Recykling zużytych katalizatorów samochodowych

• Autorzy: Fornalczyk A. , Saternus M.

Warianty tytułu

EN

Recycling of spent auto catalyst

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Katalizatory samochodowe pozwalają w znacznym stopniu ograniczyć zanieczyszczenie powietrza (m.in. poprzez redukcję NOx i utlenianie CO i HC). Szacuje się, że powszechne stosowanie katalizatorów w nowo produkowanych samochodach zapobiegło wprowadzeniu do atmosfery ponad 12 bilionów ton szkodliwych spalin. Wraz z gwałtownym rozwojem motoryzacji i surowymi regulacjami dotyczącymi emisji spalin stale wzrasta zapotrzebowanie na platynowce. Obecnie w Polsce przerób zużytych katalizatorów samochodowych praktycznie nie istnieje. Wiele prywatnych przedsiębiorstw w kraju zajmuje się tylko skupem zużytych katalizatorów, a następnie ich eksportem. Analizując czas życia samochodu oraz wzrastającą liczbę samochodów można stwierdzić, że w przeciągu najbliższych 4 lat praktycznie czterokrotnie wzrośnie ilość metali szlachetnych wyprowadzanych w zużytych katalizatorach. Przy aktualnych cenach platyny, rodu i palladu, nawet przy 50 % ich odzysku wartość tych metali osiągać będzie kwotę około 63 mln złotych. Aktualnie w świecie zużyte katalizatory przerabia się na drodze pirometalurgicznej lub hydrometalurgicznej. W technologiach tych mamy do czynienia z wieloma operacjami pośrednimi, zmierzającymi do wydzielenia czystego metalu. Obie metody są bardzo efektywne, pozwalają bowiem na odzyskanie ok. 95 % platyny i palladu oraz 70 % rodu. Istnieje też możliwość łączenia obu metod, co umożliwia uzyskanie wyższego procentu odzysku tych metali szlachetnych. W pracy szerzej omówiono i przedstawiono podstawowe technologie piro- i hydrometalurgiczne, stosowane do odzysku platynowców ze zużytych katalizatorów samochodowych. Biorąc pod uwagę możliwe koszty technologii, a także koszt skupu katalizatorów, wydaje się celowe uruchomienie w kraju przerobu tych materiałów, a nie tylko i wyłącznie ich eksport.

EN

Auto catalysts considerably allow to reduce the air pollution. Exhaust gases which are introduced to the atmosphere contain impurities such as carbon monoxide (CO), unburned hydrocarbons (HC) and nitrogen oxide (NO). Nowadays 96 % of cars are equipped with catalysts. It was estimated, that catalysts which were applied in newly produced cars, protected air against 12 billion tons of harmful exhaust gases. The demand of PGM (Precious Group Metal) increases with the rapid development of automotive industry and restricted regulation considering the exhaust gases emission. In Poland spent auto catalysts are purchased but there is no reworking. Almost all purchased catalysts are sent to foreign companies, which recover precious metals from them. Analyzing the auto life and the increasing amount of cars it can be said that during the next 4 years the mass of precious metals in spent auto catalyst will increase four times. Taking into account the current prices of platinum, rhodium and palladium, even if we assume 50 % of their recovery, the values of these metals can reach the sum of 63 mln zloty. Nowadays the spent auto catalyst are reworked with the use of pirometallurgy and hydrometallurgy. In these technologies there are many indirect operations, the aim of which is the extraction of pure metal. In hydrometallurgical method the precious metals are dissolved mostly in the form of chloro-complex (MCl6(2–)) in contact with aqueous solution of chlorate, perchloric acid, Cl2, H2O2, bromate, nitrate and aqua regia. The obtained solution in which precious metals are present in a low concentration is further treated to be more concentrated and finally precious metals are extracted. There is however a risk to create many waste solutions which are dangerous to environment. In pirometallurgical methods the disintegrated catalyst carriers which are covered with precious metals are melted with the addition of other metals. The main role of these metals is to become a liquid matrix. In such an operation the precious metals pass into the alloy and the carriers are separated and scrapped. In consequence there a solution full of precious metals is obtained. This solution is finally refined to separate each precious metal. Both methods (piro- and hydrometallurgical) are very effective. The level of platinum and palladium recovery is 95 % and the level of rhodium recovery is 70 %. There is a possibility to link both methods so the level of precious metals recovery can be increased. Life of auto catalyst is limited. Recycling 2 tons of spent auto catalyst allows to avoid mining 150 tons of ore and performing many operations which are necessary to obtain the pure metal. Comparing the values: 2 tons of spent auto catalyst with 150 tons of ore it is possible to notice what is more economical and above all, ecological. Taking into account the cost of technologies and also the cost of catalyst purchasing it seems appropriate to start recycling process of spent auto catalyst in our country. Recycling means the process of precious metal recovery. So far these spent catalysts were only purchased and exported to other countries. This situation should be changed.

Słowa kluczowe

PL

katalizator samochodowy; recykling katalizatorów; odzysk platynowców

EN

auto catalyst; recycling of auto catalyst; recovery of precious metals group

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne
• Rocznik: 2007
• Tom: R. 52, nr 6
• Strony: 326--332
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Fornalczyk A.

autor

Saternus M.

• Politechnika Śląska, Katowice

Bibliografia

• 1. http://www.davisconverters.com/catalyticconstruction.shtml
• 2. Jones L., Atkins P.: Chemia ogólna — cząsteczki, materia, reakcje. Warszawa 2004, PWN.
• 3. http://www.zss.pl/~moto/www_publikacje/publikacje02.htm 13.02.2007.
• 4. Emission Sub System — Catalytic Converter, Toyota Motor Sales, USA.
• 5. http:odpady.org.pl/articles.php?id=198 16.04.2007.
• 6. Hagelüken C.: Markets for the catalyst metals platinum, palladium and rhodium. Metall, 2006, nr 1-2, s. 31÷42.
• 7. Kayanuma Y., Okabe T., Maeda M.: Metal Vapour Treatment for Enhancing the Dissolution of Platinum Group Metals from Automotive Catalyst Strap. Metallurgical and Material Transactions, 2004, t. 35B, s. 817÷824.
• 8. Hagelüken C., Buchert M., Stahl H.: Substantial Outflows of Platinum Group Metals Identified. Erzmetall, 2003, t. 56, nr 9, s. 529÷540.
• 9. Informacja prywatna: dr inż. Ubysz — Politechnika Śląska.
• 10. Hagelüken C.: Precious metals process catalysts — material flows and recycling, Suplement to Chamica Oggi/Chemistry Today, 2006, t. 24, nr 2, s. 14÷17.
• 11. Yoo J. S.: Metal recovery and rejuvenation of metal-loaded spent catalyst. Catalyst Today, 1998, t. 44, s. 27÷46.