Утилізація та переробка автомобільних каталізаторів Постановка проблеми та її актуальність: 1. 2.
3.
4.
Впровадження на території нашої держави екологічних стандартів якості “Євро-2” (з 1 січня 2006 р.) Висока вартість закордонних нейтралізаторів перешкоджає широкому використанню їх на внутрішньому ринку України. Тому зараз гостро стоїть питання розробки власного дешевого автомобільного нейтралізатора. Найбільш раціональним вирішенням цієї проблеми є утилізація відпрацьованих автомобільних каталізаторів, що встановлені на імпортованих автомобілях. В Україні відсутня промислова переробка відпрацьованих автокаталізаторів і немає природних родовищ МПГ, тому розробка шляхів їх одержання є актуальним завданням.
Мета досліджень • 1. Визначення вмісту МПГ в різних зразках відпрацьованих автокаталізаторах, встановлення найефективнішого методу їх переробки; • 2. Дослідження першої стадії промислової переробки відпрацьованих автокаталізаторів, а саме впливу ступеня їх помолу (фракційного складу) на вихід МПГ із застосуванням гідрометалургійного методу вилучення.
Питання екології • Основними забруднювачами у вихлопах є оксид вуглецю(ІІ) (СО), недопалені вуглеводні палива (CmHn) і оксиди азоту (NOx). В контакті з каталізатором ці компоненти перетворюються в оксид вуглецю(ІV), воду й азот переважно за рахунок таких реакцій:
• CmHn + (m+n/4) O2 = m CO2 + n/2 H2O • 2 CO + O2 = 2 CO2 • 2 NOx + 2x CO = N2 + 2x CO2
Схеми реакцій, реакцій, які проходять на поверхні каталітичного нейтралізатора
Наведена вище будова й властивості керамічного каталітичного блоку дозволяють застосувати електрохімічний, піро- або гідрометалургійний процеси переробки цієї вторинної сировини. Проведені порівняльні випробування піро- і гідрометалургійного 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.
Схема концентрування МПГ з відпрацьованих автокаталізаторів 1. Збір і демонтаж відпрацьованих автомобільних каталізаторів 2. Подрібнення сировини на дробарках
3. Екстракція подрібненої сировини „царською горілкою”, відділення осаду декантуванням
4. Промивання осаду дистильованою водою, відділення осаду декантуванням Осад Концентрат 5. Випарювання концентрату та обробка соляною кислотою для перетворення нітратів МПГ до хлоридів та видалення залишків NOx 6. Процес відновлення МПГ цинком і/або гідратом гідразину 7. Фільтрація осаду суміші МПГ, прокалювання при 800 – 8500С/1 год, отримання готової суміші МПГ
Вплив методу вилучення металів платинової групи з відпрацьованих автомобільних каталізаторів на вихід Pt, Pd, Rh
Вміст металів платинової групи Pt, Pd і Rh у відпрацьованих автомобільних каталізаторах
Встановлено, що при гідрометалургійному методі вилучення вихід металів платинової групи зростає при зменшенні розмірів частинок подрібненого каталізатора (<1,5 мм). 1,2 1,1 1
Вихід МПГ, г/кг
0,9 0,8 МПГ
0,7
Pt
0,6
Pd
0,5
Rh
0,4 0,3 0,2 0,1 0 0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
Розмір частинок подрібненого каталізатора, мм
3,5
4
Висновки • У процесі запровадження в Україні Європейських стандартів з екології неминуче виникне гостра потреба в автокаталізаторах, тому запропонований нами метод гідрометалургійної утилізації дозволить відмовитись від імпорту та зберегти від безповоротних втрат сотні кілограмів металів платинової групи. • Встановлено, що на базі двох-трьох відпрацьованих каталізаторів можна отримувати один новий.
Дякую за увагу