Иван Степанович Алексеев Металлы драгоценные
жүктеу/скачать 5,03 Mb.
|
|
Большинство автопроизводителей во всем мире озабочены ростом цен на палладий, а также отсутствием гарантий его поставок в будущем. В связи с этим рассматривается вариант снижения зависимости от палладия, предусматривающий использование платины в автокатализаторах, устанавливаемых на автомобилях с бензиновыми двигателями. С развитием катализаторной технологии появляется все больше возможностей для замены по крайней мере части используемого в настоящее время палладия платиной, вероятно, с добавкой в смесь МПГ некоторого количества родия. В то же время, по всей видимости, палладий останется в катализаторах для выполнения требований более жестких стандартов на выхлопы. Можно предположить, что ряд автомобильных компаний закупил в 2000 г. платины больше, чем им было необходимо для создания запаса металла на будущее. Это явилось главной причиной 16 %-го увеличения спроса на платину в автомобильной промышленности в Северной Америке в тот период, С ростом числа автомобилей на дорогах во многих странах все большее внимание уделяется контролю за их воздействием на окружающую среду, США, Япония и ведущие страны Европы намерены к 2005 г. ужесточить стандарты на очистку автомобильных выхлопов. Например, в Калифорнии в 2003 г. должны вступить в силу «Правила автомобиля с нулевым выхлопом». После тщательного исследования, проведенного в 2000 г., Калифорнийский совет воздушных ресурсов подтвердил эти правила в январе 2001 г. Предусмотрено внедрение автомобилей на топливных элементах с использованием МПГ, Увеличение числа участников Калифорнийского партнерства топливных элементов, включающего в настоящее время восемь автомобильных и ряд энергетических компаний, а также компаний топливной инфраструктуры, отражает усиливающийся интерес к развитию автомобилей на топливных элементах. Значит, в данной сфере платина и ее группа будут нужны в еще больших количествах. О других потребителях. Спрос на платину в промышленных отраслях, тыс. унций Крупным потребителем платины является химическая промышленность, использующая Pt в виде сплавов для изготовления аппаратуры и приборов, в качестве катализаторов, для платинирования различных предметов и в виде солей. Из платины изготовляют котлы, реторты, перегонные аппараты для получения серной кислоты, внутренние обкладки кислотоупорных сосудов, электроды для электрохимических производств, например для получения персульфатов, и т. д. Слоем платины покрывают электроды, фильтры, сетки. Платинированная поверхность противостоит кислотам (окислению) и придает металлическим предметам новые химические, а иногда оптические свойства. Платина используется в производстве серной кислоты для изготовления контактной массы, где является катализатором при окислении сернистого газа в серный ангидрид. При окислении аммиака в качестве катализаторов применяются платиновые и платинородиевые сетки, Платиновые катализаторы находят применение также в процессах восстановления ацетилена в этан, амилового спирта в пропан, альдегида в алкоголь и этоксимеркаптан, аминофенола в циклические аминоалкоголи и т д. В качестве катализаторов выступают многие платиновые продукты, например компактная платина. Она выпускается в виде проволоки, сетки, фольги, жести и перфорированных муфт. Компактные контакты применяются для реакций окисления, когда не требуется очень высокая адсорбционная способность катализатора, и для электрокаталитических реакций (электросинтез), при которых металл является и электродом, и катализатором. Платиновая чернь — наиболее каталитически активная форма платины. Каталитическая активность зависит от степени дисперсности платиновой черни, на которую влияют условия восстановления и восстановитель. Платина восстанавливается водородом уже при комнатной температуре. При низкой температуре в растворе реакция идет медленно. При сухом восстановлении хлорной платины или окиси платины получается малоактивный катализатор (так как реакция экзотермична и материал сильно разогревается), Для восстановления солей платины при получении платиновой черни рекомендуются следующие металлы: магний, алюминий, цинк и кадмий, ртуть и медь. При восстановлении металлами образуется платиновая чернь, смешанная с металлом-восстановителем, который отделяется растворением при помощи соответствующего растворителя. Для разных типов реакций – окисления, дегидро-и гидрогенизации – применяется губчатая платина. Ее каталитическая активность ниже, чем активность платиновой черни, но она менее чувствительна к высоким температурам. Высокой активностью обладает коллоидальная платина. Каталитическая активность коллоидальных металлов зависит от способа их получения. Чем выше защитное действие коллоида, тем сильнее он уменьшает каталитическую активность (по сравнению с препаратом, не содержащим защитный коллоид), Платиновые катализаторы на носителях применяются для сокращения затрат платины, получения большей активной поверхности и замедления рекристаллизации, уменьшающей дисперсность. Носителями являются огнеупорные материалы, активированный уголь или растворимые соли металлов. На носителе платина осаждается в виде губчатых металлов или черни. В связи с тем, что действие платины как катализатора приводит к получению продуктов полного сгорания, платину применяют для получения органических соединений более высокой степени окисления, чем исходные. При действии воздуха или кислорода в присутствии платины низшие парафиновые углеводороды полностью сгорают с образованием углекислоты, высшие углеводороды (парафин) могут окисляться в жирные кислоты. При окислении ароматических углеводородов над платиной или палладием происходит полное их сгорание. Для неполного окисления платина более пригодна, чем палладий. Спирты на платине (или палладии) окисляются очень легко. Спирт окисляется на холоде в присутствии платиновой черни с образованием альдегида и кислоты. Платина – прекрасный дегидрирующий катализатор. При температуре 220 °C спирт выделяет водород в присутствии губчатой платины. Более активным катализатором при дегидрогенизации спиртов является платиновая чернь. Благодаря кислотоупорности и постоянству массы при прокаливании платина применяется для изготовления лабораторного оборудования, В этих целях используется технически чистая платина; изделия с повышенной механической прочностью изготовляют из сплава платины с добавками иридия (1-20 %), или родия (3,5 %), или меди (2–3 %). Для промышленных предприятий и лабораторий из платины и ее сплавов изготовляется следующая аппаратура: перегонные аппараты; внутренняя обкладка калориметрических бомб; тигли и крышки к калориметрическим бомбам чашки, ящики для сжигания; мундштуки, колпачки, мешалки; ложки, воронки, ведерки, конусы, цилиндры; электроды: проволока, лента и пластины; фильтры, металлические сетки; муфели, пинцеты, наконечники щипцов, гири для весов, шпатели, перфорированная жесть, треугольники, трубки, сосуды для выпаривания и осаждения; фильеры. Платиновые тигли применяются для разложения горных пород сплавлением с содой и разложения при помощи плавиковой кислоты; прокаливания испытываемого материала при высоких температурах (1100–1200 °C), при маркировочных анализах углеродистых и легированных сталей, анализах шлаков, силикатов руд и ферросплавов, цветных металлов и топлива; определения содержания кремния в победитовых смесях, вольфрамита, карбида вольфрама и т. д. Тигли используются также для определения свободного углерода в карбидах вольфрама и титана. При этом фильтрующим материалом служит слой асбестовых волокон, полученный пропусканием сквозь тигель суспензии этих волокон в воде. При отсасывании воды волокна собираются на дне тигля плотным слоем, удерживающим даже самые мелкокристаллические осадки. Платиновые чашки применяются для выпаривания растворов, содержащих плавиковую кислоту, а также содовых и кислых растворов, изготовления и очистки реактивов, разложения карбидов вольфрама и титана, победитовых смесей и вольфрамита плавиковой кислотой и т. д. Для изготовления изделий лабораторного оборудования (тигли, чаши, электроды, шпатели, мешалки, наконечники к щипцам и пинцетам, треугольники и пр.) применяется технически чистая платина. Иглы для точных инструментов (сонографов), зажигатели, диафрагмы для репродукции звуков, проектирующие экраны эталонов веса и длины, тонкие проволоки, хирургические и научные инструменты, ленты для измерения абсолютного излучения, экраны для пустотных трубок изготовляют из сплавов, содержащих платину, палладий, иридий, золото, серебро и другие металлы. Платина (в чистом виде или в сплаве с родием) является хорошим материалом для изготовления нагревателей, рассчитанных на температуру до 1300–1500 °С, имеющих высокие температуру плавления (1754 °C) и сопротивляемость окислению. Устойчивость платины и ее сплавов к высоким температурам и электропроводность обусловливают широкое применение их в пирометрии (термопары, термометры сопротивления и т. д.). Для предохранения от замыкания один из электродов термопары заключен в тонкостенные фарфоровые трубочки. Электроды термопары укреплены на зажимах, помещенных в головке термопары. В зависимости от арматуры, в которую заключены термопары, к их основным индексам добавляется характеристика, выраженная числовым обозначением (I, II и т. д.). В электропромышленности платина в сплаве с другими металлами применяется для изготовления контактов (магнето и реле разрядников свечей, авиационных моторов), вакуумных приборов, электропечей сопротивления (в сплаве с родием), термопар (в сплаве с родием, золотом, палладием, рением и др.), предохранителей точных электроприборов, игл для выжиганий, электродов (катоды и антикатоды для трубок рентгеновских лучей), ламп накаливания, наконечников громоотводов. Увеличивается применение платины в медицинских целях. Например, оказалось, что платина в определенных химических формах обладает способностью подавлять деление живых клеток. Открытие этого свойства в 1962 г. привело к созданию лекарств на основе платины для лечения некоторых форм рака. Такие лекарства с 1977 г. применяются в медицинской практике. Производятся они и в России (например, препарат дихлородиаминоплатина), причем нередко отечеcтвенные лекарства не только эффективны, но и в несколько раз дешевле зарубежных. Химически нейтральная, прочная, не вызывающая аллергических реакций, платина используется в качестве вживляемых в тело компонентов после или вместо операций на сердце для регулирования его работы. В хирургии платина применяется в виде наконечников приборов для прижигания (термокаутеры) и пневмоторакса, игл для введения туберкулина (в сплаве с иридием), игл шприцев и т. п, В стоматологии платину используют в виде сплавов для изготовления коронок, зубов, мостов, крючков, штифтов и др. Понятно, что, как и другие драгоценные металлы, платину следует экономить. Для этого существуют специальные технологии, Благодаря химической стойкости платиновых покрытий в ряде случаев вместо платиновых можно применять платинированные изделия. Это приемлемо для электродов, точных измерительных приборов, хирургических инструментов и т. д., в том числе и для ювелирных украшений. По строению и пористости платиновые осадки напоминают хромовые. При платинировании катодами служат медные листы, анодами – платиновые тонкие листы. Катод подвешивают между анодами на расстоянии 30 мм от каждого из них. В больших установках для уменьшения расхода платины на аноды рекомендуется впаивать в стеклянные трубки платиновую проволоку, к нижнему концу которой припаяны платиновые полоски размером 2x1x0,1 мм, а к верхнему концу – медная проволока, изолированная от электролита и служащая для подвода тока с анодных штанг. Наилучшими препаратами платиновых металлов для гальванических покрытий являются чистые металлы в виде губки или порошка. Общие статистические данные о промышленном применении платины на рубеже столетий свидетельствуют о следующем. В целом в 2000 г. наблюдался 80 %-й рост спроса на платину в промышленных целях, при этом наибольшее увеличение пришлось на сектор электротехники и стекольной промышленности, где наблюдался рост на 23 и 28 % соответственно. Несколько сократился спрос на платину в некоторых традиционных сферах: производстве азотной кислоты, удобрений, катализаторов для химической и нефтехимической промышленности. Но эта тенденция была в целом сбалансирована увеличением спроса в менее крупных областях применения, таких как изготовление свечей зажигания, сенсоров, медицинских приборов и фармацевтика. В настоящее время продолжается внедрение платиновой технологии в производство жестких компьютерных дисков, Магнитные слои, изготовленные из сплавов, содержащих платину, в настоящее время используются в более чем 90 % всех выпущенных жестких дисков, и ожидается, что эта цифра возрастет. В 2000 г. произошел резкий скачок производства высокоточного стекла для жидкокристаллических дисплеев (ЖКД). Технология ЖКД в настоящее время увеличивает свою долю на рынках компьютерных дисплеев и телевизоров, а также уже сейчас широко используется в небольших электронных изделиях, таких как электронные камеры и мобильные телефоны, Последовательное увеличение спроса на стекло ЖКД стимулировало строительство заводов для производства этого материала, Для изготовления стекла ЖКД используется платиново-родиевое оборудование, в связи с чем резко активизировалась закупка металла для этих областей применения, что в свою очередь привело к увеличению спроса на него в стекольной промышленности до 7,9 т. Помимо всего перечисленного, платину используют и для изготовления монет (в том числе памятных, юбилейных, коллекционных), а те в свою очередь обычно покупают в инвестиционных целях. Для этих же целей выпускают и приобретают платиновые слитки (большие и малые). В 2000 г. отмечено снижение закупок платиновых монет и небольших слитков. Особенно значительно упала реализация платиновых монет серии «Американский орел» Монетным двором США, меньше отчеканено австралийских «Коал» и канадских «Кленовых листов». В целом в 2000 г. нетто-продажи монет и небольших слитков сократились вдвое – до 1,4 т. На рынке Японии в 2000 г. позитивный спрос в секторе небольших инвестиционных слитков оказался намного больше реализации крупных платиновых слитков. Цена платины, выраженная в йенах, выросла до беспрецедентного для этой страны с 1990 г. уровня, что привело к продажам инвесторами слитков в объемах, в 3–4 раза превышавших закупки. Спрос на платиновые монеты и слитки для инвестиционных целей, тыс. унций Платина в слитках – это объект торговли на рынках драгоценных металлов. К таким слиткам предъявляются особые требования. Параметры международных слитков платины: масса слитка платины составляет от 32,150 до 192,904 тройских унций (от 1000 до 6000 г); чистота металла должна быть не ниже 999,5 доли химически чистого металла на 1000 долей лигатурной массы; в качестве обязательных отметок на слитке должны быть проставлены серийный номер, проба, литеры РТили PLATINUM, клеймо изготовителя, масса в граммах или тройских унциях; на слитке не должно быть пор, углублений и прочих недостатков; он должен быть удобен для переноски и складирования. В мире существуют три основных рынка металлов платиновой группы. 1. Лондонский рынок платины и палладия (ЛППМ), который находится в Лондоне и на котором котируются цены поставки и платежа на условиях «спот». На этом рынке участниками являются 10 основных трейдеров, а также ряд других. Дважды в день (в 9.45 и в 14.00) определяется справочная цена – фиксинг четырьмя трейдерами (известными как члены фиксинга), которые осуществляют контакт по телефону с другими трейдерами, потребителями и продавцами. Цена фиксинга – эта та цена, по которой общее количество металла, предлагаемое к продаже, равно общему количеству металла, который собираются закупить, т. е. предложение равно спросу. 2. Нью-Йоркская товарная биржа (Наймекс). На этом рынке брокеры торгуют лицом к лицу друг с другом через «пит» (яму). Цены котируются для форвардных поставок и платежей, что делает этот рынок основным для спекулянтов – они могут покупать или продавать металл без осуществления платежей или поставок при условии, что заключат обратную сделку до наступления срока исполнения контракта. 3. Токийская товарная биржа (ТОКОМ). Этот рынок действует так же, как Наймекс, Единая международная цена на МПГ отсутствует. Имеется целый ряд цен, котирующихся на различных рынках во всем мире, что обеспечивает торговлю металлами в течение 24 ч каждый рабочий день. Рынки других МПГ (родий, иридий, рутений и осмий) по объему гораздо меньше; на них работает небольшое количество трейдеров, и они публикуют свои собственные фирменные цены. Первостепенное внимание – вторичной платине Согласно статистике, все последние годы добытчики платины не могли полностью удовлетворить спрос на этот металл. И если в какой-то отдельный год ситуация изменится в лучшую сторону, это не будет означать, что с дефицитом покончено навсегда. Скорее всего с ним придется так или иначе бороться в будущем. Один из вариантов покрытия дефицита – наращивать вторичную добычу. У нее есть большие перспективы, как и в случае с золотом и серебром. Вторичное сырье, содержащее драгоценные металлы, весьма многообразно. Каждый вид его требует особой цепочки переработки исходя как из концентрации в сырье драгоценных металлов, так и целого ряда других факторов – комплексности, растворимости, загрязненности и т. д. Например, шламы азотной промышленности могут содержать до четырех металлов платиновой группы, разделение которых требует больше времени и затрат, чем, скажем, переработка сырья, содержащего только один ценный компонент. Катализаторы на основе нерастворимого оксида алюминия (фазы, в которую такие катализаторы переходят в случае нарушения температурного режима в процессе производства) образуют большие объемы шлаков, требующих дополнительной переработки; при использовании некоторых видов электронного лома необходимы значительные затраты для вывода отравляющих компонентов и т. д. Как видно, проблемы здесь есть, и достаточно серьезные. Однако на Западе с ними справляются достаточно успешно. Там получение драгоценных металлов из вторичного сырья организовано на высоком технологическом уровне, и ежегодное мировое производство только платины составляет 15 т, не считая других платиноидов и сотен тонн золота и серебра. Значительное количество платины в последние годы получают при переработке использованных автомобильных катализаторов: так, 470 тыс. унций получено в 2000 г. и еще больше (510 тыс. унций) в 2001 г., т. е, за два года около 30,5 т платины. Этим полезным и прибыльным делом занимаются в основном в Германии, меньше – в Англии, Голландии, Скандинавских странах, США. В незначительных количествах МПГ извлекались из отслуживших срок катализаторов, применяющихся в нефтеперерабатывающей отрасли, и электротехнических изделий. Весь вторичный металл был почти полностью использован в производстве фильтров-нейтрализаторов. В России возможности получения вторичной платины, конечно, есть. В разделах, посвященных золоту и серебру, уже говорилось, что на некоторых российских предприятиях (особенно выпускающих электронику и электротехнику) скопились немалые запасы драгоценных металлов, в том числе платины и других платиноидов. Упоминалось и о том, что наша армия может стать крупным поставщиком платины; там в боевых ракетах и электронной технике содержится несколько десятков тонн этого металла. Но все драгоценные приборы и оружие нужно собрать, доставить в необходимое место, определить содержание в них драгоценных металлов, переработать. Вот тут-то и начинаются проблемы, о которых тоже говорилось раньше. Достаточно, видимо, просто подчеркнуть, что складывающиеся в Российской Федерации условия делают производство драгоценных металлов из лома и отходов пока исключительно трудным видом бизнеса, и в результате получение вторичных драгоценных металлов в десятки раз отстает от потенциально возможного объема. Единственно, кто не боится трудностей (и последствий своей отваги), – это, как обычно, криминальные элементы. Берем только самые свежие факты – 2001–2002 гг. Было и такое… ХИЩЕНИЕ, ОПАСНОЕ ВДВОЙНЕ Агентство РИА «Новости» сообщает; с ракетного комплекса С-300 похитили электронные платы ради золота и платины. Сотрудники ФСБ но Дальневосточному военному округу провели операцию по задержанию в Биробиджанском гарнизоне солдата срочной службы и контрактника, а также двух гражданских лиц – жителей поселка Старый Аэропорт. По оперативным данным, в мае и июне 2001 г, они похитили со станции слежения и с ракетного комплекса С-300 электронные платы с целью извлечения содержавшихся в них золота и платины па общую сумму 800 тыс. руб. (по курсу на тот период сумма похищенного составила более 27 тыс. дола,). При проведении оперативных мероприятий все похищенное изъято. НАПАДЕНИЕ НА РЛС В Хабаровском крае сотрудниками милиции задержаны два преступника, совершившие разбойное нападение на военную радиолокационную станцию (РЛС), Их целью было хищение деталей, содержащих ценные металлы, передает «Интерфакс». По данным пресс-службы УВД края, ночью два нигде не работающих жителя села Лесное, 23 и 26 лет, перелезли через заграждение на территорию станции, напали на сотрудника военизированной охраны, избили его до потери сознания, после чего начали выламывать ломами детали и приборы, содержащие золото и платину. При всей перспективности вторичной добычи платины и других драгоценных металлов приходится констатировать: вряд ли в ближайшем будущем в России она будет налажена в должных объемах. Значит, поиски ответов на вопросы, связанные с вероятным ростом спроса, будут идти в других направлениях. Экономическое «итого» по платине Итак, в последние годы основной спрос на платину отмечен на рынке ювелирных изделий. Другим крупным потребителем платины является производство автомобильных катализаторов (фильтров-нейтрализаторов) выхлопных газов. Однако в данном сегменте произошло снижение потребления первичной платины и увеличение использования вторичного металла. Колебания спроса происходили как в ювелирной, так и в других отраслях и, естественно, отражались на цене металла. Так, производители фильтров-нейтрализаторов лишь с конца 70-х годов XX в. стали крупными потребителями платины, а до этого уровень цен на нее определялся ситуацией в производстве катализаторов для нефтеперерабатывающей промышленности. Подъемы и спады в ней приводили к тому, что цена то опускалась до очень низкого уровня – 90 долл. за тройскую унцию в конце 50-х годов, то поднималась до рекордного для того времени значения – 133 долл. за унцию в 60-х. Когда в конце 70-х годов автомобильная промышленность оказалась основным потребителем платиноидов, она стала определять цены на платину. В 1980 г. среднегодовая цена платины достигла рекордного уровня 677 долл. за унцию. После пика рынок платины впал в стагнацию, и цены опустились до 291 долл. за унцию. Однако в последующие годы произошли события, которые оказали противоречивое воздействие на развитие рынка платины. В 1986 г. цены на платину выросли сразу на 60 % – 461 долл. за тройскую унцию. Это было обусловлено как забастовкой рабочих южноафриканской компании «Импала Платинум Холдинг», так и ожиданием американских потребителей прекращения импорта платины из ЮАР, обусловленного задержкой принятия Конгрессом США резолюции по вопросам апартеида. Дальнейший рост цен продолжался до 1988 г… когда в декабре рынок платины пережил серьезный спад. Крупнейший в мире производитель автомобилей – компания «Форд Мотор» только анонсировала свою разработку автомобильного фильтра-нейтрализатора без использования платины, а цены на металл в тот же месяц упали на 20 %, и такая тенденция продолжалась около четырех лет. К 1992 г. среднегодовая цена составила 361 долл. за унцию – минимальный уровень начиная с 1986 г. Это было обусловлено массированным сбросом металла Россией, которая в то время испытывала острейшую потребность в валюте, а также драматическими социальными и политическими процессами в ЮАР, связанными с отменой апартеида. В последующие годы цена платины устойчиво держалась в диапазоне 373–425 долл. за унцию. Однако с конца 1999 г. в уровне цен на металл наметилась тенденция к повышению. К апрелю 2000 г. цена платины составила около 490 долл. за унцию. В конце 2001 г. она несколько снизилась – до 470 долл., а в начале 2002 г, цена снова стала расти и в марте – апреле временами достигала 520–550 долл. за унцию. В целом же эксперты ожидают, что среднегодовая цена на платину в 2002 г будет на уровне 460 долл. за унцию, жүктеу/скачать 5,03 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|