DE1962249B2 - Verfahren zum Kühlen von Behandlungsbädern - Google Patents
Verfahren zum Kühlen von BehandlungsbädernInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlen von Behandlungsbädern, insbesondere von solchen zur
elektrolytischen Oberflächenbehandlung, gemäß dem die Badflüssigkeit in einem Kühlkreislauf umgewälzt
wird.
Bei den meisten Oberflächenbehandlungsverfahren ist ein Wascheffekt von 99 bis 99,9% normalerweise
erforderlich, d. h. die Verdünnung der Rückstände oder Reste aus dem Behandlungsbad durch Wasser soll das
100- bis lOOOfache in dem letzten Waschbad betragen.
In einem einstufigen Waschverfahren bedeutet dies, daß Mengen an Wasser erforderlich sind, die das 100- bis
lOOOfache des Volumens der Behandlungsbadflüssigkeit darstellen, die mit den behandelten Gegenständen bei
deren Entfernung aus dem Behandlungsbad mitgeführt wird.
Durch die Schaffung eines mehrstufigen Waschens nach dem Gegenstromprinzip sind beträchtliche Einsparungen
von Waschwasser möglich und jede gewünschte Entfernung von giftigen oder toxischen
Substanzen kann vereinfacht werden. Beispielsweise führt bei einem 3stufigen Waschverfahren eine Menge
an Waschwasser, die das 1Ofache der Menge an
Behandlungsbadflüssigkeit, die von den Gegenständen mitgeschleppt wird, zu einer nahezu 99,9%igen
Waschwirkung.
Bei heißen Behandlungsbädern, die bei Temperaturen von 6O0C oder darüber in Betrieb genommen werden,
ist die Verdampfung in der Regel so groß, daß sie dem Volumen an Waschwasser, das in einem 2- oder
3stufigen Waschverfahren verwendet werden soll, äquivalent ist Es ist möglich, die Verdampfung in dem
Behandlungsbad mittels Wasser, das aus dem ersten Waschbad entnommen wurde, zu kompensieren. Dies
führt zu einer vollständigen Rückgewinnung von Chemikalien in dem Behandlungsbad, beispielsweise
von Metallsalzen in elektrolytischen Plattierverfahren, wie z.B. Nickelplattier-, Kupferplattier- und Glanzchromplattierverfahren,
wobei gleichzeitig die Abgabe von toxischem Abwasser vermieden wird. Unter diesen
Umständen ist eine vollständig abfallfreie Oberflächenbehandlungseinrichtung erforderlich.
Einige Oberflächenbehandlungsverfahren werden jedoch bei niedrigeren Temperaturen von nicht oberhalb
30° C unter einer sehr geringen Verdampfung ausgeführt. Beispiele für derartige Arbeitsweisen sind
elektrolytische Zinkplattierung, elektrolytische saure Kupferplattierung, anodische Oxydation von Aluminium.
In diesen Fällen kann unter Anwendung der vorstehend beschriebenen Arbeitsweise eine zufriedenstellende
Rückgewinnung von Chemikalien in dem Behandlungsbad nicht erreicht werden. Dies ist
besonders nachteilig bei Plattierarbeitsweisen unter Verwendung von Cyanid enthaltenden Bädern, bei
welchen die Kosten für die Entfernung von toxischen Substanzen aus dem Abwasser sich auf einen beträchtlichen
Anteil der Gesamtproduktionskosten belaufen.
Bei den elektrolytischen Arbeitsweisen wird elektrische Energie zur Abscheidung von Metallüberzügen
zugeführt Ein Hauptanteil dieser Energie geht als Wärme auf Grund des Spannungsabfalls in dem
Elektrolyten verloren. Für die elektrolytische Abschei-
dung von Zink werden 500 Ampere-Minuten je Mikron
der Abscheidungsdicke und je m2 von einem Oberflächenbereich des Gegenstandes verbraucht Eine
normale Spannungsabgabe in dem Elektrolyten beträgt 10 Volt, was für eine normale Überzugsdicke von 10
Mikron zu einem Energieverbrauch von etwa 1 kW je m2 behandeltem Oberflächenbereich führt Um die
Arbeitstemperatur bei optimalen Werten während einer kontinuierlichen Arbeitsweise zu halten, muß der
Elektrolyt gekühlt werden, was normalerweise mit Hilfe
von Kühlwasser in einem Wärmeaustauscher erreicht wird. Dies umfaßt die Verwendung von beträchtlichen
Mengen an Kühlwasser.
Selbst bei Arbeitsweisen, die bei erhöhten Temperaturen
ausgeführt werden, ist es möglich, daß das Energiezuführungsausmaß größer ist als das Wärmeverlustausmaß
an die Umgebung, so daß eine zwangsweise Kühlung herangezogen werden muß. Beispiele
hierfür sind u. a. eine Hartchromplattierung, die bei etwa 500C ausgeführt wird und die gebräuchlichen Arbeitsweisen
für eine Halbglanznickelplattierung, wobei die maximale Arbeitstemperatur bei 55° C liegt
Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Verfahrens der eingangs genannten Art zum Kühlen
von Behandlungsbädern, bei welchem die den bekannten Verfahren anhaftenden Nachteile vermieden werden
und bei welchem unter Einsparung an beträchtlichen Mengen an Waschwasser eine zufriedenstellende
Entfernung von toxischen Substanzen in vereinfachter und wirksamer Weise möglich ist
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch ein Verfahren zum Kühlen von
Behandlungsbädern, das dadurch gekennzeichnet ist daß die Badflüssigkeit im Kreislauf durch einen mit
Füllkörpern besetzten Verdampfer im Gegenstrom zu aufsteigender Luft geführt wird.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform wird das in dem Verdampfer verdampfte Wasser durch aus den
Waschbädern entnommenes Wasser ersetzt.
Bei der praktischen Ausführung des Verfahrens
Bei der praktischen Ausführung des Verfahrens
gemäß der Erfindung wird das Behandlungsbad durch direkte Verdampfung in einem sogenannten Kühlturm
gekühlt Die Badflüssigkeit wird in einem geschlossenen Kreislauf durch den Kühlturm gepumpt, worin die
Flüssigkeitsoberfläche durch Füllkörper vergrößert
wird und die Verdampfung mit Hilfe eines Aufwärtsstromes
von Luft erreicht wird.
Das Ausmaß der Verdampfung hängt von der Menge an zugeführter Energie und von dem Taupunkt der Luft
ab. Normalerweise werden etwa 1,5 bis 2 1 Wasser je zugeführter Kilowattstunde verdampft
Beim elektrolytischen Zinkplattieren bedeutet dies, daß etwa 1,21 Wasser je m2 behandelte Oberfläche des
Gegenstandes verdampft werden. Da die Menge an
Behandlungsbadflüssigkeit, die mit den Gegenständen entfernt wird, etwa 0,05 bis 0,1 l/m2 Oberflächenbereich
des Gegenstandes beträgt, wird ein Verhältnis zwischen dem Ausmaß der Verdampfung und dem Ausmaß der
Entfernung von Behandlungsbadflüssigkeit erreicht, das angemessen und geeignet ist, um einen zufriedenstellenden
Wascheffekt zu ergeben, wenn das verdampfte Wasser durch Waschwasser, das aus einem 2-Stufen-
oder 3-Stufen-Wascharbeitsgang entnommen wurde, kompensiert wird.
Bei Arbeitsweisen, die bei erhöhter Temperatur ausgeführt werden, ist die Kühltechnik gemäß der
Erfindung besonders gut geeignet und es ist möglich, ablauffreie Installationen oder Einrichtungen bei einer
vollständigen Rückgewinnung von Behandlungschemikalien zu bauen.
Die Kühlkapazität wird hauptsächlich durch den Verdampfungsoberflächenbereich des kühlenden Verdampfers
bestimmt Sie kann jedoch innerhalb weiter Grenzen durch Änderung der Menge an Luft und der
Pumpkapazität variieren. Die letzteren Faktoren können bei der praktischen Betriebsweise zweckmäßig
durch in den Behandlungsbädern angeordnete Thermostaten geregelt werden.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert, die in schematischer
Darstellung die Oberflächenbehandlungs- und Waschstufen einer Einrichtung, die gemäß der Erfindung
betrieben wird, veranschaulicht
In der Zeichnung ist ein Verfahrens- oder Behandlungsbad 11 gezeigt, aus welchem die behandelten
Gegenstände nach einer ausreichenden Zeitdauer für die Erzielung der gewünschten Oberflächenbehandlung
entfernt werden, um durch die Waschbäder 12, 13 und
14 in der angegebenen Reihenfolge geführt zu werden. Frisches Wasser wird dem Waschbad 14 durch die
Leitung 22 zugeführt und das Waschwasser wird dann im Gegenstrom zu den Gegenständen durch die Bäder
14,13 und 12 gs leitet, wie dies durch die Leitungen 19
und 20 angezeigt ist Aus dem Bad 12 wird Wasser durch eine Leitung 21 dem Behandlungsbad 11 zugeführt, um
die durch Verdampfung entfernte Flüssigkeit, wie nachstehend erläutert, zu ersetzen und um auch die von
den Gegenständen entfernten Chemikalien in den Waschbädern 12, 13 und 14 dem Behandlungsbad 11
zurückzuführen.
Das Behandlungsbad U kann z. B. ein elektrolytisches Zinkplattierbad sein, das beispielsweise bei 25° C
arbeitet und gekühlt werden muß, um die Temperatur bei diesem Wert zu halten, wie vorstehend erläutert
wurde. Zu diesem Zweck wird die Behandlungsbadflüssigkeit durch einen kühlenden Verdampfer, der
schematisch bei 15 angezeigt ist, mittels einer Pumpe 16 und den Leitungen 17 und 18 im Kreislauf geführt.
Der kühlende Verdampfer 15 besteht aus einem gepackten Ton, in welchen die Flüssigkeit am oberen
Ende eingeführt und über die Packung oder die Füllkörper zu dem Boden im Gegenstrom zu einem
Aufwärtsstrom von Luft fließt.
Die Einrichtung wird vorzugsweise so betrieben, daß die Menge an verdampftem Wasser in dem Verdampfer
15 im wesentlichen gleich der Menge an durch die Leitung 22 zugeführtem Wasser ist, so daß kein
Abwasser aus der Einrichtung abfließt
Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Beispielen näher erläutert.
Dieses Beispiel betrifft eine elektrolytische Zinkplattierung, und eine Einrichtung für die Ausführung
dieser Behandlung kann zweckmäßig die folgenden Bäder umfassen, durch welche die behandelten Gegenstände
nacheinander in der angegebenen Reihenfolge geführt werden:
a) Alkalische Entfettung
b) Waschen
c) Elektrolytische Entfettung
d) Waschen
e) Waschen
f) Elektrolytische Zinkplattierung
g) Waschen 1
h) Waschen > Dreistufenwaschen im Gegenstrom
i) Waschen J
j) Saures Abbeizen
k) Chromatbehandlung
k) Chromatbehandlung
1) Waschen
m) Waschen mit heißem Wasser
m) Waschen mit heißem Wasser
Die Bäder f bis i entsprechen den Bädern 11 bis 14 in
der Zeichnung und die Arbeitsbedingungen im Bad f (oder 11) sind z. B. die nachstehend angegebenen:
| Elektrolyt | Beispiel 2 | 30 g/l |
| Zn | 80 g/l | |
| NaCN (gesamt) | 75 g/! | |
| NaOH | 25° C | |
| Temperatur | 5 A/dm* | |
| Stromdichte (Kathode) | 10 Volt | |
| Spannung | 2m2 | |
| Gesamtfläche des Gegenstandes | lOOOA | |
| Gesamtstrom | 12-15μπι | |
| Überzugsdicke | ||
| Entfernung aus | 500 ml/h | |
| Behandlungsbad (D) | 10 kW | |
| Gesamtenergie | 15 l/h | |
| Verdampfung im Kühler (V) | 30 | |
| Verhältnis V/D |
Dieses Beispiel bezieht sich auf eine Hartchromplattierung, und die Einrichtung hierfür umfaßt ein
Chromplattierbad, 2 Waschbäder mit kaltem Wasser und 1 Waschbad mit heißem Wasser, wobei die
genannten Bäder den Bädern U bis 14 der Zeichnung entsprechen. Die Arbeitsbedingungen der Chromplattierungsbäder
können wie folgt sein:
Die Verdünnung in dem letzten Waschbad beträgt dabei 10~5, was etwa 2 mg/1 CrO3 entspricht.
| CrO3 | 200 g/l |
| H2SO4 | 2 g/l |
| Temperatur | 55° C |
| Stromdichte | 35 A/dm* |
| Spannung | 12VoIt |
| Überzugsdicke | 30μΐυ |
| Behandlungsdauer | 60 min |
| Gesamtfläche des Gegenstandes | Im* |
| Gesamtstrom | 3500A |
| Gesamtenergie | 4OkW |
| Verdampfung im Kühler (V) | 60 l/h |
| Entfernung von | |
| Behandlungsflüssigkeit (D) | 200 ml/h |
| Verhältnis V/D | 300 |
Claims (2)
- Patentansprüche:1, Verfahren zum Kühlen von Behandlungsbädern, insbesondere solchen zur elektrolytischen Oberflächenbehandlung, gemäß dem die Badflüssigkeit in einem Kühlkreislauf umgewälzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Badflüssigkeit im Kreislauf durch einen mit Füllkörpern besetzten Verdampfer im Gegenstrom zu aufsteigender Luft geführt wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Verdampfer verdampfte Wasser durch aus den Waschbädern entnommenes Wasser ersetzt wird.
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| DE1962249A DE1962249B2 (de) | 1969-12-11 | 1969-12-11 | Verfahren zum Kühlen von Behandlungsbädern |
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Publications (2)
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2903008A1 (de) * | 1979-01-25 | 1980-07-31 | Schering Ag | Verfahren zur verdunstung und gegebenenfalls wiedergewinnung von wasser aus waessrigen loesungen |
| DE2914722A1 (de) * | 1979-04-11 | 1980-10-16 | Langbein Pfanhauser Werke Ag | Anlage fuer die galvanotechnische behandlung von gegenstaenden |
| EP0132719A1 (de) * | 1983-07-30 | 1985-02-13 | Instytut Mechaniki Precyzyjnej | Verfahren und Anordnung zum Betreiben eines Plattierbades in einem geschlossenen Kreislauf |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| GB1193191A (en) * | 1967-04-19 | 1970-05-28 | Chemoforma Ag | Veterinary Compositions |
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1969
- 1969-12-11 DE DE1962249A patent/DE1962249B2/de not_active Withdrawn
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Also Published As
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|---|---|
| DE1962249A1 (de) | 1971-06-16 |
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