Переробка та утилізація автомобільних каталізаторів

        Автомобільний транспорт є основним джерелом забруднення повітря в містах. Тому в розвинутих країнах Європи постійно посилюються вимоги стандартів до чистоти вихлопних газів – на заміну стандарту «Євро-4» впроваджується більш суворий «Євро-5». Все це обумовлює необхідність оснащення автомобілів каталітичним нейтралізатором не тільки в Європейському Союзі, а також у США, Японії та інших розвинутих країнах. Автомобільний каталізатор перетворює основні токсичні компоненти вихлопних газів у безпечні викиди. Суть перетворення полягає в доокисленні оксиду вуглецю (II) та недопалених вуглеводнів на платинових каталізаторах до вуглекислого газу та води і відновлення оксидів азоту до азоту.
        Згідно постанови уряду України [1] на території нашої держави вже з 2003 р. заборонялась експлуатація транспортних засобів без нейтралізаторів шкідливих домішок вихлопних газів. Крім цього, в Україні з 1-го січня 2006 року набули чинності екологічні стандарти якості “Євро-2”, тому постала проблема розробки та виробництва каталітичних нейтралізаторів. Аналіз закордонного досвіду[2] показує, що близько 80% основної сировини – металів платинової групи (МПГ) одержують повторно з вживаних автомобільних каталізаторів. На даний час в Україні відсутня промислова переробка відпрацьованих автокаталізаторів і немає природних родовищ МПГ, тому розробка технологічних процесів вилучення платинових металів є актуальним завданням.
        Метою нашого дослідження було визначення вмісту МПГ у відпрацьованих автокаталізаторах, встановлення ефективних методів їх переробки та утилізації для повторного використання вилучених  МПГ при одержанні нових автомобільних каталізаторів.
        Каталізатор складається з стального корпусу масою  3,5 кг, в якому міститься приблизно 1 кг керамічного моноліту з повздовжніми тонкостінними отворами (комірками), на внутрішню поверхню яких нанесений каталітичний шар на основі МПГ. 
        Нами проаналізований середній вміст МПГ в автомобілях різних виробників після 5–10 річного пробігу. В старіших європейських моделях міститься приблизно 0,13 – 0,2% Pt і 0,02 – 0,04% Rh на 1 кг каталізаторного блоку, а відношення цих металів є 5 : 1. Новіші європейські зразки мають високий вміст паладію (до 0,5%), відношення Pt:Pd:Rh = 1:12:1. Японські і корейські автомобілі мають, як правило, такий розподіл МПГ: Pt 0,1%, Pd 0,03%, Rh 0,01%. 
        Наведена вище будова й властивості керамічного каталітичного блоку дозволяють застосувати електрохімічний, піро- або гідрометалургійний процеси переробки цієї вторинної сировини. Проведені порівняльні випробування цих методів на зразках масою 0,5 кг з вмістом 0,16% МПГ показали, що гідрометалургійний метод виявився економічно найвигіднішим за енергетичними та матеріальними затратами, проте він триваліший через багатостадійність. Для скорочення кількості технологічних стадій нами запропонована спрощена схема утилізації відпрацьованих каталізаторів, яка заснована на утворенні суміші водорозчинних сполук Pt, Pd і Rh. Розчини таких солей в подальшому можна використовувати при виготовленні нових автомобільних каталізаторів. 
        Встановлено, що при гідрометалургійному методі вилучення вихід металів платинової групи зростає при зменшенні розмірів частинок подрібненого каталізатора (<1,5 мм). Показано, що на базі двох-трьох відпрацьованих каталізаторів можна отримувати один новий. 
        У процесі запровадження в Україні Європейських стандартів з екології неминуче виникне гостра потреба в автокаталізаторах, тому запропонований метод гідрометалургійної утилізації дозволить відмовитись від імпорту та зберегти від безповоротних втрат сотні кілограмів металів платинової групи.
Література
1. Постанова Кабінету міністрів України № 1139 від 17.09.1996 р. ( Про заборону з 1 січня 2003 року експлуатації легкових автомобілів, не обладнаних каталізаторами). 
2. Переработка вторичного сырья, содержащего драгоценные металлы / Науч. ред. Ю. А. Карпов. – М.: Гиналмаззолото, 1996. – 290 с.
 
 
Переробка та утилізація автомобільних каталізаторів / Цюпко Ф.І., Сенишин М.С., Срібний В.М., Ятчишин Ю.Й., Ларук М.М. // І-й Всеукраїнський з’їзд екологів: міжнар. наук.-техн. конф., 4–7 жовтня 2006 р.: тези допов. – Вінниця, 2006. – С. 50.
МНПК “Перший Всеукраїнський з’їзд екологів”,  4-7 жовтня, 2006 р. 
Вінницький національний технічний університет
Секція 1 “Техногенно-екологічна безпека України і прогнозування ризиків. Переробка та утилізація промислових і побутових відходів”.
Скачати в форматі pdf: 
Оцінка: 
0
No votes yet