Zużyte katalizatory samochodowe jako źródło platynowców

Saternus, M.; Fornalczyk, A.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Zużyte katalizatory samochodowe jako źródło platynowców

Autorzy

Saternus M. , Fornalczyk A.

Identyfikatory

Warianty tytułu

An used auto catalytic converters as a source of PGM

Języki publikacji

Abstrakty

Wzrost zużycia platynowców w motoryzacji związany jest z coraz większą liczbą produkowanych samochodów z katalizatorami. Spowodowane jest to głównie faktem wprowadzenia zaostrzonych norm dotyczących emisji szkodliwych związków chemicznych. W pracy przedstawiono charakterystykę katalizatorów wykorzystywanych w samochodach z silnikiem benzynowym (TWC - Three Way Catalyst) oraz w samochodach z silnikiem wysokoprężnym Diesla (DOC - Diesel Oxidation Catalyst, DPF - Diesel Particulate Filters, NAC - NOx adsorber catalyst). Na rysunkach pokazano schematy i mechanizmy działania tych katalizatorów. Podano również skuteczność ich działania (zdolność usuwania NOx, HC i CO). Zwiększona produkcja katalizatorów samochodowych spowodowała znaczny wzrost zapotrzebowania na platynowce. Fakt ten pociągnął za sobą znaczny wzrost cen tych metali. W pracy przedstawiono jak kształtowały się ceny platyny, palladu i rodu w 2007 r. oraz na początku 2008 r. Podano również wartości produkcji platyny, palladu i rodu w 2007 r. z uwzględnieniem głównych producentów. W tablicach zestawiono wartości zapotrzebowania na platynę, pallad i rod w 1998 i 2007 r. uwzględniające zastosowanie tych metali oraz w przypadku platyny i palladu także regiony geograficzne (Ameryka Pn., Japonia, Europa, inne kraje). Produkcja katalizatorów samochodowych wykorzystuje 84,4 % bieżącego zapotrzebowania na rod i 48 % zużywanej corocznie platyny. Coraz częściej obserwuje się starania, by część platyny w katalizatorach samochodowych zastąpić tańszym palladem. Odzysk platynowców z katalizatorów samochodowych w ciągu ostatnich dziesięciu lat znacznie wzrósł, ale wciąż jest niewystarczający. W chwili obecnej znanych jest wiele metod przerobu zużytych katalizatorów. Platynowce odzyskiwane z katalizatorów samochodowych stają się zatem istotnym źródłem tych metali. Duża czystość odzyskanych metali powoduje, że ponowne ich wykorzystanie nie nastręcza problemów finansowych. W pracy porównano wielkość odzysku platynowców w latach 1998-2008. Jeden kg platyny można uzyskać z dwóch ton zużytych katalizatorów samochodowych. Odpowiednio wysoka podaż zużytych katalizatorów samochodowych jest zatem warunkiem opłacalności procesu odzysku z nich platynowców. Istotnym elementem jest dobrze zorganizowana sieć skupu katalizatorów i sieć logistyczna pomiędzy zakładami demontażu a zakładami recyklingu. W trakcie całego procesu można zaobserwować także pewne straty platynowców spowodowane np. kradzieżą monolitu, złym segregowaniem złomu czy nieodpowiednim traktowaniem monolitu katalitycznego. W artykule przedstawiono również etapy recyklingu i straty platynowców powstające w ich trakcie.

The increase of Platinum Group Metals in automotive industry is connected with the still growing amount of cars. Today all cars have to be produced with the catalytic converters. The presence of catalytic converters in car is caused by the sticker standards which try to protect the environment against harmful chemical compounds emitted to the air. This paper presents the characteristics of catalytic converters used in cars with gasoline-powered engine (TWC - Three Way Catalyst) and diesel engine (DOC - Diesel Oxidation Catalyst, DPF - Diesel Particulate Filters, NAC - NOx adsorber catalyst). Schemes and pictures of these converters are shown. There are also given data describing effectiveness of these converters. The increasing production of catalytic converters causes that the demand for platinum group metals is still rising. Thus, the prices of these metals are very high. There are given values of platinum, palladium and rhodium prices in year 2007 and in the beginning of the year 2008. The total production of these metals is shown taking into consideration the main producers. The values of PGM demand are juxtaposed in tables. These juxtapositions concern two years: 1998 and 2007 and take also into account the application of these metals and the geographical regions like North America, Japan, Europe and other countries. The production of catalytic converters has used annually 84.4 % of rhodium demand and 48 % of platinum demand. Because palladium is cheaper than platinum, so there are some efforts done to replace some part of platinum in catalytic converters with palladium. The PGM recovery from used auto catalytic converters has been increased during the last 10 years. However this recovery is not sufficient. Today there are many methods used for PGM recovery from used catalytic converters. Therefore the catalytic converters have became more and more important source of Platinum Group Metals. The high purity of these metals causes that there are no financial problem in reusing them. The comparison of PGM recovery in years 1998-2007 has been done. 1 kg of platinum can be obtained from two tons of used auto catalytic converters. So the PGM recovery process will be profitable on condition that there is adequately high level of used catalytic converters supply. Very important element of recycling process is well organized catalytic converters purchase network and logistic network between dismantling plants and recycling plants. There can be also observed some losses of PGM during the whole recycling process e.g. the stealing of carriers, the wrong segregation of scrap, inappropriate treatment of carrier etc. The basic stages of recycling process and losses of PGM during them are also presented.

Słowa kluczowe

katalizatory samochodowe platynowce platyna pallad rod produkcja platynowców zapotrzebowanie na platynowce odzysk platynowców

auto catalytic converters PGM platinum rhodium PGM production PGM demand PGM recovery palladium

Wydawca

Wydawnictwo SIGMA-NOT

Czasopismo

Rudy i Metale Nieżelazne

Rocznik

2009

Tom

R. 54, nr 2

Strony

59--67

Opis fizyczny

Bibliogr. 19 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Saternus M.

autor

Fornalczyk A.

Politechnika Śląska, Katowice

Bibliografia

1. Bloomfield L. A.: Catalytic Converters. Scientific American Magazine, 2000, nr 2.
2. Wilburn D. R., Bleiwas D. I.: Platinum-Group Metals -World Supply and Demand. USGS, U.S. Geological Survey Open-File Report, 2004.
3. Money J. J.: Emission Control Technology for Light-Duty Vehicles. Englerhard Corporation AVECC 2001, Asian Vehicle Emission Control Conference, Bangkok, Thailand, 2001.
4. http://www.dcl-inc.com 1.10.2008.
5. Hageluken C.: Markets for the catalyst metals platinum, palladium and rhodium. Metall, 2006, nr 1-2, s. 31-42.
6. Wolak P.: Motoryzacja a środowisko. Otwarty Uniwersytet Ekonomiczny, http://www.wiedzainfo.pl/wyklady/702/motoryzacja_a_srodowisko.html 9.10.2008.
7. Fornalczyk A., Saternus M.: Recykling zużytych katalizatorów samochodowych. Rudy Metale, 2007, t. 52, nr 6, s. 326-332.
8. Bailey O. H.: NOx Adsorbers for Diesel Applications: General Considerations and Operational Issues. DieselNet Technical Report, ASEC Manufacturing, 1997.
9. http://www.autocatalyst-recycling.umicore.com 7.10.2008.
10. Catalyst-Based Diesel Particulate Filters and NOx Adsorbers: A Summary of the Technologies and the Effects of Fuel Sulfur, Manufacturers of Emission Controls Association, 2000.
11. http://ect.jmcatalysts.com/technologies-nox.htm 9.10.2008.
12. http://www.platinum.matthey.com 9.10.2008.
13. Platinum 2007, Interim Review, Johnson Matthey, 2007, s. 1-32.
14. George M. W.: Platinum-Group Metals. Minerals Yearbook, USGS, 2007, s. 57.1-57.17.
15. Chevalier P.: Precious Group Metals. Canadian Minerals Yearbook, 2004, s. 41.1-41.16.
16. Christian J.: On the rise: Platinum Group Metals. Mining Journal, 2007, nr 18, s. 30-33.
17. Merkisz J., Merkisz-Guranowska A.: Recykling metali szlachetnych. Recykling, 2006, nr 4, s. 18.
18. Hageluken C.: Precious metals process catalysts — material flows and recycling. Suplement to Chamica Oggi/Chemistry Today, 2006, t. 24, nr 2, s. 14-17.
19. Hageluken C., Buchert M., Stahl H.: Substantial Outflows of Platinum Group Metals Identified. Erzmetall, 2003, t. 56, nr 9, s. 529-540.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-AGHM-0007-0025