휴대용 XRF 분석기는 자동차 촉매의 재활용에 중요한 역할을 합니다.
XRF 분석기가 자동차 촉매 재활용에 어떻게 적용되는지 이해하려면 자동차 촉매 변환기(자동차 촉매라고도 함)와 그 기능에 대한 간략한 설명부터 시작해야 합니다.
간단히 말해, 자동차 촉매 변환기의 목적은 차량 배기가스에서 대기로 방출되는 오염 물질을 줄이는 것입니다.화학 반응을 가속하는 기질인 촉매를 사용하면 배기 시스템의 유해 가스가 오염이 적은 가스로 변하게 됩니다.
자동차 촉매는 백금족 금속(PGM)이라고 알려진 백금(Pt), 팔라듐(Pd) 및 로듐(Rh)층으로 코팅된 벌집 모양의 원통으로 되어있습니다.일산화탄소(CO), 탄화수소(CH), 산화질소(NO) 같은 차량 배기가스의 연소되지 않은 잔류물은 PGM으로 코팅된 벌집 모양의 원통을 통과하고 배기가스 내의 산소에 의해 산화 및 중화됩니다.
자동차 촉매 재활용을 촉진하는 것은 무엇일까요?
자동차 촉매는 내연 기관 차량의 필수 부품이 되었습니다.자동차 촉매의 평균 수명은 연료 품질 및 엔진 실린더의 부피 등의 다양한 요인에 따라 달라집니다.자동차 촉매의 일반적인 수명은 100,000km(약 62,000마일)입니다.
자동차 촉매를 적절하게 처리하면 그 안에 있는 PGM을 다시 사용할 수 있습니다.사용한 촉매를 적절하게 분류하고 처리하면 PGM을 재활용하고 향후 생산에 다시 사용할 수 있는 것입니다.또한, 자동차 촉매 재활용은 경제적으로도 이익이고 환경 기준을 충족하는 데도 중요합니다.
백금과 팔라듐은 유해 배출가스를 중화하는 데 가장 효과적인 두 가지 원소입니다.백금과 팔라듐은 자동차 제조 이외의 산업(예: 보석류 생산)에서도 사용되지만 오늘날 생산되는 대부분의 백금과 팔라듐은 자동차 촉매 제조에 사용됩니다.
배출가스 및 연료 표준(China VI, Tier 3, Euro 6d 및 Bharat Stage VI) 채택으로 PGM 수요가 계속 증가하고 자동차 촉매 재활용을 촉진하게 될 것입니다.
환경 보호의 관점에서 사용된 자동차 촉매를 재활용하는 것은 채굴로 백금족 금속을 추출하는 것보다 훨씬 덜 위험합니다.또한, 팔라듐은 일반적으로 광물 처리 공장의 부산물이며 팔라듐 추출은 매우 비효율적입니다.
휴대용 XRF는 자동차 촉매 재활용에 어떻게 도움이 될까요?
특수 장비가 없으면 자동차 촉매에 있는 PGM의 양을 빠르게 측정할 수 없어 PGM 회수 프로세스에 어려움이 생깁니다.그래서 X선 형광(XRF) 검사가 필요합니다. XRF는 자동차 촉매 회수에 사용되는 입증된 분석 방법입니다.
많은 재활용 업체가 휴대용 XRF 장치를 사용하여 자동차 촉매 분석을 빠르고 간단하게 수행합니다.당사의 Vanta™ 휴대용 XRF 분석기는 촉매에 있는 백금, 로듐 및 팔라듐의 양을 몇 초 이내에 알려줄 수 있습니다.
Vanta 휴대용 XRF 분석기
또한 Vanta 분석기는 원소 주기율표 순서대로 마그네슘(Mg)부터 우라늄(U)까지의 원소를 분석하여 최대 45개의 원소를 표시할 수 있습니다.자동차 촉매 재활용에서 관심 대상인 원소는 다음과 같습니다.
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이러한 모든 원소는 우선시되어 Vanta 분석기의 사용자 지정된 자동차 촉매 방식에 포함됩니다.물론 Mg부터 U까지의 다른 원소를 계속 분석할 수 있습니다.
Vanta XRF 분석기를 사용하는 재활용 업체는 자동차 촉매를 분류하여 PGM에 대한 최적의 추출 방법을 선택하고 공정한 회수 가격을 결정할 수 있습니다.이 분석기는 그라인더, 블렌더 및 스케일과 함께 사용할 수 있어 자동차 촉매 재활용에 꼭 필요한 도구입니다.
Vanta 분석기는 가짜 금속의 방지에도 도움이 됩니다.촉매 물질에 추가되어 귀금속 가치의 결괏값을 부정확하게 높일 수 있는 원소를 탐지합니다.
자동차 촉매 재활용 산업의 성장과 함께 중고 자동차 촉매를 최고가에 판매하려는 위조 판매자들이 증가하고 있습니다.자동차 촉매의 가치를 잘못 높이는 데 사용되는 일반적인 방법은 납(Pb)이 포함된 첨가물을 추가하는 것입니다.더 교묘한 속임수는 XRF 스펙트럼에서 백금(Pt)의 피크처럼 보이게 하기 위해 탄탈럼(Ta) 또는 셀레늄(Se)을 혼합물에 추가하는 것입니다.
악의적인 의도가 없어도 오류가 발생할 수 있습니다.전문가가 보정하지 않은 휴대용 XRF 장치는 디젤 미립자 필터(DPF)의 텅스텐(W)을 백금(Pt)으로 잘못 표시할 수 있습니다.이 오류는 흔히 발생합니다.Vanta 분석기는 고유의 보정 덕분에 이러한 오류와 사기를 방지할 수 있습니다.
정확하고 대표적인 결과를 얻기 위해 촉매 변환기에서 샘플을 어떻게 준비합니까?
자동차 촉매의 벌집 모양 덩어리 샘플 예시(왼쪽)와 대략적인 분류에 도움이 되는 예비 표면의 팔라듐(Pd) 농도(ppm) 결과(오른쪽)
샘플 준비는 정확한 XRF 분석에서 중요합니다.자동차 촉매를 재활용할 때 일반적으로 두 가지 유형의 샘플, 즉 벌집 모양의 덩어리 샘플(전체 또는 일부)과 분말 샘플을 준비합니다.
벌집 구조의 PGM 코팅은 균일하게 분포되어 있지 않은 경우가 많습니다.그 결과, 이러한 샘플은 자동차 촉매를 분류하거나 PGM이 이미 제거된 “빈 자동차 촉매”를 식별하기 위한 예비 검사 결과만 제공할 수 있습니다.
정제 또는 배치 생산을 위해 자동차 촉매를 분류하려면 대표적인 결과를 얻을 수 있도록 샘플 준비 과정에서 추가 단계가 필요합니다.일반적으로 당사는 다음 방법을 권장합니다.
- 대략적인 유형별 분류
- 유형별 분쇄(입도 분포를 최대한 균일하게 하는 것이 중요함)
- 균질화
- 샘플링(필요한 경우, 프레스 사용 가능)
또한 습도를 면밀히 모니터링해야 합니다.습도가 10% 이상 변동하면 분석 정확도에 영향을 줄 수 있습니다.샘플링 후, 3~5회 검사를 수행하고 검사 결과를 평균화하여 균질성을 모니터링하는 것이 중요합니다.
어떤 Vanta 모델이 자동차 촉매 분석에 적합할까요?
당사는 자동차 촉매 재활용을 위한 여러 가지 Vanta 모델을 제공합니다.이러한 모델은 크게 다음과 같은 3가지 부분에서 다릅니다.
- 분석 속도
- 감도
- 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 규소(Si), 인(P), 황(S)과 같은 경원소를 탐지하는 능력
예를 들어, Vanta L 모델은 촉매 분류를 위한 비용 효율적인 분석기입니다.이 분석기에는 PIN 탐지기가 있어 티타늄보다 가벼운 원소는 탐지할 수 없습니다.Vanta L 분석기의 평균 분석 시간은 약 40~60초입니다.
이에 반해, Vanta C 및 M 모델은 규소 표류 탐지기(SDD)를 사용하여 더 가벼운 원소를 탐지합니다.이는 탄화규소(SiC)의 함량을 측정하고 황(S) 함량을 제어하는 데 유용합니다.이 분석기의 평균 검사 시간은 약 15~20초로, PIN 탐지기가 장착된 분석기보다 3배 더 효율적입니다.
아래 표에서 팔라듐(ppm 단위)의 결과와 오차는 이러한 차이를 보여줍니다.5초 이내에 이루어지는 Vanta M 분석기의 측정 결과는 60초 이내에 이루어지는 Vanta L 분석기의 측정 결과와 유사합니다.
일반적인 정밀도와 측정 시간을 비교해 보여주는 Vanta L 및 M 분석기 간의 팔라듐(Pd) 검사 결과와 오류 비교
Vanta XRF 분석기의 어떤 기능이 자동차 촉매 재활용에 적합할까요?
결과의 반복성: Axon Technology™의 전자 공학으로 제작된 모든 Vanta 분석기는 높은 수준의 반복성을 제공해 기기 간에 그리고 검사 간에 동일한 결과를 얻을 수 있습니다.
사용자 지정 가능: 촉매 기질은 현지 배출가스 규정에 따라 지역마다 성분이 다를 수 있습니다.검사 정확도를 높이기 위해 맞춤형 사용자 요인을 사용하여 분석기를 다양한 촉매 기질에 맞게 쉽게 조정할 수 있습니다.
X선 관 옵션: 은, 텅스텐 또는 로듐 양극 X선 관 중에서 선택할 수 있습니다.텅스텐과 은 표적용 X선 관은 자동차 촉매 분석에 적합합니다.로듐 관이 선호되지 않는 것은 로듐 표적이 있는 X선 관을 사용할 때 스펙트럼에 해당 특성 피크가 있기 때문입니다.
대형 측정 창: Vanta 분석기의 대형 창을 사용하면 넓은 표면적을 분석할 수 있어 미분쇄 코어와 분쇄 샘플을 모두 검사할 때 정확도가 높아집니다.
견고성: 촉매 회수 프로세스에서는 먼지가 많이 발생합니다.먼지와 습기 방지를 위한 IP55/54 등급은 분석기를 양호한 작동 상태로 유지하는 데 도움이 됩니다.Vanta 분석기는 내구성이 뛰어나며 소유 비용이 적게 유지되도록 3년의 종합 보증이 적용됩니다.
XRF 액세서리: 생산 프로세스에서 Vanta 워크스테이션은 Vanta 분석기를 손을 사용하지 않고도 편안하게 분석할 수 있는 실용적인 벤치탑 XRF로 바꿔줍니다.PGM 회수를 위해 재활용 시설이나 제련소에서 추가 정제 전에 최종 샘플을 분석할 때 벤치탑을 사용하면 좋습니다.
Vanta 워크스테이션
Industry 4.0 방식 지원: Vanta 분석기는 네트워크에 연결되며 클라우드 기술을 지원합니다.XRF 데이터를 사용자 개입 없이 ERP 시스템으로 바로 보낼 수 있습니다.
경원소 탐지: 자동차 촉매 재활용의 급속한 성장과 함께 정제 공장은 반입되는 물질에 대한 요구 사항을 더 엄격하게 제어할 것입니다.탄화규소(SiC)와 황(S)의 함량은 반입되는 물질의 비용을 계산할 때 점점 더 중요해지고 있습니다.결과적으로, 경원소 탐지를 위한 규소 표류 탐지기(SDD)가 있는 XRF 분석기가 자동차 촉매 분석을 위해 많이 사용되는 제품으로 선택될 것입니다.
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