En el año 2020, se fabricaron cerca de 78 millones de vehículos de motor en todo el mundo. A pesar del aumento de las ventas y la producción de vehículos eléctricos (EV), la mayoría de los automóviles seguirán teniendo motores de combustión con convertidores catalíticos en los próximos años.
Figura 1. Anatomía de un convertidor catalítico
Estas piezas automotrices requieren enormes cantidades de materias primas. En particular, existe una gran demanda en todo el mundo por el platino, paladio y rodio, que son metales preciosos raros y sirven en los convertidores catalíticos. Su propósito es asegurar que los residuos no quemados de monóxido de carbono, hidrocarburos u óxidos de nitrógeno se oxiden y neutralicen. Estos metales también son necesarios para los vehículos en uso; ya que, después de 100,000 kilómetros (62,137 millas), los convertidores catalíticos deben ser reemplazados.
Sin embargo, la extracción de estos minerales es costosa y contaminante. Por un solo gramo de platino, es necesario extraer alrededor de 300 kg (661 lb) de roca a partir de una profundidad de casi 1000 metros (3281 pies). A pesar del esfuerzo y los costos requeridos para la extracción, las grandes minas en África, Rusia y América tienen dificultad a seguir el ritmo de la creciente demanda.
El reciclaje de convertidores catalíticos provenientes de automóviles usados perjudica mucho menos el medio ambiente y conserva los recursos. Es posible recuperar el platino, el paladio y el rodio de un catalizador gastado y reutilizarlos para fabricar nuevos catalizadores si la chatarra se clasifica y prepara adecuadamente.
Precisión y transparencia que crean confianza
Los precios de estos metales valiosos fluctúan debido a cambios en la demanda, volúmenes de producción e impases en el suministro. Se requiere precisión, velocidad y transparencia a lo largo del proceso de reciclaje para identificar y cotizar correctamente estos metales costosos.
Gebrüder Naim OHG, una empresa internacional de reciclaje con sede en Saarbrücken (Alemania), mantiene relaciones con proveedores y clientes de 50 países alrededor del mundo y conoce el valor de la fijación precisa de precios. Esta empresa de reciclaje ha estado activa en la venta al por mayor de chatarra desde principios de la década de 2000, pero se enfoca en la compra, el procesamiento y la venta de catalizadores desde ya hace varios años. Recibe entre 300 kg (661 lb) y 10 toneladas (20 000 lb) de materia prima de proveedores de todo el mundo, a veces por transporte marítimo desde Sudáfrica y Australia.
Figura 2: Catalizadores entrantes
Figura 3. Pesaje de las mercancías entrantes
Las relaciones exitosas que tiene con sus contactos comerciales se apoyan en resultados analíticos precisos y rápidos al momento de acordar los precios, así como en la franqueza y la honestidad. La verificación rápida e in situ del contenido de metales preciosos en la chatarra de catalizadores favorece la confianza y evita fraudes. La empresa precisa de analizadores portátiles de fluorescencia de rayos X (XRF) para determinar con precisión los muchos elementos químicos presentes en una muestra de catalizador. Y, el analizador XRF portátil Vanta™ (modelo VLW) ejecuta dichos ensayos.
Rápidos resultados analíticos de elementos para verificar el contenido de metales preciosos
El analizador Vanta es robusto y resistente al polvo y el agua a fin de proporcionar un mayor tiempo de actividad con un menor costo de propiedad. El instrumento viene equipado con la innovadora Axon Technology™, la cual ha sido desarrollada por Olympus para obtener resultados rápidos, exactos y reproducibles (de ensayo a ensayo y de dispositivo a dispositivo). El analizador otorga respuestas rápidas mediante la medición de los rayos X fluorescentes que se emiten a partir de una muestra tras su excitación por una fuente de rayos X. En 30 segundos, el analizador determina la cantidad de hasta 25 elementos en una muestra.
Figura 4. Ejemplo del análisis de un catalizador de automóvil usando el analizador XRF portátil Vanta
Además del platino, el paladio y el rodio, el analizador también identifica otros elementos como el cerio, el tungsteno (wolframio), el níquel y el rutenio en las muestras de catalizadores. La cantidad de plomo se determina para que no influya en el peso de la materia prima y, por lo tanto, en el precio. También se mide la cantidad de tantalio y selenio, ya que sus líneas de energía características pueden superponerse a las líneas del platino. Si el reciclador no supiera que estos elementos están presentes, podría determinar incorrectamente que la chatarra del catalizador tiene cantidades excesivas de platino. El analizador Vanta evita este problema gracias a algoritmos inteligentes. El resultado se dota de una precisión extraordinaria que concuerda al 99 % con las evaluaciones de laboratorio.
Figura 5: Análisis de la muestra de catalizador usando un analizador Vanta VLW y una estación de trabajo Vanta
Análisis y procesamiento de chatarra de catalizadores
Es posible analizar y calcular de forma completa y en muy poco tiempo pequeñas cantidades suministradas de convertidores catalíticos. Los convertidores catalíticos son cortados y prensados con el fin de acceder a los monolitos cerámicos, o núcleos, ubicados dentro de la carcasa o el cuerpo que está revestido por metales preciosos.
Figura 6: Apertura del catalizador
Mientras la chatarra de la carcasa es dirigida al reciclaje de acero, los valiosos monolitos son transportados a un molino de bolas, a partir del cual serán molidos, tamizados, homogeneizados, secados y mezclados. En la imagen anterior, se muestra el polvo tras el prensado con un agente aglutinante y se divide en tres partes.
Figura 7. Los monolitos se muelen en el molino de bolas.
Figura 8. Muestreo
Una parte es destinada al proveedor para su control, quien a menudo la verifica con su propio analizador Vanta. Otra parte permanece con el reciclador. La última parte sirve como muestra de reserva. Por último, el análisis XRF portátil se ejecuta con el analizador Vanta.
En el caso de grandes cantidades entrantes de material, también se envía una muestra a un laboratorio externo para un análisis químico húmedo, en el que el polvo será transformado en muestra líquida y podrán identificarse los diversos metales preciosos. Los resultados obtenidos a través de este método no pueden ser superados en términos de precisión. Sin embargo, a menudo se tiene que esperar una semana para obtener los resultados y los costos son altos. Con estas grandes cantidades, el reciclador a menudo pagará primero un porcentaje significativo del valor, en función del análisis interno, y después liquidará el monto tras la recepción del resultado del laboratorio externo. A este proceso se le conoce como refinado por encargo, cuya base es la liquidación en virtud del ensayo.
Figura 9: Análisis de muestras de catalizadores en el laboratorio.
Posteriormente al cálculo del proveedor, todos los componentes internos fresados de los convertidores catalíticos son vendidos a varias refinerías alrededor del mundo con la finalidad de recuperar los metales preciosos.
Gracias al analizador XRF portátil Vanta, las empresas de reciclaje pueden verificar de forma inmediata y sin obstáculos el contenido de los productos ofrecidos con el fin de llegar a un acuerdo de precio justo y rápido que beneficie a ambas partes. Esta seguridad conlleva a relaciones comerciales duraderas y a una rentabilidad a largo plazo.
