Les analyseurs XRF à main jouent un rôle majeur dans le recyclage des pots catalytiques automobiles.
Pour vous permettre de comprendre comment les analyseurs XRF s’intègrent dans le processus de recyclage des pots catalytiques, nous devons d’abord vous donner une brève description de ce qu’est un pot catalytique automobile (également appelé « catalyseur automobile », « catalyseur de voiture » ou « convertisseur catalytique ») et de ses fonctions.
En bref, les pots catalytiques servent à réduire la quantité de polluants émis dans l’atmosphère par le système d’échappement des véhicules. Pour ce faire, ils utilisent un catalyseur (soit un substrat qui accélère les réactions chimiques) pour transformer les gaz nocifs en gaz moins polluants.
Un pot catalytique est un cylindre en nid d’abeille recouvert d’une couche composée de platine (Pt), de palladium (Pd) et de rhodium (Rh), éléments collectivement appelés « éléments (ou métaux) du groupe du platine » (ÉGP). Les résidus non brûlés dans les gaz d’échappement des véhicules, comme le monoxyde de carbone (CO), les hydrocarbures (CH) et les oxydes d’azote (NO), traversent les cylindres en nid d’abeille recouverts d’ÉGP et sont oxydés et neutralisés par l’oxygène des gaz d’échappement.
Qu’est-ce qui motive le recyclage des pots catalytiques ?
Les pots catalytiques sont devenus des pièces indispensables sur les véhicules à moteur à combustion interne. La durée de vie moyenne des pots catalytiques dépend de plusieurs facteurs, comme la qualité du carburant et le volume des cylindres du moteur. Ils ont généralement une durée de vie utile de 100 000 km.
En effectuant un traitement approprié des pots catalytiques, on peut donner une seconde vie aux ÉGP qu’ils contiennent. Lorsqu’on trie et traite correctement les pots catalytiques usés, on permet le recyclage et la réutilisation des ÉGP dans une production future. De plus, le recyclage des pots catalytiques est à la fois économiquement rentable et important pour la conformité aux normes environnementales.
Le platine et le palladium sont deux des éléments les plus efficaces dans la neutralisation des émissions nocives. Bien que ces éléments soient utilisés dans des industries autres que la fabrication automobile (par exemple, la production de bijoux), une grande partie du platine et du palladium produits aujourd’hui sont utilisés pour fabriquer des pots catalytiques.
Avec l’adoption de normes sur les émissions et le carburant (China VI, Tier 3, Euro 6d et Bharat Stage VI), la demande en ÉGP continuera de croître et de stimuler le recyclage des pots catalytiques.
Du point de vue de la protection de l’environnement, le recyclage des pots catalytiques usés est beaucoup moins dangereux que l’extraction des éléments du groupe du platine par l’exploitation minière. De plus, le palladium est généralement un sous-produit des usines de traitement des minerais, et son extraction est très inefficace.
Comment l’analyseur XRF à main contribue-t-il au recyclage des pots catalytiques ?
Sans équipement spécial, on ne peut déterminer rapidement les quantités d’ÉGP se trouvant dans les pots catalytiques, ce qui est un obstacle au processus de récupération des ÉGP. C’est là que l’analyse par fluorescence X (XRF) entre en jeu. La XRF est une méthode analytique éprouvée utilisée dans la récupération des pots catalytiques.
De nombreux recycleurs utilisent des appareils XRF portables pour analyser rapidement et facilement les pots catalytiques. Notre analyseur XRF à main Vanta™ peut fournir en quelques secondes les quantités de platine, de rhodium et de palladium contenues dans un pot.
Analyseurs XRF à main Vanta
L’analyseur Vanta peut également analyser les éléments allant du magnésium (Mg) à l’uranium (U) (dans l’ordre du tableau périodique des éléments), pouvant ainsi afficher jusqu’à 45 éléments. Voici les éléments d’intérêt pour le recyclage des pots catalytiques :
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Tous ces éléments sont inclus et classés par priorité dans la méthode de l’analyseur Vanta créée sur mesure pour les pots catalytiques. Bien sûr, il est tout de même possible d’analyser d’autres éléments, du magnésium à l’uranium.
À l’aide de l’analyseur XRF Vanta, les recycleurs peuvent catégoriser les pots catalytiques afin de sélectionner une méthode d’extraction optimale pour les ÉGP et déterminer un prix de récupération juste. L’analyseur peut être utilisé en combinaison avec des broyeurs, des mélangeurs et des balances, ce qui en fait un outil essentiel pour le recyclage des pots catalytiques.
L’analyseur Vanta aide également à prévenir la fraude. Il détecte les éléments qui pourraient avoir été ajoutés aux matériaux des pots catalytiques pour augmenter faussement la valeur des métaux précieux.
Avec la croissance de l’industrie du recyclage des pots catalytiques automobiles, on constate une augmentation du nombre d’escrocs essayant de vendre des pots usés au prix le plus élevé possible. Une méthode courante utilisée pour augmenter faussement la valeur des pots catalytiques consiste à ajouter des additifs contenant du plomb (Pb). Des méthodes de tromperie plus sophistiquées ajoutent du tantale (Ta) ou du sélénium (Se) au mélange pour simuler le pic de platine (Pt) sur le spectre XRF.
Des erreurs peuvent également se produire sans intention malveillante. Un appareil XRF portable qui n’a pas été étalonné de manière professionnelle peut confondre le tungstène (W) présent dans le filtre à particules des moteurs Diesel avec du platine (Pt). Cette erreur est courante. L’analyseur Vanta peut aider les utilisateurs à éviter ces erreurs et fraudes grâce à son étalonnage unique.
Comment prépare-t-on les échantillons de pots catalytiques pour obtenir des résultats exacts et représentatifs ?
Exemple : échantillon de cylindre en nid d’abeilles d’un pot catalytique (à gauche) et résultats préliminaires
de concentration (ppm) du palladium (Pd) en surface (à droite) pour faciliter le tri approximatif
La préparation des échantillons est importante pour l’obtention d’une analyse XRF exacte. Lors du recyclage des pots catalytiques, deux types d’échantillons sont généralement préparés : des échantillons en vrac de cylindres en nid d’abeille (entiers ou fractionnés) et des échantillons de poudre.
Les revêtements en ÉGP sur les structures en nid d’abeilles ne sont souvent pas répartis uniformément. Par conséquent, ces échantillons permettent seulement l’obtention de résultats d’analyse préliminaires servant à classer les pots catalytiques ou à déceler les « pots vides », c’est-à-dire ceux desquels les ÉGP ont déjà retirés.
Pour obtenir des résultats plus représentatifs permettant de classer les pots catalytiques à des fins de purification ou de production par lots, on doit ajouter des étapes au processus de préparation des échantillons. En général, nous recommandons la méthode suivante :
- Classification approximative par type
- Broyage par type (il est important de rendre la distribution granulométrique aussi uniforme que possible)
- Homogénéisation
- Échantillonnage (une presse peut être utilisée, au besoin)
De plus, assurez-vous de surveiller de près le niveau d’humidité. Une fluctuation du niveau d’humidité supérieure à 10 % peut nuire à l’exactitude de l’analyse. Après l’échantillonnage, il est important d’effectuer de 3 à 5 analyses et de faire la moyenne des résultats pour contrôler l’homogénéité.
Quels modèles Vanta sont idéaux pour l’analyse des pots catalytiques automobiles ?
Nous proposons plusieurs modèles Vanta pour le recyclage des pots catalytiques. Trois caractéristiques principales les distinguent :
- Vitesse d’analyse
- Sensibilité
- Capacité à détecter des éléments légers, comme le magnésium (Mg), l’aluminium (Al), le silicium (Si), le phosphore (P) et le soufre (S)
Par exemple, le modèle Vanta L est un analyseur économique à utiliser pour la classification des pots catalytiques. Cet analyseur est équipé d’un détecteur PIN ; il ne peut donc pas détecter les éléments plus légers que le titane. Le temps d’analyse moyen du Vanta L est d’environ 40 à 60 secondes.
En revanche, les modèles Vanta C et M comportent un détecteur au silicium à diffusion (SDD) permettant de détecter les éléments plus légers. Ils sont donc utiles pour déterminer la teneur en carbure de silicium (SiC) et contrôler la teneur en soufre (S). Le temps d’analyse moyen de ces analyseurs est d’environ 15 à 20 secondes, soit 3 fois plus rapide que les analyseurs équipés d’un détecteur PIN.
Les résultats et les erreurs pour le palladium (en ppm) dans le tableau ci-dessous montrent ces différences. Les résultats de mesure de l’analyseur Vanta M obtenus en 5 secondes sont similaires à ceux de l’analyseur Vanta L obtenus en 60 secondes.
Comparaison des résultats d’analyse et des erreurs pour le palladium (Pd) entre les analyseurs Vanta L et M,
montrant la précision typique par rapport au temps de mesure
Quelles caractéristiques de l’analyseur Vanta XRF en font un appareil adapté au recyclage des pots catalytiques ?
Répétabilité des résultats : Fabriqué avec les composants électroniques de l’Axon Technology™, chaque analyseur Vanta offre un haut degré de répétabilité, de sorte que vous obtenez les mêmes résultats d’un appareil à l’autre et d’une analyse à l’autre.
Personnalisable : La composition des substrats des pots catalytiques peut varier selon les régions en fonction des réglementations locales en matière d’émissions. Vous pouvez facilement adapter l’analyseur aux différents substrats à l’aide de facteurs utilisateurs personnalisés pour améliorer l’exactitude des analyses.
Options de tube à rayons X : Vous pouvez choisir entre des tubes à rayons X avec anode en argent, en tungstène ou en rhodium. Notez que les tubes à rayons X avec anode en tungstène ou en argent sont les plus appropriés pour l’analyse des pots catalytiques. La raison pour laquelle les tubes à anode en rhodium sont moins adéquats est qu’il existe des pics caractéristiques correspondants sur le spectre lors de l’utilisation de tubes à rayons X avec anode en rhodium.
Grande fenêtre de mesure : La grande fenêtre de l’analyseur Vanta permet l’analyse d’une grande surface, améliorant l’exactitude lors de l’analyse de pièces non écrasées et d’échantillons broyés.
Rugosité : La récupération des pots catalytiques est un processus qui génère beaucoup de poussière. L’analyseur répond aux exigences de l’indice de protection contre la poussière et l’humidité IP55/54, ce qui signifie que son boîtier étanche l’aide à rester en bon état de fonctionnement. Les analyseurs Vanta sont durables et s’accompagnent d’une garantie complète de 3 ans, ce qui se traduit par un faible coût de possession.
Accessoires XRF : Dans les processus de production, la station de travail Vanta transforme l’analyseur Vanta en appareil XRF de paillasse fonctionnel permettant une analyse mains libres confortable. L’utilisation sur paillasse est idéale pour la réalisation des analyses finales des échantillons avant qu’on procède au raffinage dans les installations de recyclage ou dans une fonderie pour la récupération des ÉGP.
Station de travail Vanta
Compatible avec les pratiques de l’industrie 4.0 : L’analyseur Vanta dispose d’une connectivité réseau et est compatible avec la technologie infonuagique. Les données XRF peuvent être envoyées directement à un système de gestion intégré sans intervention de l’utilisateur.
Détection des éléments légers : Avec la croissance rapide du recyclage des pots catalytiques, les usines d’épuration vont renforcer leurs exigences en matière de matériaux entrants. La teneur en carbure de silicium (SiC) et en soufre (S) devient de plus en plus importante lors du calcul du coût des matériaux entrants. En conséquence, les analyseurs XRF avec détecteurs au silicium à diffusion (SDD) pour la détection des éléments légers deviendront un choix très prisé pour l’analyse des pots catalytiques.
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Vidéo : Comment analyser correctement un pot catalytique à l’aide d’un analyseur XRF à main
