Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Innovative technologies for the recovery of platinum group metals from catalysts – a case study of selected projects

Generowicz Natalia, Nowaczek Agnieszka, Jurkowski Leszek, Yakoumis Iakovos

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2023

|

T. 39, z. 2

71--86

EN

The growing increase in the use of cars and transportation in general is causing an increase the emission of pollutants into the atmosphere. The current European Union regulations impose the minimization of pollution through the use of automotive catalytic converters on all member countries, which stops toxic compounds from being emitted into the atmosphere thanks to their contents of platinum group metals (PGMs). However, the growing demand for cars and the simultaneous demand for catalytic converters is contributing to the depletion of the primary sources of PGMs. This is why there is now increasing interest in recycling PGMs from catalytic converters through constantly developing technologies. There are newer and more sustainable solutions for the recovery of PGMs from catalytic converters, making the process part of a circular economy (CE) model. The purpose of this article is to present two innovative methods of PGM recovery in the framework of ongoing research and development projects.

PL

Rosnący wzrost wykorzystania samochodów i generalnie środków transportu przyczynia się do emisji zanieczyszczeń do atmosfery. Obecne przepisy UE narzucają na wszystkie kraje członkowskie minimalizacje zanieczyszczeń poprzez stosowanie katalizatorów samochodowych, które dzięki zawartości metali z grupy platynowców (PGM) zatrzymują toksyczne związki przed emisji do atmosfery. Jednak rosnący popyt na samochody i jednoczesny popyt na katalizatory przyczynia się do zubożania pierwotnych źródeł pozyskiwania PGM. Dlatego też obecnie coraz więcej mówi się o recyklingu PGM z katalizatorów poprzez ciągle rozwijające się technologie. Powstają coraz nowsze, bardziej zrównoważone rozwiązania odzysku PGM z katalizatorów, dzięki czemu proces ten wpisuje się w model gospodarki o obiegu zamkniętym (CE). Celem artykułu jest przedstawienie dwóch innowacyjnych metod odzysku PGM w ramach prowadzonych obecnie projektów badawczo-rozwojowych.

2

Determination of selected elements in catalytic converters using ICP-MS and microwave digestion

Kieres Weronika, Palka Grzegorz, Łuczak-Zelek Karolina, Partyka Monika

Acta Innovations

|

2021

|

no. 38

5--11

EN

Fuels combustion, polluting the atmosphere is a side effect of an engines’ work. Increasing ecological awareness has led to constant pursuit of disposing harmful substances properly. Catalytic converters (car catalysts), containing precious metals from the platinum group, including palladium, platinum and rhodium, have been commonly adopted for this purpose. These critical elements can be found in many raw materials used frequently throughout the economy. Therefore, it is economically viable to retrieve these elements from, among the others, spent catalysts, so they can be reused to manufacture new converters. In order to determine a possible cost of spent car catalyst, it is essential to use the analytical techniques to determine elemental content in any given sample. X-ray fluorescence spectroscopy (XRF) is an example of such a technique. It is nevertheless advisable to use a complementary procedure to confirm any results obtained. A cross-verification technique was developed using inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). This procedure was verified using comparative studies, which confirmed its usefulness and correctness.

3

Założenia do utworzenia sieci odzysku platynowców ze zużytych katalizatorów samochodowych w Polsce

Święcicka Zofia, Saternus Mariola, Gajdzik Bożena

Gospodarka Materiałowa i Logistyka

|

2019

|

nr 3

22--32

PL

Rosnące ceny wydobycia metali szlachetnych oraz zmiany przepisów recyklingowych w państwach Unii Europejskiej skutkują wymogiem odzysku platynowców ze zużytych katalizatorów samochodowych. W Polsce przerób zużytych katalizatorów na skalę produkcyjną właściwie nie istnieje, ponieważ tylko nieliczne przedsiębiorstwa zajmują się przerobem platyny jako surowca wtórnego. Proces odzysku platynowców (Pt, Pd i Rh) z katalizatorów pochodzących z recyklingowych części samochodowych na rynku krajowym realizowany jest zagranicą. Wiedza na temat sposobu organizacji sieci odzysku platynowców w trakcie demontażu samochodów w Polsce jest ważnym elementem stworzenia uzupełniającego źródła produkcji platyny na rynku krajowym. W niniejszej pracy przedstawiono konfiguracje możliwej struktury sieci podmiotów współpracujących ze sobą w procesie odzyskiwania platyny ze zużytych katalizatorów samochodowych.

EN

Increasing prices of precious metals extraction and changes in recycling regulations in European Union Member States result in the requirement of Platinum recovery from used car catalysts. In Poland, there is practically no processing of used car catalysts on a production scale, as only a few companies deal with the processing of platinum as a secondary raw material. The process of platinum group metals recovery (Pt, Pd and Rh) from catalytic converters from car recycling on the domestic market is carried out abroad. Knowledge about the organization of the platinum recovery network during the dismantling of cars in Poland is an important element in creating a complementary source of Platinum production on the domestic market. This paper presents configurations of a possible network structure of entities cooperating with each other in the process of Platinum recovery from used car catalysts.

4

Automotive catalyst production – challenges for chemical engineers

Netušil M., Ditl P.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2016

|

Y. 113, iss. 1-M

151--160

EN

The goal of this paper is to explain the chemical engineering backgrounds for operations participating on catalyst production in the automotive industry. It is shown that chemical engineering knowledge can help to a better understanding and optimisation of the production process. Besides the contribution mentioned above this paper brings the description of the up to date and interesting technology developed and patented by the worldwide leader in the chemical engineering - BASF. The car catalyst production process consists of two steps. Firstly, the coating slurry is produced and secondly, it is applied to the substrate. This paper focuses on the slurry production especially with regard to its dispersion, mixing, particle size reduction, and the influence of parameters affecting this process.

PL

Celem niniejszego opracowania jest przedstawienie podstaw inżynierii chemicznej procesów stosowanych przy produkcji katalizatorów w przemyśle motoryzacyjnym. W pracy przedstawiono opis nowoczesnej technologii opracowanej i opatentowanej przez światowego lidera w inżynierii chemicznej - BASF. Proces produkcji katalizator samochodowy składa się z dwóch etapów: produkcja zawiesiny i nanoszenie na podłoże. W pracy opisano wytwarzanie zawiesiny ze szczególnym uwzględnieniem dyspersji, mieszania, zmniejszenia rozmiaru cząstek i oddziaływania parametrów procesowych.

5

Odzysk platynowców z zużytych katalizatorów

Fornalczyk A.

Recykling

|

2015

|

nr 5

24--25

6

Metody zwiększania efektywności przepłukiwania katalizatorów samochodowych ciekłym metalem

Fornalczyk A., Golak S., Przyłucki R.

Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Łódzka

|

2013

|

z. 125

37--44

PL

Artykuł dotyczy analizy procesu wypłukiwania metali szlachetnych z wkładów katalizatorów umieszczonych w pierścieniowym kanale przy pomocy ciekłego metalu wprawianego w ruch przez wirujące pole elektromagnetyczne. Wykorzystany w pracy model obliczeniowy obejmował sprzężenie pola elektromagnetycznego i hydrodynamicznego z uwzględnieniem przepływu metalu przez kapilarną strukturę katalizatora. W ramach badań przeprowadzono analizę wpływu lokalizacji wzbudnika na efektywność przepłukiwania wsadu katalizatora.

EN

The paper concerns of precious metals washing out from auto catalytic converters placed in the channel. In this device liquid metal is forced to motion by the rotating magnetic field. The model used in research included the coupling of the electromagnetic and hydrodynamic field taking into account the metal flow through anisotropic porom structure of the catalyst. The study analyzes the influence of inductor location on the efficiency of flushing the catalyst.

7

Urządzenie do odzysku platyny ze zużytych katalizatorów samochodowych przy wykorzystaniu pompy magneto - hydrodynamicznej

Drzewiecki P.

Piece Przemysłowe & Kotły

|

2013

|

9-10

24--28

PL

Problemy ekologii w obecnych czasach stanowią priorytet w wielu dziedzinach nauki i przemysłu. Również w przemyśle motoryzacyjnym wprowadzono zaostrzone normy dotyczące emisji szkodliwych związków chemicznych w postaci spalin do środowiska naturalnego. Stąd od kilku lat stosuje się w samochodach instalacje ograniczające zanieczyszczenie środowiska, potocznie zwanymi katalizatorami samochodowymi. W urządzeniach tych wykorzystuje się pierwiastki aktywne chemicznie, głównie metale z rodziny platynowców, mające zdolność przekształcania szkodliwych substancji, takich jak tlenek węgla (II), węglowodory czy tlenki azotu w mniej szkodliwe związki: tlenek węgla (IV), wodę i azot.

EN

At present ecological challenges have become a priority in many areas of science and industry. Among them is the automotive industry, which saw the introduction of stricter emission limits on harmful chemical compounds released to the environment in the form of exhaust gases. As a result, cars made in the past few years have been fitted with a pollution-reducing system known as the catalytic converter. The device uses active elements, predominantly the platinum group metals, to convert harmful substances, such as carbon monoxide, hydrocarbons, and nitrogen oxides, into less harmful compounds; carbon dioxide, water, and nitrogen.

8

Porównanie metod odzysku platyny ze zużytych katalizatorów samochodowych

Fornalczyk A., Saternus M.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2011

|

R. 56, nr 5

259-265

PL

Obecnie każdy samochód wprowadzany na rynek musi być wyposażony katalizator, gdzie metale szlachetne takie jak platyna, pallad i rod pełnią funkcje katalityczne. Czas życia katalizatorów samochodowych jest ograniczony, ważne jest zatem właściwe wykorzystanie, bądź zagospodarowanie takiego wycofanego z obiegu reaktora. Przerób 2 t zużytych katalizatorów pozwala uniknąć wydobycia 150 t rudy i całego szeregu etapów następczych, prowadzących do otrzymania czystego metalu. Zużyte katalizatory samochodowe stanowią zatem cenne źródło do odzysku platynowców. 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. W artykule przedstawiono przegląd metod piro? i hydrometalurgicznych dostępnych na świecie. Zaprezentowano również wyniki doświadczeń rozpuszczania ceramicznego katalitycznego nośnika w wodzie królewskiej i porównano je z wynikami otrzymanymi podczas stapiania tegoż nośnika z metalem zbieraczem lub z parami metali. Badania te miały na celu zbadanie możliwości zastosowania tych metod w Polsce. Obecnie bowiem w Polsce przerób zużytych katalizatorów samochodowych praktycznie nie istnieje, co wynika z braku przedsiębiorstw zajmujących się recyklingiem, a także złą organizacją systemu skupu i demontażu złomowanych samochodów. Jednakże wiele prywatnych przedsiębiorców w kraju skupuje i eksportuje zużyte katalizatory. Ze względu na dość wysoką cenę platyny, wielu z nich zainteresowanych byłoby opracowaniem metody ich przerobu w kraju.

EN

The increase of Platinum Group Metals demand in automotive industry is connected with growing amount of cars. Nowadays all produced cars have to be equipped with the catalytic converters. The paper presents characteristics of catalytic converters used in cars and the review of available technologies during recycling process. The possibility of removing platinum from the used catalytic converters applying pyrometallurgical methods were also investigated. In the first test the catalytic converters carrier was crushed and located in the basket with copper. During the high temperature process the carrier was melted with copper As a result platinum was separated from the ceramic substrate. In the second test, magnesium vapours were blown through the whole carrier located in the pit furnace. Three methods of hydrometallurgical platinum recovery from catalytic converters were investigated. In the first test the crushed catalytic converter was treated with aqua regia. In the second test the mixture of acids HF, HCl and HNO3 was used as a solving agent. Analysis of platinum contents in the carrier before and after the process was done by means of atomic absorption spectroscopy. Obtained result were discussed.

9

Platyna i hafn - analityczna para w technice ICP MS

Balcerzak M.

Analityka : nauka i praktyka

|

2009

|

nr 1

12-20

PL

Stwierdzenie uwalniania się nanocząstek metali szlachetnych z katalizatorów samochodowych dało impuls do badań szerokiej gamy materiałów środowiskowych na zawartość ultraśladowych ilości metali w celu oceny potencjalnego ryzyka dla organizmów żywych.

10

Recykling zużytych katalizatorów samochodowych

Fornalczyk A., Saternus M.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2007

|

R. 52, nr 6

326-332

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.

11

Lutowanie metalowych katalizatorów samochodowych

Mirski Z., Granat K.

Przegląd Spawalnictwa

|

2004

|

R. 76, nr 5-7

76-78

12

Katalizatory samochodowe

Ryczkowski J.

LAB Laboratoria, Aparatura, Badania

|

2003

|

R. 8, nr 4

13-19

PL

Tematyka związana z zastosowaniem katalizy w motoryzacji jest przedstawiana w wydawnictwach książkowych [1-4], internecie [5-10] oraz artykułach naukowych [11-18]. Omawiane publikacje w bardzo szerokim zakresie poruszają zagadnienia związane z aplikacjami katalizatorów samochodowych [1-3] lub podają bardzo szczegółowe rozwiązania [11-18]. Zdarza się niestety, że informacje zawarte w opracowaniach popularnych zawierają wiele nieścisłości [19].

13

Zastosowanie metody elementów skończonych w symulacji przepływu gazu przez katalizator samochodowy

Wąs J.

Automatyka / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

|

2003

|

T. 7, z. 3

785-799

PL

Artykuł opisuje zastosowanie Metody Elementów Skończonych w badaniach przepływu w katalizatorach samochodowych. W pierwszej części opisane są krótko wyniki badań eksperymentalnych dotyczących modelowania przepływu mającego na celu równomierne użycie powierzchni chemicznie czynnej. Następnie porównano uzyskane profile prędkości na z przekroju czołowego katalizatora z profilami uzyskanymi w MES. Do celów porównawczych stworzono dwa modele katalizatora: dokładny model katalizatora z zaprojektowanymi kanalikami oraz model uproszczony bez zaprojektowanych kanalików.

EN

This paper describes using of Finite Element Method for gas flow simulation in car converter. The first part describes results gained in the experimental tests. The aim of experimental optimisation was equalisation of velocity profile for the catalyser effectively using in all chemically active area. Results from the first part are compared with the results achieved in FEM for models. The article describes two models for FEM: complex with channels and simplified without channels.