Ru उत्प्रेरक उत्प्रेरक पदार्थ होते हैं जिनमें Ru मुख्य सक्रिय घटक होता है, जो अभिक्रिया सक्रियण ऊर्जा को कम करके रासायनिक प्रक्रियाओं की दक्षता में उल्लेखनीय वृद्धि करते हैं। 2025 में, जापान के तोहोकू विश्वविद्यालय की एक टीम द्वारा विकसित उत्प्रेरक—Ru/सेरियम डाइऑक्साइड—ने 200°C के निम्न तापमान पर 92% अपशिष्ट प्लास्टिक को ईंधन और रासायनिक कच्चे माल में परिवर्तित कर दिया, जिससे उत्प्रेरक अभिक्रियाओं में Ru का अद्वितीय मूल्य प्रदर्शित हुआ। इन उत्प्रेरकों के अप्रभावी हो जाने के बाद भी, इनमें उच्च शुद्धता वाली Ru धातु मौजूद रहती है, जो इन्हें पुनर्चक्रण आपूर्ति श्रृंखला में एक प्रमुख लक्ष्य बनाती है। उदाहरण के लिए, अर्धचालक निर्माण से निकलने वाले Ru लक्ष्य पदार्थ अपशिष्ट की शुद्धता अक्सर 99.99% होती है, जबकि पेट्रोरसायन उद्योग में Ru-कार्बन उत्प्रेरकों में लगभग 3-5% शुद्धता होती है। औद्योगिक अनुप्रयोगों में पुनर्चक्रण योग्य Ru उत्प्रेरक मुख्यतः तीन श्रेणियों में आते हैं: ओलेफिन मेटाथेसिस के लिए सजातीय उत्प्रेरक (जैसे, ग्रब्स उत्प्रेरक), समर्थित विषमांगी उत्प्रेरक (जैसे, Ru/Al₂O₃), और हाइड्रोजनोलिसिस के लिए उभरते संरचित उत्प्रेरक (जैसे, MXene-समर्थित उत्प्रेरक)। पुनर्चक्रण से पहले सख्त वर्गीकरण आवश्यक है: इलेक्ट्रॉनिक उद्योग के अपशिष्ट को एक्स-रे प्रतिदीप्ति स्पेक्ट्रोस्कोपी (XRF) का उपयोग करके शीघ्रता से जांचा जाता है; फार्मास्युटिकल उत्प्रेरकों के लिए कार्बनिक अवशेषों की जांच आवश्यक है; और एयरोस्पेस मिश्र धातुओं को प्रेरणिक रूप से युग्मित प्लाज्मा (ICP) का उपयोग करके विश्लेषण के लिए प्राथमिकता दी जाती है।
2025 तक, वैश्विक Ru उत्प्रेरक पुनर्चक्रण मूल्य त्रिस्तरीय विभेदन प्रदर्शित करेंगे। उच्च-शुद्धता वाले Ru पाउडर (≥99.99%) का पुनर्चक्रण मूल्य 28-30 USD/g होगा, जो मुख्य रूप से अर्धचालक लक्ष्य सामग्रियों और अनुसंधान अपशिष्टों से प्राप्त होता है। औद्योगिक-श्रेणी के अपशिष्टों में, हाइड्रोजन ईंधन सेल एनोड उत्प्रेरक, अपनी शुद्ध संरचना के कारण, 20-23.5 USD/g का Ru उत्प्रेरक पुनर्चक्रण मूल्य बनाए रखेंगे; जबकि पेट्रोलियम रिफाइनरियों से निकलने वाले Ru-कार्बन उत्प्रेरक (Ru अंश 0.5%-2%) की कार्बन अशुद्धियों के कारण पुनर्प्राप्ति मूल्य घटकर 18-22 USD प्रति ग्राम रह जाएगा।
कीमतों में उतार-चढ़ाव तीन कारकों से प्रेरित होता है: लंदन प्लैटिनम और पैलेडियम मार्केट (एलपीपीएम) में दैनिक मूल्य उतार-चढ़ाव के कारण, आरयू की कीमत ±15% तक पहुँच सकती है, जिसका सीधा असर रिकवरी मार्केट पर पड़ता है; शुद्धिकरण लागत के संदर्भ में, भारी धातु अशुद्धियों वाले स्क्रैप पर अतिरिक्त 15% अशुद्धता निष्कासन शुल्क लगता है; नीतिगत दृष्टिकोण से, यूरोपीय संघ कार्बन सीमा समायोजन तंत्र (सीबीएएम) के तहत प्रमाणित पुनर्चक्रित आरयू उत्प्रेरकों पर प्रति टन $500-800 का प्रीमियम मिल सकता है। हेरेअस जैसी अंतर्राष्ट्रीय कंपनियाँ वायदा मूल्य अस्थिरता जोखिमों से बचाव के लिए "24 घंटे मूल्य निर्धारण" सेवाएँ प्रदान करती हैं।
अन्य कीमती धातु रीसाइक्लिंग मूल्य-संबंधित सामग्री:
हाइड्रोजन ऊर्जा उद्योग: प्रोटॉन एक्सचेंज मेम्ब्रेन इलेक्ट्रोलिसिस सेल, Ru लेपित उत्प्रेरकों का उपयोग करते हैं। एक 1,000 मानक घन मीटर इकाई के लिए 30-50 ग्राम Ru की आवश्यकता होती है। 2030 तक, वैश्विक इलेक्ट्रोलिसिस सेल की स्थापित क्षमता 100 गीगावाट तक पहुँचने का अनुमान है, और वार्षिक Ru की माँग 10 टन से अधिक होगी।
रासायनिक संश्लेषण: Ru उत्प्रेरक ऐक्रेलिक अम्ल उत्पादन में 95% चयनात्मकता प्राप्त करते हैं, जो पारंपरिक कॉपर उत्प्रेरकों की तुलना में 40% बेहतर है। प्रत्येक उत्पादन इकाई प्रतिवर्ष लगभग 2 टन व्ययित उत्प्रेरक उत्पन्न करती है, जिसमें लगभग 1.5% Ru होता है।
प्लास्टिक उन्नयन: द्वि-आयामी एमएक्सीन-भारित आरयू उत्प्रेरक (Ru@P-MXene) एलडीपीई प्लास्टिक के लिए 914.9 gC₅–C₃₅ gRu¯¹ h¯¹ की हाइड्रोजनोलिसिस दर प्राप्त करते हैं, जिसमें तरल ईंधन चयनात्मकता 80% से अधिक होती है।
इलेक्ट्रॉनिक्स विनिर्माण: 5G फ़िल्टर में Ru-प्लेटेड परतें सिग्नल संचरण क्षमता को बढ़ाती हैं, प्रत्येक बेस स्टेशन में लगभग 2 ग्राम Ru होता है। वैश्विक स्तर पर, त्यागे गए बेस स्टेशनों से सालाना 500 किलोग्राम से अधिक Ru प्राप्त किया जा सकता है।
अत्याधुनिक पुनर्चक्रण प्रक्रियाएँ दक्षता में सुधार और ऊर्जा खपत को कम करने पर केंद्रित हैं। जापान ने एक Ru/सेरियम डाइऑक्साइड प्रणाली विकसित की है जो 200°C के निम्न तापमान पर पॉलीओलेफ़िन प्लास्टिक को सीधे क्रैक करती है, जिससे पारंपरिक 900°C प्रक्रियाओं की तुलना में 60% से अधिक ऊर्जा की बचत होती है। घरेलू टीमें MXene वाहकों के रूप में सिलिका स्तंभों का उपयोग करती हैं, जो समायोज्य अंतर-परत अंतराल (12-30 Å) के माध्यम से Ru नैनोकणों के परिरोधन प्रभाव को अनुकूलित करते हैं, पॉलीइथाइलीन अणुओं की विसरण दर को तीन गुना बढ़ाते हैं और व्ययित उत्प्रेरकों के लिए 98.5% की पुनर्जनन दक्षता प्राप्त करते हैं।
हाइड्रोमेटेलर्जिकल प्रक्रिया में, हेरेअस आयन एक्सचेंज रेजिन का उपयोग करके चुनिंदा रूप से Ru आयनों को अवशोषित करता है, जिससे 0.1% Ru युक्त इलेक्ट्रोप्लेटिंग अपशिष्ट द्रव से 99% से अधिक की पुनर्प्राप्ति दर प्राप्त होती है। चीनी विज्ञान अकादमी के गंजियांग संस्थान ने माइक्रोवेव-सहायता प्राप्त निक्षालन तकनीक का नवाचार किया है, जिससे इलेक्ट्रॉनिक अपशिष्ट प्रसंस्करण समय 24 घंटे से घटकर 4 घंटे रह गया है और ऊर्जा की खपत 60% कम हो गई है। अत्यधिक विषैले अमोनियम हेक्साक्लोरोरूथेनेट अपशिष्ट के लिए, एक बंद-लूप प्लाज्मा पिघलने वाली प्रणाली निकास गैसों के लगभग शून्य उत्सर्जन को प्राप्त कर सकती है।
आरयू उत्प्रेरक पुनर्चक्रण उद्योग में प्रवेश करने के लिए, तीन बाधाओं को पार करना आवश्यक है: प्रौद्योगिकी, प्रमाणन और वितरण चैनल। प्रौद्योगिकी: अर्धचालक कारखानों से उच्च-शुद्धता वाले आरयू लक्ष्यों को संसाधित करने में सक्षम; दवा उत्प्रेरकों के लिए अतिरिक्त कार्बनिक पदार्थ पायरोलिसिस उपकरण की आवश्यकता होती है। योग्यता-संबंधी: यूरोपीय और अमेरिकी बाजारों में खतरनाक अपशिष्ट उपचार लाइसेंस (जैसे, यूएस ईपीए आरसीआरए प्रमाणन) होना अनिवार्य है, और क्लोरीनयुक्त आरयू यौगिकों के प्रसंस्करण के लिए आईएसओ 14001 पर्यावरण प्रणाली प्रमाणन की आवश्यकता होती है।
परिचालन मॉडल चयन:
1. क्षेत्रीय संग्राहक: स्थानीय वेफर कारखानों/रासायनिक संयंत्रों के साथ अपशिष्ट समझौते पर हस्ताक्षर करें, और आरयू उत्प्रेरक पुनर्चक्रण रसद को अनुकूलित करने पर ध्यान केंद्रित करें। उदाहरण के लिए, जर्मनी में, "उत्प्रेरक पट्टे-पुनर्चक्रण" मॉडल अपनाया जाता है, जहाँ ग्राहक आरयू उत्प्रेरक किराए पर लेने के लिए जमा राशि का भुगतान करते हैं, और निपटान के बाद, पुनर्चक्रणकर्ता अपशिष्ट संग्रहण के लिए भुगतान करता है।
2. विशिष्ट शोधन संयंत्र: कच्चे रुई को 99.99% शुद्धता तक शुद्ध करने के लिए हाइड्रोजन रिडक्शन फर्नेस (1200°C) और इलेक्ट्रोलाइटिक शोधन लाइनों में निवेश करें। टेनेसी संयंत्र में हेरेअस की क्लोज्ड-लूप प्रणाली 98% रिकवरी दर प्राप्त करती है, और खनन किए गए रुई की तुलना में कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन 97% कम है।
3. चैनल साझेदारियाँ: लंदन प्लैटिनम और पैलेडियम मार्केट (एलपीपीएम) मूल्य निर्धारण प्रणाली में भाग लें या वास्तविक समय मूल्य निर्धारण के लिए हेरेअस के डिजिटल ट्रेडिंग प्लेटफ़ॉर्म का उपयोग करें। 2025 तक, वैश्विक रूथेनियम रीसाइक्लिंग बाज़ार का आकार 5.37 बिलियन अमेरिकी डॉलर तक पहुँचने का अनुमान है, जिसमें तकनीकी रूप से अनुपालन करने वाली कंपनियाँ 30% से अधिक का सकल मार्जिन प्राप्त करेंगी।
4. एसएमई सहयोग: एसएमई के पास लंबे निपटान चक्रों को बनाए रखने के लिए पूंजी की कमी होती है। डोंगशेंग जैसे बड़े कीमती धातु पुनर्चक्रण संयंत्रों के साथ साझेदारी करना, जो कम निपटान चक्र प्रदान करते हैं, सबसे अच्छा विकल्प है। आमतौर पर, डोंगशेंग के भुगतान चक्र 24-48 घंटों के भीतर नियंत्रित होते हैं।
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