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Riciclaggio di convertitori catalitici di automobili


Analisi del Platino (Pt), Palladio (Pd) e del Rodio (Rh) con l'analizzatore XRF portatile Vanta

Elementi a elevato valore

L'analizzatore XRF portatile Vanta fornisce, in modo veloce e preciso, delle misure relative al platino (Pt), palladio (Pd) e rodio (Rh) presenti nel materiale dei convertitori catalitici. La precisa identificazione di questi metalli è fondamentale in quanto hanno un elevato valore.

Aspetti economici

In termini commerciali, la capacità di riciclare i metalli del gruppo del platino (PGM - platinum group metals) contribuisce a soddisfare una nuova domanda di mercato. I convertitori catalitici di automobili contribuiscono a più della metà della domanda di platino e palladio, oltre alla maggior parte della domanda di rodio. Al fine della corretta attribuzione di un prezzo al materiale, la conoscenza del contenuto di metalli del gruppo del platino è fondamentale per gli operatori del riciclaggio.

I metalli del gruppo del platino hanno la straordinaria capacità di accelerare le reazioni. A partire dagli anni 80, le automobili hanno integrato convertitori catalitici per trattare i gas di scarico. I convertitori catalitici trasformano i gas di scarico in composti meno dannosi.

Catalytic converters turn the emissions into less harmful compounds.

La struttura a nido d'ape della ceramica interna dei convertitori catalitici è rivestita con uno strato di ossidi contenenti Pt, Pd e Rh. Potrebbero inoltre essere presenti altri elementi per potenziare il convertitore catalitico.

Oltre alla precisa misura di concentrazioni di Pt, Pd e Rh gli analizzatori Vanta sono in grado di rilevare diversi altri elementi comunemente aggiunti allo strato di ossidi. Per evitare frodi, Olympus ha inoltre incluso elementi che possono essere aggiunti ai materiali catalizzatori per incrementare in modo fraudolento i valori dei metalli preziosi.

Elementi Funzione Obiettivo
Ce e Zr Arricchimento dell'ossigeno Semplificazione dell'ossidazione del CO al CO2
Ba Riduzione del NOx a N Incremento delle performance, più comunemente nei motori diesel
Ni Ossidazione dello S Lo zolfo è limitato nei carburanti in base alle norme
Se e Ta Per simulare il Pt nelle analisi XRF Kα dell'Se si sovrappone al Lβ del Pt
Lβ del Ta si sovrappone al Lα del Pt
Pb Additivi del carburante, aggiunge peso Un additivo del carburante in disuso dagli anni 70, aggiunto anch'esso per aumentare il peso del materiale per incrementare in modo fraudolento il valore
Ti e W Catalizzatori per camion I gas di scarico dei camion sono prodotti a una temperatura maggiore
Vanta analyzing

Risultati affidabili

I campioni di riferimento testati sono stati polverizzati, seccati, setacciati a una dimensione costante, omogenizzati e analizzati dall'analizzatore in coppette portacampioni attraverso una pellicola da 4 μm in Prolene®. Per dei risultati precisi e rappresentativi è necessaria la preparazione dei campioni. Provare a analizzare la superficie di una struttura a nido d'ape in ceramica può portare a dei risultati erronei.

Sono stati analizzati trenta campioni per 60 secondi per analisi con i modelli VLW, VCW e VCA. È stata raggiunta un'eccellente correlazione per tutti i modelli. La correlazione è stata mantenuta anche se i campioni erano costituiti di varie matrici con un ampio intervallo di altri elementi. I risultati del VLW sono riportati di seguito.

The Vanta model VLW shows good correlation with assayed values for Pt
Il modello Vanta VLW mostra una buona correlazione con i valori analizzati in laboratorio relativi al Pt

The Vanta model VLW shows good correlation with assayed values for Pd
Il modello Vanta VLW mostra una buona correlazione con i valori analizzati in laboratorio relativi al Pd

The Vanta model VLW shows good correlation with assayed values for Rh
Il modello Vanta VLW mostra una buona correlazione con i valori analizzati in laboratorio relativi al Rh

Precisione

La differenza più significativa tra i modelli è data dal valore di incertezza o precisione per ogni lettura. Il modello del VLW integra un rilevatore Si-PIN e una minore velocità di conteggio rispetto ai due modelli della serie C. Il risultato è dato da un corrispondente valore di incertezza (+/-) più ampio. Il rilevatore Silicon Drift Detector (SDD), presente nei modelli VCW e VCA, permette una maggiore velocità di conteggio e un inferiore valore di incertezza. Inoltre i risultati mostrano che il VCW assicura delle migliori prestazioni rispetto al VCA. Questo è dovuto all'anodo in tungsteno del modello VCW che garantisce un'eccitazione superiore rispetto all'anodo in argento del modello VCA.

VLW VCW VCA
Campione Elemento Lettura +/- Lettura +/- Lettura +/-
1 Pt 739 32 751 9 747 11
Pd 1027 19 1030 6 1015 8
Rh 210 10 217 3 209 5
2 Pt 1742 45 1778 13 1752 16
Pd 773 15 772 5 745 6
Rh 197 9 204 3 189 4
3 Pt 251 29 261 8 298 11
Pd 4837 100 4944 31 4821 37
Rh 857 24 839 7 846 10


I risultati rappresentativi dimostrano che l'incertezza del VCW è minore rispetto al VCA e significativamente minore rispetto al VLW.

Vantaggi

L'analizzatore Vanta rappresenta un eccellente strumento per determinare la quantità di Pt, Pd e Rh nei campioni preparati di catalizzatori di automobili. L'alto valore degli elementi del gruppo del platino permette una precisa determinazione di questi elementi commercialmente importanti.

Il VCW assicura la migliore precisione ed è il modello preferito per l'analisi dei catalizzatori di automobili. Il VCA è un valido analizzatore per chi intende effettuare anche l'analisi di leghe con elementi leggeri. Il VLW rappresenta uno strumento eccellente e economicamente vantaggioso per l'analisi di base di Pt, Pd e Rh nel materiale del catalizzatore di automobili.

Olympus IMS

Prodotti per l'applicazione

Gli analizzatori XRF portatili Vanta™ forniscono delle misure veloci e precise dei metalli del gruppo del platino (PGM)[es: platino (Pt), palladio (Pd) e rodio (Rh)] nei materiali dei convertitori catalitici di automobili. Le misure eseguite direttamente sul posto permettono una cernita e un'attribuzione del prezzo efficiente di scarti di catalizzatori di automobili nel processo di riciclaggio.

Le serie di analizzatori XRF portatili Vanta™ rappresentano gli strumenti XRF portatili più recenti e potenti Olympus. Sono in grado di realizzare delle analisi elementari precise per i clienti che devono ottenere direttamente sul campo dei risultati di qualità di laboratorio. Gli analizzatori sono progettati per assicurare resistenza, un grado di protezione IP54 o IP55, e una conformità ai test di caduta, garantendo un maggiore tempo di operatività e un minore costo di proprietà.
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