WWW.LIB.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Электронные материалы
 

«Рисунок 1 - Основные реакции в нейтрализаторе CH+O2 CO2+H 2O; NO+CO N2+CO2; 2CO+O2 2CO2; 2NO+2H2 N2+2H 2O Такие реакции протекают на поверхности каталитически активных металлов - ...»

Секция 10 «ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ, БЕЗОПАСНОСТЬ В ТЕХНОСФЕРЕ»

ОТРАБОТАННЫЕ АВТОМОБИЛЬНЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫ - КРУПНЫЙ

ИСТОЧНИК ВТОРИЧНЫХ ДРАГОЦЕННЫХ МЕТАЛЛОВ

д.т.н., проф. Бобович Б.Б., Савко А.П.

МГТУ «МАМИ»

8 (495) 223-05-23 доб. 1313, eco@mami.ru

В соответствии с современными требованиями к экологической безопасности

наземных транспортных средств, все легковые автомобили комплектуются катализаторами дожигания выхлопных газов, резко снижая в них содержание токсичных продуктов.

В катализаторах дожигания происходят реакции окисления и восстановления (рис. 1).

Рисунок 1 - Основные реакции в нейтрализаторе CH+O2 CO2+H 2O;

NO+CO N2+CO2;

2CO+O2 2CO2;

2NO+2H2 N2+2H 2O Такие реакции протекают на поверхности каталитически активных металлов - платины, палладия, родия, которые нанесены на высокоразвитую поверхность носителя катализатора.

В качестве носителя драгметаллов в катализаторах используется пористая алюмооксидная керамика (рис.2.), либо гофрированная стальная фольга (рис.3.).

Рисунок 2 - Пористая алюмооксидная керамика Рисунок 3 - Гофрированная стальная фольга Во втором случае меду стальной фольгой и каталитически активными металлами имеется тончайший промежуточный слой из керамики.

Упомянутые каталитически-активные металлы, как известно, в химические реакции не вступают, и потому в процессе эксплуатации автомобиля не расходуются. Однако, в силу



МАТЕРИАЛЫ 77-Й МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ ААИ

«АВТОМОБИЛЕ- И ТРАКТОРОСТРОЕНИЕ В РОССИИ: ПРИОРИТЕТЫ РАЗВИТИЯ И ПОДГОТОВКА

КАДРОВ»

Секция 10 «ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ, БЕЗОПАСНОСТЬ В ТЕХНОСФЕРЕ»

различных причин долговечность катализатора не бесконечна, и рано или поздно он заменяется и должен быть утилизирован.

Утилизация катализаторов дожигания представляет значительный экономический интерес, поскольку в них в зависимости от конструкции автомобиля содержится от 0,09 до 0,13% драгоценных металлов, что составляет от 2 до 4 граммов.

Как известно, мировое производство платины составляет около 180 тонн, а производство вторичной платины составляет около 60 тонн. И за рубежом, значительная часть этого металла производится путём утилизации, вышедших из эксплуатации катализаторов, прежде всего автомобильных.

В России промышленные технологии утилизации отработанных катализаторов дожигания выхлопных газов автомобилей отсутствуют, что связано, во-первых, с малым объёмом выводимых из эксплуатации автомобилей, оснащённых катализаторами; во-вторых, с известными трудностями сбора отходовпотребления.

В настоящее время актуальна проблема разработки доступной технологии извлечения драгметаллов из отработанных катализаторов.

Известны две принципиально различные технологии утилизации платиносодержащих отходов: пирометаллургическая и гидрометаллургическая.

Трудности утилизации платиносодержащих отходов связаны с уникальными свойствами этого металла. Химически платина абсолютно нейтральна и с индивидуальными химическими веществами в реакцию не вступает. Возможно только взаимодействие платины с «царской водкой»( смесью концентрированной азотной и соляной кислот в соотношении 1:3) при повышенной температуре. Несмотря на дешевизну применяемых кислот и освоенность работы с царской водкой на аффинажных производствах, включая последующую газоочистку, данный способ не лишен существенных недостатков при использовании его для переработки автокатализаторов.





Наличие в блоках сотовых катализаторов-нейтрализаторов выхлопа двигателей подслоя из активной окиси алюминия, на который наносятся каталитические элементы, определяет трудность полного снятия этих благородных металлов. При жидкофазном выщелачивании из-за высокой величины поверхности у гамма-окиси алюминия (до 200 м2/г) всегда происходят два конкурентных процесса: десорбция соединений платиновых металлов в раствор с поверхности катализатора и обратная сорбция на нее. Именно это обратимое равновесие для своего смещения требует многократных процедур выщелачивания и промывки, которые в итоге не всегда обеспечивают полноту снятия металлов. Последнее обстоятельство также приводит к неизбежным реагентным и энергетическим затратам из-за необходимости переработки больших объемов с низкой концентрацией ценных компонентов. Эти недостатки, в конечном итоге, определяют высокие необратимые потери извлекаемых металлов. Учитывая чрезвычайно высокую агрессивность «царской водки», многостадийность этого процесса, мы считаем гидрометаллургические технологии утилизации катализаторов дожигания выхлопных газов неэкологичными и сложными с точки зрения обеспечения работоспособности технологического оборудования и безопасности производственного персонала. Такие технологии могут использоваться на специальных предприятиях, занимающихся аффинажным производством. В России существует лишь несколько аффинажных заводов, их деятельность разрешается специальным постановлением правительства страны.

Другой особенностью металлов платиновой группы (МПГ) является высокая тугоплавкость, также как тугоплавкость керамического носителя. Данные представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Температура плавления и плотность МПГ и алюмооксидной керамики Плотность, кг/м3 № п/п материал Температура плавления, 0С 1 Платина 1772 21450

МАТЕРИАЛЫ 77-Й МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ ААИ

«АВТОМОБИЛЕ- И ТРАКТОРОСТРОЕНИЕ В РОССИИ: ПРИОРИТЕТЫ РАЗВИТИЯ И ПОДГОТОВКА

КАДРОВ»

Секция 10 «ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ, БЕЗОПАСНОСТЬ В ТЕХНОСФЕРЕ»

–  –  –

Рисунок 4 - Плазменно-дуговая печь 1- огнеупорный кирпич; 2- желоб; 3-стальной сварной кожух; 4- шихта; 5- стенки печи; 6- крышка печи; 7- гибкие кабели; 8- электродержатели; 9- электроды; 10рабочее окно печи; 11- механизм наклона печи;12- подина печи.

2Высокая температура в печи создаётся с помощью электрической дуги и образующейся в результате этого плазмы. Катодом для образования дуги в плазменно-дуговой печи является элемент печи( вольфрамовый или другой тугоплавкий сплав), а анодом служит расплав металла( либо выплавляемого, либо специально введённого в печь). Температура в плазменно-дуговой печи может составлять 30000С и более.

Учитывая чрезвычайно широкое содержание МПГ в катализаторах по отношению к массе носителя, мы считаем, что для пирометаллургической технологии их утилизации необходимо использовать коллекторную плавку. Как правило, при коллекторной плавке в качестве анода используют медь. Однако, в нашем случае с учётом того, что часть автомобильных катализаторов изготавливается на носителе из стальной фольги, мы считаем, что возможно использовать самообразующийся стальной коллектор.

При выплавке в плазменно-дуговой печи при температуре свыше 3000оС будет происходить расплавление всех компонентов шихты: и драгметаллов и керамики и стального носителя. Образовавшийся расплав расслаивается за счёт высокой разницы плотностей этих групп металлов. Платина, палладий, родий и железо (плотность 7874 кг/м3) будут оседать вниз, а неметаллические компоненты шихты всплывать).

Разделение расплавов не представляет трудностей благодаря конструкции плазменнодуговой печи, позволяющей периодически сливать часть расплава (шлаков) и накапливать на коллекторе раствор МПГ в железе.

Таким образом, технология пирометаллургической утилизации катализаторов дожигания выхлопных газов автомобилей должна включать следующие стадии :

- разделку корпуса катализатора с отделением носителя с металлами платиновой группы;

- дробление носителя;

- приготовление шихты требуемого состава;

- коллекторную плавку дроблёного продукта;

МАТЕРИАЛЫ 77-Й МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ ААИ

«АВТОМОБИЛЕ- И ТРАКТОРОСТРОЕНИЕ В РОССИИ: ПРИОРИТЕТЫ РАЗВИТИЯ И ПОДГОТОВКА

КАДРОВ»

Секция 10 «ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ, БЕЗОПАСНОСТЬ В ТЕХНОСФЕРЕ»

- декантацию расплава шлаков;

- гранулирование жидкого коллектора, состоящего из железа и растворённых в нём драгметаллов.

Полученные гранулы являются ценным сырьём, содержащим МПГ в количестве не менее 10-15%, пригодным для аффинажного производства.

Для уточнения предлагаемой технологии необходимо проведение исследовательских работ по обоснованию конкретных технологических режимов и состава шихты.

–  –  –

МАТЕРИАЛЫ 77-Й МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ ААИ

«АВТОМОБИЛЕ- И ТРАКТОРОСТРОЕНИЕ В РОССИИ: ПРИОРИТЕТЫ РАЗВИТИЯ И ПОДГОТОВКА

КАДРОВ»



Похожие работы:

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Томский государственный архитектурно-строительный университет Факультет Инженерно-экологический Кафедра Химии УТВЕРЖДАЮ Проректор по УР Дзюбо В.В. _ 20_ г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ Б2.В.3 – ХИМИЯ ВОДЫ И МИКРОБИО...»

«129 REFERENCES Romanenko V.A. Psihofiziologicheskij status studentok: [monografija] / Valerij Romanenko. – Doneck; 1. Saarbrucken: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2013. – 192 s.2. Korolev S. A. Obuchenie tehniko-takticheskim dejstvij...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ УЛЬЯНОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ФАКУЛЬТЕТ ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ Кафедра микробиологии, вирусологии, эпизоотологии и ветеринарно-санитарной экспертизы УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе, доцент Декан фак...»

«2011 ВЕСТНИК САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО УНИВЕРСИТЕТА Сер. 11 Вып. 4 ЭПИДЕМИОЛОГИЯ УДК 616.981.48:615.33.015 Л. А. Кафтырева, С. А. Егорова, М. А. Макарова, А. В. Забровская, Л. В. Сужаева, Ю. А. Артамонова1 ВСПЫШКИ ОСТРОЙ КИШЕЧНОЙ ИНФЕКЦИИ, ВЫЗВАННЫЕ ESCHERICHIA COLI О104:Н4, ЗАРЕГИСТРИРОВАННЫЕ В СТРАНАХ ЕВРОПЫ, И БИОЛОГ...»

«ХИМИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ. 2010. №4. С. 31–36. УДК 661.728 ЦЕЛЛЮЛОЗА, ВЫДЕЛЕННАЯ ИЗ ВОДНОЙ ДИСПЕРСИИ "WHISKERS" МЕТОДОМ СУБЛИМАЦИОННОЙ СУШКИ: СТРУКТУРА И СВОЙСТВА А.Г. Захаров1, М.И. Воронова1*, М....»

«МИНИСТЕРСТВО ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И ЭКОЛОГИИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет) РД РУКОВОДЯЩИЙДОКУМЕНТ 52.10.768– НИВЕЛИРОВАНИЕ МОРСКИХ УРОВЕННЫХ ПОСТОВ Обнинск Изд...»

«БІЯЛАГІЧНЫЯ НАВУКІ 3 =========================================================================== БІЯЛАГІЧНЫЯ Н АВУКІ УДК 597.583.1-19(476) РАСПРОСТРАНЕНИЕ И ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ЧИСЛЕННОСТЬ РОТАНА-ГОЛОВЕШКИ (PERCCOTTUS GLENII DYBOWS...»

«Репина (Смирнова) Мария Андреевна Нефтеуглеводородокисляющие микроорганизмы прибрежных вод юга острова Сахалин Специальность 03.00.16 – экология Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Владивосток Работа выполнена в химико-аналитической лаборатории и лаборатории болезней рыб Сахалинского научно-...»








 
2017 www.lib.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные материалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.