленных экспериментов первой «сдалась» растворимая часть осадка. Вот как описывал процесс Волластон: «После разбавления этого раствора водой, чтобы избежать осаждения незначительных количеств платины, оставшейся в растворе, я добавил в него цианид калия – образовался обильный осадок оранжевого цвета, который при нагревании приобрел серый цвет… Затем этот осадок сплавился в капельку по удельному весу меньше ртути, которая имела все свойства пущенного в продажу палладия». Еще более трудной для изучения оказалась нерастворимая часть осадка, но он справился и с ней. Сегодня известно, что родий образует комплексное соединение, выделить из которого металл удается лишь последовательной обработкой едким натром, аммиаком, аммонием, соляной кислотой, В результате образуется новое комплексное соединение-ярко-желтый триаминтрихлорид родия, и только из него при длительном прокаливании удается, наконец, извлечь металл. Даже в наше время технологи считают получение родия одной из самых сложных задач. Поэтому искреннее восхищение вызывает талант Волластона, который при существовавшем тогда уровне знаний преодолел все трудности и получил столько металла, что его хватило для многочисленных желающих самостоятельно проверить свойства нового элемента; и это при том, что содержание родия в руде составляет лишь доли процента. Кстати, о процентах. Как не вспомнить знаменитую формулу практически всех открытий: 5 % – талант, 95 % – работа до седьмого пота. Многие из людей так и не узнали, есть ли у них те 5 %, поскольку не согласились на 95. Важнейшие свойства родия Родий – серебристо-голубоватый блестящий металл, по цвету сходный с алюминием. Твердый и хрупкий, имеет высокую отражательную способность. Атомная масса родия 102,91. Коэффициент линейного расширения при температуре от 0 до 100 °C составляет 0,0000086. Обладает высокой летучестью. При нагревании в электропечи в течение 5 мин в условиях высоких температур из 150 г родия улетучилось 10 г. Плотность – 12,42 г/см3. Твердость родия по Бринеллю составляет 139, отожженного и литого – 101. Температура кипения до 4000 °C. Температура плавления 1960 °C. Родий плавится в пламени гремучего газа в известковой печи. Плавленый родий имеет синеватый оттенок и становится ковким и мягким, как серебро. Расплавленный родий растворяет большое количество газов, которые выделяются при затвердевании металла. Металл пузырится и трескается. Плотно сплавленный слиток родия получают только в вакууме. Сопротивление 1 м проволоки площадью сечения 1 мм2 при 20 °C составляет 0,0512 Ом. Химически стойкий, В нормальных условиях на воздухе и в воде не окисляется. При нагревании покрывается черной оксидной пленкой, которая исчезает при температуре выше 1200 °C. В химически чистом виде родий не поддается воздействию даже «царской водки», однако, сплавленный с платиной, свинцом, медью или висмутом, растворяется в ней. Растворяется он и в расплавленном бисульфате калия. Устойчив к действию серы, хлора, фтора. В концентрированной серной кислоте растворяется с образованием двух изомеров: желтый сульфат родия соответствует фиолетовому сульфату хрома, красный сульфат родия – зеленому сульфату хрома. Окисляется воздухом при нагревании до красного каления и при сплавлении с едким калием или селитрой, образуя окись родия. Растворители по-разному действуют на родий в зависимости от его агрегатного состояния. Родиевая чернь – металл, выделенный на холоде из раствора хлористого родия, легко растворяется в крепкой серной кислоте и «царской водке». После нагревания до 100 °C с трудом поддается действию кислот. На сильно прокаленный металл действуют только расплавленные щелочные пиросульфаты. При спекании порошка родия в смеси с перекисью бария или натрия образуются растворимые в крепкой соляной кислоте и «царской водке» окислы. При сплавлении порошка металла с пиросульфатом калия или натрия образуются расплавы двойных сернокислых солей, в горячем состоянии – красные, в холодном – желтые. При сгущении раствор приобретает розовый оттенок, характерный для хлористого родия. Этой реакцией пользуются для качественного отличия родия от иридия. Окись ртути при кипячении выделяет родий из растворов солей аммония. Муравьиная кислота в присутствии уксусно-аммонийной соли при кипячении выделяет металлический родий. Цинк и магний в кислом растворе выделяют родий. Осадок содержит примеси цинка и магния. Сернокислый титан на холоде из раствора осаждает металлический родий. Хлористый ванадий – раствор ванадата аммония в соляной кислоте, восстановленный цинком, на холоде осаждает металлический родий. При помощи этой реакции родий можно отделить от иридия. Сплавы свинца и висмута с родием применяются для отделения его от иридия. Для количественного отделения от иридия сплавление повторяют до получения постоянной массы нерастворяющегося остатка – иридия, Действие аммиака аналогично действию едкого калия. При избытке аммиака образуется незначительная муть. При выпаривании раствор переходит в аммиачный хлорид родия. Родий широко используется в различных сплавах: родий-медь, родий-олово, родий-свинец, родий-палладий, родий-цинк и т. д. (всего более 10 сплавов). В природе присутствует в виде примесей самородной платины. Получают родий попутно с извлечением платины. Он может практически все, что и другие платиноиды От драгоценного металла вполне естественно ожидать, что он будет использоваться в производстве ювелирных изделий. Действительно, родий применяется для их изготовления из платиновых сплавов следующего состава: 75 % платины, 20 % палладия и 5 % родия или 95 % платины, 1 % родия и 4 % рутения. Родий вообще частый спутник платины и палладия в различных сплавах, которые находят применение в ювелирном деле, химической промышленности, при изготовлении автомобильных катализаторов. Известно, что платиноиды-лучшие металлы для напыления на бижутерию. Особенно хорош для этих целей именно родий: например, его слой толщиной 1 мкм не только делает цепочку красивой, но и продлевает ее жизнь на 10 лет. Среди свойств родия были отмечены его высокие химическая стойкость и отражательная способность – и то и другое используется в технике. Коэффициент отражения родия 75–80 %. По этой характеристике он уступает только серебру (95–97 %), но зато более стоек к действию сернистых соединений (серебро чернеет под воздействием агрессивных газов и высокой температуры – до 400 °C). Ряд изделий для придания им особого блеска покрывают путем электролиза тонким слоем родия. Родирование применяется также для изготовления рефлекторов-прожекторов. Родиевые покрытия значительно светлее платиновых и палладиевых покрытий, обладают высокой твердостью, превосходящей платиновые, палладиевые и серебряные. жүктеу/скачать 5,03 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|