Иван Алексеев - Металлы драгоценные

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.

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.