24 września 2018 r.
Recykling katalizatorów, odzysk platyny i rodu

Wydobyta ruda poddawana jest mieleniu, sortowaniu a następnie obrobiona metodami pirometalurgicznymi i hydrometalurgicznymi.

W czasie tego procesu powstaje wiele produktów odpadowych wymagających składowania. Proces technologiczny przeróbki rud platynowych jest bardzo energochłonny, a ponadto powoduje szkody w środowisku naturalnym. W porównaniu z procesem produkcji, zawartość metali szlachetnych w katalizatorze jest dość wysoka, ponieważ z 2 ton starych katalizatorów, czyli około 0,5 tony wkładu ceramicznego uzyskuje się około 1 kg platyny.

Stąd też zagrożenia ekologiczne oraz zapotrzebowanie energetyczne w recyklingu metali szlachetnych jest kilkakrotnie mniejsze jak przy ich produkcji pierwotnej.

W 1993 roku do produkcji katalizatorów na całym świecie zostało zużytych około 52 tony platyny i 11 ton rodu, co stanowi odpowiednio 42% i 90% ogólnego zużycia tych metali. W 1994 roku w Europie Zachodniej dopuszczonych do ruchu było około 44,5 mln samochodów wyposażonych w katalizatory.

Ilość materiałów zużytych do produkcji katalizatorów w tych pojazdach to około 66,5 ton platyny i 13 ton rodu. Przeciętna trwałość katalizatorów właściwie eksploatowanych to około 80 tysięcy km, czyli biorąc pod uwagę roczny przebieg pojazdu jest to okres 4 lat. Jak z tego wynika, ogromna ilość pieniędzy zainwestowana w budowę katalizatorów po niedługim stosunkowo czasie mogłaby trafić na złomowiska. Należy również stwierdzić, że ilość materiałów zużytych na katalizatory z roku na rok się powiększa.

Początkowo przy nieznacznej ilości samochodów wyposażonych w katalizatory oraz słabo rozwiniętej sieci przedsiębiorstw zajmujących się demontażem i odzyskiem metali szlachetnych wystarczyło, aby rozbieranie katalizatorów odbywało się ręcznie. Problemem było oddzielenie nośnej budowy metalowej od części zawierającej metale szlachetne. Katalizator musiał być wielokrotnie poddawany procesowi rozdzielania, co znacznie zwiększało koszty. W późniejszym czasie zastosowano proces, w którym w specjalnej maszynie do rozdrabniania mechanicznego ze zintegrowanym odzyskiem i dodatkową separacją, materiały użyte do produkcji katalizatorów (ceramiczne i metalowe) mogły zostać ponownie wykorzystane.

W przypadku rozdrobnienia katalizatorów metalowych pokrycie zawierające metale szlachetne odpada od monolitu metalowego i zostają oddzielone od folii nośnej, a następnie podlega segregacji. Przy demontażu katalizatorów ceramicznych monolit wraz z korpusem zostaje rozbity na małe części. W wyniku rafinacji metali szlachetnych otrzymuje się wolną od metali frakcję monolitu. Odzyskane metale, także osnowa druciana, zostają przesłane do hut. Przy rafinacji metali szlachetnych następuje ich zżużlowanie przy użyciu korielitu.

Odzyskanie metali szlachetnych z ceramicznych lub metalowych układów katalizatora odbywa się przy wykorzystaniu dwóch technologii. Pierwsza metoda polega na wytrawianiu metali z nośników, a następnie wydobycie ich z roztworu. Przy zastosowaniu drugiej metody pirometalurgicznej, układy katalizatora zostają stopione w piecu, z dodatkiem innego metalu, spełniającego funkcję wiążącą. Metale szlachetne pozostają w stopie a nośniki rozdzielone. Po podgrzaniu stopu, następuje oddzielenie platyny, palladu i rodu, które nie reagują z tlenem.

Pozostałe metale tworzą tlenki, które są oddzielone w procesie technologicznym. Obie metody cechuje wysoka wydajność, pozwalającą odzyskać prawie 90% platyny i palladu oraz około 70% rodu. Stosowana rafinacja pozwala na uzyskanie metali szlachetnych o niezbędnym stopniu czystości. Niestety odzysk metali jest operacją kosztowną, pochłaniającą wiele energii elektrycznej lub, jak w przypadku rafinacji chemicznej, uzyskuje się ścieki o dużym stopniu skażenia. Z drugiej strony oszczędza się zasoby metali z grupy platynowców i miejsca na odpady. Polepszona przez zastosowanie izolacji z wkładem z włókien ceramicznych funkcjonalność katalizatora ceramicznego zostaje okupiona pogorszoną zdolnością do recyklingu.

Biorąc pod uwagę trzy katalizatory: ceramiczny z matą spęczającą, ceramiczny z osnową drucianą i metalowy, najkorzystniej pod względem recyklingu przedstawia się katalizator metalowy, ponieważ jego powłoka cechuje się największym stężeniem metali szlachetnych. Mniej korzystny jest katalizator ceramiczny z matą spęczniającą, ponieważ musi zostać poddany rafinacji z częściami monolitu, a to z kolei zmniejsza stężenie metali szlachetnych do 20%.

Również pod względem ponownego wykorzystania materiałów powstałych z recyklingu katalizatora zachowana jest ta kolejność. 

Źródło: www.losyziemi.pl

 

















Copyright: IGMNiR 2009 - 2012