Palladium – ein Überblick

Hier finden Sie Informationen zu folgenden Themen:

• Geschichte von Palladium
• Eigenschaften von Palladium
• Verwendung von Palladium
• Palladiumvorkommen und -abbau

Geschichte von Palladium

Palladium ist der Menschheit noch nicht lange bekannt. Der englische Arzt und Chemiker William Hyde Wollaston entdeckte das Edelmetall 1803 zusammen mit dem bis dahin ebenfalls unbekannten Rhodium. Wollaston hatte Platin aus südamerikanischem Erz in Königswasser gelöst und es anschließend als Ammonium-Hexachloroplatinat(IV) abgetrennt. Dabei fand er ein neues Metall in der verbleibenden Lösung – Palladium. Der Entdecker benannte das neue Metall im Jahr 1804 nach dem Asteroiden Pallas, der zwei Jahre vorher aufgespürt worden war.

1820 beobachtete der Engländer Michael Faraday die katalytischen Eigenschaften der Platingruppenmetalle. 1869 entdeckte der Chemiker Thomas Graham die Fähigkeit von Palladium, große Mengen Wasserstoff zu absorbieren. Trotzdem gab es bis ins 20. Jahrhundert nur wenige Einsatzbereiche für Palladium. Seit den 70er-Jahren ist die Palladiumnachfrage sprunghaft gewachsen. Beim Bau von Katalysatoren für Benzinmotoren ersetzte Palladium das sehr teure Platin. Auch in der Elektroindustrie, der chemischen Industrie und in der Dentaltechnik ist das Edelmetall heute nicht mehr wegzudenken.

Als Münzmetall spielt Palladium dagegen keine große Rolle. Die erste Palladiummünze wurde im Jahr 1966 ausgegeben. Es handelt sich um eine Gedenkprägung des westafrikanischen Staates Sierra Leone – neben der offiziellen Ausgabe in Gold ließ das Land auch 100 Münzen aus Palladium herstellen. Die erste offizielle Palladiummünze war ebenfalls eine Gedenkprägung. Zur Krönung seines Königs Taufa'ahau Tupou IV. ließ das Königreich Tonga Münzen aus Palladium prägen.

In den 80ern und 90ern ließen weitere Länder Anlage- und Sammlermünzen aus Palladium produzieren. Eine der bekanntesten Palladiummünzen ist die russische Ballerina, die von 1988 bis 1995 produziert wurde. 2005 veröffentlichte die Royal Canadian Mint erstmals eine Palladiumausgabe ihrer Anlagemünze Maple Leaf und 2009 erschien eine Agenturmünze der Cook Islands aus Palladium. Beide gehören zu den am meisten gehandelten Palladiummünzen in Deutschland. Auch die bis zum Erscheinen des Maple Leaf sehr populäre Ballerina gibt es noch vereinzelt zu kaufen.

Eigenschaften von Palladium

Palladium hat das Elementsymbol Pd und zählt zu den Platinmetallen, auch Platinum Group Metals (PGM) genannt. Palladium ist ein silberweiß glänzendes Edelmetall.

Palladium hat …

… einen Schmelzpunkt von 1.554,9 °C.

… einen Siedepunkt von 2.960 °C.

… eine Dichte von 11,99 g/cm³.

Palladium hat einen relativ niedrigen Schmelzpunkt und lässt sich deshalb ähnlich gut bearbeiten wie Gold. Es ist wesentlich reaktionsfreudiger als das verwandte Platin. An der Luft behält Palladium seinen metallischen Glanz und läuft nicht an. Es löst sich in Königswasser, außerdem ist es das einzige Platinmetall, das sich in Salpetersäure löst. Dabei bildet sich bräunliches Palladium(II)-nitrat.

Palladium besitzt die höchste Absorptionsfähigkeit für Wasserstoff. Bei Raumtemperatur bindet kompaktes Palladium das 600-fache, Palladiumschwamm das 850-fache, feinstverteiltes Palladium (Palladiumohr) das 1.200-fache und eine kolloidale Palladiumlösung das 3.000-fache des eigenen Volumens an Wasserstoff.

Verwendung von Palladium

Palladium ist ein hervorragender Katalysator, um chemische Reaktionen zu beschleunigen. Rund zwei Drittel der jährlichen Palladiumnachfrage entfallen deshalb auf die Automobilindustrie. Dort benötigt man das Edelmetall für den Bau von Abgaskatalysatoren für Ottomotoren.

Der zweite Industriebereich mit einem großen Palladiumbedarf ist die Elektrobranche. Palladium-Silber-Legierungen und Palladium-Kupfer-Legierungen sind in elektrischen Kontakten enthalten. Der Kunststoff von Leiterplatten, zum Teil auch nur die Bohrungen, werden mit Palladium beschichtet, um darauf eine Kupfer- oder Messingschicht aufzutragen.

Weitere industrielle Anwendungsbereiche für Palladium sind die Chemie und die Luftfahrt (Elektrodenwerkstoffe für Zündkerzen und Brennstoffzellen). Darüber hinaus kommt Palladium auch in der Zahnmedizin für Dentallegierungen zum Einsatz. Medizinische Instrumente können ebenfalls aus diesem Edelmetall bestehen.

Bei den Schmuckherstellern ist Palladium dagegen nicht ganz so populär wie Platin. Dennoch hat es auch hier seinen festen Platz, z. B. als Gold-Palladium-Legierung – auch bekannt unter dem Namen „Weißgold“. Das Schlusslicht der jährlichen Palladiumnachfrage ist der Investmentbereich. Nur ein geringer Teil entfällt auf die Produktion von Anlagemünzen und -barren. Das Angebot ist dementsprechend überschaubar.

2014 benötigte die Automobilbranche 205,4 Tonnen Palladium zum Bau von Katalysatoren. Der Palladiumbedarf der Elektrobranche belief sich auf 46,4 Tonnen und die Nachfrage der übrigen Industriebereiche (einschl. Zahnmedizin und Chemie) summierte sich auf 30 Tonnen. Die Schmuckindustrie hatte 2014 einen Bedarf von 14,7 Tonnen und die Palladiumnachfrage des Investmentbereichs belief sich auf 1,4 Tonnen. Die Gesamtnachfrage betrug 298,1 Tonnen.

Weltweite Palladiumnachfrage in Tonnen

Quelle: GFMS Platinum & Palladium Survey 2015

Palladiumvorkommen und -abbau

Palladium ist das häufigste Platinmetall; es steht in der Elementhäufigkeit an 72. Stelle. Der durchschnittliche Anteil von Palladium in der Erdkruste liegt bei 0,011 ppm (parts per Million), umgerechnet elf Milligramm pro Tonne Gestein. In der Natur tritt Palladium fast immer mit den anderen Platingruppenmetallen auf.

Da alle Platinmetalle sich chemisch ähneln, war es früher sehr schwer, Palladium in Reinform zu gewinnen. So wurden im Jahr 1913 lediglich 67 Kilogramm des Edelmetalls produziert. Zum Vergleich: 2013 förderten die Minengesellschaften insgesamt 184,8 Tonnen Palladium.   

Heute wird Palladium hauptsächlich als Nebenprodukt aus Nickel- und Kupfererzen gewonnen. Metallisches Palladium und palladiumhaltige Legierungen in Fluss-Seifen spielen dagegen keine Rolle mehr. Diese Lagerstätten sind seit Jahrzehnten weitgehend erschöpft. Die weltweiten Reserven der Platingruppenmetalle werden auf 66.000 Tonnen geschätzt. Davon befinden rund 63.000 Tonnen in südafrikanischer Erde, weitere 1.100 in Russland und 900 Tonnen in den USA.

2014 war Russland der weltgrößte Palladiumproduzent mit einer Fördermenge von 82,7 Tonnen. An zweiter Stelle folgt Südafrika mit 58,9 Tonnen Palladium. Drittgrößter Produzent war Kanada mit einer Fördermenge von 16,2 Tonnen. Die USA produzierten 2014 rund 12,4 Tonnen des weißen Edelmetalls und die Palladiumproduktion Simbabwes summierte sich auf 10,1 Tonnen.

Quelle: GFMS Platinum & Palladium Survey 2015

Das größte Unternehmen in Bezug auf die Fördermenge war 2014 der russische Nickel- und Palladiumförderer MMC Norilsk Nickel. Der Bergbaukonzern förderte insgesamt 85,5 Tonnen Palladium. Auf Platz zwei rangiert der südafrikanische Konzern Anglo American Platinum mit 28,6 Tonnen. Anglo American Platinum ist vor allem im Bushveld-Komplex aktiv. Auf Platz drei folgt der ebenfalls in Südafrika beheimatete Konzern Impala Platinum mit einer Förderung von 13,7 Tonnen Palladium im Jahr 2014.