उत्प्रेरकों से कीमती धातुओं की वसूली

उत्प्रेरकों से कीमती धातुओं की वसूली भौतिक, रासायनिक और जैविक तकनीकों का उपयोग करके इस्तेमाल किए गए औद्योगिक उत्प्रेरकों से प्लैटिनम, पैलेडियम, रोडियम और अन्य कीमती धातुओं को निकालने की प्रक्रिया को संदर्भित करती है। उत्प्रेरकों से कीमती धातुओं की वसूली का महत्व आर्थिक मूल्य से परे है (एक टन इस्तेमाल किए गए ऑटोमोटिव उत्प्रेरकों को रीसाइक्लिंग करने से 1-2 किलोग्राम प्लैटिनम समूह धातुएं मिलती हैं जिनकी कीमत $120,000 से अधिक है, जबकि लागत नई खनन की तुलना में केवल 30%-50% है)। यह खनिज संसाधनों पर निर्भरता को भी कम करता है और पर्यावरणीय खतरों को कम करता है। ईयू एंड-ऑफ-लाइफ वाहन निर्देश और कई देशों में पर्यावरणीय नियम कीमती धातु रीसाइक्लिंग को अनिवार्य करते हैं, जिससे उद्योग एक बंद-लूप "उत्पादन-उपयोग-वसूली" चक्र की ओर बढ़ रहा है।

कीमती धातु उत्प्रेरक मुख्य रूप से विषम उत्प्रेरक (जैसे, ऑटोमोटिव निकास शुद्धिकरण के लिए ठोस उत्प्रेरक) और सजातीय उत्प्रेरक (जैसे, रासायनिक प्रतिक्रियाओं में उपयोग किए जाने वाले घुलनशील धातु यौगिक) में वर्गीकृत किए जाते हैं। सामान्य रूप से रीसायकल योग्य कीमती धातु उत्प्रेरकों में शामिल हैं: उत्प्रेरक कन्वर्टर (प्लैटिनम, पैलेडियम, रोडियम युक्त), पेट्रोकेमिकल हाइड्रोजनीकरण उत्प्रेरक (मोलिब्डेनम, निकल, वैनेडियम युक्त), ईंधन सेल उत्प्रेरक (प्लैटिनम-आधारित), और डिनाइट्रिफिकेशन पर्यावरण उत्प्रेरक (वैनेडियम-टाइटेनियम समूह धातु युक्त)।

उत्प्रेरकों से कीमती धातु वसूली की नवीनतम तकनीकें

2025 की तकनीकी नवाचार हरित और कुशल वसूली पर केंद्रित है। माइक्रोवेव-सहायता प्राप्त लीचिंग तकनीक पारंपरिक सीमाओं को दूर करती है: एक नवीन रिएक्टर 2450MHz माइक्रोवेव विकिरण को एक वापस लेने योग्य ग्लास स्टरिंग रॉड के साथ जोड़ता है, जो आयनिक तरल पदार्थों की उच्च चिपचिपाहट के कारण होने वाली कम द्रव्यमान अंतरण दक्षता को सीधे संबोधित करता है। यह सिस्टम प्रतिक्रिया समाधान घटकों के रीयल-टाइम मॉनिटरिंग और गतिशील पैरामीटर अनुकूलन के लिए एक हीरे के एटीआर क्रिस्टल इन्फ्रारेड प्रोब को एकीकृत करता है, जिससे प्लैटिनम, पैलेडियम और रोडियम की वसूली दर में काफी वृद्धि होती है।

जैव-उपचार तकनीकें प्लैटिनum नैनोकणों को adsorB करने के लिए सूक्ष्मजीवों (जैसे, फेरिपोर्टिया ऑक्सीडैन्स) या कवक मायसेलियम का उपयोग करती हैं, जो कम ऊर्जा खपत और शून्य प्रदूषण के साथ 90% से अधिक वसूली दर हासिल करती हैं। कार्यात्मक चुंबकीय नैनोमटीरियल (जैसे, Fe₃O₄@SiO₂-NH₂) समन्वय इंटरैक्शन के माध्यम से चयनात्मक रूप से कीमती धातु आयनों को कैप्चर करते हैं, जिससे तेजी से अलगाव और रीसाइक्लिंग संभव हो पाता है। स्मार्ट रिकवरी सिस्टम IoT और मशीन लर्निंग एल्गोरिदम को एकीकृत करते हैं ताकि लीचिंग पैरामीटर को गतिशील रूप से समायोजित किया जा सके। एक उद्यम ने AI मॉडल का उपयोग करके प्लैटिनम वसूली में 12% की वृद्धि हासिल की।

हाइड्रोमेटालर्जिकल प्रक्रियाओं का निरंतर अनुकूलन: हाइड्रोक्लोरिक एसिड/हाइड्रोजन पेरोक्साइड (HCl/H₂O₂) लीचिंग में पैलेडियम वसूली 92.6% तक पहुंच गई। यूरिया कॉम्प्लेक्सेशन शुद्धिकरण के बाद निर्मित एक फुलरीन कोर-पीडी नैनोकैप्सूल उत्प्रेरक ने 4-नाइट्रोफेनॉल के reduction में अति-उच्च गतिविधि प्रदर्शित की (3.5 मिनट के भीतर रूपांतरण दर >99%)। आयनिक तरल-डिफ्यूजन डायलिसिस-एमवीआर वाष्पीकरण की एकीकृत प्रक्रिया >98% कीमती धातु वसूली दर हासिल करती है, जबकि एसिड रिकवरी ≥80% बनाए रखती है और क्रिस्टलीकृत लवणों के संसाधन उपयोग को सक्षम बनाती है।

इस्तेमाल किए गए उत्प्रेरकों से कीमती धातु वसूली के चरण

इस्तेमाल किए गए उत्प्रेरकों से कीमती धातु वसूली प्रीट्रीटमेंट के साथ शुरू होती है। इस्तेमाल किए गए उत्प्रेरकों को वाहक और सक्रिय घटकों को अलग करने के लिए क्रशिंग, स्क्रीनिंग और चुंबकीय पृथक्करण से गुजरना पड़ता है। इसके बाद कार्बन जमाव और कार्बनिक पदार्थों को हटाने के लिए उच्च-तापमान कैल्सिनेशन (50-800°C पर चार-चरण ऑक्सीजन-नियंत्रित कैल्सिनेशन) होता है। एक निष्क्रिय वातावरण में पाइरोलाइटिक सक्रियण होता है ताकि धातु वाष्पीकरण (जैसे, 800°C से ऊपर रोडियम हानि) को रोका जा सके।

लीचिंग चरण कीमती धातुओं के लिए चयनात्मक सॉल्वेंट एक्सट्रैक्शनEmploy करता है। सामान्य हाइड्रोमेटालर्जिकल समाधानों में एक्वा रेजिया, हाइड्रोक्लोरिक एसिड-क्लोरेट, या थियोयूरिया शामिल हैं, जहां लक्ष्य धातुओं को चयनात्मक रूप से भंग करने के लिए pH और रेडॉक्स क्षमता को नियंत्रित किया जाता है। एक नवीन प्रक्रिया एक हाइड्रोक्लोरिक एसिड-सिट्रिक एसिड-हाइड्रोजन पेरोक्साइड मिश्रित लीचिंग एजेंट का उपयोग करती है। प्रतिक्रिया 600W माइक्रोवेव पावर और 200 rpm agitation पर 20 मिनट के लिए होती है, जिससे प्लैटिनम समूह धातुओं का अत्यधिक कुशल विघटनAchieved होता है। अवशेषों को अलग करने के लिए लीचेट को सेंट्रीफ्यूज करने के बाद, समाधान शुद्धिकरण चरण में प्रवेश करता है।

शुद्धिकरण और रिफाइनिंग बहु-चरण SeparationEmploy करते हैं। लीचेट में Na₂SO₃ समाधान जोड़ने से 90% से अधिक लोहे की अशुद्धियाँ दूर हो जाती हैं (तापमान ≥303K, pH=1.5-2.0 पर), इसके बाद तांबे और जस्ता को हटाने के लिए NH₄OH के साथ काउंटर-एक्सट्रैक्शन होता है। फॉस्फीन-आधारित (Cyanex 923) या अमाइन-आधारित एक्सट्रैक्टेंट्स का उपयोग करके सॉल्वेंट एक्सट्रैक्शन क्रमिक रूप से पैलेडियम और प्लैटिनम को अलग करता है। इलेक्ट्रोकेमिकल डिपॉजिटेशन नियंत्रित क्षमता पर धातुओं को चयनात्मक रूप से जमा करता है, जिससे 99.95% शुद्धताAchieved होती है। अंतिम उत्पाद उच्च-शुद्धता वाली धातुएं या सीधे उपयोग योग्य मिश्र धातु (जैसे, फेरो-मोलिब्डेनम, फेरो-निकल) हैं।

इस्तेमाल किए गए उत्प्रेरकों में कीमती धातुओं को कैसे अंतर और पहचान करें

इस्तेमाल किए गए उत्प्रेरकों में कीमती धातुओं की पहचान करने के लिए स्रोत विश्लेषण को तेजी से पता लगाने के साथ जोड़ना आवश्यक है। ऑटोमोटिव three-way उत्प्रेरक कन्वर्टर (यूएस, जर्मनी, फ्रांस आदि के वाहनों से, जिनकी माइलेज 110,000-220,000 किमी है) में आमतौर पर प्लैटिनम, पैलेडियम और रोडियम होता है। टेस्टिंग के लिए सिरेमिक हनीकंब वाहक को ≤1 मिमी के कण आकार में कुचलना चाहिए। पेट्रोकेमिकल उत्प्रेरक (हाइड्रोजनीकरण, cracking उत्प्रेरक) में मोलिब्डेनम, निकल और वैनेडियम होता है, जबकि ईंधन सेल उत्प्रेरक मुख्य रूप से प्लैटिनम-आधारित होते हैं।

आईसीपी-ओईएस (इंडक्टिवली कपल्ड प्लाज्मा ऑप्टिकल एमिशन स्पेक्ट्रोस्कोपी) मात्रात्मक विश्लेषण के लिए मानक विधि है, जो धातु सामग्री (जैसे, मूल उत्प्रेरक containing 0.126% Pd) का सटीक निर्धारणEnable करती है। कीमती धातु रीसाइक्लिंग में DONGSHENG के व्यापक अनुभव से पता चलता है कि उत्प्रेरक रूप और कीमती धातु सामग्री के बीच एक सहसंबंध है: सिरेमिक-समर्थित उत्प्रेरकों में मुख्य रूप से प्लैटिनम समूह धातुएं होती हैं, जबकि सक्रिय कार्बन supports सोने और चांदी के adsorption recovery के लिए commonly used होते हैं।