Jak wygląda odzysk platyny z katalizatora?

Myśląc o platynie wielu ludzi ma skojarzenia przede wszystkim z biżuterią, stomatologią i chirurgią. Całkiem słusznie, bo platyna posiada dużo szersze zastosowanie ze względu na swoje właściwości doskonale sprawdza się w takich zastosowaniach. Jest metalem pięknym, rzadkim, trwałym, a przez to wszystko bardzo cennym, toteż wyroby jubilerskie z platyny cieszą się dużym zainteresowaniem.

Platynę chętnie wykorzystują też firmy medyczne, ponieważ jest ona metalem na który ludzki organizm nie reaguje alergicznie. Można więc wykonywać z platyny elementy implantów stomatologicznych, a także rozmaite protezy – ich wszczepianie ratuje zdrowie wielu ludziom.

W dużej mierze platynę jednak zużywa się do produkcji katalizatorów samochodowych. Od wielu lat ludzie są świadomi, że wciąż rosnąca liczba pojazdów mechanicznych powoduje coraz większe skażenie atmosfery oraz smog, który w samej Polsce zabija ponoć ok. 40 000 ludzi rocznie. Walka z toksycznymi spalinami rozgrywa się na różne sposoby, a jedną z metod jest stosowanie katalizatorów. Katalizatory ceramiczne są szczególnie ważne w przemyśle motoryzacyjnym, ponieważ nie tylko pomagają w redukcji emisji spalin, ale także są cennym źródłem odzyskiwanej platyny.

Ile platyny w katalizatorze?

W pojedynczym reaktorze katalitycznym znajdują się śladowe ilości metali szlachetnych, dlatego aby uzyskać 1 kilogram platyny, należy ponownie przetworzyć kilka ton zużytych katalizatorów. Tego typu recykling może wydawać się nieefektywny, jednak biorąc pod uwagę liczbę samochodów, które każdego dnia pojawiają się na drogach, dodając do tego możliwości zużycia oraz uszkodzenia reaktorów katalitycznych, okazuje się, że odzysk metali szlachetnych jest potrzebny i ma jak najbardziej sens.

Dodatkowo warto pamiętać o tym, że naturalne złoża platyny są na wyczerpaniu. Co więcej, recykling 2 ton zużytych lub uszkodzonych katalizatorów to sposób na uniknięcie wydobycia 150 ton rudy oraz szeregu nieekologicznych procesów, które prowadzą do otrzymania czystego metalu.

Proces rafinacji platyny

Proces rafinacji platyny jest kluczowy, ponieważ pozwala na uzyskanie czystej platyny z odzyskanych materiałów, co jest istotne zarówno dla ekologii jak i gospodarki. Dodatkową zachętę, aby oddawać na skup złomu nieużyteczne katalizatory samochodowe, mogą stanowić korzyści finansowe. Platyna ze względu na wysoki popyt osiąga bardzo korzystne ceny na skupie.

Katalizatory ceramiczne ulegają zużyciu i uszkodzeniom

Gdyby katalizatory były używane wyłącznie wtedy, gdy silnik w pojeździe jest rozgrzany do właściwej temperatury roboczej, mogłyby wytrzymywać przejechanie nawet 250 tysięcy kilometrów. Ponieważ jednak wielu kierowców porusza się na krótkich dystansach, także zimą, gdy silnik rozgrzewa się nieco wolniej, paliwo nie jest w całości prawidłowo spalane. Jego niespalone drobiny atakują blok ceramiczny katalizatora, obniżając jego żywotność.

Nietrudno też uszkodzić katalizator w czasie jazdy – wystarczy nieostrożny wjazd na wysoki krawężnik albo dynamiczne pokonanie sporej nierówności na drodze. Uszkodzony lub zużyty katalizator trzeba wówczas wymienić.

MHD, czyli magnetoplazmodynamika i odzysk metali szlachetnych

Odzyskanie platyny z katalizatora w sposób mechaniczny jest niemożliwe, ponieważ platyna występuje w postaci cienkiej warstwy na powierzchni o skomplikowanej strukturze. Dlatego naukowcy poszukiwali alternatywnych metod. Znaleźli je dzięki magnetoplazmodynamice, znanej pod skrótową nazwą MHD. Bada ona zagadnienia ruchu płynów przewodzących prąd w polu elektromagnetycznym.

Tak powstały pompy MHD, które dzielą się na kondukcyjne i indukcyjne. Pompa kondukcyjna zawiera magnes, a między jego biegunami, w stałym polu magnetycznym znajduje się wykonany z cienkiej blachy kanał, zasilany prądem. Połączenie przepływu prądu oraz pola magnetycznego powoduje powstanie siły popychającej ciekły metal wzdłuż osi kanału.

Z kolei pompy indukcyjne wywołują za pomocą odpowiednio wytworzonego pola elektromagnetycznego prądy wirowe w ciekłym metalu. Tak powstaje różnica ciśnień na wlocie i wylocie – a więc i siła ssąco-tłocząca pompy.

Zużyty katalizator umieszcza się więc w ciekłym metalu, który znajduje się w ciągłym ruchu i po prostu wypłukuje metal szlachetny. Trafia on do roztworu ciekłego metalu, a odzyskanie go stamtąd to już zabieg stosunkowo prosty.

Proces MHD może być również wykorzystany do odzyskiwania innych metali, takich jak nikiel czy chrom, z różnorodnych źródeł.

Odzysk platyny – dlaczego jest tak istotny?

Metale szlachetne takie jak platyna odgrywają kluczową rolę w wielu gałęziach przemysłu. Wykorzystuje się je między innymi w produkcji katalizatorów samochodowych, które pomagają redukować emisję szkodliwych substancji.

Odzyskiwanie platyny z katalizatorów przynosi wiele korzyści zarówno dla środowiska jak i z punktu widzenia ekonomicznego. Wykorzystanie zaawansowanych metod odzysku zmniejsza zapotrzebowanie na nowe źródła platyny.