工業用粉砕は、廃自動車触媒ハニカムなどのバルク廃棄物材料を微細なマイクロメートルスケールの粒子に機械的に粉砕することによって、白金の回収を促進します。この機械的な分解は、後続の化学抽出プロセスに備えて、閉じ込められた金属を解放する前提条件となります。
粉砕装置は、バルク材料を約0.3 mmの粒子サイズにまで削減することにより、比表面積を劇的に増加させます。このプロセスは、セラミックまたは金属マトリックスの物理的な封入を破壊し、化学浸出剤が白金、パラジウム、ロジウム成分と完全に接触できるようにします。
解放のメカニズム
二次資源から白金族金属(PGM)を回収するには、まず物理的なアクセス可能性の問題を解決する必要があります。
物理的な封入の破壊
触媒コンバーターなどの二次資源では、貴金属はしばしば硬いセラミックまたは金属構造の内部に閉じ込められています。
粉砕装置は、このマトリックスを粉砕するために強力な機械的力を加えます。これにより、PGMを保持している物理的な「ケージ」が破壊され、貴重な材料が廃棄物基材から効果的に解放されます。
マイクロメートルスケールの粒子サイズの達成
このプロセスの効率は精度に依存します。
工業用粉砕機は、材料を通常0.3 mm前後の特定のマイクロメートルスケール標準に削減します。均一な粒子サイズは、下流処理中の安定した挙動を確保するために重要です。
化学抽出の最適化
粉砕の主な目的は、材料を湿式製錬プロセス(浸出)のために準備することです。
比表面積の最大化
粒子サイズの削減は、比表面積の指数関数的な増加につながります。
固体ハニカムを微細な粉末に変えることで、材料の表面積が大幅に増加します。これは、化学反応の速度と完全性を決定する最も重要な要因です。
効率的な浸出の実現
材料が粉砕されると、化学浸出剤が導入されて金属が溶解されます。
適切な粉砕がない場合、化学薬品はバルク材料の外層を剥がすだけで、内部のPGMはそのまま残ります。高品質の粉砕により、浸出溶液が完全に浸透し、白金、パラジウム、ロジウムの回収率が最大化されます。
トレードオフの理解
粉砕は化学回収に不可欠ですが、熱回収方法とは異なります。
機械的準備と熱相分離
粉砕は、化学的相互作用のための表面積の増加に焦点を当てています。
対照的に、高温の工業炉(誘導または電気)は、極端な熱エネルギー(1000°C–2000°C)を利用して混合物を溶融します。この熱的アプローチは、密度と融点に基づいて金属を分離します—白金リッチな金属相と液体スラグを作成します—粒子サイズと表面積に依存するのではなく。
運用上の考慮事項
粉砕は、一般的に湿式製錬(水溶液化学を使用)の準備段階です。
熱処理は、通常、乾式製錬プロセス(熱を使用)です。これらの方法のいずれかを選択するか、または組み合わせるかは、回収プラントが化学浸出または高温製錬用に設計されているかどうかに依存します。
回収戦略の評価
装置の選択は、下流プロセスの効率を決定します。
- 主な焦点が化学浸出(湿式製錬)である場合:表面積の接触を最大化するために、0.3 mmの粒子サイズを一貫して達成できる粉砕装置を優先する必要があります。
- 主な焦点が製錬(乾式製錬)である場合:相分離のために誘導炉などの熱エネルギーソリューションに焦点を当てるべきですが、供給準備のために粗粉砕が必要な場合もあります。
効果的な回収は、金属をマトリックスから正確に物理的に解放することから始まります。
概要表:
| 特徴 | PGM回収への影響 | 重要度 |
|---|---|---|
| 粒子サイズ削減 | 均一な処理のために約0.3 mmを達成 | 高 |
| 表面積増加 | 浸出剤と金属間の接触を最大化 | 重要 |
| 物理的解放 | 金属のセラミック/金属封入を破壊 | 必須 |
| マトリックス破壊 | 白金、パラジウム、ロジウムを基材から解放 | 主要 |
| プロセス互換性 | 湿式製錬浸出用の供給を準備 | 必要 |
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参考文献
- Kifle Dejene. Utilizing Solid Phase Sorbents with Various Functional Groups Based on the HASAB Principle for Recovering Platinum Group Metals from Secondary Sources. DOI: 10.33425/2690-8077.1167
この記事は、以下の技術情報にも基づいています Kintek Solution ナレッジベース .
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