Katalitik konvertörler, araçların çevreye saldığı zehirli gazlarını, katalize edilmiş veya hızlandırılmış kimyasal reaksiyonlar yoluyla daha az zararlı maddelere dönüştürmek için kullanılan parçalardır. Otomobiller, kamyonlar, otobüsler, trenler, motosikletler ve uçaklar dahil olmak üzere, günümüzde benzin ve dizelle çalışan araçların çoğu, katalitik konvertör kullanan egzoz sistemlerine sahiptir.
Bir katalitik konvertörün katalizör bileşeni, paladyum (Pd) ve rodyum (Rh) ile birlikte genellikle platin (Pt) ‘dir. Bu platin grubu metaller son derece nadirdir ancak katalitik konvertörlere ek olarak geniş bir uygulama yelpazesine sahiptir. Örneğin platin, laboratuvar ve dişçilik ekipmanlarında, elektrik kontaklarında ve elektrotlarda ve mücevherlerde kullanılırken, paladyum yakıt hücresi teknolojisinde kilit bir rol oynamaktadır. Çok sayıda uygulama yerine sahip olmasına karşın, sınırlı tedarik yöntemleri bulunan bu değerli metallerin hurda katalitik konvertörlerden geri kazanım ve yeniden kullanımı değerli bir yere sahiptir. 2010 yılında, hurda katalitik konvertörlerin geri dönüşümünden geri kazanılan Pt, Pd ve Rh’nin toplam değeri 3 milyar dolardır.
Bir katalitik konvertördeki Platin, Padalyum ve Rodyum’un geri kazanım değerinin belirlenmesi, kullanılan metallerin bileşimini ve oranlarını bilmekle başlar. Otomotiv katalizör malzemesi, ya bir yıkama kaplaması içeren değerli bir metalle kaplanmış bir seramik substrattan, çoğunlukla kordiyeritten ya da yine değerli metaller içeren bir alüminyum oksit yıkama kaplamalı metalik bir substrattan yapılır. Platin ve Rodyum oranı 20 yıl önce aşağı yukarı sabitti, bu nedenle, katalizörlerin ağırlıklarının hesaplanması platin ve rodyum oranlarının tespitleri için bir fikir vermektedir. Ancak, bu üç değerli metalin fiyatı, arz ve talebe bağlı olarak son 20 yılda büyük bir değişime uğradı. Bu varyasyonların yanı sıra emisyon mevzuatının sıkılaştırılması, talep üzerinde güçlü bir etkiye sahip olan katalizörlerin bileşimi üzerinde doğrudan bir korelasyona sahip olmuştur.
Şu anda, kullanılan yakıt türüne bağlı olan bileşim önemli ölçüde değişmektedir. Formülasyon sadece platinden veya çeşitli platin-paladyum-rodyum, platin-rodyum ve paladyum-rodyum oranlarından oluşabilir. Günümüzün geri dönüştürülmüş katalitik konvertörlerinin çoğu, ortalama olarak 10-15 yıl önce üretilmiş arabalardan gelmektedir. Her birindeki geri kazanılabilir Pt, Pd ve Rh miktarları, küçük bir araba için 1-2 gramdan ABD’deki büyük bir kamyon için 12-15 gram arasında değişebilir.
Toplanan hurda katalizörler araç başına 25 ABD Doları ile birkaç yüz ABD Doları arasında fiyatlanabilmektedir. Ayrıca, katalizör olarak satılan öğütülmüş malzeme ticareti, olası değişiklikler nedeniyle çok tehlikeli olabilir, bu da kurşun veya kullanılmış nikel-kadmiyum pillerin dahil edilmesi anlamına gelebilir.
Önemli mali kayıplardan kaçınmak için, şirketlerin toplayıcı sahasında veya rafinerilerde kullanılmış katalitik dönüştürücülerdeki Pt, Pd ve Rh içeriğini hızlı ve doğru bir şekilde belirlemesi gerekir. Ancak, katalitik konvertörler gibi homojen olmayan malzemeleri doğrudan numune hazırlamadan analiz etmek için bir teknik yoktur. Bu nedenle, seramik alt tabakaya sahip hurda katalizörler, petek yapılı seramik malzemenin çelik kasadan çıkarılması olan bir “kutudan çıkarma” işlemine tabi tutulur. Tüm seramik daha sonra ezilir, öğütülür ve çoğunlukla diğer katalizörlerle karıştırılır. Aksine, metalik bir substratı olan dönüştürücüler önce parçalanır veya öğütülür ve ardından metalik parçalar, değerli metaller içeren yıkama kat tozundan mıknatıslar ve sıyırma kullanılarak ayrılır. Bu zenginleştirme nedeniyle, bu yıkama katı örneklerinin platin, paladyum ve rodyum içeriği genellikle öğütülmüş seramiklerinkinden çok daha yüksektir. Her iki durumda da malzemeler maksimum 250 um’ye kadar toz haline getirilir ve analiz için numune kaplarına veya numune poşetlerine yüklenir ve ardından XRF teknolojisi kullanılarak XRF analiz cihazları tarafından analiz edilir.
Yakın zamanda yapılan bir çalışma, bu amaca ulaşmak için laboratuvar testleriyle karşılaştırıldığında x-ışını floresan (XRF) analizini değerlendirdi. Korelasyon eğrileri, tekrarlanabilirlik verileri, metodoloji ve yorumlar dahil sonuçları görmek için yapılan bu araştırmaya buraya tıklayarak ulaşabilirsiniz.
Yazının orjinali: https://www.thermofisher.com/blog/metals/platinum-group-metal-recovery-from-spent-catalytic-converters-using-xrf/
