一、钯金属简介
钯是一种软银白色的稀有贵金属,具有独特的物化性能和高催化活性,被广泛应用于高科技领域、汽车工业、电子工业等。钯金是六种铂族金属中密度最小的,也是熔点最低的。海绵钯是钯金的主要生产形式,纯度为99.95%的钯金是伦敦铂钯市场和纽约商品交易所期货市场的基础。钯锭和海绵钯的国家标准分别规定了钯锭和海绵钯的分类、技术要求、试验方法等。根据钯的含量不同,钯金分为纯钯和钯合金。纯钯具有很高的化学稳定性和耐腐蚀性,被广泛应用于现代化工、电子、医疗和石油开采等领域。钯合金是将钯与其他金属合金化制成,常用于珠宝、手表、针眼、化学反应器等领域。
二、钯的用途
钯金和铂金在多个领域有着密切的应用关系,尤其在催化剂和贵金属市场中,往往互为补充。钯金由于成本较低,广泛应用于汽油车催化剂,而铂金则在柴油车和混合动力车中占据主导地位。工业催化方面,铂金具有不可替代的地位,广泛应用于氢能制备和石油化工,而钯金则因性价比高,主要用于氢化反应和燃料电池。投资属性方面,铂金适合长期保值投资,具有较强的保值性;钯金则因价格波动较大,受地缘政治影响显著,且投机需求较多。
(一)钯金的应用
钯金具有独特的物化性能和高催化活性,应用广泛,被多国列为战略金属。主要应用领域包括:高科技领域(航天、航空等)、汽车工业(三元催化剂)、电子工业(集成电路、半导体器件等)、化学工业(合成氨、合成甲醇等)、医疗领域(放射性同位素发生器)、珠宝首饰、航空航天领域等。
(二)钯合金的应用
钯合金是指以钯为基加入其它元素组成的合金,主要合金系有Pd-Au合金、Pd-Ag合金、Pd-Ir合金、Pd-C合金、Pd-Pt合金、Pd-Ni合金等。主要用途包括:化工器皿、电气触点、可熔保险器、焊料、光学仪器耐蚀零件、表壳、强电流电气触点、电接触点、电阻器、催化剂、人造纤维喷丝头、可熔保险丝、燃料电池电极、恒弹性材料等。钯银系合金被广泛应用于氢气净化及氢气探测材料、电触点材料、电阻温度系数低的电阻器等领域。
三、钯生产工艺
钯的开采与提炼是一个漫长且复杂的流程,主要存在于镍、铜等矿石中。钯的生产方法大致可以分为两步,首先进行富集,得到铂族金属合金;再进行分离、提纯才能得到钯。目前,Fe-PGMs深度富集技术包括:雾化-酸解法、碱熔-浸出法、碎化-酸解法、吹氧法、电解法。分离、提纯钯的方法有电解法、氯化法、干法制造。
(一)钯的开采与提炼
钯的开采与提炼主要来自地下矿山,露天矿山的开采量不到20%。开采出的矿石经过碾碎和研磨,然后进行泡沫浮选,最后在熔炉里经过干燥和再加工,然后进入温度可高达1500°C的加热炉中加热,最终通过萃取提纯铂族金属得到钯金。
(二)铂族金属的富集方法
目前,Fe-PGMs深度富集技术包括:雾化-酸解法、碱熔-浸出法、碎化-酸解法、吹氧法、电解法。
(三)分离、提纯钯
分离、提纯钯的方法有电解法、氯化法、干法制造。
四、废料提取钯
废钯催化剂的提炼钯方法包括焙烧浸出法、离子交换法、湿法铁置换法。以氧化铝为载体的废钯催化剂的提炼钯流程包括焙烧、水合肼还原、王水溶解、赶硝、调氨、水合肼还原、海绵钯精制等步骤。
五、钯生产成本
钯金属产业链的上游为铂族金属采矿、冶炼企业,中游为铂族金属加工,产品主要为铂族金属化合物以及相关催化剂,应用在汽车、化工等领域,铂族金属回收位于产业最尾端,回收废弃的铂族金属重新加工利用。钯和其他铂族金属的矿藏相当稀少,主要分布于南非、美国、加拿大和俄罗斯。钯的生产成本主要包括开采成本、提炼成本、加工成本。对于开采成本,钯金主要产自南非、俄罗斯、加拿大等地,采用的方法也有差异。总体来说,采矿成本一般在每盎司200-400美元之间。对于提炼成本,一般来说,提炼成本在每盎司350-650美元之间。对于加工成本,一般来说,加工成本在每盎司150-250美元之间。电力成本将是未来几个月钯生产投入成本上升的重要驱动因素。南非国家能源管理局批准从今年4月初开始将直接用户的电价上调12.74%,电费上涨正在推高南非矿业公司的投入成本,2024年4月份生产成本上升了7.2%。综合来看,钯金的生产成本通常在每盎司1000美元左右。