Что такое катализатор в автомобиле?

Особенности добычи палладия

Для извлечения палладия из автомобильного катализатора можно применять техники, описанные выше. Но в таком случае полученный металл включает в себя множество примесей, что снижает его ценность. Наиболее действенным способом добычи палладия из автомобильных деталей считается электродуговое нагревание (гальванический метод).

Однако предпочтительнее использовать несколько иной подход. Он предполагает нагревание исходного компонента до 500 градусов с последующим фторированием. Эта технология позволяет получить металл с минимальным содержанием разнообразных примесей. Результатом данного процесса становится фтористый палладий, который необходимо остудить до 100 градусов. Для выделения чистого металла из раствора потребуется минеральная кислота.

В чем ценность металла?

Красивый и благородный металл, платина используется в ювелирном деле, она используется для чеканки монет. Это – банковский и биржевый металл, слитки которого позволяют хранить капиталы и оперировать ими. Значительно шире используется платина в технике.

Применение в технике основано на некоторых уникальных свойствах платины:

• высокая инертность этого металла, невосприимчивость к воздействию многих агрессивных веществ;
• отличная электропроводность и способность проводить тепло;
• способность работать в качестве катализатора, инициирующего многие важные химические процессы.

Знание сферы применения платины важно и в деле рециклинга. Для эффективности этой стратегии переработки вторичного сырья хорошо правильно планировать и организовывать его сбор и сортировку

Важно правильно координировать добычу платины из вторичного сырья, ведь наряду с ней в детали часто имеются другие драгметаллы, которые также необходимо извлечь.

Вот несколько групп изделий, материалов и веществ, в которых используется платина. Такие вещества и изделия – важный источник возвращения платины в хозяйственный оборот:

• автомобильные катализаторы;
• радиодетали;
• элементы электротехнического оборудования;
• детали из чистой платины в устройствах и оборудовании – сетки, проволока и прочее.

Для извлечения платины из каждого типа исходного сырья наработаны свои технологии.

Как определить платину в домашних условиях? – Природные Сокровища

23.12.2018

Платина — один из драгоценных металлов. Первые упоминания о ней встречаются еще в документах, датированных XVI веком. В России первое месторождение было обнаружено в начале XIX века.

Этот химический элемент считается редким и стоит недешево. Случается, что под видом драгоценного металла продаются подделки из более дешевых материалов. Существуют способы определить платину в домашних условиях.

Осмотр изделия

Сейчас многие товары можно заказать в онлайн-магазинах. Такие покупки обычно обходятся существенно дешевле и могут быть доставлены прямо домой к покупателю. Не являются исключением и ювелирные изделия. Однако при таком способе покупки возрастает риск приобрести подделку. Чтобы его уменьшить, специалисты рекомендуют покупать дорогостоящие украшения в ювелирных магазинах.

Уважающие себя компании продают драгоценности со специальной биркой. Она изготовлена из плотного картона. На бирке должен быть указан артикул изделия, проба, масса.

Такой ярлык крепится к украшению ниткой с металлической пломбой, на которой имеется оттиск компании-производителя.

На платиновом изделии в обязательном порядке будет стоять проба. Украшения из этого металла могут иметь показатели 850, 900, 950 или 999. Маркировка должна быть четкой и легко прочитываться.

Если цифры выбиты нечетко или не соответствуют стандартам — велика вероятность подделки. От такой покупки лучше сразу отказаться.

Дальше нужно внимательно осмотреть само украшение. Обычно подлинные платиновые изделия имеют весьма высокую цену и не менее высокое качество. С таким металлом работают лучшие мастера-ювелиры, поэтому на кольцах или цепочках не бывает изъянов или видимого брака. Если предполагаемая покупка имеет вид наспех изготовленной поделки, скорее всего, это фальсификация.

Величина изделия тоже имеет немаловажное значение. Настоящие платиновые украшения не бывают большим и громоздкими — для этого металл слишком дорогой, поэтому предлагаемая массивная вещь по необычно низкой цене — это заведомая подделка

Другие варианты проверки

Практически все благородные металлы невосприимчивы к воздействию магнита. Этим свойством можно воспользоваться для проверки. Если купленное изделие притягивается к магниту, оно, скорее всего, изготовлено из стали. Платины в таком украшении не будет или же она содержится в минимальном количестве.

Можно провести еще один сравнительно простой опыт, чтобы определить платину в домашних условиях на подлинность. Он довольно интересен и позволит проверить настоящую природу материала, из которого сделано украшение. Для его проведения потребуется:

• консервная банка из жести;
• концентрированный раствор поваренной соли;
• батарейка.

В банку наливается соленая вода и опускается изделие. Затем к положительному полюсу батарейки подсоединяется предполагаемая платина, а к отрицательному — стенка жестяной емкости.

Если испытуемая вещь действительно изготовлена из благородного металла, из раствора начнет выделяться хлор. Определить его можно по характерному резкому запаху. Жидкость при этом останется прозрачной.

В случае если в емкости находится фальсификат, раствор помутнеет и на дно банки выпадет осадок.

Как можно в домашних условиях определить подлинность платины Ссылка на основную публикацию

Как выбить платину – проверка на подлинность и уход

Платина относится к категории драгоценных, высококачественных металлов. Она высоко ценится, как среди ювелиров, так и среди покупателей. Ее дороговизна объясняется высоким уровнем трудозатрат для его добычи. В данной статье вы узнаете, как выглядит платина, как распознать платину в домашних условиях, как проверить подлинность платины, как отличить ее от золота и от серебра.

Элемент известен человечеству очень давно, ее использовали еще в Древнем Египте. Изначально платина ценилась даже ниже серебра. В древности ее называли белое золото и не считали большой драгоценностью. Из-за ее физических свойств иногда ее считали непригодной для работы.

Примерно в 18 веке ученые обнаружили ее ценные физические свойства и признали дорогим и ценным металлом. Она постепенно стала использоваться для современных нужд. Например, для изготовления медицинских приборов и инструментов. Обозначим некоторые физические свойства металла. Тягучий, тугоплавкий, ковкий элемент, ρ = 21450 кг/ м3, t плавления – 1772 Сᵒ.

Платина

Техника выщелачивания

В домашних условиях и в промышленности для выделения родия и палладия чаще применяют выщелачивания. Такая техника предполагает использование окисляющих растворов, состоящих из концентрированных соляной и азотной кислот. При этом выщелачивание имеет ряд существенных недостатков отчасти обусловленных особенностями конструкции автомобильного катализатора.

Последний изготавливается либо из керамики, либо из алюминия. Наличие этого металла затрудняет проведение аффинажа, так как окислители вступают с ним реакцию. В процессе выделения платины, которая извлекается в виде раствора, необходимо многократное повторение выщелачивания и промывки исходных компонентов. Более того, даже такой подход не позволяет добыть драгоценный металл в достаточном количестве: избежать потери невозможно. Соответственно, для извлечения платины потребуется несколько катализаторов.

В целях снижения потерь, возникающих во время проведения аффинажа, автокомпонент на начальном этапе смачивают в водном растворе соляной кислоты. В дальнейшем катализатор подвергается нагреву. Далее, когда под воздействием высокой температуры появились пары, на исходный компонент наносятся окислители.

Кроме того, в зависимости от состава сплава, который напылялся на поверхность катализатора, для проведения аффинажа можно применить смесь концентрированной азотной кислоты и 30-процентного раствора пероксида водорода.

В промышленных масштабах для извлечения платины используют специальную решетчатую сетку, на которую помещается деталь. На нее затем оказывают воздействие парообразного окислителя. Для этого сначала заготавливают раствор соляной кислоты, в которую помещается деталь, а затем ее доводят до кипения. По окончании этого процесса, в ходе которого пары многократно проходят через каналы и поры катализатора, последний подвергается промывке чистой водой.

Использование парообразного окислителя имеет несколько преимуществ в сравнении с жидкостными кислотами. Основное отличие между двумя приведенными выше подходами заключается в том, что газовая смесь обладает большей проникающей способностью. Поэтому она лучше «промывает» катализатор, затрагивая даже мелкодисперсные частицы.

Как проверить катализатор?

Не надо быть специалистом, чтобы догадаться о неисправности автомобильного катализатора. На его выход из строя и необходимость замены указывает ряд достаточно специфичных признаков:

• увеличенный расход топлива без видимых причин;
• автомобиль медленнее набирает скорость;
• возникли проблемы с тягой, упала мощность мотора;
• загорелась лампочка проверки двигателя;
• несколько увеличился расход масла;
• при нажатии на педаль газа мотор откликается не сразу;
• при запуске двигателя чувствуется неприятный запах.

Лучший способ диагностики неисправности нейтрализатора – осмотр. Также своего рода средством проверки является приборная панель, а именно лампочка «Check engine» и соответствующий поломке лямбда-зонда или катализатора код ошибки в бортовом компьютере.

Еще один способ – измерить давление выхлопных газов с помощью манометра, после чего сравнить показания с нормативами. Так, нормой считается давление 0,3 кгс/см2. Если это значение больше, скорее всего с деталью есть проблемы, и нужна помощь специалистов из автосервиса.

Как почистить катализатор?

Засорившийся с течением времени катализатор рекомендуется быстро и тщательно прочистить. В противном случае двигатель начнет «задыхаться», его мощность упадет, а расход топлива, наоборот, вырастет. На необходимость заняться очисткой нейтрализатора указывают признаки:

• упавшая мощность мотора и медленный разгон;
• возникают проблемы с запуском двигателя;
• мотор самопроизвольно отключается на ходу;
• двигатель нестабильно работает на холостом ходу;
• цвет выхлопа изменился, стал более выраженным.

Визуально на необходимость прочистки нейтрализатора указывает его загрязненность продуктами горения, смолами, маслом и прочими посторонними включениями. Есть два способа его очистки:

• Механическая. Для такой прочистки применяется наждачная бумага. Нужно демонтировать нейтрализатор, взять кусочек наждачки и счистить налет с металлических или керамических сот, аккуратно надавливая на них. Оставшиеся после процедуры частицы грязи, масла и сажи удаляются из нейтрализатора сжатым воздухом, подаваемым под давлением.
• Жидкостная. Используется специальная промывка, которую можно купить в магазине автодеталей. Если такой возможности нет, можно использовать этанол или жидкость для очистки карбюратора. Порядок работ – демонтаж катализатора и его погружение в тару. Далее соты обильно поливаются промывкой, а через 20-30 минут – струей горячей воды.

В конце жидкостной очистки нужно тщательно просушить нейтрализатор с помощью сжатого воздуха. Если чистота детали вас не удовлетворит, процедура повторяется еще раз с самого начала.

В случае с механической очисткой важно проявить аккуратность и не давить наждачкой на соты слишком сильно. Керамические детали могут треснуть, раскрошиться и от небольшого давления

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Палладий встречается в виде примеси во многих сульфидах и силикатах ультраосновных и основных пород. Некоторые угли обогащены палладием до 10%, повышенная концентрация наблюдается в марганцевых рудах, в фосфоритах, в золе растений. Содержание палладия повышено в ультраосновных породах и породах, содержащих сульфиды Cu, Ni и Te. Обычно находится в природе в виде примеси в самородной платине, с которой образует неупорядоченный твёрдый раствор; иногда встречается в её россыпях в виде окатанных зёрен. Как правило, содержит примеси платины, иридия, золота, серебра. В палладистой платине содержится 19-40% палладия, в палладистой станноплатине -17-21%, в поликсене — до 6%, в ферроплатине — до 13%, в иридистой платине — до 4%. Может находиться также в виде примеси к самородному золоту (в Бразилии, например, найдена редкая разновидность самородного золота (порпецит), с содержанием 8-11% палладия). Формируется в зоне окисления коренных источников платины и непосредственно в россыпях в результате гипергенного преобразования платиновых минералов. В железных метеоритах на тонну вещества приходится до 7,7 гр. палладия, в каменных — до 3,5 гр.
Поскольку россыпные месторождения cамородного палладия весьма редки, основным сырьём для его попутного получения служат сульфидные руды никеля и меди (Норильский р-н и др.)

Почему платина из катализатора высоко ценится

Платина относится к классу редких химических элементов. Этот металл серебристого цвета стоит в разы дороже золота, поскольку для его получения требуется гораздо больше ресурсов. Высокую цену объясняет не только тот факт, что платина практически не встречается в природе, но и ряд присущих ей положительных качеств:

Высокая стойкость. Материал невосприимчив к коррозионным отложениям, влиянию агрессивных химических сред, сохраняет первоначальные свойства при нагревании.
Твердость и, как следствие, устойчивость к внешним воздействиям

Благодаря этому качеству, платина широко используется при производстве эксклюзивных ювелирных украшений.
Возможность применения в чистом виде, что особенно важно во многих отраслях промышленности.

Именно благодаря платине в составе катализаторов, снижается уровень токсичных компонентов в выхлопных газах. Металл преобразует опасные для окружающей среды вещества в углекислый газ, азот, водяной пар.

В каких случаях нейтрализатор может выйти из строя?

Первое, на что жалуются автолюбители касаемо каталитического нейтрализатора – это значительное оплавление «шахматной» поверхности устройства, которое практически полностью перестаёт работать в соответствии с установленными стандартами. Основной причиной подобного исхода принято считать превышение температурного режима, о котором мы говорили выше, его примерный показатель равен – 850-900 градусов.

Следующей причиной выхода из строя катализатора является частичное крошение керамической поверхности детали. В данном случае происходит разрушение определённых частей устройства, которые уже нельзя восстановить без полной замены всей детали.

И наконец, третья причина поломки каталитического конвертера – это загрязнение поверхности керамического слоя детали. Такая ситуация чревата полным выходом из строя катализатора, что подвергает окружающую среду серьёзной опасности.

Часто для того, чтобы предупредить возможные вышеупомянутые причины поломки катализатора, производители стараются создавать катализаторы не с керамической поверхностью, а с металлической. Такое покрытие среди автомобилистов считается наиболее износостойким и практичным.

Первый вариант поломки нейтрализатора, выражающийся в оплавлении детали, чаще всего определяется посредством диагностики двигателя и его мощности. Если показатели неожиданно падают, это является первым признаком того, что виной этому дефекту может быть именно оплавление устройства. Тенденцию к уменьшению мощности двигателя каждый опытный водитель может заметить в момент набора разгона. Данная процедура уже не будет, как прежде, производиться быстро и легко. Также стоит отметить, что и запуск двигателя будет значительно ухудшаться, а впоследствии и вовсе мотор перестанет работать. При наличии подобной проблемы на приборах автомобиля высветится определённое сообщение, которое и покажет текущее состояние каталитического нейтрализатора.

Если первый вариант ещё можно заметить, то вот вторую причину поломки нейтрализатора, а именно, превращение керамического покрытия в крошку, достаточно трудно диагностировать. Предпосылкой к такому исходу в основном становится использование некачественных топливных материалов, часто разбавленных специальными веществами.

Что касается загрязнения внутренних цилиндров посредством заброса отработанных газов, то это, конечно же, не самая распространённая причина выхода из строя каталитического нейтрализатора. Тем более, что опасность такой ситуации представляется не всем современным автомобилям. Грамотные конструкторы большинства автомобильных производителей сумели качественно и эффективно создать систему очищения выхлопных газов, применяя новые технологии. Проблема осталась исключительно утех транспортных средств, которые обладают выхлопной системой, расположенной под дном кузова.

Извлечение палладия

С целью отделения палладия можно воспользоваться химическими методами, что применяются и к платине. Но в таком случае очень редко в конечном итоге получается чистый металл без каких-либо примесей. С целью добычи подобного вещества иногда используются также гальванический метод или электродуговое нагревание.

Самым же действенным способом, используя который можно получить максимально чистый палладий, является повышение температуры металла до 500 градусов и одновременное его фторирование. В результате проведения такого процесса получается фтористый палладий, при охлаждении до температуры около 100 градусов его расщепляют с использованием минеральной кислоты.

Воспользовавшись подобной технологией, можно получать практически весь палладий, что есть в автомобильных катализаторах.

В современной промышленности существуют и некоторые другие действенные способы добычи драгоценных материалов из отработанных катализаторов. Обычно они дают возможность получать чистые металлы.

Недостатком их является необходимость сразу большого количества катализаторов для переработки, поскольку ради небольшого количества нет смысла начинать процесс. Кроме того, в таком случае существуют немалые материальные затраты на покупку всех необходимых катализаторов.

Как проверить катализатор?

Не надо быть специалистом, чтобы догадаться о неисправности автомобильного катализатора. На его выход из строя и необходимость замены указывает ряд достаточно специфичных признаков:

• увеличенный расход топлива без видимых причин;
• автомобиль медленнее набирает скорость;
• возникли проблемы с тягой, упала мощность мотора;
• загорелась лампочка проверки двигателя;
• несколько увеличился расход масла;
• при нажатии на педаль газа мотор откликается не сразу;
• при запуске двигателя чувствуется неприятный запах.

Лучший способ диагностики неисправности нейтрализатора – осмотр. Также своего рода средством проверки является приборная панель, а именно лампочка «Check engine» и соответствующий поломке лямбда-зонда или катализатора код ошибки в бортовом компьютере.

Еще один способ – измерить давление выхлопных газов с помощью манометра, после чего сравнить показания с нормативами. Так, нормой считается давление 0,3 кгс/см2. Если это значение больше, скорее всего с деталью есть проблемы, и нужна помощь специалистов из автосервиса.

Получение ценных металлов из катализаторов

Для того, чтобы получить ценные металлы из автомобильного катализатора есть несколько способов. Например, при помощи аффинажа и гидрохлорированной и электрохимической обработки. Разберем каждый вид по отдельности.

Аффинаж предполагает такую же технологию и последовательность действий, как получают золото из микросхем. В емкость, куда предварительно налили азотную кислоту, кладут те части катализаторов, в которых присутствуют элементы из платины. Несколько дней потребуется для того, чтобы кислота растворила все кроме ценного металла. Этот метод также довольно сложный и требующий времени, профессионального подхода.

Чтобы извлечь ценные металлы, также пользуются гидрохлорированием. Как работает этот способ и каковы его особенности? Этот метод предусматривает воздействие хлора на катализатор позволяя достать ценные детали. Это довольно сложный способ, требующий профессионального подхода, специальной техники и четкого выполнения инструкции.

Метод электрохимической обработки предполагает способ травления, оксидирования. При помощи такой методики можно избавиться от хрома, олова, свинца, цинк и алюминия. Данный способ относится к промышленным и довольно сложным по выполнению метод.

Есть ли смысл извлекать металлы?!

В автомобильных катализаторах, производимых в разных частях мира, могут быть применены различные металлы – катализаторы, где-то это платина, а где-то – золото. Иногда в их составе можно обнаружить и серебро. Однако общее количество драгоценных металлов будет небольшим, порядка нескольких граммов.

Если учесть стоимость драгоценных металлов в перерасчете на 1 грамм, то можно прийти к выводу, что их извлечение имеет место. Однако финансовой выгоды от такого мероприятия не будет, поскольку приобретение реактивов, способствующих выделению данных металлов, потребует не малых средств.

Факторы, влияющие на стоимость катализатора

Важно, какие именно металлы использованы в устройстве для ускорения распада вредных веществ. Главный фактор стоимости – наименование и вес содержащихся драгметаллов

Главный фактор стоимости – наименование и вес содержащихся драгметаллов.

В автомобилях предыдущих поколений чаще стоят нейтрализаторы типа «Pd/Rh». Как утверждает статистика, палладиево-родиевые устройства, колесят на ¾ машин Евросоюза, Америки и Японии. Еще более ранние модели, установленные на старых иномарках, работают на сплаве «Pt/Pd/Rh». Но такое классическое сочетание платины, палладия и родия менее ценно по сравнению с химической формулой современных моделей. В них ставят нейтрализаторы типа «Pt/Rh», в каждом из которых около трех граммов платины на килограмм керамической массы.

Встретить такие дорогие катализаторы можно в выхлопной системе мощных дизельных автомобилей премиум класса, соответствующих последним стандартам Евро.

В профессиональной скупке б/у нейтрализаторы оценивают с помощью спектрального анализа. Он занимает немного времени, а результат фиксируется в печатном отчете с полным перечнем содержащихся металлов. На его основании и проводится расчет с клиентом. Мелкие пункты приема часто предлагают фиксированную цену за килограмм, ориентируясь на такие факторы:

• из какого материала изготовлен автокат (металл или керамика);
• какого года выпуска;
• степень изношенности детали и общий пробег на авто;
• целостность каталитического блока, отсутствие следов агрессивных жидкостей.

Драгоценные металлы в составе деталей автомобилей

Основными драгоценным металлами, содержащимися в деталях таких автомобилей, как КАМАЗ 4308,  являются золото и серебро, а также платина, родий, палладий и иридий.

В таблице ниже приведена некоторая доступная информация по содержанию драгметаллов в автомобилях советского производства согласно «Перечню изделий автотранспортных средств, содержащих драгоценные металлы» от 24.02.2000.

Как видно из представленных данных, наиболее весомым по содержанию на общую массу автомобиля оказывается серебро:

Золото и серебро

Золото и серебро в автомобилях, как правило, содержатся в составе комплектующих деталей электроники:

• реле розеток, термостатов (серебро);
• датчиков для измерения  уровня топлива (серебро);
• диодов (серебро и золото);
• контактов (золото);
• регуляторов напряжения (серебро);
• включателей (замков зажигания)/выключателей (серебро);
• стеклоочистителей (серебро).

В современных автомобилях данные металлы содержатся в составе микросхем и мониторов бортовых компьютеров, составляющие систему управления и навигации автомобиля.

Элементы платиновой группы

платиновой группы

С улучшением качества двигателей количество родия уменьшалось с 18% до 9-10% от общей массы металлов.

При совершенствовании двигателей количество родия  уменьшалось с 17-20%до 9-11% от общей массы платиноидов.

При использовании тройных систем платиноидов обычно платина находится в самом большом количестве, ее содержание составляет 300-1000 мкг/кг, палладия  — 200-800 мкг/кг, родия — в диапазоне от 50 до 100 мг/кг.

Содержание металлов различается в зависимости от автопроизводителя, объемов двигателя и размеров автомобилей.

Неисправности катализатора и их причины

Производители пишут, что срок службы нейтрализатора 100–150 тысяч километров. Но на практике проблемы могут возникнуть и при меньшем пробеге, особенно в больших городах, где часто приходится стоять в пробках. 

В зависимости от особенностей эксплуатации, замена каталитического нейтрализатора может производиться раз в 3–7 лет.

Основной причиной неисправности становится выгорание слоя металлов, покрывающих соты. Это естественный процесс, в результате которого качество выхлопа ухудшается. Бортовой компьютер показывает горящий «чек», а в некоторых случаях и вообще не позволяет мотору работать, выключая зажигание.

Ускоряет процесс выгорания и некачественное топливо. Зачастую у бензина увеличивают октановое число путем добавки свинца, это усиливает нагрузку на катализатор, уменьшая срок эксплуатации. В ситуации с дизельным топливом выход из строя может ускорить сам владелец, используя в зимнее время добавки-«антигель».

В некоторых случаях причиной поломки может стать неисправный двигатель. При неправильно выставленном зажигании и проблемах в системе питания (последнее особенно актуально для дизельных двигателей) выгорание каталитического слоя ускоряется.

Соты каталитического нейтрализатора

Извлечение платины и родия

Метод выщелачивания пользуется популярностью для добычи платины и родия из сетки в условиях гаража. Он подразумевает применение специального окисляющего раствора из азотной и соляной кислот высокой концентрации. Но имеет весомые минусы, обусловленные конструктивной спецификой нейтрализатора, ведь кроме драгоценных металлов (платиновой группы) в этих устройствах присутствует окись алюминия, предотвращающая полную добычу платины.

Даже применение многократного выщелачивания для полного изъятия Pt и промывание устройства не всегда будет давать полное извлечение металла. Еще одним недостатком этого метода является высокая затратность на его проведение.

Чтобы снизить потери при аффинаже, применяется более надежный способ, когда металл переводится в жидкое состояние. Вначале устройства смачивают раствором воды и соляной кислоты, нагревают катализатор и при появлении пара на него наносятся окислители.

Для добычи металлов используется раствор из азотной концентрированной кислоты и 30%-го раствора пероксида водорода. Это зависит от частиц, нанесенных в качестве напыления на соты, и от того, сколько платины в катализаторе. Достоинством такого способа считается простота и возможность получения максимального количества драгметалла, содержащегося в конкретных моделях катализаторов.

В промышленности для добычи платины используют решетчатую сетку, на которую устанавливают деталь для воздействия на нее парообразного окислителя. Такой способ добычи имеет свои плюсы, ведь парообразная смесь обладает способностью глубже проникать, а значит, и лучше «промывать».

Для добывания платины существует изобретение, относящееся к катализаторам для получения сульфата гидроксиламина путем селективного гидрирования оксида азота в сернокислой среде.