Wie kann man Edelmetalle aus einem Katalysator zurückgewinnen?

Es gibt einen rationalen und rein finanziellen Grund, warum Autoabgaskatalysatoren so häufig gestohlen werden. Der Katalysator, der seit Anfang der 90er Jahre in allen französischen Fahrzeugen eingebaut wird, enthält viele Edelmetalle, die einen hohen Wiederverkaufswert haben können. In diesem kurzen Artikel befassen wir uns mit dem Recycling von Katalysatoren, aber auch mit der Gewinnung dieser Edelmetalle.

Welche Edelmetalle findet man in einem Katalysator ?

Zunächst einmal sollten wir kurz auf die Funktionsweise und den Zweck eines Katalysators eingehen. Dieser hat die Aufgabe, Feinstaub aus den Abgasen zu filtern. Dafür braucht man ein Filtersystem, das leistungsfähig und langlebig ist. Aus diesem Grund besteht die innere Struktur des Katalysators, der Monolith, unter anderem aus Rhodium, Platin, Palladium oder auch Aluminiumoxid. Diese Metalle bilden dann ein wabenförmiges Gitter, das die feinen Partikel wirksam filtert. Diese Metalle sind oxidations- und korrosionsbeständig, was den Katalysatoren eine recht lange Lebensdauer verleiht. Diese Metalle haben einen recht hohen Marktwert, da ihre Gewinnung teuer ist und die Nachfrage sehr groß ist. Das Recycling von Katalysatoren (oder Katalysatoren) ist daher eine wichtige Aufgabe, um diese Metalle wiederzuverwerten, die dann in die Herstellung neuer Abgasreinigungsanlagen einfließen können.

Warum sollten Katalysatoren recycelt werden ?

Das Recycling eines Katalysators ist besonders wichtig. Da die Wiederverwendung von Edelmetallen möglich ist, ist es durchaus sinnvoll, sie zu extrahieren. Es gibt übrigens auch eine recht wichtige ökologische Dimension. Wenn diese Metalle in die Natur gelangen, könnte dies erhebliche Auswirkungen auf die Tier- und Pflanzenwelt haben. Das Gehäuse des Katalysators, das aus Metall besteht, kann leicht recycelt werden, um es wieder aufzuwerten und dann erneut zu verarbeiten. Was die seltenen Metalle betrifft, so steht hier einiges auf dem Spiel, da seltene Metalle besonders begehrt sind. Um diesem Phänomen einen Rahmen zu geben und das Diebstahlrisiko zu begrenzen, verbietetder Gesetzesartikel L112-6 des Währungsgesetzes jegliche Bargeldtransaktionen beim Verkauf von Schwermetallen. Da einige dieser Metalle mehr als Gold wert sein können, hat dieser Rahmen dazu beigetragen, den Bereich zu sanieren und das tatsächliche Recycling von seltenen Metallen, die aus Katalysatoren stammen, zu fördern.

Südafrika ist das wichtigste Land für den Abbau von Rhodium und anderen Metallen. Da der Transport von seltenen Metallen ebenso wie der Transport teuer ist, kann das Recycling die Gesamtausgaben senken, indem es die Wiederverwendung dieser seltenen Metalle fördert, deren Wert auf dem Markt stetig steigt.

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Was ist das Platin eines Katalysators ?

Platin ist ein Metall, das für seine edlen Eigenschaften und seine Korrosionsbeständigkeit bekannt ist. Es ist auch sehr hitzebeständig, was den Monolithen in Katalysatoren eine lange Lebensdauer verleiht. In Katalysatoren ist es häufig in Form einer Legierung mit Kupfer oder Nickel enthalten. Platin ist noch teurer als Weißgold und besonders begehrt, vor allem im Bereich der Schmuckherstellung.

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Innerhalb der Katalysatoren sorgt Platin dafür, dass der Kohlenmonoxidgehalt der Abgase reduziert wird, wodurch die Feinstaubbelastung aktiv verringert wird. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass Platin vor allem innerhalb von Autos mit Dieselmotor verwendet wird, wenn ein Partikelfilter vorhanden ist. Bei Benzinmotoren wird vor allem Rhodium verwendet. Im Allgemeinen haben diese seltenen Metalle auch dazu beigetragen, die Verwendung von Blei zu vermeiden, dessen Auswirkungen auf die Umwelt immer wieder hervorgehoben wurden.

Wie viel Gramm Gold und Palladium sind in einem Katalysator enthalten ?

Die Edelmetalle in Katalysatoren dienen in erster Linie dazu, chemische Umwandlungen zu ermöglichen. Ihr Vorkommen ist daher sehr lokal begrenzt. Ebenso ist diese Konzentration an Edelmaterialien recht gering. Obwohl sie je nach Katalysatormodell variieren kann, sind sie nur in einer Menge von 2 bis 10 Gramm pro Katalysator vorhanden.

Gold wird immer seltener verwendet, stattdessen werden Palladium, Platin und Rhodium eingesetzt. Palladium ist das Metall, das am häufigsten in der Wabenstruktur vorkommt.

Es macht weniger als ein Prozent der Gesamtmasse aus. Das entspricht weniger als 8 Gramm. Eine geringe Konzentration, die jedoch ausreicht, um die chemischen Umwandlungen durchzuführen.

Doch trotz der sehr geringen Menge haben diese wertvollen Materialien einen erheblichen Wert. Im Dezember 2023 liegt der Preis für Palladium bei etwa 22 € pro Gramm.

Daher ist es sinnvoll, Katalysatoren und Partikelfilter am Ende ihres Lebenszyklus zu verwerten. Die so zurückgewonnenen Materialien können für die Entwicklung neuer Geräte verwendet werden. Gleichzeitig erklärt (wenn auch nicht rechtfertigt) dies auch die manchmal auftretenden Sorgen über den Diebstahl von Katalysatoren. Heutzutage nimmt die Konzentration an wertvollen Materialien tendenziell ab.

Wie werden die Edelmetalle gewonnen ?

Beim Recycling eines Katalysators sind mehrere Schritte erforderlich, um den Vorgang durchzuführen. Bereits in der Phase der Demontage wird der Monolith von der Katalysatorhülle isoliert. Von dort aus werden die verschiedenen Metalle getrennt, wobei unterschiedliche chemische Verfahren angewendet werden. Die Metalle, die zurückgewonnen werden können, werden dann gesammelt und anschließend weiterverkauft. Andere Metalle werden direkt von Gießereien oder Stahlwerken zurückgewonnen, um die Montage neuer Geräte zu ermöglichen.

Wie geht es weiter ?

Der Preisanstieg bei einigen Metallen hat dazu beigetragen, dass die Recyclingbranche für Katalysatoren und Partikelfilter noch stärker geworden ist. Allerdings sind einige Kurse, wie der für Rhodium, manchmal recht instabil, was die Frage von Angebot und Nachfrage komplexer macht... Und den Preis pro Tonne dieses seltenen Metalls etwas destabilisiert. Eine Anekdote: Von 2017 bis 2020 wurden in Südafrika 26 Tonnen Rhodium produziert. Im selben Zeitraum wurden zwischen 10 und 13 Tonnen Rhodium recycelt. Dies zeigt recht gut, wie effizient die Recyclingbranche für seltene Metalle ist.