|  | ||||||
1,5.10-6 van de aardkost (tot 16 km diepte) bestaat uit palladium; het is het 70e element in rangorde van voorkomen.
Palladium wordt in gedegen toestand (als metaal) aangetroffen, fijn verdeeld tussen de mineralen. Het belangrijkste mineraal is stibiopalladiniet (Pd5Sb2). De meeste platinahoudende mineralen, zoals sperryliet (PtAs2) en nikkel- en koperertsen (bijv. nikkelmagneetkies) bevatten ook palladium.
De belangrijkste wingebieden liggen in Rusland (Oeral, Midden-Siberië), Zuid-Afrika (Transvaal), Canada (Sudbury), Japan, Australië, de Verenigde Staten van Amerika, Brazilië, Ethiopië en Santo Domingo.
De naam werd door de ontdekker afgeleid van de in het voorgaande jaar ontdekte planetoïde Pallas, die was genoemd naar de Griekse godin van de wijsheid Palladion of Pallas Athena.
Palladium werd in 1803 ontdekt in ruw platina door W.H. Wollaston. Hij verwijderde eerst (NH4)2PtCl6 uit het in koningswater opgeloste platina-erts en isoleerde vervolgens palladium uit de resterende oplossing.
Palladium werd bereid door het oplossen van ruw platina in koningswater. Na afdampen van de overmaat zuur, werd gasvormig HCN door de oplossing geleid. Het neergeslagen Pd(CN)4 werd verhit, waarna het verkregen materiaal met borax werd gesmolten, waarbij vrij zuiver palladium overbleef.
Palladium wordt gewonnen uit residu’s (anodeslib) bij de winning van platina, nikkel of goud. Het wordt bereid door deze producten te behandelen met koningswater en de verkregen oplossing daarna droog te dampen. Residu’s ruthenium, rhodium, iridium en zilver worden hierbij verwijderd. Aan de oplossing die H2PtCl6, H2PdCl4 en HAuCl4 kan bevatten, wordt ijzer(II)chloride (FeCl2) toegevoegd om goud te verwijderen. Vervolgens wordt ammoniumchloride toegevoegd, waardoor een neerslag van (NH4)2PtCl6 ontstaat. Het palladiumzout blijft in oplossing. Aan de verkregen oplossing wordt achtereenvolgens een overmaat ammonia en zoutzuur toegevoegd, waardoor een neerslag van Pd(NH3)2Cl2 ontstaat, waaruit - na zuivering - door verhitting palladium wordt verkregen. Ook kan worden gereduceerd met waterstof of hydrazine (N2H4):
2 Pd(NH3)2Cl2 + N2H4 → 2 Pd + 4 NH4Cl + N2
Voor het vrijmaken van palladium uit mengsels wordt meer en meer gebruik gemaakt van scheidingsmethoden als ionenwisseling en vloeistof-vloeistof-extractie.
De wereldproductie bedraagt ongeveer 175 ton per jaar, waarvan ongeveer 90 % in Rusland en Zuid-Afrika. Een belangrijk deel wordt hergebruikt.
Katalysator uitlaatgas
Hiervoor wordt zeer fijn verdeeld palladium gebruikt, dat een bijzonder groot oppervlak heeft. Palladium absorbeert zeer gemakkelijk gassen. De katalysator (palladium met een deel platina) wordt aangebracht op een keramische drager en zorgt ervoor dat niet verbrande koolwaterstoffen alsnog worden omgezet in koolstofdioxide en waterdamp:
CnHm + (n + ¼m) O2 → n CO2 + ½m H2O
Het grootste deel van de palladiumproductie wordt gebruikt voor de autokatalysator.
Waterstofscheiding
Zeer dunne palladiumfolie is doorlaatbaar voor waterstofgas. Door diffusie door dit folie kan ultrazuiver waterstofgas worden verkregen.
Palladium kan ongeveer 350 maal het eigen volume aan waterstofgas opnemen, in fijn verdeelde toestand ongeveer 1.000 maal en gesuspendeerd in water zelfs 12.000 maal. De mogelijkheid om palladium te gebruiken als ‘brandstoftank’ bij waterstofmotoren wordt onderzocht.
Met behulp van palladium kan waterstof worden verwijderd uit procesgassen. Bij de heersende temperaturen verbrandt het spontaan, waarbij palladium als katalysator optreedt. In plaats van zuiver palladium kan ook een legering met 25 % zilver worden gebruikt.
Tandheelkunde: kroon
Het materiaal van een kroon moet aan hoge eisen voldoen. Het moet hard zijn, mag niet corroderen, geen vergiftigingen veroorzaken, geen problemen opleveren door uitzetting bij het eten of drinken van warm of koud voedsel en moet esthetisch verantwoord zijn.
Voor kronen worden diverse legeringen gebruikt. Het palladiumgehalte is wisselend, bijvoorbeeld 45 % palladium, met koper en zilver (en weinig goud of platina) of 20 - 25 % palladium met 55 - 70 % zilver, koper, goud en - maximaal 1 % - zink.
Tot 1990 werd ruim 30 % van het geproduceerde palladium gebruikt in de tandheelkunde.
Onrusthorloge
De vitale onderdelen van dit type uurwerk worden met een laagje palladium corrosiebestendig gemaakt.
Sieraden
Voor het maken van sieraden en horloges wordt gebruik gemaakt van (legeringen van) palladium. Hieraan wordt ruthenium of rhodium toegevoegd om het metaal harder te maken.
Witgoud, dat in veel sieraden wordt toegepast, bevat palladium (ca. 4 %) en nikkel. Door het toevoegen van palladium verliest het goud zijn specifieke kleur.
Telefoonrelais
Vanwege de hoge corrosiebestendigheid wordt in telefoonrelais en in andere elektrische contacten, met name in de fijn-elektronica, gebruik gemaakt van een zeer dun laagje palladium. Ook andere zeer edele metalen worden hiervoor gebruikt.
Toepassingen als niet -ontleedbare stof (element) of als legering:
chirurgische instrumenten (met Ru, Rh of Ir)
condensatoren; hoogwaardige, voor computers en GSM’s
elektrische precisieweerstand (met Ag)
elektrode voor brandstofcel
folie (tot 0,1 mm)
gedrukte bedrading
geneeskunde: radiotherapie bij prostaatkanker (103Pd-implantaat)
hard soldeer (800 °C – 1.250 °C)
katalysator voor het harden van plantaardige vetten
katalysator in de petrochemie: katalytisch kraken, hydrogenering, dehydrogenering
smeltveiligheid voor ovens (tot 1.550 °C; zowel zuiver als met Au)
spindop in de textielindustrie
Toepassingen als ontleedbare stof (verbinding):
katalysator voor de oxidatie van etheen tot ethanol (Wacher-proces) PdCl2