V roce 2020 bylo po celém světě vyrobeno téměř 78 milionů motorových vozidel. Navzdory vzrůstajícím prodejům i výrobě elektromobilů (EV), v nejbližších letech bude většina vozidel ještě stále používat spalovací motory s katalyzátorem.
Obrázek 1: Anatomie katalyzátoru
Tyto automobilové díly spotřebují neobvykle velké množství surovin. Ve světě je obzvláště velká poptávka po platině, palladiu a rhodiu—vzácných a drahých kovech, které se při výrobě katalyzátorů používají. Jejich úkolem je pomáhat s oxidací a neutralizací nespálených zbytků oxidu uhelnatého, uhlovodíků a oxidu dusíku. Tyto kovy jsou nezbytné i pro vozidla v provozu. Katalyzátor je obvykle nutné vyměnit po každých přibližně 100 000 kilometrech (62 137 mil).
Extrakce těchto nerostů je však nákladná a znečišťuje životní prostředí. Jeden jediný gram platiny si vyžádá extrakci přibližně 300 kg (661 liber) horniny z hloubky až 1 000 metrů (3 281 stop). Přestože je extrakce takto nákladná a namáhavá, rozlehlé doly v Africe, Rusku, Jižní Americe a Severní Americe jen stěží udržují krok se zvyšující se poptávkou.
Recyklace opotřebených automobilových katalyzátorů je mnohem šetrnější k životnímu prostředí a snižuje spotřebu zdrojů. Platina, palladium a rhodium mohou být z opotřebených katalyzátorů znovu získány a opětovně použity při výrobě nových katalyzátorů, pokud je odpadní materiál řádně třízen a předzpracován.
Přesnost a transparentnost zvyšují spolehlivost
Ceny těchto drahých kovů mají tendenci kolísat v závislosti na změnách poptávky, výrobních objemů a nedostatcích v zásobování. Přesnost, rychlost a transparentnost jsou v rámci recyklačního procesu nezbytné pro řádné rozpoznání a nacenění těchto vzácných kovů.
Mezinárodní recyklační podnik Gebrüder Naim OHG, se sídlem v německém Saarbrückenu, udržuje pracovní vztahy s dodavateli i zákazníky z 50 zemí celého světa a hodnotu přesného nacenění dobře zná. Ve světě velkoobchodu s odpadem a šrotem začal tento zprostředkovatel recyklace aktivně operovat na začátku 21. století a již mnoho let se soustředí právě na nákup, následné zpracování a prodej katalyzátorů. Něco mezi 300 kg (661 liber) a 10 tunami (20 000 liber) surového materiálu dorazí od dodavatelů z celého světa—někdy i námořní přepravou z Jižní Afriky či Austrálie.
Obrázek 2: Příchozí katalyzátory
Obrázek 3: Vážení příchozího zboží
Jejich úspěšné vztahy s obchodními kontakty jsou založeny na rychlých, avšak přesných výsledcích analýzy v rámci dohody o ceně a také na otevřenosti a poctivosti. Rychlé ověření obsahu drahých kovů v odpadním materiálu katalyzátorů přímo na místě jim pomáhá budovat důvěru a předcházet podvodům. Zprostředkovatel recyklace se spoléhá na ruční přístroje pro rentgenovou fluorescenční (XRF) analýzu, která je schopna s přesností rozpoznat veškeré různé chemické prvky, které se ve vzorku katalyzátoru nacházejí. Tuto zkoušku provádějí pomocí ručního XRF analyzátoru Olympus Vanta™ (model VLW).
Rychlé výsledky prvkové analýzy pro ověření obsahu vzácných kovů
Analyzátor Vanta je robustní, prachuvzdorný a voděodolný, což mu zajišťuje větší využitelnost a menší náklady na vlastnictví. Je vybaven inovativní technologií Axon™ z dílny Olympus, díky které tento analyzátor poskytuje rychlé, přesné a opakovatelné výsledky (zkouška od zkoušky i přístroj od přístroje). Analyzátor dokáže rychle vyhodnotit fluorescenční rentgenové paprsky vyzařované materiálem vzorku při excitaci zdrojem rentgenového záření. Během 30 vteřin je schopen určit množství až 25 prvků obsažených v daném vzorku.
Obrázek 4: Příklad analýzy automobilového katalyzátoru s použitím ručního XRF analyzátoru Vanta
Kromě platiny, palladia a rhodia může analyzátor ve vzorcích katalyzátorů odhalit i přítomnost dalších prvků, například cer, wolfram, nikl a ruthenium. Určuje se i množství olova, které má vliv na hmotnost surového materiálu a proto i výsledné ceny. Dále je měřeno množství tantalu a selenu, jelikož jejich charakteristické energetické signatury se mohou navzájem stínit se signaturou platiny. Pokud si přítomnosti těchto prvků není vědom, zprostředkovatel recyklace může mylně usoudit, že odpadní materiál katalyzátorů obsahuje větší množství platiny, než jaké skutečně obsahuje. Analyzátor Vanta se tomuto problému vyhýbá díky inteligentnímu algoritmu. Výsledkem je obdivuhodná přesnost, která je z 99% konzistentní s laboratorním rozborem.
Obrázek 5: Analýza vzorku katalyzátoru s použitím analyzátoru Vanta VLW a pracovní stanice Vanta
Analýza a následné zpracování odpadního materiálu katalyzátorů
Malá množství dodaných katalyzátorů mohou být analyzována a plně vyhodnocena ve velmi krátké době. Katalyzátory jsou řezány a lisovány, což umožní přístup ke keramickým monolitům (neboli jádrům) uvnitř krytu či tělesa, které jsou pokryty vrstvou vzácných kovů.
Obrázek 6: Otevření katalyzátoru
Zatímco odpadní materiály krytu putují k lince pro recyklaci ocele, cenné monolity prochází kulovým mlýnem, proséváním, sušením a mícháním. Vzorek vzniklého prášku je spolu s pojidlem stlačen pomocí lisu a rozdělen na tři části.
Obrázek 7: Monolity jsou rozdrceny v kulovém mlýně
Obrázek 8: Odebírání vzorků
Jedna část putuje jakožto kontrolní vzorek k dodavateli, který jej často ověří pomocí svého vlastního analyzátoru Vanta. Další část zůstává u zprostředkovatele recyklace. Poslední část slouží jako záložní vzorek. A konečně, s pomocí analyzátoru Vanta je provedena XRF analýza.
U velkoobjemových zakázek bývá vzorek odeslán také do externí laboratoře pro tzv. mokrou chemickou analýzu, při které lze tento prášek přeměnit na tekutý vzorek, u kterého se určí přítomnost různých vzácných kovů. Co se přesnosti výsledků týče, tato metoda je nepřekonatelná. Na tyto výsledky je však často nutné čekat celý týden a jejich kvalitě odpovídá i vysoká cena. U těchto velkých objemů zprostředkovatel recyklace často vyplácí značný díl ceny určené na základě vlastní analýzy a zbývající část vyrovnání uhradí až po obdržení výsledků z externí laboratoře. Tento proces je znám pod termínem „toll refining“ (zpřesňování poplatku) a jedná se o formu dohody na základě zkoušky.
Obrázek 9: Laboratorní analýza vzorku katalyzátoru
Jakmile je kalkulace hotová, celý objem rozemletých vnitřních částí katalyzátorů je rozprodán různým zpracovatelům po celém světě, kteří pak vzácné kovy ze šrotu extrahují.
Díky ručnímu XRF analyzátoru Vanta mohou recyklační podniky okamžitě a transparentně ověřit chemické složení nabízeného zboží a určit tak přiměřenou, oboustranně výhodnou cenovou nabídku. Tento pocit jistoty může být základem dlouhodobých obchodních partnerství a výdělečnosti.
