Retardations-Verfahren regeneriert saure Prozeßlösungen
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- Schwefelsaure Anodisierbäder
- Mischsaure Edelstahlbeizen
- Schwefelsaure Kupfer- und Messingbeizen
- Schwefelsaure Eisenbeizen
- Salpetersaure Beizen und Brennen für Buntmetalle
- Salzsaure Eisenbeizen
- Salzsaure Ätzlösungen für Aluminium
- Phosphorsaure Ätzen und Glanzbäder
- Verschiedene Endelektrolyte der Hydrometallurgie
Das Verfahren wird an dem Beispiel Regeneration
von Anodisierbädern nachfolgend erklärt, wird jedoch
für die o. g. Anwendungsfalle genauso erfolgreich eingesetzt.
Beim Anodisieren von Aluminium reichert sich der
schwefelsaure Elektrolyt mit Aluminium an. Durchschnittlich
gehen 8-10 gAl/m2 Oberfläche bei einer Stromdichte
von 1,5 A/dm2 und 45 Minuten Expositionszeit in
Lösung. Mit einem Aluminiumgehalt von > 15 g/l ist der
Elektrolyt in der Regel unbrauchbar.
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In der Praxis tauscht man in regelmäßigen Zeitabständen
Badanteile gegen neu angesetzte Elektrolyten
aus, wobei eine Aluminiumkonzentration von 10–15 g/l
schwankend konstant gehalten wird.
Durch die genaue Konstanthaltung der Badzusammensetzung
durch Retardations-Verfahren,
z. B. 10 g/l Al, können enorme Einsparungen an
Chemikalien und Energie erreicht werden.
Arbeitsweise
Die Anlage ist kompakt gebaut und arbeitet vollautomatisch.
Der Anodisierelektrolyt wird mit einer Pumpe,
über mechanische Vorfilter, zur Volumenmessung in
einen Vorlagebehälter gepumpt. Liegt das für den
Arbeitszyklus eingestellte Volumen vor, schaltet die
Pumpe automatisch ab.
Anschließend wird der Elektrolyt durch den speziellen
Ionenaustauscher gedrückt. Die Säure wird vom Ionenaustauscher
aufgenommen. Zur Abwasseranlage wird
eine säurearme und metallreiche Lösung abgeleitet.
Zur gleichen Zeit wird der Vorlagebehälter des
Regeneriermittels (Wasser) befüllt. Sobald die
Leermeldung des Elekrolytbehälters erfolgt, schaltet die
Anlage automatisch auf Regeneration um.
Danach wird das Wasser durch den Ionenaustauscher
gedrückt. Es fließt metallarmer und säurereicher
Elektrolyt ab, der zum Bad zurückgeführt wird.
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Vorteile Retardations-ANLAGEN
- Vollautomatischer, kontinuierlicher Betrieb
- Chemikalieneinsparung
- Kostenreduzierung durch Energie- und
Chemikalieneinsparung
- Geringe Sulfatfracht im Abwasser durch gleichmäßiges
Abwasser beim Anodisieren
- Keine lästige Neutralisation von großen Mengen
Anodisierelektrolyt
- Zusätzliche Qualitätssicherung durch gleichbleibende
Elektrolytzusammensetzung, Filtration und
Durchmischung
- Keine Verwerfung des Bades
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Warum Retardationsanlagen?
Beim Anodisieren von Aluminium in einem schwefelsauren
Elektrolyten reichert sich dieser mit Aluminium an.
Durchschnittlich gehen 7 bis 10 g Al/m2 Oberfläche
(1,5 A/dm2, 45 Minuten Anodisierzeit) in Lösung. Mit
einem Aluminiumgehalt von 20g/l ist der Elektrolyt in der
Regel unbrauchbar. In der Praxis tauscht man meist in
regelmäßigen Zeitabständen Badanteile gegen neu
angesetzten Elektrolyten aus, wobei die Aluminiumkonzentration
z. B. zwischen 10 und 15 g/l schwankt.
Könnte man die Aluminiumkonzentration auf andere
Weise bei 10 g/l konstant halten, dann wären enorme
Einsparungen an Chemikalien, aber auch an Energie
möglich.
Retardationsanlagen können dieses.
Chemikalieneinsparung
Ein Anodisierbad arbeitet bei einer Strombelastung von
ca. 0,5 A/l, d. h., zum Anodisieren bei 1,5 A/dm2 sollten
300 l Bad pro m2 z. V. stehen. Daraus resultiert eine
Anreicherung von 0,023 bis 0,033 g Al/l.h. Der
anteilmäßige Neuansatz und die Neutralisation des
ausgetauschten Elektrolyten bedingen Chemikalienkosten
zwischen DM 0,08 und 0,12 /m2 anodisierter
Oberfläche.
Energieeinsparung
Oberhalb eines Gehaltes von 2,5 g/l Al sinkt die
Stromdichte bei konstanter Spannung ab, oberhalb
6 g/l Al geschieht dies in linearer Abhängigkeit. Für die
Praxis bedeutet das, daß bei konstanter Stromdichte die
Spannung und somit der Energieverbrauch entsprechend
zunimmt. Gegenüber einer konventionellen
Fahrweise mit Konzentrationen, die zwischen 10 und
15 g/l Al schwanken, lassen sich bei der Konstanthaltung
auf 10 g/l Al Energiekosten in Höhe von
DM 0,038/m2 einsparen. Dieser Betrag verdoppelt sich
mindestens, wenn die durch diesen Energiemehrverbrauch
entstandene Erwärmung des Bades durch
Kühlung kompensiert werden muß, auf DM 0,076/m2.
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Retardationsanlagen bieten viele Vorteile
Sie ergeben sich durch die Konstanthaltung der
Aluminiumkonzentration:
- Kostenreduzierung für Natronlauge, Schwefelsäure
und Energie wie oben ausgeführt. Der Gesamtbetrag
liegt zwischen 0,16 und 0,20/m2 Oberfläche.
Beispiel: Bei einem Durchsatz von 100m2/h
Oberfläche im Anodisierbad betragen die
Einsparungen zwischen DM 32.000,– und
DM 40.000,–/Jahr bei einschichtiger Arbeitsweise!
Der Energieanteil liegt bei über DM 15.000,–
- Aus den konstanten Strom-Spannungs-Verhältnissen
resultieren gleichbleibende Aluminiumoxidschichten.
Das bedeutet zusätzliche Qualitätssicherung.
- Die lästige Neutralisation großer Mengen an Anodisierbädern
entfällt. Statt dessen fallen geringe
Mengen schwachsaurer Aluminiumsulfatlösungen fast
kontinuierlich an.
- Die Sulfatlast des Abwassers läßt sich ganz erheblich
senken. Dieser Punkt kann für Indirekteinleiter wegen
der Betonaggressivität des Sulfats sogar entscheidende
Bedeutung für die Installation einer Retardations-
Anlage haben.
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