ФГУП «ЦНИИчермет им. И. П. Бардина», Москва, Россия:
А. С. Кириченко, научный сотрудник

А. Н. Серегин, заведующий Центром ферросплавов и техногенного сырья, эл. почта: prof-andrey@mail.ru

Рассмотрены особенности пирометаллургической переработки отработанных автомобильных катализаторов на основе алюмосиликатов в дуговых электропечах с использованием металл-коллектора на основе железа. Изучена кинетика процессов, проходящих в результате пирометаллургической переработки отработанных автомобильных катализаторов с использованием железного металл-коллектора. Экспериментально показано, что первые 10 мин происходит интенсивный прирост степени извлечения металлов платиновой группы в железный металл-коллектор. Затем интенсивность приращения замедляется, и после выдержки в течение 15 мин прирост степени извлечения ценных компонентов прекращается. С целью интенсификации переработки было решено выявить причины возникновения лимитирующей стадии в период выдержки с 10 до 15 мин, для чего рассчитали скорость диффузии и энергию активации реакции диффузии смеси металлов платиновой группы из катализаторов в железный металл-коллектор. Установлено, что диффузия проходит за 10 мин и не является лимитирующей стадией. Другой немаловажной стадией пирометаллургической переработки является осаждение металла на подину печи. Используемый в качестве металл-коллектора железный порошок имел фракционный состав от 1 до 0,1 мм. На основании плотности шлака и металла, вязкости шлака, а также габаритов ванны печи рассчитано время, необходимое для осаждения частиц различной фракции. Из расчетов установлено, что время на осаждение железного металл-коллектора фракцией 0,1 мм составляет 15 мин, что и приводит к образованию лимитирующей стадии переработки. При этом предельный минимальный фракционный состав применяемого железного металл-коллектора, согласно расчетам, должен составлять 0,13 мм. Опробование теоретических выводов проводили на дуговой электропечи постоянного тока фирмы КОМТЕРМ мощностью 1150 кВт на заводе Remetall Deutschland AG в Германии. Исключение из завалки железного металл-коллектора фракцией 0,13–0,1 мм позволило сократить время выдержки расплава с 15 до 10 мин при достижении аналогичной степени извлечения.

1. Twigg M. V. Roles of catalytic oxidation in control of vehicle exhaust emissions // Catalysis Today. 2006. Vol. 117. P. 407–418.
2. Кириченко А. С. Актуальные проблемы рециклинга автомобильных катализаторов // Современные проблемы науки и образования. 2013. № 3. С. 43.
3. Дьячкова А. В., Алексеева Т. Ю., Еськина В. В., Дальнова О. А. Определение платины, палладия и родия в отработанных автомобильных катализаторах на металлической основе методом атомно-эмиссионной спектроскопии // Цветные металлы. 2016. № 6. С. 55–61. DOI: 10.17580/tsm.2016.06.07
4. Гагарский Э. А., Кириченко С. А., Кириченко А. С. Снижение выбросов двигателей внутреннего сгорания транспорта и повышение требований к катализаторам выхлопных газов и их рециклингу // Транспорт: наука, техника, управление. 2013. № 7. С. 22–25.
5. Бобина М. А., Ермолов В. М. Экологичность — основа современных технологий авторециклинга // Молодой ученый. 2014. № 11. С. 40–44.
6. Костыгова Л. А., Алексахин А. В., Гришина О. О. Анализ состояния и перспективы развития рынка платиноидов // Экономика в промышленности. 2010. № 2. С. 57–59.
7. Kim Ch.-H., Woo S., Jeon S. H. Recovery of platinum-group metals from recycled automotive catalytic converters by carbochlorination // Industrial Engineering Chemistry Research. 2000. Vol. 39. P. 1185–1192.
8. Кириченко А. С. Опыт переработки катализаторов на «ПЗЦМ-Втормет» // Вторичные металлы. 2013. № 2. С. 50–54.
9. Кириченко А. С., Серегин А. Н., Волков А. И. Разработка технологии первичной переработки катализаторов выхлопных двигателей автомобилей // Металлург. 2014. № 4. C. 35–39. DOI: 10.1007/s11015-014-9897-z.
10. Bonucei J. A., Parker P. D. Recovery of PGM from automobile catalytic converters: Proc. Int. Symp. AIME Annu (Los Angeles, Calif. Febr. 27–29, 1984) // Precious Metals: Mining, Extr., and Process. Warrendale, Ра. 1984. P. 463–481.
11. Стрижко Л. С., Лолейт С. И. Извлечение цветных и металлов платиновой группы из электронного лома. — М. : Издательский дом «Руда и металлы», 2009. — 160 с.
12. Чернышова О. В., Чернышов В. И. Извлечение рения и платины из отработанных катализаторов нефтепереработки методом гидрохлорирования // Цветные металлы. 2013. № 1. С. 71–75.
13. Адеева Л. Н., Диденко Т. А., Помыткина Е. Н., Вакунова М. С., Борбат В. Ф. Сорбционное извлечение Pd (II) из раствора отработанного гомогенного медно-палладиевого катализатора модифицированным углеродминеральным сорбентом // Цветные металлы. 2014. № 5. С. 30–33.
14. Антонов А. А., Титц А. Эффективный метод извлечения платиноидов из отработанных автокатализаторов на основе электрохлоризации // Вторичные металлы. 2017. № 1. С. 37–40.
15. Бабичев А. П., Бабушкина Н. А., Братковский А. М. Физические величины : справочник / под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова. — М. : Энергоатомиздат, 1991. — 386 с.
16. Fillon J., Calais D. Autodiffusion dans les alliages concentres ferpalladium // Journal of Physics and Chemistry of Solids. 1977. Vol. 38. Is. 1. P. 81–89. DOI: 10.1016/0022-3697(77)90150-0.