首先，我們有必要先簡要介紹一下汽車催化轉化器（Car Catalyst或Car Cat）的功能。這些轉化器的目的是減少汽車尾氣排放到大氣中的污染物。

汽車催化轉化器是一個蜂窩狀圓柱體，有一層鉑（Pt）、鈀（Pd）和銠（Rh），也稱為鉑族金屬（PGMs），以不同的含量附著在其表面。汽車尾氣中未燃燒的殘留物，如一氧化碳（CO）、碳氫化合物（CH）或氮氧化物（NO）等，經過附有鉑族金屬的蜂窩狀圓柱體，被尾氣中的氧氣氧化并被中和。

近50年來，汽車催化劑已經成為內燃機汽車不可缺少的一部分。汽車催化劑的平均壽命取決于幾個因素，如燃料的質量和發動機的體積，但它通常可以維持100,000公里（約62,000英里）。通過對汽車催化劑的合理處理，我們可以為其中的鉑族金屬提供第二次生命。通過分類和適當處理廢棄的催化劑，鉑族金屬可以被回收并在未來的生產中重復使用。

目前，這些再加工鉑族金屬占催化劑總產量的40%左右，但仍不能滿足日益增長的市場需求。目前，汽車催化劑回收不僅在經濟上有利可圖，也是世界經濟發展趨勢和環境標準所預測的必然。

鉑和鈀是中和有害排放物最有效的兩種元素。雖然除了汽車制造外，鉑、鈀還被用于許多行業——比如珠寶生產——但如今生產的90%的鉑、鈀都用于汽車催化劑的生產。隨著新燃料標準（China VI， Tier 3， Euro 6d， Bharat 6）的采用，可以肯定地說，在未來幾年，鉑族金屬的需求將會增長。因此，汽車催化劑回收有很大的市場前景。

另外一個重要的事實是，從環境的角度來看，回收用過的汽車催化劑比通過采礦提取鉑族金屬的危害要小得多。更不用說，鈀在一般是礦物加工廠的副產品，其提取效率很低。

Vanta如何協助回收汽車催化劑?

從采礦和廢料加工行業引進的X射線熒光（XRF）測試方法已被證明可以完全勝任汽車催化劑的回收工作。如果不使用特殊設備，是不可能快速確定汽車催化劑中鉑族金屬的含量的，這為回收過程帶來麻煩。而奧林巴斯便攜式XRF分析儀Vanta可以在幾秒內為用戶提供待回收催化劑中的鉑、銠和鈀的含量。

使用Vanta分析儀，可以對汽車催化劑進行分類，從而以最佳方式提取鉑族金屬并為回收確定一個合理的價格。Vanta分析儀可以與研磨機、攪拌機和秤等一起使用，是汽車催化劑回收必備的工具。

Vanta分析儀可以分析的元素范圍是從鎂（Mg）到鈾（U）（元素周期表的順序），同時顯示多達45個元素。當然，對于汽車催化劑回收來說，感興趣的元素種類要少得多：鉑（Pt）、鈀（Pd）、銠（Rh）、鉭（Ta）、鈰（Ce）、硒（Se）、鎢（W）、硅（Si）、鉛（Pb）、鋯（Zr）、釕（Ru）、鑭（La）、鎳（Ni）和硫（S）。所有這些元素都是優先考慮的，并包含在Vanta為該應用定制的Car Catalyst方法中。然而，你仍然可以分析從鎂（Mg）到鈾（U）范圍內的其他元素。

隨著汽車催化劑回收業務的持續增長，試圖以盡可能高的價格出售廢舊汽車催化劑的詐騙者數量也在增加。提高汽車催化劑價值最常見的方法是增加含鉛（Pb）的添加劑。還有更復雜的欺騙方法，比如在混合物中加入鉭（Ta）或硒（Se）來模擬XRF光譜上的鉑（Pt）峰。錯誤也可能在沒有惡意的情況下發生——例如，帶有非專業校準的pXRF很容易將柴油微粒過濾器（DPF）中的鎢（W）誤認為鉑（Pt）——這種情況非常常見。Vanta分析儀可以幫助避免這種混淆，它獨特的校準有助于防止此類欺詐或錯誤的發生。

如何從催化轉化器中制備樣品，以獲得準確和有代表性的結果?

樣品制備是XRF分析的重要組成部分。90%的XRF誤差與樣品制備有關。在汽車催化劑回收領域，通常需要處理兩種類型的樣品：塊狀蜂窩狀樣品（整體或分體）和粉末樣品。蜂窩結構表面上涂附的鉑族金屬常常不均勻（圖2），所以這樣的樣本只能提供一個初步測試結果，可以利用該結果對汽車催化劑進行簡單分類或者識別那些鉑族金屬已經被移除的“空汽車催化劑”，特別是當回收小批量汽車催化劑的時候。

為了對汽車催化劑進行分類以供后續提純或大批量生產，需要額外的樣品制備步驟以獲得有代表性的結果。一般來說，我們建議以下方法：

1) 按類型進行粗分類

2) 每一類分別粉碎（重要的是要使顆粒大小分布盡可能均勻）

3) 均質化

4) 取樣（如果需要，可以使用壓機）

另外，必要時也需要密切監測濕度。超過10%的濕度波動會極大地影響分析的準確性。樣品獲得后，要做3-5次測試，然后取平均值。如果在樣品制備階段沒有發生錯誤，則應該有一個4ppm-31ppm左右的絕對平均誤差。

不同的Vanta型號有什么區別？

奧林巴斯為汽車催化劑回收提供了多種Vanta型號。它們之間的主要區別是分析速度、靈敏度和輕元素（鎂（Mg）、鋁（Al）、硅（Si）、磷（P）和硫（S）的檢測能力。

Vanta L分析儀是一種經濟型催化劑分類設備。該設備配備了PIN探測器，所以它無法探測到比鈦輕的元素。Vanta L分析儀的平均分析時間約為40-60秒。Vanta C和M分析儀是采用硅漂移探測器（SDD）技術的器件，能夠檢測輕元素，這將有助于確定碳化硅（SiC）的含量以及控制其含硫（S）量。在這些設備上的平均測試時間約為15-20秒，工作效率是配置PIN檢測器設備的3倍。

表中Pd（單位為ppm）的結果和誤差顯示了這種差異。Vanta M分析儀5秒測試的測量結果與Vanta L分析儀60秒測試的結果接近。

Vanta有哪些特性適合汽車催化劑回收?

首先值得一提的是校準的穩定性和結果的重復性。很難相信這些結果來自便攜式XRF。此外，基于Axon專利技術，每一臺Vanta分析儀之間都能保證較高的重復性。這對市場的大型參與者來說尤其有利。此外，它還提供了使用“用戶因子”來調整設備以適應不同催化劑基質，就像你去另一個時區旅行時，只要改變時鐘就可以了。

鎢靶材和銀靶材X射線管都是汽車催化劑分析的首選。因為使用銠靶材X射線管時，光譜上會出現相應的特征峰。另外，Vanta分析儀測量窗口的大小是很重要的。大窗口能夠分析一個大的表面積，從而提高準確性。

回收催化劑是一個粉塵非常大的過程，因此IP55防塵防潮是明顯有利的。Vanta系列主線的2年保修期也是一個顯著優勢。

Vanta工作站

對于生產過程，客戶可以使用奧林巴斯XRF工作站（圖3），這將Vanta變成一個成熟的臺式XRF，便于固定使用。Vanta也符合工業4.0，可以進行網絡連接和并打印報告，可以將數據直接從設備發送到ERP系統，而無需用戶干預。此功能有助于讓工作更加可控。

隨著汽車催化劑回收市場的快速增長，提純工廠將收緊對來料的要求。在計算來料成本時，碳化硅（SiC）和硫（S）的含量將會越來越重要。因此，帶有硅漂移探測器（SDD）和X射線粉末衍射儀（XRD）將越來越受歡迎。例如奧林巴斯Terra Ⅱ X射線衍射分析儀，不僅可以定量估計碳化硅（SiC）含量，還可以確定其特定相。

在未來，隨著奧林巴斯科學云3.0（Olympus Scientific Cloud 3.0）的開放和優化，我們能夠為汽車催化劑回收者提供的不僅僅是一個測量工具，更是一個基于云進行計算和測試的生態系統，這對許多小型參與者來說可能是成功的關鍵。