KÖRNYEZETRE ÁRTALMAS HULLADÉKOK ÉS MELLÉKTERMÉKEK
7.6 6.8
Gépkocsi-katalizátorok újrahasznosítása Tárgyszavak: katalizátor; újrahasznosítás; platinafémek; piac.
A környezetvédelmi szabályozás hatása az újrahasznosító iparra A szigorodó környezetvédelmi szabályok miatt az újrafeldolgozó ipar nem mindig boldog, de egy esetben biztos, hogy a szigorú szabályozás nagy jót tett az érintetteknek: és ez a gépkocsi-katalizátorok újrahasznosítása a platinafémek visszanyerése céljából. Ebbe a csoportba tartozik a platina, a palládium és a ródium. A 90-es évek elejéhez képest a platina-visszanyerés megkétszereződött, a palládiumé megháromszorozódott, a ródiumé megnégyszereződött – mindez annak következtében, hogy a szigorúbb emissziós előírások teljesítéséhez egyre több katalizátort kellett felhasználni. Mivel a platinafémeket kevés helyen bányásszák (Oroszországban, Dél-Afrikában, és kismértékben az USA-ban), a kitermelést nem lehet tetszőlegesen növelni az igényeknek megfelelően, szükség van a korábbi katalizátoros kocsikból való kitermelésre is. A katalizátorok újrafeldolgozása a 80-as években indult és ma már bizonyos fokú érettségre tett szert – de ma is folyamatosan bővül és növekszik. Vannak már bejáratott ipari szereplők, akik a piac adott részét szilárdan kezükben tartják, és vannak bizonyos profitabilitási mutatók is, amelyeket az induló vállalkozások célnak tekinthetnek. Ugyanakkor azt is látni kell, hogy egy meglehetősen ingatag piacról van szó, ahol sok termék és nyersanyag ára széles sávban ingadozhat. Éppen ezért sokan az új belépők közül hamar ki is szállnak, inkább tapasztalatokkal, mint pénzzel gazdagodva.
Az újrahasznosítási lánc tagjai A gépkocsi-katalizátorok újrahasznosításában számos különböző cég vesz részt. A lánc egyik oldalán vannak a hulladékgyűjtők, bontók, gyártási selejt begyűjtők, kereskedők stb. Innen a katalizátortest gyakran speciális bontókba kerül, ahol kiszedik a katalizátorhordozót (kerámia méhsejt vagy gyöngy, granulátum) a konverterből. Vannak olyan konverterek is, amelyekben a katalizátor fémszubsztrátumon van, amelyet zúzással dolgoznak fel, akárcsak a karosszériaelemeket. A katalizátorokat bontó cégek hasznosítják a konverter testét is, ami jó minőségű acélból készül. A hordozót speciális kohókba viszik, ahol azt szakszerűen fel tudják dolgozni. Az olvasztás során a hordozót 1600 °C-ra hevítik, aminek során a nemesfémek megolvadnak és összegyűlnek a kemence alján. Csapolás után a szubsztrátumból (amely eredetileg 0,12% nemesfémet tartalmazott) egy 12% platinafém-tartalmú vasötvözetet kapnak. Ebből a finomítás során különítik el tisztán a platinafémeket. A nagyobb finomítók az USA-ban, Dél-Afrikában, Japánban, Angliában és Belgiumban találhatók.
Az újrahasznosítás fejlődése A három, platinacsoporthoz tartozó fém újrahasznosítása az utóbbi tíz évben folyamatosan nőtt (1. táblázat). Ipari elemzők arra számítanak, hogy az európai kapacitások kiépülésével ez az iparág a következő tíz évben ismét megduplázódhat, de a főszereplő továbbra is ÉszakAmerika marad, amely még mindig 66%-át teszi ki a teljes platinavisszanyerésnek. Nyugat-Európában, ahol ez az iparág csak most indult el, a növekedési ütem még nagyobb, és ez a térség megelőzte Japánt is, amely a második legnagyobb autókatalizátor-hasznosító volt. NyugatEurópa dolgozta fel a katalizátorból visszanyert Pt 16%-át és a Pd 12%át, Japán esetében ez az érték mindkét fémre 11%. Becslések szerint ma az USA-ban csak a katalitikus konverterek mindössze 30%-ából nyerik vissza a platinafémeket. További kb. 30%-ot begyűjtenek és raktároznak, jobb fémárakra számítva, 20%-ot exportálnak katalizátorfém visszanyerése céljából, és kb. 20% az, amelyet be sem gyűjtenek. Vannak, akik úgy gondolják, hogy végül a begyűjtött, de fel nem dolgozott anyag nagy része is exportra kerül, ebben az esetben a teljes exportált mennyiség megközelíti az 50%-ot. Sokféle becslés látott napvilágot abban a tekintetben, hogy az eddig katalizátornak feldolgozott platinafémek mekkora hányadát dolgozták fel
újra. Vannak, akik „kis hányadról”, mások 50%-os, sőt 80%-os feldolgozottságról beszélnek. Abban mindenki egyetért, hogy az újrahasznosítási hányad nő. Az autónként alkalmazott konverterek száma is nő, ma már van úgy, hogy egy gépkocsiban három konverter is van (elő- és utókezelő egységek). A környezeti szabványok szigorodásával nő az egy konverterben felhasznált fém mennyisége is. Az autógyártók tartanak a viszszahívással és átszereléssel járó esetleges költségektől is, ezért annak ellenére sem csökkentik szívesen a katalizátorok mennyiségét, hogy a fejlődő katalizátortechnológia ezt esetleg lehetővé tenné. Mi értelme van ma megspórolni autónként 10 USD-t, ha néhány év múlva a visszahívás költségei elérhetik a 400 USD-t? 1. táblázat Gépkocsi-katalizátorokból visszanyert platinafémek mennyiségének alakulása Észak-Amerikában és világszerte (ezer uncia (1 uncia = 28,35 g) egységben). Év
1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002
Platina Világ
255
290
320
350
370
405
420
470
530
570
Észak-Amerika
200
230
260
275
290
310
315
350
370
380
100
1105
110
145
160
175
195
230
280
370
70
75
85
110
105
115
125
155
200
260
25
34
37
45
49
57
65
79
88
99
Palládium Világ Észak-Amerika Ródium Világ
A platinafémek árszintje A platinafémek ára az elmúlt tíz évben jelentősen ingadozott, néha drámai mértékben, és ennek megfelelően a katalizátorgyártók is váltogatták a felhasznált fémeket. Eleinte a platina volt a legnépszerűbb, de a szigorodó előírások miatt egyre többen áttértek a Pt árának harmadába vagy negyedébe kerülő palládiumra, de a 90-es évek második felében az egyre nagyobb kereslet felhajtotta az árakat (1998-ban egy uncia 200 USD volt, 2001-ben már 1000 USD). Ennek eredményeként a katalizátorgyártók inkább visszatértek a platinához. Ma a platina megint 23 éves maximumon van, ami ismét ösztönzést adhat egy újabb váltáshoz.
Az újrahasznosítás legfontosabb ösztönzője a platinafémek magas ára. Jelenleg egy konverterért (típusától és katalizátortartalmától függően) 4–30 USD-t fizetnek, az átlagár 20 USD. A bontók ezért a karosszéria mellett a katalizátorra is úgy tekintenek, mint fontos jövedelemforrásra. Az áraknál hathónapos késleltetés érvényesül, mert körülbelül ennyi időbe telik, mire a feldolgozott termék újra piacra kerül. (Összefüggés van az acélárral is, mert a bontók csak akkor változtatják az áraikat, ha elég jó az acélár.) Ha a konverterekért aktuálisan keveset fizetnek, akkor inkább leszerelik és külön tárolják őket, amíg ismét kedvező nem lesz az ár, és csak akkor adják el őket. Ha nagyon alacsony a platinafém ára, akkor le sem szerelik a konvertereket, hanem együtt zúzzák be őket az autóval – ez a platinafém örökre eltűnik a nyersanyag-körforgásból. Az egyedi ingadozások ellenére a platinafém-csoport együttes árai szerencsére nem mentek le olyan alacsonyra, hogy ez meggátolta volna a konverterek leszerelését bezúzás előtt. Európában a gépkocsik élettartam utáni felhasználására vonatkozó törvény biztosítja, hogy a használt kocsik begyűjtési hányada nőni fog, ami tovább csökkenti a Pt-fémek áringadozásának hatását az újrafeldolgozásra. Egy másik érdekes összefüggés az, hogy a legtöbb biztosító véleménye szerint az olyan autók javítása, amelyekben kinyílt a biztonsági légzsák, túl drága, ezért az autók kb. 17%-át Európában „idő előtt” reciklálják.
A konverterek ismeretének fontossága A platinafémek magas ára miatt sokan, akik nem gondolják végig a nehézségeket, belefognak a használt katalizátor gyűjtésébe, aztán tönkremennek, mert nem gondolják végig a feldolgozási láncot és a költségeket. A sikeres működéshez jól kell ismerni a konverteregységeket, hogy azok mennyi és milyen összetételű platinafémet tartalmaznak. Ez elég széles körű tájékozottságot követel, mert mindegyik autógyártó típusonként is eltérő konvertereket használhat. A 70-es és 80-as években jóval egyszerűbb volt a helyzet, szinte minden autón ugyanazt vagy hasonló konvertert használtak. A 90-es évektől kezdve azonban a katalizátorok fejlődése meglódult. Az eltérések az anyagtípusban is jelentkezhetnek. Egyes autógyártók mindhárom nehézfémet használják, mások csak platinát, ismét mások a kocsi árától függően platinát vagy platina– ródium kombinációt. A felvásárló ügynöknek mindezekkel a finomságokkal tisztában kell lennie. A végén ugyan, a beolvasztás előtt végeznek egy mennyiségi vizsgálatot, de erre a felvásárlás helyén nincs lehetőség.
A tapasztalt felvásárló pontosan tudja, hogy mely konverterekért mennyit érdemes fizetni. Sokan ezt az ismeretet saját kárukon szerzik meg. Például egy adott cég dízelüzemű autójának és benzines modelljének katalitikus konvertere külsőre nagyon hasonló lehet, az áruk mégis nagyon eltérő az alkalmazott nehézfém mennyiségétől vagy típusától függően, és ez ráadásul évenként és modellenként változik. A régebb dízelüzemű autókban pl. fajlagosan jóval kevesebb katalizátort alkalmaztak, mint a benzinesekben.
A katalizátor újrahasznosításának jövője A katalizátorok újrahasznosítása bizonyára tovább fog még bővülni, bár több fejlődési potenciál van Európában és Délkelet-Ázsiában, mint Észak-Amerikában. Ez lehetőséget jelent az erre szakosodott amerikai cégeknek ezeken a területeken. Amerikában további lendületet adhat a piacnak, hogy az EPA (az Egyesült Államok Környezetvédelmi Hivatala) újabban teherautókra és buszokra is előírja a katalizátor használatát, ahol eddig nem volt kötelező alkalmazásuk. A dízelüzemű nehéz járművekre vonatkozó új utasítások (amelyek a kén szintjének csökkentését is előírják) 2006-ban lépnek életbe és 2010-re lesznek teljeskörűen érvényben. Egy másik kilátás, ami veszélyeztetheti a platinafémek visszanyerését, a várva várt hidrogénüzemű tüzelőanyag-cellák megjelenése. Ez azonban időben egyrészt elég távoli, másrészt a hidrogén üzemanyagcellák kétszer annyi platinát igényelnek, mint a jelenlegi katalitikus konverterek, úgyhogy valószínűleg tovább nőne a visszanyerés iránti igény. Lehet, hogy azok a cégek, melyek ma konvertereket dolgoznak fel, húsz év múlva használt tüzelőanyag-cellákkal fognak dolgozni. Összeállította: Bánhegyiné Dr. Tóth Ágnes Reid, R. L.: Autocat recovery revs up. = Scrap, 60. k. 6. sz. 2003 nov./dec. p. 46–54. Yoshihiro Kayanuma, Toru H. Okabe stb.: New recovery process for rhodium using metal vapor. = Journal of Alloys and Compounds, 365. k. 1–2. sz. 2004. febr. 25. p. 211–220.
Röviden… Hírek az akkumulátorok újrahasznosításáról Jutalmat vehetett át Kanadában Edmonton, amely település az elsők között volt az országban, amelyek csatlakoztak az Akkumulátor Újrahasznosítási Társaság (RBRC –www.rbrc.org.) újrahasznosítási programjához, és két begyűjtő állomásán 2002 februárja óta összesen 1540 kg használt akkumulátort vettek át. Az RBRC minden évben egy közösségi és három regionális újrahasznosítási programnak ítéli oda ezt az elismerést. Az utóbbiak közül az elsőt a múlt év októberében New Brunswick kapta, amely régió elsőként csatlakozott az RBRC programjához és 2003 első félévében több mint 650 kg elhasznált akkumulátort gyűjtött össze, csaknem 50 kg-mal felülmúlva a 2002. évi szintet. Kiemelkedő eredményeket ért el ezen a területen az RBRC tagjai között 1997-től tevékenykedő floridai Sarasota megyei Veszélyes Hulladékkezelési Program is, amelynek keretében eddig összesen több mint 2800 kg akkut gyűjtöttek össze – ebből csupán 2002-ben csaknem 950 kg-ot. Rendszerük keretében több mint 100 településen lehet leadni használt akkumulátorokat, amelyeket ezen kívül egy mozgó egység és két veszélyes vegyianyag gyűjtő állomás is befogad. A múlt évben a harmadik regionális elismerést Kansas City Veszélyes Hulladékkezelési Programja kapta a társaságtól, amelynek 2000 óta tagja, és azóta összesen több mint 500 kg használt akkumulátort gyűjtött össze. E program keretében mozgó gyűjtőállomásokra támaszkodva egész éven át gyűjtenek elhasznált elektronikai berendezéseket – és ezen akciók idején külön boxban akkumulátorokat is. Az országos szinten a legelőkelőbb elismerést 2003-ban Seattle városa kapta, amely 2000 óta tagja az RBRC-nek. Csupán 2002-ben csaknem 460 kg akkumulátort gyűjtöttek be, 5%-kal többet, mint az előző évben. A város az első helyezést az akkumulátorok újrahasznosításának jelentőségére vonatkozó oktatási tevékenységet is számításba véve kapta. Az RBRC több mint 950 USA-beli és kanadai tagja 2002-ben összesen több mint 1130 tonna használt akkumulátort gyűjtött össze, 2003 első félévében pedig csaknem 670 tonnát, 30%-kal többet, mint 2002 megfelelő időszakában. A több mint 3700 üzleti vállalkozástól használt Ni-Cd, Nikkel–fém-hidrid (Ni-MH), lítiumionos (Li-ion) és kisméretű, zárt ólomakkumulátorokat vettek át. (Reuserecycle, 34. k. 1. sz. 2004. p. 6–7.)
