Kontinuierliches Ni-Recycling mit integrierter Badpflege

Aktenzeichen 26036/01
Zusammenfassung / Abstract:
Abschlussbericht: DBU-Abschlussbericht-AZ-26036.pdf (0.57 MB)
Projektträger: a.c.k. aqua concept GmbH
Wikinger Str. 9 a
76189 Karlsruhe
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Telefon: 0721/59721-0
Internet: -
Bundesland: Baden-Württemberg
Beschreibung:
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Ist eine ganzheitliche verfahrenstechnische Lösung zur Wiederaufarbeitung von galvanischen Nickelbädern und Spülenabwässern, die bis jetzt getrennt behandelt bzw. entsorgt werden. In dem Prozess sollen energetisch optimiert abgenutzte galvanische Nickelbäder und zugehörige Spülenabwässer wiederaufbereitet werden. Aus der beim Prozess anfallenden konzentrierten Nickellösung können wieder neuwertige Nickelbäder hergestellt werden. Das anfallende, sehr reine, Wasser kann direkt wieder als Spülwasser in Nickellinien eingesetzt werden.
Das Verfahren bietet potenziell die Möglichkeit Nickelverschleppungen aus der Anlage zu unterbinden und den Frischwasserbedarf in Nickelgalvaniken zu reduzieren. Die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens ist bei gleichzeitiger ökologischer Relevanz als sehr hoch einzuschätzen.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenSeit 1998 wird das Enviolet®-UV-Oxidationssystem erfolgreich zur Erhöhung der Lebensdauer von galvanischen Nickelbädern eingesetzt. In dem Projekt wird ein Verfahren entwickelt, welches eine kombinierte Behandlung von abgenutzten Nickelbädern und nickelhaltigen Spülenabwässern ermöglicht.
Gealtertes Nickelbad und Spülenabwasser werden gemeinsam dem Prozess zugeführt. Das beim UV-Oxidationsprozess verdampfende Wasser wird außerhalb des Behandlungsraums kondensiert. Dadurch tritt eine Aufkonzentrierung des Nickels im UV-Oxidationskreislauf auf die bis zur gewünschten Konzentration fortgesetzt werden kann. Das auskondensierte Wasser ist direkt wieder als Spülwasser verwendbar.
Um die noch offenen Fragen bezüglich der Langzeitqualität und der möglichen Anreicherung von Nebenprodukten in dem dann geschlossenen System zu klären, ist neben Laboruntersuchungen der Aufbau einer kompakten Behandlungsanlage notwendig die dann in einer repräsentativen Lohngalvanik betrieben wird.


Ergebnisse und Diskussion

Durch das neue EnvioletBR® - Verfahren konnten die Spülabwässer wieder in Wirkbäder und frische Spülwässer getrennt werden. Dabei wurde die chemische Energie der Oxidation des Abwassers genutzt, um zum einen die organischen Stoffe zu mineralisieren und zum anderen die wertvollen Inhaltsstoffe (Nickelsalze) wieder auf Badkonzentration aufzukonzentrieren. Das erhaltene Wirkbad fällt als Watts`scher Grundansatz mit höchster Qualität an und kann für alle Nickelanwendungen verwendet werden.

Als Nebenprodukt fiel das Spülwasser wieder mit einer sehr reinen Spezifikation an und konnte direkt in die erste Kaskade der Nickellinie gegeben werden. Zur Optimierung der Energiebilanz sorgte eine Wärmepumpe dafür, dass die entstehende Reaktionswärme gleich mehrfach genutzt wird. Aus der Nickellinie fallen somit keine Abwässer mehr an. Die Spülabwässer wurden in einen Watts`scher Grundansatz, der dem Nickelbad wieder zugeführt wird, und ein Destillat welches zu Spülzwecken verwendet wird aufgetrennt.
Die während der Oxidation stattfindende, durch die Wärmepumpe beschleunigte Aufkonzentrierung führte zudem zu einem beschleunigten Abbau der organischen Inhaltstoffe. Dies führte dazu, dass der Einsatz der Wärmepumpe quasi keinen zusätzlichen Energieeintrag erforderte um das notwendige Behandlungsziel, d.h. eine ausreichende Oxidation und Eindickung, zu erreichen.
Es wurden während der Pilotphase Spülen verschiedener Badtypen (Glanz, Halbglanz) mit durchschnittlicher Nickelkonzentration von 10 g/L behandelt und das oxidierte Konzentrat für Neuansätze von Ni- Elektrolyten verwendet. Dabei spielte es keine Rolle ob es sich bei dem mit dem EnvioletBR® - Verfahren behandelten Spülwasserkonzentrat um Glanz-, Halbglanz- oder Mattnickel handelte, da die organischen Inhaltstoffe soweit oxidiert worden sind, dass auch der organisch gebundene Schwefel zu Sulfat oxidiert wurde.

Die ökologische und ökonomische Bedeutung des Verfahrens wurde durch die Wirtschaftlichkeitsberechnung belegt, bei der sich für eine UV-Anlage eine Amortisationszeit von 10 Monaten ergibt. Grundlage ist bei dieser Berechnung unter anderem der Preis für die eingesetzten Nickel-Salze, die den Hauptkostenanteil eines Neuansatzes ausmachen. Es ist davon auszugehen, dass dieser Anteil in Zukunft durch Verknappung der Rohstoffe weiter ansteigen wird. D.h. wenn die Nickelpreise wieder anziehen werden, wird der Einsatz des Enviolet BR® Verfahren noch attraktiver sein.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Das entwickelte Verfahren soll auf verschiedenen kommenden Messen präsentiert werden. Des Weiteren ist geplant, die Erkenntnisse in diversen Fachzeitschriften zu publizieren und auf der Homepage der Fa. a.c.k. vorzustellen. Ein aktives Marketing in der Industrie wurde bereits begonnen. Nach Auslieferung und Inbetriebnahme der bereits bestellten Anlagen sollen gemeinsam mit den Industriepartnern verschiedene Fachaufsätze erstellt und publiziert werden.


Fazit

Schon das klassische Enviolet® - Verfahren ein großer Schritt bei der Qualitätsverbesserung und der Verringerung negativer Umweltauswirkungen. Das neue EnvioletBR® - Verfahren führt nicht nur zu einer abwasserfreie Fertigung, sondern stellt vor allem ein rohstoffeffizientes Verfahren dar. Alle Eingangsstoffe werden zu 100 % Effizienz eingesetzt. Das erhöht in vielen Bereichen die umweltfreundliche Fertigung (optimale Rohstoffausnutzung, minimaler Wasserverbrauch, kein Abfall, sogar die freiwerdende chemische Energie der Organik wird verwendet) und verbessert gleichzeitig die Wirtschaftlichkeit.

Förderzeitraum: 26.10.2007 - 26.10.2009 (2 Jahre)
Fördersumme: 70.000,00
Förderbereich: I.1.2
Themengebiet: Umwelttechnik
Stichworte: Umweltforschung, Klimaschutz, Umwelttechnik, Ressourcenschonung
Publikationen:
Geografisch:


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