Εκχύλιση πολύτιμων και κρίσιμων μετάλλων από εξοφλημένους καταλύτες αυτοκινήτων

Μικέλη, Ελένη; Mikeli, Eleni

dc.contributor.author	Μικέλη, Ελένη	el
dc.contributor.author	Mikeli, Eleni	en
dc.date.accessioned	2019-04-12T07:30:58Z
dc.date.available	2019-04-12T07:30:58Z
dc.date.issued	2019-04-12
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/48616
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.16533
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Καταλύτες αυτοκινήτων	el
dc.subject	Εκχύλιση	el
dc.subject	Ιοντικά υγρά	el
dc.subject	PGMs	en
dc.subject	Πολύτιμα μέταλλα	el
dc.subject	Autocatalyst	en
dc.subject	Extraction	en
dc.subject	Ionic liquids	en
dc.subject	Recycling	en
dc.subject	Ανακύκλωση	el
dc.title	Εκχύλιση πολύτιμων και κρίσιμων μετάλλων από εξοφλημένους καταλύτες αυτοκινήτων	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Υδρομεταλλουργία	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/b9c04ac2c10ff5104d3339de71f5ba224a5ea42d
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-10-18
heal.abstract	Η μεγάλη αύξηση της χρήσης αυτοκινήτων έχει οδηγήσει στη συνεχώς αυξανόμενη παραγωγή καταλυτικών μετατροπέων, με άμεση συνέπεια την αύξηση ζήτησης των πολύτιμων μετάλλων που χρησιμοποιούνται σε αυτούς (μέταλλα της ομάδας του λευκόχρυσου - PGMs). Τα περιορισμένα αποθέματα των μετάλλων αυτών παγκοσμίως, καθιστούν την ανακύκλωση των εξοφλημένων καταλυτών αναγκαία. Αντικείμενο της παρούσας Διπλωματικής Εργασίας είναι η εργαστηριακή διερεύνηση μιας νέας, καινοτόμου μεθόδου ανάκτησης των πολύτιμων μετάλλων Pt, Pd και Rh από εξοφλημένους καταλυτικούς μετατροπείς αυτοκινήτων, χρησιμοποιώντας εναλλακτικά μέσα- πράσινους διαλύτες- τα ιοντικά υγρά. Η βασική ιδέα που οδήγησε προς την κατεύθυνση αυτής της έρευνας ήταν η αναζήτηση μιας μεθόδου που θα επιτρέψει την ανάκτηση των PGMs από εξοφλημένους καταλύτες, περιορίζοντας τα μειονεκτήματα των υφιστάμενων μεθόδων, οι οποίες χαρακτηρίζονται από τη χρήση ισχυρών οξέων σε μεγάλες ποσότητες και την υψηλή κατανάλωση ενέργειας. Η νέα μέθοδος που εξετάστηκε αποτελεί μια υδρομεταλλουργική μέθοδο που βασίζεται στην οξείδωση των μετάλλων αυτών και τη μεταφορά τους από τον καταλύτη σε ένα ιοντικό διάλυμα μέσω της διάλυσης / συμπλοκοποίησής τους. Ως μέσο οξείδωσης των μετάλλων χρησιμοποιήθηκε το υπεροξείδιο του υδρογόνου (Η2Ο2), ενώ το ιοντικό υγρό που επιλέχθηκε ως εκχυλιστικό μέσο / συμπλοκοποιητής των μεταλλικών ιόντων είναι το [Hbet][Tf2N]. Αρχικά, μελετήθηκε το εκχυλιστικό σύστημα [Hbet][Tf2N]-Η2Ο-Η2Ο2 ως προς τις βασικές του ιδιότητες. Προσδιορίστηκε η οξύτητα και το οξειδοαναγωγικό δυναμικό του συστήματος, συναρτήσει της περιεκτικότητάς του σε νερό και της συγκέντρωσής του σε υπεροξείδιο του υδρογόνου. Επιπλέον, έγινε χαρακτηρισμός της πρώτης ύλης που χρησιμοποιήθηκε (εξοφλημένοι καταλύτες αυτοκινήτων) ως προς τη χημική και ορυκτολογική σύστασή της. Κατά την πειραματική διαδικασία μελετήθηκε η επίδραση του οξειδωτικού μέσου, της περιεκτικότητας του συστήματος σε νερό, της θερμοκρασίας εκχύλισης καθώς και της ταχύτητας ανάδευσης, στην ανάκτηση των πολύτιμων μετάλλων. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της έρευνας, είναι εφτικτή η ανάκτηση των μετάλλων της ομάδας του λευκόχρυσου από εξοφλημένους καταλύτες αυτοκινήτων στο σύστημα [Hbet][Tf2N]-Η2Ο-Η2Ο2 .Οι πλέον βασικοί παράγοντες που επηρεάζουν την εκχύλιση των PGMs στο σύστημα αυτό είναι η θερμοκρασία εκχύλισης και η περιεκτικότητα του συστήματος σε νερό. Τα πειραματικά αποτελέσματα έδειξαν ότι, το ιοντικό υγρό [Hbet][Tf2N] μπορεί να δράσει επιλεκτικά για την εκχύλιση του Rh έναντι του Pd από τους εξοφλημένους καταλύτες, επιτυγχάνοντας ποσοστά ανάκτησης 62% και 14% αντιστοίχως. Ωστόσο, η χαμηλή ανάκτηση του Pd φαίνεται να οφείλεται μάλλον σε παθητικοποίηση του μετάλλου αυτού, λόγω δηλητηρίασης του καταλύτη από τους αέριους ρύπους της εξάτμισης του αυτοκινήτου. Επιπλέον, στο σύστημα [Hbet][Tf2N]-Η2Ο-Η2Ο2, εκχυλίζονται τα μέταλλα La και Al, ενώ τα μέταλλα Ce, Zr, Mg, και Si, παραμένουν αδιάλυτα	el
heal.abstract	The major rise of cars has led to an increasing production of catalytic converts , resulting in an increase in the demand for precious metals used for their production ( Platinum Group Metals - PGMs). The limited deposits of these metals globally, make necessary the recycling of the spent automotive catalysts . The subject of this Diploma Thesis is the experimental investigation of an innovative method for the recovery of the precious metals Pt, Pd and Rh from the exhausted automotive catalytic converters, using alternative media - “ green solvents ” - the ionic liquids. The basic idea of this research was to find a method that would allow the recovery of PGMs from spent automotive catalysts, limiting the disadvantages of existing methods that use large quantities of strong acids and have high energy consumption. The new method examined is a hydrometallurgical process based on the oxidation of these metals and their transfer from the solid catalyst to a solution by solub ilization / complexation. The oxidant used is h ydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and the ioni c liquid selected as extractant/ligand is [Hbet] [Tf 2 N]. I nitiall y, the main properties of the extraction system [Hbet][Tf 2 N] - H 2 O - H 2 O 2 were studied. The acidity and redox potential of the system were determined, as a function of water content and the concentration of hydrogen peroxide. T he raw material used in this investigation comprised of spent automotive catalyst s, which were characterize d in terms of chemical and mineralogical composition , after crushing and grinding . The experimental study of the PGMs leaching process focused on investigating the influence of the main process parameters, namely oxidant concentration , water content of the system, leaching temperature and stirring rate, on the recovery of PGMs . According to the experimental results, the most important factors influencing the leaching of PGMs in the [ Hbet ][ Tf 2 N ] - Η 2 Ο - Η 2 Ο 2 system is the temperature and the content of the system’s water. It was also found that the [Hbet][Tf 2 N] ionic liquid can act as leaching agent selectively for the extraction of Rh versus Pd , achieving recovery rates of 62% and 14%, respectively. However, the low recovery yield for Pd was rather attribut ed to this metal passivation, occurring due to the catalyst poisoning caused by the exhausted fumes. In addition , there are indications that other metals are also extracted in this system, such as La and Al , while the metals Ce, Zr, Mg, and Si were not dis solved	en
heal.advisorName	Πάνιας, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Χαλικιά, Ηλιάννα	el
heal.committeeMemberName	Αγατζίνη - Λεονάρδου, Στυλιανή	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών. Τομέας Μεταλλουργίας και Τεχνολογίας Υλικών. Εργαστήριο Μεταλλουργίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	72 σ.
heal.fullTextAvailability	true