Да, в каталитических нейтрализаторах есть драгоценные металлы. Каталитический нейтрализатор — это устройство, используемое для преобразования токсичных выбросов транспортных средств в менее вредные вещества посредством каталитических или ускоренных химических реакций.
Большинство современных автомобилей с бензиновым двигателем, включая автомобили, грузовики, автобусы, поезда, мотоциклы и самолеты, имеют выхлопные системы с каталитическим нейтрализатором. Компонентами катализатора каталитического нейтрализатора обычно являются платина (Pt), палладий (Pd) и родий (Rh).
Эти три металла платиновой группы, или МПГ, чрезвычайно редки, но имеют широкий спектр применения в дополнение к каталитическим конвертерам. Платина, например, используется в лабораторном и стоматологическом оборудовании, в электрических контактах и электродах, а также в ювелирной промышленности; а палладий играет ключевую роль в технологии топливных элементов.
Благодаря многочисленным применениям и ограниченным поставкам эти ценные металлы являются привлекательной целью для восстановления и повторного использования использованных каталитических нейтрализаторов. В 2020 году общая стоимость Pt, Pd и Rh, извлеченных при переработке катализатора, составила 5 миллиардов долларов. Определение степени извлечения драгоценных металлов в каталитическом нейтрализаторе начинается с знания состава и пропорций используемых металлов.
Материал автомобильного катализатора изготовлен либо из керамической подложки, в основном покрытой драгоценным металлом кордиерита, содержащего промывочное покрытие; или с металлической подложки, покрытой лаком из оксида алюминия, который также содержит драгоценные металлы. Средняя концентрация и соотношение Pt и Rh в каталитических нейтрализаторах были постоянными 30 лет назад, поэтому простого измерения веса было достаточно, чтобы получить хорошую оценку содержания драгоценных металлов.
Однако цены на эти три элемента сильно колебались в течение последних 2 лет в зависимости от предложения, спроса и спекуляций. Эти вариации, а также ужесточение требований к выбросам напрямую коррелировали с составом катализаторов, который сам по себе оказал сильное влияние на спрос. В настоящее время состав, который зависит от рабочего объема двигателя и типа используемого топлива, сильно меняется.
Композиция может состоять только из Pt или из различных соотношений Pt-Pd-Rh, Pt-Rh и Pd-Rh. Большинство переработанных каталитических нейтрализаторов сегодня поступает от автомобилей, изготовленных в среднем 15–20 лет назад. Извлекаемые количества Pt, Pd и Rh в каждом из них могут варьироваться от 1 до 2 граммов для небольшого автомобиля и от 12 до 15 граммов для большого американского грузовика. Соответствующая стоимость извлекаемых МПГ колеблется от 25 до нескольких сотен долларов за автомобиль.
Кроме того, торговля измельченным материалом, продаваемым в качестве катализатора, может быть очень опасной из-за возможных изменений, которые могут означать включение использованных свинцовых или никель-кадмиевых батарей. Чтобы избежать экономических потерь, компании должны быстро и точно определять содержание Pt, Pd и Rh в каталитических нейтрализаторах на месте сбора или на нефтеперерабатывающих заводах. Но пока нет методик для анализа неоднородных материалов, таких как каталитические преобразователи, напрямую без подготовки образца.
Поэтому катализаторы, собранные с керамической подложки, подвергаются процессу «дезактивации», который заключается в извлечении керамического материала с сотовой структурой из стального корпуса. Впоследствии керамика классифицируется, измельчается, измельчается и по большей части смешивается с другими катализаторами перед отправкой в литейные цеха для фактического извлечения слитков.