Металлы драгоценные

Pt850/Pd — еще один палладиевый сплав, применяемый в Японии главным образом для производства цепочек.

Использование японскими ювелирами сплавов палладия имеет исторические корни. Японские ремесленники традиционно привыкли к палладиевым сплавам, для работы с которыми приспособлены все установки и машинное оборудование.

Pt950/Co (платина, кобальт). Очень прочный сплав, считающийся лучшим для платинового литья, в том числе для изготовления цепочек с применением толстой и тонкой проволоки. Платина 950/кобальт – ферромагнетик. Окисляется при температуре около 1000 °C до серовато-синего цвета. Его легко спаять с платиновыми припоями. Клеймению подвергается во всех странах,

Сплав Pt960/Cu (платина, медь) используется главным образом в Германии, а также в некоторых других европейских странах и Гонконге. Универсальный упругий сплав, который можно сварить и спаять.

Сплав Pt950/Co/Cu (платина, кобальт, медь) был разработан фирмой Engelhard-СLAL для соединения текучести кобальта и упругости меди. Универсальный сплав для литья, формовки и машинной обработки; может быть сварен и спаян.

Существуют специальные платиновые сплавы, поддающиеся тепловой обработке, но изобретатели не раскрывают их состав, Обычно в их основе лежит сочетание галлия и индия, Например, Pt950/15ln/30Ga — жесткий, эластичный сплав, который может использоваться для литья, особенно в производстве фурнитуры. Подвергаясь пайке и сварке, он не теряет своих качеств.

Сплав Pt950/W (платина, вольфрам) характеризуется высокой пружинистостью, очень жесткий и эластичный, может быть сварен и спаян для создания эластичных деталей на драгоценностях (например, шпунты для блокировки застежки браслета). Имеет глубокий цвет и хорошо полируется.

Прошлый век в целом был весьма благоприятен для ювелирной платины, хотя отмечались и негативные моменты. В 20-х годах она была широко востребована в Европе, но во время Второй мировой войны исчезла из своей главной сферы, так как была объявлена стратегическим материалом.

Послевоенное возрождение платины началось в Германии, где ювелирные изделия из нее завоевали сектор дорогостоящей продукции германского рынка: она шла на эксклюзивные изделия и особенно на обручальные кольца.

Итальянские ювелиры начали экспериментировать с платиной в 1980-х гг., комбинируя ее с золотом. Там платина тоже получила широкое распространение как материал для обручальных и свадебных колец и изделий, приобретаемых, чтобы отметить памятные события в жизни.

Конец века в целом стал триумфальным для платины: спрос неуклонно рос, и сейчас ювелирная сфера потребляет около 50 % предлагаемого металла. Однако накануне нового столетия в некоторых регионах произошло снижение этих показателей.

Сокращение производства ювелирных изделий в Японии привело к первому падению в этом секторе в 1983 г. Рост рециклирования старых ювелирных изделий в совокупности с такими факторами, как потеря части рынка в пользу белого золота, а также более дешевых изделий, привели к сокращению спроса на платину на 20 %. И все-таки в Японии платина остается металлом, которому потребители отдают свое предпочтение. В этой стране платина получила распространение в качестве ювелирного материала еще в XIX в. и остается популярной до сегодняшнего дня. Потеря доли рынка была почти исключительно в пользу белого золота, что указывает на сохранение в Японии моды на ювелирные изделия из белого металла,

Сокращение спроса на платину со стороны ювелиров было большим, чем снижение реализации ювелирных изделий, Сложная система оптовых и розничных продаж в Японии позволила в период стагнации экономики в последние годы снизить объемы складских запасов. Представляется вероятным, что в условиях высокой цены на платину в 2000 г. и при негативных прогнозах развития японской экономики ряд фирм, имеющих запасы старых ювелирных изделий, направили эту продукцию на переплавку.

Но факт остается фактом: Япония уступила позиции крупнейшего рынка ювелирных изделий Китаю, который продемонстрировал необыкновенно высокие темпы роста. Спрос здесь впервые превысил 1 млн тройских унций (31,1 т). Интерес китайских потребителей к платиновым ювелирным изделиям возрастает, но во второй половине 2000 г. наметился ряд трудностей. Надбавка к цене на платиновые ювелирные изделия в Китае ниже, чем на большинстве других рынков. По мере роста цены на платину в течение года розничные цены не успевали за ним, в связи с чем сократились прибыли производителей и оптовиков. Помимо этого наблюдался всплеск активности китайских налоговых органов, которые проводили расследования неуплаты импортных и местных налогов на многие товары, включая ювелирные изделия, что привело к сокращению многими производителями (хотя и временно) своей деятельности.

Рост спроса, но в несколько меньших размерах, отмечен в США. В 20-е годы прошедшего столетия Соединенные Штаты были крупнейшим потребителем ювелирной платины. В настоящее время платиновые ювелирные изделия в США переживают период ренессанса. Теперь супружеские пары нередко выбирают обручальные кольца из платины, а многие американцы покупают платиновые украшения, чтобы отметить знаменательные события в своей жизни. Потребление дорогих ювелирных изделий из платины выросло в США также вследствие укрепления экономики в течение большей части 2000 г., а также благодаря сохранению моды на ювелирные изделия из белого металла. Спрос на платиновые ювелирные изделия по-прежнему остается сконцентрированным в секторе обручальных колец. В то же время значительны объемы импорта легких платиновых цепочек, что привело к конкуренции местных производителей в этом сегменте рынка.

Постоянен рост производства платиновых ювелирных изделий и в других регионах, В Европе наибольшее увеличение спроса на платину в 2000 г, произошло на рынке Великобритании, где объем платиновых ювелирных изделий, представленных для клеймения, вырос на 28 %. Как и на многих других прогрессирующих рынках, сектор обручальных колец Великобритании явился первым сегментом, где отмечен значительный рост. Однако ряд розничных продавцов начали предлагать другие изделия платиновой ювелирной продукции, например легкие цепочки, импортированные из Италии.

Развиваются рынки Таиланда, Индии и других азиатских стран, которые в последние 30 лет были главными потребителями платиновых украшений.

Спрос на платину в ювелирной отрасли, тыс. унций

По мнению большинства специалистов, ситуация на ювелирном рынке практически всех стран по-прежнему складывается в пользу платины; некоторые считают, что в ювелирной сфере XXI столетие будет веком платины.

Стопроцентной уверенности в этом нет. Но в любом случае интерес к платине останется высоким.

С платиной связаны многие сферы

В подтверждение этого приведем следующие данные по последнему году прошлого столетия.

Общий объем потребления платины в 2000 г. составил 191 т, которые по отраслям распределились следующим образом: ювелирные изделия – 48 %, автомобильные нейтрализаторы – 29 %, электроника – 8 %., химия и нефтехимия – 6 %. прочее – 9 %.

Одна из крупнейших сфер потребления – производство автомобильных фильтров-нейтрализаторов. Она считается довольно молодой и в свое время была вызвана к жизни заботой об экологии.

Выхлопные газы автомобилей относят к числу главных загрязнителей воздуха, которым мы дышим. Серьезная борьба с ними началась в 1975 г., когда в США и Японии в законодательном порядке стали устанавливать очистители выхлопных газов (так называемые нейтрализаторы, или автомобильные катализаторы) сперва на легковые, затем и на другие автомобили.

Инициатива была подхвачена другими странами (в 1987 г. – Южная Корея, 1989-м – Мексика, 1993-м – страны Европейского союза, через год – Бразилия; Россия пока выжидает, а точнее, не готова). Сейчас примерно три четверти продаваемых в мире автомобилей оборудуются такими устройствами. Они эффективно снижают уровень загрязнения воздуха (по некоторым вредным газам до 90 %). Для изготовления таких катализаторов требуются большие объемы платиноидов. На первых порах для этих целей использовалась в основном платина. Потом ее стали заменять для экономии палладием и родием, правда, экономии не получилось, так как из-за большого спроса на палладий цена на него поднялась до невероятных значений,В последние годы прошлого века в этой отрасли наблюдался достаточно устойчивый спрос на платину, а в 2000 г. в автомобильной промышленности впервые с 1996 г. отмечен рост спроса на платину, и производители автомобилей увеличили закупки ее на 7,2 т, доведя их до 57,2 т. Еще большим спрос оказался в 2001 г.

Спрос на платину в производстве автомобильных катализаторов, тыс. унций

Значительное увеличение закупок платины объясняется ростом продаж дизельных автомобилей в Европе и необходимостью установки катализаторов с более высокими вложениями металла для выполнения требований стандарта Евро-lit. Эти требования вступили в силу для новых моделей автомобилей с января 2000 г., а в 2001 г, планировалось их распространение на все вновь выпущенные автомобили. Ожидается, что произойдет дальнейший рост спроса по мере увеличения покупок европейскими потребителями современных, эффективных в отношении потребления топлива автомобилей с дизельными двигателями.

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.