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Rückgewinnung von Platin, Palladium und Rhodium aus Autoabgaskatalysatoren: Bestimmung der Edelmetallgehalte im Eisensammler mittels ICP-OES

  • Fahrzeugkatalysatoren enthalten wertvolle Edelmetalle wie Platin (Pt), Palladium (Pd) und Rhodium (Rh), wodurch ausgediente und funktionsunfähige Katalysatoren zu einem begehrten Recyclinggut in einem hart umkämpften Marktsegment werden. Das häufigsten Aufbereitungsverfahren für Altkatalysatoren ist ein Schmelzprozess, in dem vorzerkleinerte Katalysatorfraktionen unter definierter Zugabe von Hilfsstoffen mit Kupfer als Kollektormetall aufgeschmolzen werden. Die Edelmetalle reichern sich im flüssigen Kupfer an, während alle anderen metallischen und nichtmetallischen Bestandteile eine oxidische Schlacke bilden. Ein Recyclingunternehmen im Bundesland Brandenburg hat diesen Prozess innovativ weiterentwickelt, indem es Eisen als Sammlermetall einsetzt. Eisen ist nicht nur preisgünstiger als Kupfer, es kann unter optimalen Schmelzbedingungen bis zu 9% an Edelmetallen aufnehmen, während Kupfer eine maximale Aufnahme von nur 5% besitzt. Zur Bestimmung der Edelmetallgehalte wird in diese Branche die Kupfer-Dokimasi mit anschließenderFahrzeugkatalysatoren enthalten wertvolle Edelmetalle wie Platin (Pt), Palladium (Pd) und Rhodium (Rh), wodurch ausgediente und funktionsunfähige Katalysatoren zu einem begehrten Recyclinggut in einem hart umkämpften Marktsegment werden. Das häufigsten Aufbereitungsverfahren für Altkatalysatoren ist ein Schmelzprozess, in dem vorzerkleinerte Katalysatorfraktionen unter definierter Zugabe von Hilfsstoffen mit Kupfer als Kollektormetall aufgeschmolzen werden. Die Edelmetalle reichern sich im flüssigen Kupfer an, während alle anderen metallischen und nichtmetallischen Bestandteile eine oxidische Schlacke bilden. Ein Recyclingunternehmen im Bundesland Brandenburg hat diesen Prozess innovativ weiterentwickelt, indem es Eisen als Sammlermetall einsetzt. Eisen ist nicht nur preisgünstiger als Kupfer, es kann unter optimalen Schmelzbedingungen bis zu 9% an Edelmetallen aufnehmen, während Kupfer eine maximale Aufnahme von nur 5% besitzt. Zur Bestimmung der Edelmetallgehalte wird in diese Branche die Kupfer-Dokimasi mit anschließender ICP-OES-Analyse angewandt, was im Falle des Eisensammlers ein Umschmelzen der Proben zur Folge hätte. Eine Methode zur präzisen Quantifizierung der Edelmetallgehalte im Eisensammler existierte bisher nicht. Im Rahmen eines Forschungsprojektes wurde deshalb ein Bestimmungsverfahren zur zuverlässigen Bestimmung von Pt, Pd und Rh in einem Bereich von 0,1% bis 5% neben einem Eisengehalt von mehr als 80% mittels ICP-OES nach einem MW-Aufschluss entwickelt, dessen Vorteil sich neben einer deutlichen Zeitersparnis auch bezüglich des Einsatzes an Probenmaterial (für den Aufschluss) und Aufschlusschemikalien zeigt. Die analytischen Herausforderungen lagen in der Probenhomogenisierung zur repräsentativen Probenahme, in der Entwicklung eines Mikrowellen-Aufschlussverfahrens und in der Entwicklung einer Methode zur Präzisionsanalytik mittels ICP-OES. Besonderes Augenmerk wurde auf die Identifizierung von spektralen und nichtspektralen Interferenzen gelegt, die durch variierende Gehalte von Nebenkomponenten der Altkatalysatoren und durch das linienreiche Emissionsspektrum der Hauptkomponente Eisen verursacht werden. Es gelang ein zuverlässiges, präzises und kosteneffizientes Quantifizierungsverfahren für diese Edelmetalle in dieser besonderen Matrix zu entwickeln.show moreshow less

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Metadaten
Author: Jana Ducke, Jörg AckerORCiDGND
URL:https://tu-freiberg.de/canas
Title of the source (German):Colloquium Analytische Atomspektroskopie - CANAS 2019, Book of Abstracts
Publisher:TU Bergakademie Freiberg
Place of publication:Freiberg
Editor: Carla Vogt
Document Type:Conference publication not peer-reviewed
Language:German
Year of publication:2019
Tag:Eisen; ICP-OES; Interferenzen; Matrixeffekte; Mikrowellenaufschluss; Palladium; Platin; Präzisionsanalytik; Rhodium
Edition:1. Auflage
First Page:S3/2
Faculty/Chair:Fakultät 2 Umwelt und Naturwissenschaften / FG Physikalische Chemie
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