Các bộ chuyển đổi xúc tác là thành phần cốt lõi của các hệ thống kiểm soát khí thải xe hiện đại, chuyển đổi khí thải độc hại thành các chất vô hại thông qua các phản ứng xúc tác.Gần như tất cả các phương tiện chạy xăng, bao gồm cả ô tô, xe tải, xe buýt, tàu hỏa, xe máy và thậm chí cả máy bay cũng chứa các thiết bị này.và rhodium (Rh).
Các kim loại hiếm này tìm thấy các ứng dụng xa ngoài việc sử dụng ô tô, xuất hiện trong thiết bị phòng thí nghiệm, vật liệu nha khoa, các dây liên lạc điện tử, điện cực, đồ trang sức và công nghệ pin nhiên liệu mới nổi.Sự cung cấp hạn chế và tiện ích rộng lớn của chúng làm cho tái chế bộ biến chất xúc tác có giá trị về mặt kinh tế và cần thiết về mặt môi trường.
Nhu cầu toàn cầu vào năm 2020 đạt 215 tấn platin, 308 tấn palladium và 31,2 tấn rhodium.,Trong cùng thời gian, các nỗ lực tái chế - chủ yếu từ các bộ chuyển đổi xúc tác đã sử dụng - thu hồi 33,7 tấn bạch kim, 41,2 tấn palladium và 7,3 tấn rhodium.Ở mức giá trung bình năm 2020, vật liệu tái chế này đại diện cho khoảng 12 tỷ đô la giá trị.
Các con số này cho thấy các bộ chuyển đổi xúc tác cuối đời là một nguồn quan trọng để phục hồi kim loại quý, cung cấp tiềm năng kinh tế đáng kể vẫn chưa được khai thác.
Đánh giá chính xác về giá trị tái chế của bộ chuyển đổi xúc tác bắt đầu với việc hiểu thành phần của nó.dựa trên gốm (thường là cordierite) với bề mặt phủ kim loại quý, và dựa trên kim loại với lớp phủ alumina có chứa PGM.
Các máy chuyển đổi thế hệ đầu duy trì nồng độ platin và rhodi tương đối ổn định, cho phép ước tính đơn giản dựa trên trọng lượng.hai thập kỷ qua đã chứng kiến biến động giá đáng kể do đầu cơ thị trường và sự mất cân bằng cung cầuCác quy định về khí thải nghiêm ngặt hơn đã thay đổi thêm các công thức xúc tác, ảnh hưởng trực tiếp đến các yêu cầu về kim loại.
Các máy chuyển đổi hiện đại khác nhau đáng kể theo kích thước động cơ và loại nhiên liệu, chứa bất cứ thứ gì từ các công thức platinum chỉ đến các kết hợp platinum-palladium-rhodium khác nhau.Các đơn vị tái chế hiện nay chủ yếu đến từ các phương tiện được sản xuất 10-15 năm trước, với xe hơi nhỏ sản xuất 1-2 gram kim loại có thể tái chế và xe tải lớn chứa 12-15 gram mỗi bộ chuyển đổi.
Giá trị đơn vị cá nhân dao động từ dưới $ 100 đến hơn $ 1,000Tuy nhiên, việc giao dịch vật liệu xúc tác nghiền nát mang lại rủi ro. Sự giả mạo tiềm năng với chất thải pin chì hoặc niken-cadmium đòi hỏi phải phân tích chính xác để tránh tổn thất tài chính đáng kể.
Phân tích các vật liệu đa dạng này đòi hỏi phải "décanting" ban đầu, loại bỏ các cấu trúc ruồi mật ong gốm từ các vỏ thép của chúng.mài, và trộn với các chất xúc tác khác.Việc nghiền nát hoặc nghiền ban đầu trước khi tách từ và phân loại bằng không khí để tách các thành phần kim loại khỏi bột sơn có chứa kim loại quý.
Cả hai loại chất nền đều yêu cầu pulverization cho các hạt dưới 250 micrometer trước khi phân tích. Công nghệ quang chiếu tia X (XRF) đã nổi lên như là tiêu chuẩn công nghiệp để đánh giá thành phần.
Ánh quang tia X cung cấp phân tích nguyên tố không phá hoại bằng cách đo tia X thứ cấp phát ra khi các mẫu trải qua kích thích tia X chính.Mỗi phần tử tạo ra các chữ ký huỳnh quang độc đáo, "dấu vân tay" riêng biệt cho phép xác định chất lượng và đo lường định lượng.
Từ quan điểm phân tích, tái chế bộ chuyển đổi xúc tác mang lại tiềm năng đáng kể cùng với những trở ngại đáng chú ý:
Khi các quy định về môi trường thắt chặt và giá kim loại quý biến động, tái chế biến chất xúc tác đứng ở giao điểm của cơ hội kinh tế và trách nhiệm sinh thái.Thông qua tiến bộ công nghệ, tuân thủ quy định và ra quyết định dựa trên dữ liệu,lĩnh vực này hứa hẹn cả lợi nhuận tài chính và phục hồi vật liệu bền vững.
