Trong quá trình tái chế cánh tua-bin thực tế, paladi chủ yếu tập trung ở các đường hàn và khu vực phủ của cánh. Nhà máy tái chế kim loại quý DONGSHENG sử dụng quy trình nấu chảy và tinh chế để chiết xuất paladi và các kim loại hiếm khác từ cánh tua-bin đã ngừng sử dụng. Tuy nhiên, tỷ lệ thu hồi paladi thấp hơn đáng kể so với rheni (hàm lượng khoảng 2%), vì paladi tồn tại trong hợp kim dưới dạng phụ gia vết và dễ bị oxy hóa và mất đi trong quá trình nấu chảy ở nhiệt độ cao. Các nhà máy tái chế ở Châu Âu sử dụng công nghệ thủy luyện để hòa tan paladi một cách chọn lọc bằng cách nhúng các mảnh vụn cánh tua-bin đã nghiền nát vào dung môi có tính axit, sau đó là lắng đọng điện phân để tinh chế. Quy trình này đòi hỏi phải kiểm soát chặt chẽ độ pH để ngăn chặn tạp chất sợi xâm nhập, với độ tinh khiết của paladi đạt tới 99,5% mỗi mẻ.
Thách thức cốt lõi trong quá trình tái chế cánh tua-bin nằm ở việc tách hiệu quả các giao diện vật liệu composite. Cánh tua-bin được cấu tạo từ hợp kim chịu nhiệt độ cao gốc niken (như K465) và lớp phủ gốm, được liên kết chặt chẽ bằng liên kết hóa học. Các phương pháp nghiền cơ học truyền thống gây đứt sợi và nhiễm bẩn bột kim loại, làm giảm chất lượng sản phẩm tái chế. Nhà máy Kōsei của Nhật Bản sử dụng công nghệ nấu chảy lại xỉ điện (ESR): trong giai đoạn xử lý trước, cánh tua-bin được phun cát và rửa axit để loại bỏ oxit bề mặt; trong giai đoạn nấu chảy lại, quá trình tinh chế được thực hiện trong môi trường chân không dưới 0,67 Pa để tách ma trận hợp kim khỏi tạp chất phủ. Tuy nhiên, rheni dễ bị bay hơi và mất mát trong quá trình nấu chảy lại ở nhiệt độ cao, đòi hỏi phải phun khí argon để bảo vệ, điều này làm tăng mức tiêu thụ năng lượng lên 30%.
Một thách thức khác là việc xử lý lớp phủ gốc nhựa. Có thể tham khảo quy trình khử trùng hóa học do Vestas phát triển: sử dụng dung môi dimethylformamide để crack nhựa epoxy ở 240°C, giải phóng bộ khung sợi. Tuy nhiên, nhựa hàng không có độ ổn định nhiệt cao hơn, cần sự hỗ trợ của sóng siêu âm để phân hủy, điều này làm tăng độ phức tạp của thiết bị.
Tính khả thi về mặt kinh tế của việc tái chế cánh tua-bin phụ thuộc vào hàm lượng kim loại và chi phí quy trình:
Loại giá trị cao: Cánh tua-bin chứa ≥4% rheni (ví dụ, cánh tua-bin áp suất cao từ động cơ máy bay thương mại) có thể tạo ra 20 kg rheni trên một tấn phế liệu. Dựa trên giá rheni hiện tại là 3.000–6.000 đô la Mỹ/kg, giá trị tái chế ước tính khoảng 60.000–120.000 đô la Mỹ/tấn. Công ty Tái chế Kim loại Quý HONGKONG DONGSHENG xử lý 50 tấn cánh tua-bin phế liệu mỗi năm.
Loại giá trị trung bình đến thấp: Động cơ quân sự hoặc cánh tua bin phụ có hàm lượng rheni ≤2% và chứa các kim loại giá trị thấp như vonfram và molypden. Chi phí nấu chảy và tinh chế chiếm 45% tổng chi phí, làm giảm lợi nhuận ròng xuống còn 10.000–15.000 USD/tấn.
Các đơn vị tái chế phải chịu chi phí ẩn: việc vận chuyển lưỡi dao phế thải xuyên biên giới phải tuân thủ các quy định của Công ước Basel về việc chuyển giao chất thải nguy hại, làm tăng chi phí tuân thủ thêm 15%; tỷ lệ tái chế dung môi hóa học (như kẽm axetat) phải vượt quá 90% để duy trì khả năng kinh tế.
Ngoài việc tái chế cánh tua-bin, các thành phần sau đây được ưu tiên phục hồi khi máy bay ngừng hoạt động:
Linh kiện hệ thống đánh lửa: Điện cực bugi chứa hợp kim iridi , mỗi điện cực chứa 0,5–1 gam iridi. Quá trình nấu chảy ở nhiệt độ cao tách lớp vỏ gốm, đạt tỷ lệ thu hồi iridi vượt quá 95%.
Tiếp điểm điện tử và cảm biến: Bảng mạch mạ vàng trên máy bay có độ dày lớp mạ vàng lên đến 50μm, dày hơn nhiều so với các thiết bị điện tử thông thường. Sử dụng phương pháp ngâm chiết xyanua, có thể thu hồi 10-20 gram vàng trên mỗi kg phế liệu, tuy nhiên, phương pháp này đòi hỏi phải có hệ thống xử lý khí.
Chất xúc tác khí thải: Lớp phủ xúc tác bạch kim/rhodium được gắn vào vòi phun khí thải động cơ, và quy trình thu hồi tương tự như bộ chuyển đổi xúc tác ô tô. Phương pháp ngâm-kết tủa axit có thể chiết xuất 90% kim loại nhóm bạch kim, nhưng chất xúc tác hàng không có cấu trúc phức tạp hơn, đòi hỏi thời gian phản ứng kéo dài lên đến 72 giờ.
Tái chế cánh tua-bin vẫn là giá trị cốt lõi của quy trình xử lý cuối vòng đời máy bay, nhưng lợi ích có thể được nâng cao thông qua việc phân loại chính xác, quy trình ít carbon và hợp tác trong chuỗi cung ứng. Trong năm năm tới, EU sẽ áp dụng tiêu chuẩn tỷ lệ tái chế máy bay đạt 85%, biến công nghệ tái chế cánh tua-bin trở thành yếu tố cạnh tranh chủ chốt trên thị trường.
Ngôn ngữ
