Palladium

Von allen Platingruppenelementen ist Palladium das mit der geringsten Dichte, dem niedrigsten Schmelzpunkt und der höchsten Reaktionsfreudigkeit. Bei Raumtemperatur läuft Palladium an der Luft nicht an, aber ab 400 °C bildet sich eine dünne Palladium-Oxidschicht, die sich oberhalb von 800 °C zersetzt. Palladium lässt sich sehr gut umformen und zum Beispiel zu dünnen Folien walzen, allerdings wird es zum größten Teil mit anderen Metallen legiert. Die herausragende Eigenschaft des reinen Palladiums ist das enorme Speichervermögen für Wasserstoff. Es kann mehr als das 1000-fache des eigenen Volumens aufnehmen. Diese Besonderheit macht es attraktiv als Speicher- und Reinigungsmedium von Wasserstoff. Als Katalysator für chemische Reaktionen, besonders unter Beteiligung von Wasserstoff, findet Palladium heute die bei weitem größte Verwendung. Bedingt durch seine Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit weist Palladium gute elektrische Kontakteigenschaften auf. In Verbindungen hat Palladium normalerweise die Wertigkeit +2, obwohl die Oxidationsstufen 0, +3 und +4 auch vorkommen.

Ähnlich Platin findet sich Palladium vergesellschaftet mit anderen Edelmetallen in Nickel- / Kupfersulfid-Erzen. Wichtigste Lagerstätten sind hier die Nickelvorkommen im Ural / Russland (40-45 % der Weltförderung), sowie der Bushveld Complex in Südafrika (ca. 40 %) und nordamerikanische Minen in USA (Stillwater) und Kanada. Während das Verhältnis Platin / Palladium in den Vorkommen in Südafrika bei etwa 3:1 liegt, ist dies bei den russischen und nordamerikanischen Vorkommen mit einem Palladiumüberschuss von 2,5-4 bezogen auf Platin umgekehrt. Die im Erz als Chalkogenide oder in Legierung vorliegenden Edelmetalle werden in einem aufwändigen Prozess aus Schweretrennung, Flotation, Verschlackung im Schmelzofen (Smelter) und anschließend durch Verblasen im Konverter in der Matte angereichert. Nach schwefelsaurem Laugen der Matte erhält man ein Edelmetallkonzentrat. Vor Trennung der einzelnen Edelmetalle wird dieses Konzentrat oxidativ in Salzsäure gelöst und nachfolgenden selektiven Prozessschritten, wie zum Beispiel Umfällungen, Ionenaustausch oder Solventextraktion unterzogen. Nach einem reduzierenden Verfahrensschritt erfolgt die Endbearbeitung im Wasserstoffstrom zum reinen Metallschwamm. Wichtige, sekundäre Quellen für die Palladiumgewinnung bestehen im Recycling von geträgerten, palladiumhaltigen Katalysatoren, wie Abgas- oder Industriekatalysatoren. Diese werden bei Heraeus schwerpunktmäßig in Deutschland und den USA bearbeitet.

Der weitaus überwiegende Teil des Palladiums wird für Abgaskatalysatoren und Dieselpartikelfilter in der Automobilindustrie sowie Katalysatoren für Hydrier- / Dehydrierprozesse eingesetzt. Der zweitgrößte Bereich ist die Elektronik und Elektrotechnik, wofür Heraeus elektrisch leitfähige Pasten oder galvanische Leiterbahnen mit Palladium anbietet. Heraeus liefert vielfältige elektrische Kontakte aus Palladium-Silber-Legierungen, die gegenüber Silber deutlich verbesserte Kontakteigenschaften unter schwefelhaltiger Atmosphäre aufweisen. Schleifende Kontakte von Heraeus basieren auf federharten Palladium-Legierungen, die wesentlich kostengünstiger als Gold-Legierungen sind. Palladium-Legierungen sind auch als Schmuckmaterial bekannt, zum Beispiel als Weißgold mit 15-40 % Palladium-Anteil. Eher zurückgehende Verwendung haben palladiumhaltige Dentallegierungen, die die gute Korrosionsbeständigkeit und den verhältnismäßig niedrigen Schmelzpunkt nutzen. Besonders für zukünftige Energieversorgungssysteme, die H₂ verwenden, erwartet Heraeus eine steigende Bedeutung des Palladium als Speicher und Trennmembran.