Извлечение металлов из катализаторов

Обновлено: 16.05.2024

Более десятка лет нейтрализаторы газов устанавливаются на все выпускаемые автомобили. Катализатор предназначен для очистки выхлопных выбросов и приведения их к требованиям Евро-5 и других современных экологических стандартов. Токсичные компоненты преобразуются в безвредные азот, воду и углекислый газ под воздействием высокой температуры, при участии кислорода и каталитических веществ. В роли последних выступают металлы платиновой группы — родий, палладий и платина, благодаря которым автомобиль загрязняет окружающую среду значительно меньше.

Доля драгоценных металлов в катализаторе

Нейтрализатор газов выглядит как утолщение на выхлопной трубе, его легко увидеть, заглянув под днище автомобиля. Внутри термоизолированного корпуса расположены мелкие керамические или металлические соты, на поверхность которых нанесен тонкий слой драгоценных металлов. При температуре в катализаторе 300 °C и выше, соблюдении пропорций топливно-кислородной смеси они ускоряют окислительно-восстановительные реакции.

Общая площадь решетки сот измеряется десятками тысяч квадратных метров. Массовая доля металлов на ее поверхности составляет от сотых до десятых процента веса узла. Цена катализатора как сырья для их извлечения определяется рядом факторов:

модели автомобильных катализаторов старше 15 лет сконструированы под менее жесткие экологические стандарты, содержат меньше драгметаллов и больше посторонних веществ;

современные авто рассчитаны для стандартов Евро-5, Евро-6 и снабжены сотовой решеткой большей площади;

производители машин постоянно улучшают качество двигателей. Новые модели часто оснащаются очистными деталями меньшей производительности, что привело к снижению содержания палладия и родия в самых новых моделях конвертеров;

катализаторы трехкамерной конструкции более выгодны для извлечения платины.

Наиболее рентабельно извлечение дорогих металлов из каталитических конвертеров Mersedes-Benz, Jeep, Lexus, Land Rover и Hummer, устройства производства стран СНГ замыкают ряд. В автомобилях, выпущенных до 90-х, не предусматривалась установка катализатора.

Стоимость бывшего в употреблении катализатора при продаже на вторсырье может составлять от пятисот до нескольких тысяч гривен. В некоторых случаях посредники и перерабатывающие компании проводят химический анализ перед тем, как предложить цену. Соты извлекаются из корпуса конвертера, перемалываются, и определяется содержание в них благородных металлов. Продать нейтрализатор в хорошем состоянии можно и в качестве рабочего узла для установки в машину.

Как извлечь драгоценные металлы из катализатора

Для получения ценного сырья соты нейтрализатора газов проходят механическую и химическую обработку. Они измельчаются и подвергаются воздействию активных веществ или электролизу, в зависимости от извлекаемого металла.

Родий и платина высвобождаются выщелачиванием. Измельченные соты катализатора подвергают многократному воздействию окисляющих смесей и промывкам. Содержащиеся в активном слое алюминиевые окислы препятствуют полному извлечению платины. Более эффективным способом является растворение металлов соляной кислотой или царской водкой при нагревании для лучшей циркуляции веществ.

Пирометаллургический метод состоит в дроблении сердцевин катализаторов, их нагреве до высоких температур и периодическом сливании примесей. Полученные гранулы с высоким содержанием драгоценных металлов используют для их дальнейшего промышленного извлечения.

Палладий из катализатора получают гальваническим методом и фторированием. Последний позволяет практически полностью извлекать палладий из сплава. При температуре 500 oC расплав фторируют, в результате чего получают фтористый палладий, легко расщепляемый минеральной кислотой.

Можно ли извлечь металлы из катализатора самостоятельно

Основной трудностью переработчиков любого вторичного сырья является обеспечение достаточно больших объемов для получения коммерческой выгоды. Существует понятие окупаемости — установленное оборудование начинает приносить доход спустя какое-то время. Материальные и энергетические затраты на переработку одного или нескольких катализаторов будут превышать стоимость извлеченных металлов. В любом случае понадобится специально оборудованное помещение, которое нецелесообразно содержать ради разовых экспериментов.

Нейтрализатор в рабочем состоянии выгоднее всего продать, ведь именно как функциональный узел он стоит дороже. Такое предложение поможет желающим купить катализатор для замены неисправного по более выгодной цене.

Как извлечь драгоценные металлы из катализатора и зачем это нужно

На протяжении последних 10 лет каталитические нейтрализаторы устанавливают на каждый выпускаемый автомобиль. Данные устройства отвечают за одну важную задачу – очистка отработанных газов и приведение их в соответствие требованиям экологических стандартов (в разных странах установлены различные нормативы). При воздействии специальных элементов токсичные вещества в автомобильных выхлопах преобразуются в совершенно безвредные компоненты (азот, вода, углекислый газ).

Это обеспечивается за счет догорания углеводородов, окиси углерода и окислов азота при воздействии высоких температур с участием кислорода. В этом процессе также участвуют каталитические вещества, которые представлены напылением драгоценных металлов (платины, палладия, родия). Благодаря таким химическим реакциям из выхлопной трубы автомобиля выходят абсолютно безвредные вещества, которые не загрязняют атмосферу и не оказывают негативных воздействий на организм человека.

Ценность внутренней «начинки» нейтрализаторов

Внутренняя ячеистая структура имеет общую площадь в десятки тысяч м2, при этом драгметаллы составляют от 0.05 до 0.8 % от массы самого устройства. Хотя вес сравнительно невелик, из-за высокой стоимости платины, палладия и родия неисправные катализаторы лучше не выбрасывать, а сдавать на разборку. Это позволит немного сэкономить на покупке нового нейтрализатора.

Как правило, ценность «начинки» автомобильных катализаторов зависит от ряда важных факторов:

машины возрастом более 12-15 лет оснащаются нейтрализаторами, которые соответствуют менее жестким экологическим стандартам, поэтому содержат намного меньше драгоценных металлов;

современные модели автомобилей оснащаются каталитическими конвертерами, которые должны отвечать требованиям стандартов Евро5 и Евро6, поэтому сотовая решетка в них имеет больше напыления драгметаллов;

автопроизводители стараются улучшать качество моторов, поэтому новые силовые агрегаты требуют менее производительных очистных деталей, соответственно в нейтрализаторах используется меньше платины и палладия;

катализаторы с трехкамерной конструкцией наиболее выгодны с точки зрения извлечения драгметаллов;

конвертеры в машинах Jeep, Hummer, Mersedes, Lexus и Land Rover более дорогостоящие, чем устройства в авто отечественного производства.

Особенности извлечения катализаторов

Чтобы получить ценное сырье, соты нейтрализаторов обрабатывают механическим и химическим способом. Их измельчают и подвергают электролизу (или воздействиям активных средств). Для высвобождения родия и платины применяется процесс выщелачивания (на соты многократно воздействуют окисляющими смесями и промывками). Также может применяться пирометаллургическая методика (сотовую решетку дробят, нагревают до высокой температуры и периодически сливают примеси, получая гранулы драгметаллов). Для получения палладия используется гальванический метод и фторирование с расщеплением минеральными кислотами.

Как видите, процесс извлечения дорогостоящего сырья является довольно сложным, и выполнить его самостоятельно практически невозможно. Поэтому неисправные и изношенные нейтрализаторы лучше сдать в специализированные компании, которые занимаются их скупкой и обработкой.

Сколько в катализаторах драгметаллов и можно ли на них заработать

Одним из самых дорогих компонентов современного автомобиля является каталитический нейтрализатор. Компактный блок с сотовой структурой весом в несколько килограммов содержит небольшое количество драгоценных металлов. Поверьте, они стоят денег, и немалых!

В автомобильных каталитических нейтрализаторах содержатся палладий, платина и родий. Экологические нормы требуют от автопроизводителей выпускать всё более «чистые» автомобили с низкими уровнями вредных выбросов. И палладий в этом деле играет ключевую роль.

Палладий, как и платина с родием, обладает поглощающими свойствами. Он способен нейтрализовать выхлопы, превышающие его собственную массу в 900 раз. Высокий спрос на редкий металл породил бурный рост рыночной цены.

С октября 2019 года цена палладия взлетела на 25% и преодолела 2 100 долларов за унцию. На этом фоне Европу и США захлестнула волна краж. Организованные группировки, вооружённые электрическими пилами, варварски вырезают катализаторы с автомобилей.

Опытные воры знают и производителей, и даже модели, в катализаторах которых содержится наибольшее количество драгоценных металлов. К примеру, в дизельных автомобилях используется платина, в бензиновых – палладий. В гибридных автомобилях содержание палладия выше, чем в обычных.

Это связано с тем, что у гибридов нет времени на прогрев катализатора для повышения его эффективности, поэтому требуется больше драгоценного металла для поглощения большего количества вредных выхлопов.

Toyota даже начала предлагать владельцам «Приусов» специальные устройства Catloc, которые усложняют процесс насильственного демонтажа катализатора. По сути это просто стальная пластина, посаженная на «секретки», закрывающая часть днища автомобиля.

Большинство воров просто сдают катализаторы на драгметаллы, а не продают их как запчасти. Масса палладия, содержащегося в «сотах» одного катализатора, может достигать 1,5–2 граммов. Если учесть, что в некоторых премиальных автомобилях применяются парные катализаторы, доход с одного автомобиля может достигать нескольких десятков тысяч рублей.

К примеру, в составе катализатора массой 1 200 граммов одного известного немецкого производителя есть платина (0,12% массы), палладий (0,08% массы) и родий (0,008% массы).

Проблема заключается в том, что палладий из сплава ещё надо выделить. Способов существует несколько, и все они довольно затратны и сложны, поэтому нет никакого смысла работать с единичными катализаторами. Если же процесс поставлен на поток, можно получать достаточное количестве металла для дальнейшего его использования или продажи.

Крупнейшее месторождение палладия в мире находится в Норильске. Причём, по иронии, этот металл является лишь побочным продуктом добычи никеля.

На данный момент крупнейшие автопроизводители стремятся запастись палладием впрок, так как цена на него, согласно прогнозам, будет только расти. Но этот рост не может быть бесконечным. Он продлится ровно до тех пор, пока выгоднее и эффективнее не станет использовать другой металл – платину.

Переход с одного металла на другой невозможен в короткий срок – перестроение производства может занять несколько лет и потребовать миллиардов евро. Именно поэтому одной из самых затратных статей в бюджете многих крупных автопроизводителей стал поиск замены палладию и платине.

Способы извлечения платины из отработанных катализаторов

Использование платины в промышленности, в автомобильной отрасли распространено в современной жизни. Toyota, Volkswagen, BMW и другие используют в автомобилях платиновый катализатор, задача которого понизить уровень выброса выхлопных газов в экологию.

Корпус катализатора покрыт драгоценным металлом, который можно извлечь, обладая знаниями и нужными реактивами. Этим и занимаются многие народные умельцы самостоятельно в домашних гаражах с помощью кислоты. Но раньше времени сложно определить, сколько граммов драгметалла можно будет извлечь из одного автомобильного каталитического нейтрализатора.

Из чего состоит катализатор?

Внутри размещена металлическая (алюминиевая) или керамическая конструкция, которая похожа на пчелиные соты. Как раз верхняя часть сот и покрывается тоненьким слоем драгметаллов платиновой группы.

Нанесенные частицы драгметаллов в виде напыления уменьшают объем токсичных выбросов в окружающую среду. Это происходит за счет увеличения площади поверхности, контактирующей с выбросами. На ней драгметаллы вступают в химическую реакцию с продуктами горения, превращая их в безопасные для экологии.

На катализатор наносятся такие металлы:

Платина. Помогает превращать более 90% вредных веществ в безопасный углекислый, газ, водяной пар и азот.
Наличие компонента в катализаторе, родия, добавленного к платине, увеличивает механическую прочность, повышая срок эксплуатации сетки. способствует удешевлению катализатора и незначительно (не более 2%) увеличивает его активность.

Срок эксплуатации платиновой сетки не превышает полтора года, в некоторых случаях она может прослужить не больше года. Пришедшая в негодность сетка снимается и взамен ставится новая.

Стоимость одного грамма этих драгметаллов значительно превышает цену за грамм золота, в результате чего существует много желающих заняться их добычей из катализатора для последующей перепродажи.

Можно ли извлекать драгметаллы из катализатора?

Поскольку автовладельцы знают о наличии ценных металлов в автомобильном компоненте, перед ними встает вопрос, можно ли их оттуда извлечь и каким способом это сделать. В химической промышленности добыть драгоценные металлы довольно просто. Но следует понимать, что извлечение небольшого содержания металла из каталитического нейтрализатора дома – процесс, требующий специфических знаний и опыта. А также необходимы разнообразные вещества, которые имеют высокую стоимость, поэтому самостоятельно заниматься этим нецелесообразно.

Для добычи конкретного металла применяются различные способы. К распространенным относятся следующие:

Метод выщелачивания с использованием окислителей применяется для добычи платины и родия.
Гальванический – применяется для извлечения палладия.
Метод с применением «царской водки» применяется для изъятия платины.
Фторирование применяется для добывания палладия.

Применение указанной технологии напрямую зависит от возможностей того человека, который планирует заняться добычей драгметаллов. И также необходимо знать, что в процессе добычи будет и урон, ведь применение выщелачивания предполагает неоднократное промывание компонентов.

Извлечение платины и родия

Метод выщелачивания пользуется популярностью для добычи платины и родия из сетки в условиях гаража. Он подразумевает применение специального окисляющего раствора из азотной и соляной кислот высокой концентрации. Но имеет весомые минусы, обусловленные конструктивной спецификой нейтрализатора, ведь кроме драгоценных металлов (платиновой группы) в этих устройствах присутствует окись алюминия, предотвращающая полную добычу платины.

Даже применение многократного выщелачивания для полного изъятия Pt и промывание устройства не всегда будет давать полное извлечение металла. Еще одним недостатком этого метода является высокая затратность на его проведение.

Чтобы снизить потери при аффинаже, применяется более надежный способ, когда металл переводится в жидкое состояние. Вначале устройства смачивают раствором воды и соляной кислоты, нагревают катализатор и при появлении пара на него наносятся окислители.

Для добычи металлов используется раствор из азотной концентрированной кислоты и 30%-го раствора пероксида водорода. Это зависит от частиц, нанесенных в качестве напыления на соты, и от того, сколько платины в катализаторе. Достоинством такого способа считается простота и возможность получения максимального количества драгметалла, содержащегося в конкретных моделях катализаторов.

В промышленности для добычи платины используют решетчатую сетку, на которую устанавливают деталь для воздействия на нее парообразного окислителя. Такой способ добычи имеет свои плюсы, ведь парообразная смесь обладает способностью глубже проникать, а значит, и лучше «промывать».

Для добывания платины существует изобретение, относящееся к катализаторам для получения сульфата гидроксиламина путем селективного гидрирования оксида азота в сернокислой среде.

Как происходит добыча палладия?

Добыча палладия происходит на основе данных методов, но тогда полученный драгметалл будет содержать много примеси, а это снизит его стоимость.

Самым приемлемым выступает гальванический метод или электродуговое нагревание. Но многие предпочитают нагревать катализатор до высокой температуры (500 градусов) и производить фторирование. Применение такой методики предполагает добычу практически чистого палладия, но с содержанием фтора.

После этого он остывает до 100 градусов и, используя минеральную кислоту, очищается. Это позволяет добыть из фтористого раствора чистый металл без примесей.

Методом фторирования можно извлечь почти весь Pd, находящийся в каталитических нейтрализаторах автомобилей.

Современная промышленность применяет и другие методы добычи драгметаллов, которые способствуют получению чистого металла платиновой группы. Но недостатком можно считать необходимость одновременного огромного количества автомобильных устройств для перерабатывающего процесса, ведь ради крупиц, пусть и дорогих, нет смысла начинать весь процесс.

Имеет ли смысл самостоятельно извлекать металл?

Каталитический нейтрализатор от автомобиля содержит не слишком много драгоценных металлов платиновой группы, которые активно участвуют в преобразовании вредных выхлопных газов, превращая их в безопасные. К ним относятся родий, палладий, платина. Из катализатора в домашних условиях можно добыть ничтожно малое количество этих металлов (не самого чистого). Сумев продать, ваши затраты на реактивы не окупятся.

Целесообразнее сдать катализатор в специализированные пункты переработки и получить без всяких затрат гораздо большую сумму.

Добывать драгметаллы из автомобильных устройств будет выгодно только в промышленных масштабах, где переработке поддается огромное их количество (от нескольких десятков до сотен единиц).

Читайте также: