Jak wygląda odzysk metali z katalizatora w praktyce?

Katalizatory stanowią obowiązkowe wyposażenie każdego nowego samochodu, a wiele z nich znajduje się też w modelach starszych roczników. Podstawową funkcją tego elementu jest oczyszczanie spalin z fizycznych cząstek pozostałych po reakcji spalania paliwa w silniku.

W efekcie wyrzucane spaliny są czystsze, a pojazd nie przyczynia się tak znacząco do zwiększania smogu. Katalizatory zawierają cenne metale, które można odzyskać w procesie recyklingu.

W jakim celu odzyskuje się metale szlachetne z katalizatora?

Katalizatory są zaliczane do odpadów o dużej szkodliwości dla środowiska naturalnego. Wynika to z faktu, że zatrzymują pozostałości spalania paliwa właśnie po to, aby nie trafiły do atmosfery.

Nietrudno więc zrozumieć, że wyrzucenie takiego odpadu na śmietnik, stawiałoby pod znakiem zapytania sensowność produkcji i montażu nietanich katalizatorów. Dlatego ważne jest, aby po wymontowaniu z pojazdu, oddać taki odpad do specjalistycznego punktu skupu, w którym zostanie poddany odpowiednim procesom.

Recykling katalizatorów pozwala na odzyskanie z nich cennych metali. Są to zarówno metale szlachetne, jak i rzadkie, a więc występujące w naturze w niewielkich ilościach. Ponadto po wielu latach eksploatacji złóż, ich zasoby znacznie zmalały i znajdują się na wyczerpaniu. Dlatego odzysk metali szlachetnych z katalizatorów wypełnia luki w zapotrzebowaniu na nie przy produkcji nowych urządzeń.

Mogłoby się wydawać, że śladowe ilości platyny czy palladu nie wniosą zbyt wiele do procesów produkcyjnych, a opłacalność ich odzysku jest znikoma. Biorąc jednak pod uwagę fakt, że odzysk 1 kg cennego metalu pozwala ograniczyć wydobycie rudy o 150 ton, sytuacja wygląda już zupełnie inaczej.

Kolejnym czynnikiem, który skłania do takiego działania, jest konieczność przetwarzania rudy w wielu procesach technologicznych. Są one energochłonne i nieprzyjazne dla środowiska. W przeciwieństwie do nich, proces odzysku metali z katalizatorów jest szybki, efektywny i nie pozostawia odpadów.

Z jakich metali zbudowany jest katalizator?

Katalizator jest charakterystycznym, podłużnym modułem, w którego wnętrzu znajduje się ceramiczny lub stalowy monoblok o strukturze plastra miodu.

Część odpowiedzialna za pochłanianie zanieczyszczeń dodatkowo jest pokryta cennymi pierwiastkami takimi jak platyna, rod czy pallad. Obecność tych pierwiastków jest niezbędna do przeprowadzenia reakcji zobojętniającej spaliny. Poza nimi we wnętrzu katalizatora można znaleźć:

• wolfram,
• tytan,
• molibden,
• srebro,
• złoto.

Wszystkie te metale należą do rzadkich lub szlachetnych, dlatego ich odzyskiwanie jest znaczące. Metale z odzysku można wykorzystać do ponownej produkcji katalizatorów, a także do wytwarzania sprzętu chirurgicznego, części elektroniki czy implantów.

Jak przeprowadzany jest prawidłowy odzysk metali szlachetnych z katalizatora?

Odzyskiwanie metali z katalizatorów nie jest proste. W jednym takim urządzeniu można znaleźć zaledwie śladowe ilości platyny czy palladu. Dodatkowo są one nanoszone tak cienką warstwą, że jej fizyczne zeskrobanie nie jest możliwe.

Aby uzyskać 1 kg platyny, trzeba przeprowadzić recykling katalizatorów liczonych w tonach. Pomimo to kilogram platyny jest surowcem potrzebnym do wyprodukowania tysięcy nowych takich urządzeń. Dla porównania, klasyczna ślubna obrączka waży około 10 g, czyli z kilograma metalu można ich zrobić 100.

Odzysk metali szlachetnych i rzadkich z katalizatorów jest przeprowadzany metodami wykorzystującymi podstawowe zjawiska fizyczne i chemiczne. W ich opracowaniu pomocna była magnetoplazmodynamika – nauka zajmująca się badaniem właściwości przewodzących prąd cieczy, umieszczonych w polu elektromagnetycznym. Do pozyskiwania metali z katalizatorów wykorzystuje się dwa typy pomp:

• kondukcyjne – zawierające magnes oraz zasilany elektrycznie kanał umieszczony pomiędzy jego biegunami,
• indukcyjne – wytwarzające prądy wirowe w płynnym metalu za pomocą pola

W obu przypadkach dochodzi do wymuszonego ruchu płynnego metalu. Metal ten wypłukuje cenny pierwiastek z katalizatora, który zostaje w nim umieszczony. Na ostatnim etapie, z mieszaniny metali odzyskuje się pallad czy platynę.

Zalety odzysku

Odzysk platyny z katalizatorów samochodowych czy innych metali rzadkich ma kilka zalet. Zaliczają się do nich:

• ograniczenie wydobycia rud metali, oszczędzanie złóż i środowiska,
• prostsze i bardziej ekologiczne procesy przetwarzania surowca,
• wyeliminowanie góry toksycznych odpadów, jakimi są katalizatory,
• obniżenie kosztów produkcji nowych katalizatorów.

Opłacalność odzysku metali szlachetnych i rzadkich z katalizatorów dla wielu osób jest fikcją. Skomplikowane procesy fizykochemiczne, śladowe ilości metali z pewnością niosą argumenty wskazujące recykling katalizatorów jako korzystny.

A jednak zważywszy na to, jak wiele tych elementów trafia na śmietnik, proporcje pomiędzy wkładem a zyskiem całkiem się zmieniają. Na ulicach można znaleźć miliony samochodów, a każdy z nich ma katalizator, który wcześniej czy później ulegnie zużyciu.