Рассказ о самых стойких - Локерман Аркадий Александрович (прочитать книгу .txt) 📗
Благодаря высокой энергии поверхностных электронов, катализаторы при соприкосновении с другими веществами вступают в мгновенные взаимодействия, разрывают их молекулы и тут же восстанавливают свой состав (такие взаимодействия называют промежуточными).
Каталитические свойства наиболее ярко проявлены у d-элементов; среди них платина резко выделяется широтой энергетического спектра атомов и разнообразием их позиций, что и определяет се замечательную активность при самых разнообразных процессах.
У многих других катализаторов, в том числе и у платиноидов, эти качества проявлены более узко, что и обусловливает избирательность их каталитического воздействия.
Далеко еще не все особенности платиноидов получили свое объяснение, в их числе феноменальная способность рутения и палладия сорбировать водород (до 1500 кубических сантиметров его в одном кубическом сантиметре), но в целом успехи в познании платиновых металлов очень велики и значительно расширили возможности рационального их использования.
В НАШИ ДНИ
Платиновые металлы существуют теперь, можно сказать, в трех ипостасях: они — сокровища (по мнению людей дальновидных, более надежные, чем золото!), они-труженики (незаменимые во многих областях техники!) и они «стратегический резерв» (всевозрастающий!).
Поэтому их бережно хранят, неохотно расходуют и публикуемые о них сведения неполны и нередко противоречивы.
Мировое потребление платиновых металлов, например, за 1975 год канадские и английские горные журналы оценивают в 150–200 тонн (из них около 30 тонн получено за счет вторичной переработки изделий, а остальное из недр). Как доказательство надежности этих цифр, а также для характеристики «кто есть кто» на современном платиновом рынке, в этих журналах приведены данные международных аукционов. Всего было куплено в 1975 году (в тоннах): 175, в том числе платины-105, палладия-51, остальных платиноидов-17. Больше всех купила Япония-64,1, за ней следуют США-51,6, ФРГ-22,2, Швейцария-11,2, Нидерланды-8,3, Франция-7,5, Великобритания — 6, прочие страны — около 2.
Среди продавцов на капиталистическом рынке господствует ЮАР-до 100 тонн в год, за ней следует Канада-до 15 тонн в год, а все остальные (США, Колумбия, Перу и другие) — всего сотни килограммов.
И в последующие годы ситуация на рынке сохранялась примерно в таком же виде, с той же иерархией продавцов и покупателей. В целом же рост потребления платиновых металлов в капиталистическом мире происходит примерно на 5 процентов в год, причем тенденция является устойчивой, за последние полвека добыча их возросла раз в тридцать, далеко опередив по темпам роста добычу большинства других полезных ископаемых (например, добычу золота за тот же период удалось увеличить лишь в 2–3 раза). Успех в отношении платиновых металлов обусловлен освоением крупных платформенных месторождений; рост добычи сопровождался и существенным изменением цен.
По данным «Канадского горного журнала» (№ 2, 1977), рыночные цены в 1976 году колебались в таких пределах-в долларах США за 1 унцию (31,1 грамма): золото 101–137, платина 162–180, палладий 50–60, родий 300–450, иридий 300–400 (в предшествующем году иридий стоил 600 долларов).
Соотношение — платина дороже золота примерно в полтора раза установилось после второй мировой войны и сохраняется довольно устойчиво, сами же цены на драгоценные металлы неудержимо растут. В начале 1980 года за унцию золота на биржах капиталистических стран уже платили по 500 долларов, а платина впервые превысила 700-долларовый рубеж (соответственно взлетели цены и на все платиноиды).
Как показывают биржевые бюллетени, платиновые металлы устойчиво остаются в числе дефицитных, и запасы у продавцов обычно не превышают полугодовой потребности, а спрос нередко превышает предложение. Это, впрочем, не всегда обусловлено реальными экономическими потребностями. Так, в 1976 году управление чрезвычайной готовности США внезапно увеличило свой запас платины с 14 до 41 тонны, а палладия с 39 до 76 тонн.
В связи с финансовыми бурями, сотрясающими экономику капиталистических стран, получили известность слова английского финансиста Бутби о том, что большинство людей больше не верит ни во что, а остальные верят только в драгоценные металлы. И запас их, лежащий мертвым грузом в хранилищах банков, неуклонно растет. Данные о количестве платиновых металлов, хранимых как сокровища, очень противоречивы. Более подробная информация имеется о промышленном использовании этих металлов. Если, например для Японии и Швейцарии характерна узкая специализация — использование платины главным образом для ювелирных изделий и приборостроения, то для США, ФРГ, Франции и некоторых других стран характерен широкий и весьма изменчивый спектр применений. В 1973 году в США расход платины (21 тонна) по отраслям промышленности распределялся так: (в процентах) химическая-35, нефтеперерабатывающая- 18, электротехническая — 17, стекольная — 11, автомобильная — 10, медицинская — 4, ювелирная — 3, прочие — 2.
Использование палладия достигло тогда рекордной величины — 32 тонн, и в дело пошли запасы этого металла, цена на него взлетела.
А спустя три года картина изменилась так: платины израсходовали на 6 тонн больше, и главным потребителем — более 50 процентов! — стала автомобильная промышленность. Несколько увеличился расход платины в стекольной промышленности, прежний уровень сохранился в электротехнической, а в химической и нефтеперерабатывающей снизили расход платины почти вдвое за счет применения рениево-платиновых катализаторов и других усовершенствований.
Технический прогресс обусловил и быстрое затухание палладиевого «бума», взамен электромеханических переключателей распространение получили электронные; был создан серебро-палладиевый сплав, обеспечивающий надежную работу контактов при малом расходе палладия. В результате всего этого расход палладия снизился в США с 32 тонн в 1973 году до 19,4 тонны в 1976-м, а в Японии-с 16,2 до 6 тонн, и угроза палладиевого голода была устранена. В дальнейшем спрос на палладий снова начал возрастать главным образом в связи с более широким использованием его в каталитических процессах.
Примерно так же меняется спрос и на другие платиновые металлы, но общая тенденция сохраняется- всех их требуется все больше и более высокого качества. Характерная черта наших дней-огромная потребность на аванпостах техники в чистых материалах. Их подразделяют на технически чистые, содержащие не менее 99,9 процента основного вещества, химически чистые, в которых его 99,99 процента, и особо чистые у которых три девятки после запятой. Платиновые металлы выпускают в соответствии с этими стандартами платину и палладий — пластичные, легкодеформируемые — в виде слитков, размером 100х65х35 миллиметров, а все остальные — в виде порошка, с размером зерен до 1 миллиметра. Для всех сортов обязательным является равномерное распределение примесей, потому что концентрация, например, кремния, превышающая 0,005 процента, приводит к хрупкому разрушению платины в напряженных термодинамических условиях работы.
Получение особо чистых платиноидов (методом зонной плавки) замечательное достижение, оно открыло возможность познать подлинные их свойства. В монокристаллах даже самый труднодеформируемый металл — рутений становится пластичным, принимает любую форму.
Чемпионы среди катализаторов. В стремлении ускорить химические процессы, расширить их возможности все глубже изучают и шире используют каталитические свойства различных веществ. Катализ теперь — ведущий метод химической технологии. Подсчитано, что более трехсот важных процессов осуществляется в промышленности с его помощью и в год расходуются более 800 тысяч тонн различных катализаторов. Среди них платина (по количеству) на одном из последних мест, но качественные ее показатели так высоки, что она бессменный чемпион-долгожитель. На ее применении базируется технология самых «многотоннажных» и трудных химических производств. Нет нужды перечислять все ее заслуги, ограничимся тремя: платина спасает человечество от азотного и углеводородного голода, она защищает от деятельности «маленьких вулканов»- опасного творения нашего века. Поясним это.
