Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Ziel der Untersuchungen ist die in-Line-Regeneration von metallabtragenden sauren L\u00f6sungen. Ein membranelektrolytisches Verfahren soll zur Regenerierung von Beizen und \u00c4tzl\u00f6sungen eingesetzt werden, da diese die am h\u00e4ufigsten genutzten L\u00f6sungen sind. Die Regeneration erfolgt hierbei durch das Entfernen der Kationen. Dieses f\u00fchrt im Idealfall dazu, dass die Beizen und \u00c4tzl\u00f6sungen, die bisher regelm\u00e4\u00dfig erneuert werden mussten, eine unendliche Standzeit haben. Die Verunreinigungen werden in metallischer und damit in direkt wiederverwertbarer Form erhalten.
\nZiel des Projektes ist es, \u00fcber chemische und verfahrenstechnische \u00c4nderungen eine Optimierung der Regeneration zu erreichen, hierbei sollen die \u00f6konomischen und \u00f6kologischen Gesichtspunkte einen wichtigen Teil einnehmen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Regeneration soll zun\u00e4chst an vier verschiedenen Systemen (Schwefels\u00e4ure-, Edelstahl- und Aluminium-Beize, Phosphatierung) mit je drei Projektphasen getestet werden.
\nF\u00fcr jedes System findet in der ersten Phase zun\u00e4chst eine Kostenabsch\u00e4tzung anhand von theoretischen und experimentellen Daten unter Ber\u00fccksichtigung von \u00f6konomischen und \u00f6kologischen Gesichtspunkten statt. In der zweiten Phase soll die optimale Katholyt-Zusammensetzung sowie die optimale Anode f\u00fcr die Regeneration der entsprechenden sauren L\u00f6sung gefunden werden. Falls es zu einer starken Wanderung von organischen Bestandteilen kommt, m\u00fcssen zus\u00e4tzlich noch verschiedene Membranen getestet werden. Nach Beendigung der Vorversuche wird jeweils ein Qualit\u00e4tstest der regenerierten Beize oder \u00c4tzl\u00f6sung durchgef\u00fchrt. In der dritten Phase sollen die im Labor erhaltenen Daten im Versuchsbetrieb \u00fcber l\u00e4ngere Zeit \u00fcberpr\u00fcft werden. W\u00e4hrend der gesamten Versuchsdauer wird sowohl die Zusammensetzung der Beizen oder \u00c4tzl\u00f6sungen sowie des Katholyten regelm\u00e4\u00dfig analysiert. Dieses ist notwendig, um auf eventuelle St\u00f6rungen direkt reagieren zu k\u00f6nnen. Zudem findet eine regelm\u00e4\u00dfige \u00dcberpr\u00fcfung des Niederschlages statt, um den Wirkungsgrad genau bestimmen zu k\u00f6nnen.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die Versuche wurden mit zwei verschiedenen Anlagen durchgef\u00fchrt. Bei der Laboranlage handelt es sich um eine Anlage mit einem Inhalt von je 100 l Beize und Katholyt. In diese Anlage wurde noch eine zus\u00e4tzliche Heizung eingebaut. Die transportable Versuchsanlage kann direkt an jede beliebige Badgr\u00f6\u00dfe angeschlossen werden. Das Volumen des Katholyten betr\u00e4gt hier 600 l.
\nIn der kleinen Anlage wurden zun\u00e4chst verschiedene Anoden auf Ihre Best\u00e4ndigkeit in der Edelstahlbeize untersucht. Obwohl die keramikbeschichtete Titan-Anode zun\u00e4chst f\u00fcr die Edelstahlbeize geeignet schien, stellte sich im Betriebsversuch heraus, dass die Best\u00e4ndigkeit hier doch zu gering ist. F\u00fcr die erste getestete Edelstahlbeize konnte keine best\u00e4ndige Anode gefunden werden. F\u00fcr einen zweiten Edelstahlbeiz-Typ konnte eine geeignete Anode gefunden werden. Da diese jedoch sehr teuer ist, muss hier noch nach rentableren Alternativen gesucht werden.
\nF\u00fcr Phosphatierungen kann sowohl die keramikbeschichtete Titan-Anode als auch die Blei\/Zinn 93\/7 Anode empfohlen werden. Hier kam es jedoch zu einem Niederschlag auf Grund der elektrolytischen Instabilit\u00e4t des Inhibitors. Hier muss noch nach stabilen Inhibitoren gesucht werden.
\nF\u00fcr Aluminiumbeizen eignet sich sowohl die keramikbeschichtete Titan-Anode als auch eine platinierte Titan-Anode. Es konnte gezeigt werden, da\u00df 14 mg Metall pro Ah abgeschieden werden.
\nF\u00fcr Schwefels\u00e4urebeizen empfiehlt sich ebenfalls der Einsatz von keramikbeschichteten Titan-Anoden oder platinierten Titan-Anoden.
\nBei allen metallabtragenden sauren L\u00f6sungen konnte gezeigt werden, dass eine Regeneration prinzipiell m\u00f6glich ist. Es k\u00f6nnen verschiedene Metalle gleichzeitig entfernt werden, die Reoxidation von Cr3+ zu Cr6+ ist hier ebenfalls m\u00f6glich.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die erzielten Ergebnisse zeigen die Eignung des entwickelten Verfahrens sowohl f\u00fcr Aluminium-Beizen als auch f\u00fcr Schwefels\u00e4ure-Beizen. F\u00fcr Edelstahlbeizen und Phosphatierungen hingegen besteht nur eine bedingte Eignung. Prinzipiell ist auch f\u00fcr Beizen und andere metallabtragende saure L\u00f6sungen eine in-line Regeneration m\u00f6glich, sofern eine best\u00e4ndige Anode zur Verf\u00fcgung steht.
\nDie Reihe der Metalle, die entfernt werden k\u00f6nnen, konnte deutlich erweitert werden. So lassen sich sowohl Eisen, Zink, Kupfer, Mangan, Nickel als auch Aluminium abscheiden.Insgesamt hat sich auch bei diesen Versuchen eine Spannung von 20.0 V und ein pH-Wert um 3.0 bew\u00e4hrt. Die Anode muss dem jeweiligen Bad-Typ angepasst werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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