Металлы драгоценные

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.

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.