The evaluation of platinum group metals (PGMs) and their recovery from car catalytic converters

• Autorzy: Trębacz H. , Michno P.

Warianty tytułu

PL

Ocena zawartości platynowców i metod ich odzysku z samochodowych reaktorów katalitycznych

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

Car catalysts significantly reduce air pollution - by reducing NOx and oxidizing CO and HC. Every car put on the market must be equipped with a catalytic reactor in which the noble metals platinum, palladium and rhodium have a catalytic function. With the rapid development of the automotive industry and stringent emission regulations, the demand for platinum group metals is steadily increasing. PGM is used in many industries. The resources of these metals are constantly shrinking with increasing demand. Operation of catalysts causes the emission of PGMs to the environment. The recovery of platinum group metals from car catalysts has increased over the past decade, but is still insufficient. Processing 2 tons of used catalysts avoids the extraction of 150 tons of ore. At present, the world’s used catalysts are processed by hydrometallurgical or pyrometallurgical way. Both methods allow for recovery of about 95% of platinum and palladium and 70% of rhodium. PGMs recovered from car catalysts is becoming an important source of these metals. There are ideas for platinum group metals mining in the solar system. It is significant that gases from catalytic reactors cause emissions to the environment of harmful platinum, which accumulates in street sediments, soil, plants, water and in animals. The results of studies on monoliths derived from catalysts were carried out using a XRF Niton fluorescence spectrometer and electron microscope. In addition, the life cycle analysis of the catalytic reactor has been carried out from the moment of platinum extraction to operation and recycling.

PL

Katalizatory samochodowe pozwalają w znacznym stopniu ograniczyć zanieczyszczenie powietrza poprzez redukcję NOx oraz utlenienie CO i HC. Każdy samochód wprowadzany na rynek musi być wyposażony w reaktor katalityczny, w którym metale szlachetne: platyna, pallad i rod pełnią funkcje katalityczne. Wraz z gwałtownym rozwojem motoryzacji i surowymi regulacjami dotyczącymi emisji spalin, stale wzrasta zapotrzebowanie na platynowce. PGM są wykorzystywane w wielu gałęziach przemysłu. Zasoby tych metali stale się kurczą przy zwiększającym się popycie. Eksploatacja katalizatorów powoduje emisję platynowców do środowiska. Odzysk platynowców z katalizatorów samochodowych w ciągu ostatnich dziesięciu lat wzrósł, ale wciąż jest niewystarczający. Przerób 2 Mg wyeksploatowanych katalizatorów pozwala uniknąć wydobycia 150 Mg rudy. Aktualnie na świecie zużyte katalizatory przerabia się na drodze hydrometalurgicznej lub pirometalurgicznej. Obie metody pozwalają na odzyskanie ok. 95% platyny i palladu oraz 70% rodu. Platynowce odzyskiwane z katalizatorów samochodowych stają się więc istotnym źródłem tych metali. Pojawiają się pomysły wydobycia platynowców w Układzie Słonecznym. Należy pamiętać, że gazy z reaktorów katalitycznych powodują emisję do środowiska szkodliwej platyny, która kumuluje się w osadach ulicznych, glebie, roślinach, wodzie oraz w zwierzętach. W publikacji przedstawiono wyniki badań monolitów pochodzących z katalizatorów przeprowadzone spektrometrem fluorescencyjnym XRF Niton oraz mikroskopem elektronowym. Ponadto przeprowadzono analizę cyklu życia reaktora katalitycznego od momentu wydobycia platynowców po eksploatację i recykling.

Słowa kluczowe

EN

catalytic reactor; platinum group metal recovery; recycling of catalysts; electron microscope; XRF fluorescence spectrometer; LCA

PL

reaktor katalityczny; odzysk platynowców; recykling katalizatorów; mikroskop elektronowy; spektrometr fluoroscencyjny XRF; LCA

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej
• Czasopismo: Structure and Environment
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 9, no. 2
• Strony: 133--147
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Trębacz H.

• Warsaw University of Life Sciences

autor

Michno P.

• Kielce University of Technology

Bibliografia

• [1] Bojanowska M. 2005. Wpływ antropogenicznej platyny na elementy środowiska, Acta Agrophysica 5(3), s. 535-541.
• [2] https://en.wikipedia.org/wiki/Catalytic_converter [10.05.2016 r. g. 21.00].
• [3] Chodkowska E. M. 2009. Źródła platynowców w żywności pochodzenia zwierzęcego i ich wpływ na zdrowie człowieka, Południowo- Wschodni Oddział Polskiego Towarzystwa Inżynierii Ekologicznej z siedzibą w Rzeszowie i Polskie Towarzystwo Gleboznawcze oddział w Rzeszowie zeszyt nr 11, s. 27-32.
• [4] Czora M. i Gambuś F. 2012. Samochodowe reaktory katalityczne oraz ich wpływ na środowisko, Mechanika czasopismo techniczne, Wyd. Politechniki Krakowskiej, zeszyt 26, s. 41-56.
• [5] Fornalczyk A., Saternus M. 2007. Recykling zużytych katalizatorów samochodowych, Rudy Metale nr 6, s. 326-332.
• [6] Fornalczyk A., Saternus M. 2011. Porównanie metod odzysku platyny ze zużytych katalizatorów samochodowych, Rudy Metale R56, nr 5, s. 259-265.
• [7] Trębacz H. 2012. Samochodowy reaktor katalityczny - cykl życia, ocena zawartości platynowców i metod ich odzysku. Praca magisterska, SGGW, Warszawa.
• [8] Chłopek Z. 2002. Ochrona środowiska naturalnego, Wyd. Komunikacji i Łączności, Warszawa.
• [9] Sobik. K., Badanie wpływu składowisk odpadów na środowisko gruntowo-wodne na przykładzie wybranych obiektów zlokalizowanych w obrębie zlewni Dunajca. Rozprawa doktorska, AGH, Kraków, 2007, s. 20.
• [10] http://warsztaty.samochodowka.internetdsl.pl/serwishdd/wykaz/oleje_m/oleje_m.htm [18.06.2016 r. g. 22.30].
• [11] Bolewski A., Budkiewicz M., Wyszomirski P. 1991. Surowce ceramiczne, Wyd. Geologiczne, Warszawa.
• [12] http://fluid.wme.pwr.wroc.pl/~spalanie/dydaktyka/spalanie_wyklad_mechanika/URZADZENIA/SPALANIE_ KATALITYCZNE.PDF [22.05.2016 r. g. 23.30].
• [13] Amatayakul W., Ramnas O. 2001. Life cycle assessment of a catalytic converter for passenger cars. Journal of Cleaner Production 9 (2001) s. 395-403.
• [14] Góralczyk M., Kowalski. Z., Kulczycka J. 2007. Ekologiczna ocena cyklu życia procesów wytwórczych, Wyd. PWN, Warszawa.
• [15] Górzyński J. 2007. Podstawy analizy środowiskowej wyrobów i obiektów, Wyd. Naukowo-Techniczne, Warszawa.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).