پالادیوم، کاربردها و نحوه بازیابی پالادیوم

معرفی پالادیوم

پالادیوم یک عنصر شیمیایی با نماد شیمیایی Pd و عدد اتمی 46 است. این فلز کمیاب و درخشان نقره‌ای مایل به سفید است که در سال 1803 توسط ویلیام هاید ولاستون کشف شد. او آن را برگرفته از سیارک پالاس نامگذاری کرد، که خود برگرفته از لقب الهه یونانی آتنا بود که هنگام کشتن پالاس توسط او به دست آمد.

کاربردهای پالادیوم

بیش از نیمی از عرضه این فلز، همراه با همنوع خود پلاتینیوم، به مبدل‌های کاتالیزوری می‌رود که تا 90 درصد از گازهای مضر خروجی اگزوز خودرو (هیدروکربن‌ها، مونوکسید کربن و دی اکسید نیتروژن) را به مواد کم‌ضرر (نیتروژن، کربن) تبدیل می‌کند. دی اکسید و بخار آب).
پالادیوم همچنین در الکترونیک، دندانپزشکی، پزشکی، تصفیه هیدروژن، کاربردهای شیمیایی و تصفیه آب های زیرزمینی استفاده می شود. این فلز نقش کلیدی در فناوری مورد استفاده برای سلول های سوختی ایفا می کند که هیدروژن و اکسیژن را برای تولید برق، گرما و آب ترکیب می کنند.
پالادیم یک فلز نرم و سفید نقره ای است که شبیه پلاتین است. کمترین چگالی و کمترین نقطه ذوب فلزات گروه پلاتین را دارد. هنگام گرما نرم و انعطاف پذیر است و در هنگام کار سرد استحکام و سختی آن را بسیار افزایش می دهد.

ذخایر سنگ پالادیوم و سایر فلزات گروه پلاتین کمیاب هستند و گسترده ترین ذخایر در کمربند نوریتی مجتمع آذرین بوشولد که حوضه ترانسوال در آفریقای جنوبی را پوشش می دهد، مجتمع استیل واتر در مونتانا، ایالات متحده، منطقه خلیج تندر انتاریو یافت شده است. ، کانادا و مجتمع نوریلسک در روسیه.

بازیافت پالادیم همچنین منبع دیگر است که عمدتاً از مبدل های کاتالیزوری ضایعاتی استخراج می شود. کاربردهای متعدد و منابع عرضه محدود پالادیم منجر به جذب سرمایه گذاری قابل توجهی در این فلز شده است.

واکنش پالادیوم با اسیدها:

پالادیوم به آرامی در اسیدهای سولفوریک، نیتریک و هیدروکلریک حل می شود. با این حال، به سرعت و به طور موثر در تیزاب سلطانی در دمای اتاق حل می شود. این فلز همچنین در دمای معمولی با اکسیژن واکنش نمی دهد (و بنابراین در هوا کدر نمی شود). وقتی پالادیم تا دمای 800 درجه سانتیگراد گرم شود، لایه ای از اکسید پالادیم (II) (PdO) تولید می کند و در یک جو مرطوب حاوی گوگرد کمی کدر می شود.
امروزه بیشترین کاربرد این فلز در مبدل های کاتالیزوری است. پالادیوم همچنین در جواهرات، در دندانپزشکی، ساعت سازی، در نوارهای تست قند خون، در شمع های هواپیما و در تولید ابزار جراحی و کانکتورهای الکتریکی استفاده می شود.

شمش پالادیوم دارای کدهای ارز ISO XPD و 964 است. پالادیم یکی از چهار فلزی است که دارای چنین کدهایی هستند، بقیه مربوط به طلا، نقره و پلاتین هستند.

پالادیوم به عنوان کاتالیزور

وقتی پالادیوم به خوبی روی سطح پخش می شود، مانند پالادیم روی کربن، پالادیم یک کاتالیزور همه کاره را تشکیل می دهد و واکنش های هیدروژناسیون و هیدروژن زدایی سرعت می بخشد.

پالادیم هنگامی که بر روی مواد رسانا پراکنده می شود، ثابت می کند که یک الکتروکاتالیست عالی برای اکسیداسیون الکل های اولیه در محیط های قلیایی است.

پالادیوم در قطعات الکترونیکی

دومین کاربرد عمده در الکترونیک در ساخت خازن های سرامیکی چند لایه است که در آن از پالادیم (و آلیاژهای پالادیوم نقره) به عنوان الکترود استفاده می شود. پالادیم (گاهی اوقات آلیاژ شده با نیکل) در آبکاری اتصالات در لوازم الکترونیکی مصرفی استفاده می شود.

همچنین در آبکاری قطعات الکترونیکی و در مواد لحیم کاری استفاده می شود.

پالادیم در فناوری

هیدروژن به راحتی از طریق پالادیوم گرم شده پخش می شود. بنابراین، وسیله ای برای تصفیه گاز فراهم می کند. بنابراین راکتورهای غشایی با غشاهای Pd برای تولید هیدروژن با خلوص بالا استفاده می‌شوند. پالادیم بخشی از الکترود پالادییوم هیدروژن در مطالعات الکتروشیمیایی است. پالادیوم (II) کلرید می تواند مقادیر زیادی گاز مونوکسید کربن را اکسید کند و در آشکارسازهای مونوکسید کربن استفاده می شود.

پالادییم در ذخیره سازی هیدروژن

پالادیم در دمای اتاق به راحتی هیدروژن را جذب می کند و هیدرید پالادیوم را تشکیل می دهد. در حالی که این ویژگی برای بسیاری از فلزات واسطه مشترک است، پالادیم به دلیل ظرفیت جذب بالا منحصر به فرد است و به این دلیل که تا مقادیر x بالا شکل پذیری خود را از دست نمی دهد. این ویژگی برای طراحی یک ماده ذخیره سازی هیدروژن کارآمد و در عین حال ارزان مورد بررسی قرار گرفته است (خود پالادیوم برای این منظور بسیار گران است).

پالادیم در جواهر سازی

پالادییم از سال 1939 به عنوان یک فلز گرانبها در جواهرات به عنوان جایگزینی برای پلاتین برای ساخت طلای سفید استفاده شده است. این استفاده ناشی از رنگ طبیعی سفید پالادیوم بود که نیازی به آبکاری رودیوم نداشت. پالادیوم نسبتاً سبکتر از پلاتین است.

مانند طلا، پالادیم را می توان به شکل برگ نازکی به ضخامت 100 نانومتر (1/250000 اینچ) تبدیل کرد. برخلاف پلاتین، پالادیوم ممکن است پس از حرارت دادن به دمای بالای 400 درجه سانتیگراد (752 درجه فارنهایت) تغییر رنگ دهد. نسبتا شکننده است و با اسیدهای قوی مانند اسید نیتریک واکنش نشان می دهد.
پالادیم یکی از سه فلز محبوبی است که برای ساخت آلیاژهای طلای سفید استفاده می شود (نیکل و نقره رایج ترین آنها هستند). پالادیم-طلا آلیاژ گران‌تری نسبت به نیکل-طلا است، اما به ندرت باعث واکنش‌های آلرژیک می‌شود.
هنگامی که پلاتین در طول جنگ جهانی دوم به عنوان یک منبع استراتژیک دولتی اعلام شد، بسیاری از باندهای جواهرات از پالادیوم ساخته شدند. تا سپتامبر 2001، پالادییوم گرانتر از پلاتین بود و به ندرت در جواهرات استفاده می شد، همچنین به دلیل موانع فنی ریخته گری. با این حال، مشکل ریخته گری حل شده و استفاده از آن در جواهرات افزایش یافته است.
قبل از سال 2004، کاربرد اصلی پالادیم در جواهرات، ساخت طلای سفید بود. در اوایل سال 2004، زمانی که قیمت طلا و پلاتین به شدت افزایش یافت، چین شروع به ساخت حجم قابل توجهی از جواهرات پالادییوم کرد و در سال 2005 از 37 تن پالادیم برای این منظور استفاده کرد. تغییرات قیمت نسبی بین پالادیم و پلاتین پس از سال 2008 باعث کاهش مجدد تقاضا برای پالادیوم شد.

تست پالادیوم در محلول اسیدی:

برای تست پالادیوم در محلول های اسیدی می توانید از محلول استاندارد DMG استفاده کنید. محلول معمول محلول 1 درصد dmg است. علاوه بر پالادییم نیکل نیز با dmg شناسایی می شود.

بازیابی پالادیوم از محلول های اسیدی:

برای بازیابی پالادیوم از محلول های اسیدی dmg یک احیا کننده ی اختصاصی است. پس از اضافه کردن dmg به محلول اسیدی حاوی پالادیم نمک زرد قناری رنگ پالادیوم ته نشین می شود سپس پس از تبدیل به فلز با استفاده از اسید فرمیک، هیدرازین و یا تفت دادن در دمای 400 درجه آن را ذوب می کنیم.