Projekt 26521/01

Reduzierung des Ressourceneinsatzes beim Feuerverzinken durch Kombination eines neuen Flussmittels mit einer innovativen Flussmittelaufbereitungsanlage

Projektträger

Dipl.-Ing. Herwig GmbH
Wasserloses Tal 47
58093 Hagen
Telefon: 02331 915 55

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Während des Verzinkungsprozesses fallen Zinkasche und Hartzink als Abfallstoffe aus. Diese entstehen vor allem durch Verunreinigungen des Flussmittels, in welches die zu verzinkenden Teile vor dem eigentlichen Zinkbad eingetaucht werden. Daher muss das Flussmittel in regelmäßigen Abständen aufbereitet werden. Dies geschieht heute noch überwiegend in externen Aufbereitungsanlagen, was jedoch Produktionsstillstände während des Flussmittelwechsels, als auch Flussmitteltransporte auf der Straße nach sich zieht. Eine interne Aufbereitung in Verzinkereien ist zwar schon möglich, jedoch technisch und chemisch sehr aufwendig. Dieses Projekt soll nun eine kontinuierliche interne Aufbereitung vereinfachen und großtechnisch möglich machen.
Dadurch können neben Chemikalien zur Aufbereitung und Transporten, durch kontrollierte Reinhaltung des Flussmittels, auch Rohstoffe wie Zink eingespart werden.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenEs besteht zwar bereits eine Versuchsanlage, jedoch haben sich hier auch erkennbare Probleme ergeben, die nun im weiteren Verlauf bis zur Marktreife in den Griff bekommen werden müssen.
Ein sehr dringendes Problem stellt die Pumpentechnik dar. Die bisher verwendeten Pumpen, und auch andere Anlagenteile, kommen mit Dauerbetrieb nicht zurecht. Oft setzen sich diese Anlagenteile mit dem Schlamm zu oder bringen nicht die benötigte Kraft auf, das Flussmittel kontinuierlich in den Absetzbehälter oder aus diesem wieder heraus zu pumpen. Das führt unter anderem zu einer weiteren Fragestellung, die es gilt zu beantworten. Diese wird die Frage sein, auf welche Art und Weise eine dauerhafte und effiziente Filtration erreicht wird. Weiterhin müssen Untersuchungen zu Menge und Zusammensetzung des Abfalles, also des Schlammes, gemacht werden. Auch die bisher gemachten Ergebnisse zum KCl-Gehalt im Flux müssen über längere Zeit überprüft werden. Es wird sich zeigen, ob durch Optimierung der eingesetzten Techniken auch die Menge der Einsatz- bzw. Abfallstoffe und die Einsparungen weiter optimiert werden können. Der Zinkeinsatz soll weiterhin um 1 kg/t Durchsatz reduziert, also auf eine Ersparnis von insgesamt 5 kg Zink pro Tonne Durchsatz erhöht werden.


Ergebnisse und Diskussion

1. Während des Versuches traten in erster Linie Probleme bei den Pumpen auf. Die eingesetzten Membranenpumpen waren zu klein und mussten gegen größere Pumpen ausgetauscht werden. Ein weiters Problem stellte sich bei der Pressluft ein. Die Pressluft war nicht, wie zugesagt, getrocknet. Dies hatte zur Folge, dass die Pumpen vereist sind und hierbei die Membranen zerstört wurden. Nach der Behebung dieses Problems traten keine weiteren Pumpenstörungen mehr auf.

2. Die Zuführung der Ferrokilllösung musste ebenfalls verändert werden. Ursprünglich war eine Mischeinrichtung in der Zuführungsleitung für das Ferrokill vorgesehen. Es stellte sich jedoch heraus, dass das Ferrokill zu spontan reagiert und die Mischeinrichtung mit dem ausgefällten Eisenhydroxid verstopft hat. Nach der Demontage des Mischers trat diese Problem nicht mehr auf.

3. Eine weiter Erkenntnis war die Umpumpmenge des zu behandelten Flussmittels. Hier war die erste Menge von 1000 l/h zu hoch angesetzt. Im Laufe des Versuches wurde die Menge auf 400 l/h reduziert. Letzt endlich ist die Umpumpmenge vom Durchsatz und dem Fe-Gehalt in der Spüle abhängig.

4. Ein weiters Problem waren die Pneumatik für die Membranenpumpen. Es traten starke Erschütterungen auf, die die Rohrverbindungen beschädigt haben. Nach Einbau von Druckausgleichsbehältern wurde dieses Problem gelöst.

5. Das Gesamtkonzept des in Serie gehenden Fluxomaten hat sich auf Grund der Versuchsdurchführung erheblich verändert, so dass, wie ursprünglich vorgesehen, keine der in der Versuchsanlage eingesetzten Teile wieder verwendet werden.

6. Die Menge der Abfallstoffe (Schlamm) und des Ferrokillverbrauches wurde während des Großversuches bestimmt. Der Schlammanfall beträgt 0,363 kg/to Durchsatz und der Ferrokillverbrauch 1 kg/to. Aus der Schlammenge errechnet sich, dass das Ferrokill ca. 80 g Fe pro kg Ferrokill ausfällt.

7. Es soll auch bei längerem und dauerhaftem Einsatz keine Anreicherung bestimmter Stoffe erfolgen. . Das Ergebnis zeigt, das nur eine im ppm liegende Anreicherung von Mangan im der Fluxlösung erfolgt ist. Das Kaliumchlorid und Zinkchlorid ist in Lösung im Flux.
Die Analysen zeigen, dass auch nach längerem Gebrauch keine merkbare Erhöhung des KCl-Gehaltes im Flux festgestellt wurde.

8. Die Zinkeinsparung wurde am Ende des Großversuches mit 4,26 kg Zink pro to Durchsatz festgestellt.
Aus den Kennzahlen ist zu ersehen, dass die Reduzierung der Zinkasche und des Hartzinks eine Einsparung des Zinkverbrauches von ca. 2 kg pro to Durchsatz ergeben hat.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Vorstellung anlässlich nationaler und internationaler Fachtagungen (z.B. Intergalva 2009, Madrid); Werbung auf der Homepage.


Fazit

In den über 8 Monate laufenden Versuch wurden die angestrebten Werte bezüglich Zinkasche und Hartzink erreicht bzw. unterschritten Die in diesen Betrieb vorhandenen Betriebsdaten sind in der Relation zu der Mehrheit der Verzinker schon vor dem Versuch mit dem Fluxomaten sehr gut gewesen. Deshalb ist die Einsparung um so höher einzuschätzen. Bei dem Großteil der Verzinkereien liegen der Zinkverbrauch bei 55-75 kg/to und der Hartzinkanfall bei 5-9 kg/to und Zinkasche bei 6-10 kg/to.