ruthenium bùn phục hồi Ứng dụng tái chế tài nguyên ruthenium bùn phục hồi

Rutheni là một kim loại nhóm bạch kim hiếm (PGM) được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như điện tử, chất xúc tác hóa học và công nghệ năng lượng tái tạo. Tuy nhiên, rutheni là một nguồn tài nguyên hạn chế, và việc khai thác và chế biến nó có thể gây ảnh hưởng xấu đến môi trường và xã hội. Do đó, việc thu hồi và tái chế ruthenium trong dòng chất thải là rất quan trọng đối với sự phát triển bền vững và tiết kiệm tài nguyên. Tái chế và tái sử dụng kim loại quý giá này từ nhiều nguồn khác nhau như chất xúc tác thải, chất thải điện tử và chất thải khai thác mỏ là một phương pháp hiệu quả và hiệu quả. Một trong những ứng dụng hứa hẹn nhất là trong lĩnh vực năng lượng tái tạo. Trong các tế bào nhiên liệu màng trao đổi proton (PEMFC), thường sử dụng chất xúc tác dựa trên rutheni, các tế bào nhiên liệu này đang trở thành một nguồn năng lượng đáng tin cậy và bền vững cho giao thông vận tải, phát điện cố định và thiết bị điện tử di động. Các tế bào nhiên liệu màng trao đổi proton tạo ra điện bằng cách chiết xuất năng lượng từ các phản ứng hóa học giữa hydro và oxy và thúc đẩy phản ứng ở nhiệt độ và áp suất thấp hơn với sự trợ giúp của chất xúc tác. Ruthenium có hoạt tính cao, tính chọn lọc cao và ổn định cao, là chất xúc tác tuyệt vời cho pin nhiên liệu màng trao đổi proton, nó có thể cải thiện hiệu quả và tuổi thọ của hệ thống pin nhiên liệu.

Tuy nhiên, chi phí cao và khả năng tiếp cận hạn chế của rutheni là trở ngại chính cho việc sử dụng rộng rãi các tế bào nhiên liệu màng trao đổi proton. Giá thị trường hiện tại của rutheni là khoảng 460 USD/ounce, khiến nó trở thành một trong những kim loại đắt nhất thế giới. Ngoài ra, nhu cầu về rutheni dự kiến sẽ tăng đáng kể trong những năm tới khi ngày càng nhiều quốc gia và ngành công nghiệp chuyển sang năng lượng sạch và khử cacbon. Do đó, việc tìm kiếm các nguồn rutheni mới và giảm tiêu thụ là rất quan trọng đối với sự tồn tại lâu dài của pin nhiên liệu màng trao đổi proton và các công nghệ khác phụ thuộc vào rutheni. Tái chế bùn rutheni có thể giải quyết các thách thức kinh tế và môi trường của chuỗi cung ứng rutheni. Bằng cách thu hồi rutheni từ chất thải như chất xúc tác PEMFC đã qua sử dụng, chi phí nguyên liệu thô có thể được giảm thiểu và tác động môi trường của việc khai thác và chế biến kim loại có thể được giảm thiểu. Ngoài ra, việc tái chế rutheni có thể tạo ra nguồn doanh thu mới cho các ngành công nghiệp sản xuất một lượng lớn chất thải chứa rutheni, chẳng hạn như trong lĩnh vực điện tử và hóa chất.

Quá trình thu hồi bùn rutheni bao gồm một số bước lọc, tinh chế, kết tủa và tinh chế. Trong giai đoạn lọc, chất thải được hòa tan trong một chất lỏng lọc, chẳng hạn như axit clohydric, axit sulfuric hoặc nước vua, nơi rutheni và các kim loại khác được chiết xuất từ ma trận rắn. Dung dịch thu được sau đó được làm sạch, bao gồm loại bỏ các tạp chất và tách các kim loại khác nhau theo tính chất hóa học của chúng. Bước này có thể được thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau, chẳng hạn như chiết dung môi, trao đổi ion hoặc kết tủa, tùy thuộc vào đặc tính của dung dịch. Sau khi tinh chế, kim loại mục tiêu (trong trường hợp này là rutheni) được kết tủa hoặc lắng đọng bằng cách thêm chất khử hoặc thay đổi độ pH của dung dịch. Bước này rất quan trọng để có được các sản phẩm có độ tinh khiết cao có thể được xử lý thêm hoặc bán cho người dùng cuối. Cuối cùng, rutheni tái chế được tinh chế và tạo thành dạng mong muốn, chẳng hạn như viên, bột hoặc chất xúc tác, tùy thuộc vào yêu cầu của ứng dụng. Việc thu hồi bùn rutheni đã được chứng minh thành công trong các hoạt động thử nghiệm và thương mại, cho thấy tỷ lệ thu hồi cao và chất lượng của sản phẩm cuối cùng. Ví dụ, Johnson Matthee, nhà sản xuất chất xúc tác pin nhiên liệu hàng đầu, đã phát triển một quy trình thu hồi mạch kín chất xúc tác PEMFC có thể thu hồi hơn 95% kim loại quý (bao gồm rutheni) từ chất xúc tác thải và các nguồn khác. Kim loại tái chế sau đó được sử dụng để sản xuất các chất xúc tác mới, giảm sự phụ thuộc vào kim loại thô và giảm thiểu chất thải và khí thải.

Ngoài pin nhiên liệu, việc thu hồi bùn rutheni cũng có các ứng dụng tiềm năng trong các công nghệ năng lượng tái tạo khác như pin mặt trời, tuabin gió và hệ thống lưu trữ năng lượng. Thuốc nhuộm dựa trên rutheni và các chất tăng cảm được sử dụng trong các tế bào năng lượng mặt trời nhạy cảm với thuốc nhuộm (DSC) và là sự thay thế linh hoạt và chi phí thấp cho các tế bào năng lượng mặt trời dựa trên silicon truyền thống. Với sự giúp đỡ của các chất xúc tác tái tạo các phân tử thuốc nhuộm, dscc có thể hấp thụ và truyền các photon thông qua một lớp hạt nano phủ thuốc nhuộm, do đó chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng. Thuốc nhuộm dựa trên rutheni có độ ổn định cao và hiệu quả cao, khiến chúng trở thành vật liệu lý tưởng cho ứng dụng này. Ngành công nghiệp năng lượng gió đang mở rộng nhanh chóng như một nguồn năng lượng sạch, và việc tái chế bùn ruthenium cũng có thể mang lại lợi ích cho ngành. Tua bin gió sử dụng nam châm làm từ hợp kim NdFeB (NdFeB) có chứa một lượng nhỏ rutheni như một nguồn năng lượng sạch, và ngành công nghiệp năng lượng gió đang mở rộng nhanh chóng như một nguồn năng lượng sạch, trong khi việc thu hồi bùn rutheni cũng có thể mang lại lợi ích cho ngành. Tua bin gió sử dụng nam châm làm từ hợp kim NdFeB (NdFeB), chứa một lượng nhỏ rutheni làm chất ổn định và sửa đổi. Việc thu hồi ruthenium từ nam châm NdFeB sắp hết tuổi thọ có thể làm giảm tác động môi trường của việc sản xuất và xử lý tuabin gió và có thể cải thiện tính khả thi kinh tế của năng lượng gió.

Việc thu hồi bùn rutheni có thể hỗ trợ sự phát triển của các hệ thống lưu trữ năng lượng tiên tiến, chẳng hạn như pin dòng chất lỏng khử oxy hóa và pin không khí kim loại, đòi hỏi chất xúc tác hiệu suất cao và bền. Chất xúc tác dựa trên rutheni đã cho thấy kết quả tốt trong việc cải thiện hiệu quả và sự ổn định của các tế bào dòng chất lỏng khử oxy hóa lưu thông chất điện phân lỏng để lưu trữ năng lượng thông qua các tế bào điện hóa. Rutheni nano oxit cũng được sử dụng làm chất xúc tác cathode cho các tế bào kim loại-không khí sử dụng oxy trong không khí làm chất phản ứng để tạo ra điện. Bằng cách tái chế ruthenium trong các ứng dụng này, ngành năng lượng tái tạo có thể trở nên bền vững và linh hoạt hơn.

Thúc đẩy việc sử dụng bền vững ruthenium và các kim loại quý khác trong các ngành công nghiệp khác nhau, bao gồm cả năng lượng tái tạo, tái chế bùn ruthenium là một cách tiếp cận có giá trị và thiết thực. Bằng cách thu hồi và tái sử dụng các kim loại này từ dòng chất thải, chúng ta có thể giảm tác động môi trường của việc khai thác và xử lý tài nguyên, bảo tồn tài nguyên thiên nhiên và tạo ra các cơ hội kinh tế mới. Khi nhu cầu về năng lượng sạch và khử cacbon tăng lên, tầm quan trọng của việc thu hồi bùn ruthenium sẽ ngày càng tăng và nhiều nỗ lực nghiên cứu và phát triển hơn nên hướng tới việc tối ưu hóa hiệu suất và hiệu quả của nó.

" Dingfeng kim loại quý tái chế vàng, bạc, palladium, rhodium, bạch kim, germanium, iridium, rutheni và các kim loại quý khác, đây là kinh doanh của chúng tôi trong tái chế kim loại quý. Nếu bạn có kim loại quý như vàng, bạc, palladium, rhodium, bạch kim, germanium, iridium, ruthenium để tái chế, liên hệ với chúng tôi và chúng tôi sẽ cung cấp cho bạn một mức giá thỏa đáng.&Nbsp; quot;