DE19723682A1 - Cleaning and pickling of surfaces, with regeneration of the cleaning and pickling agents - Google Patents
Cleaning and pickling of surfaces, with regeneration of the cleaning and pickling agentsInfo
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Abstract
Description
Die Reinigung und Beize von Oberflächen, vorzugsweise Metallober flächen hat das Ziel, diese Oberflächen für nachfolgende Bear beitungsschritte, vorzugsweise galvanochemischer Art, vorzu bereiten. Das Beizen von Metalloberflächen wird nach dem Stand der Technik mit anorganische Säuren oder - in Ausnahmefällen - mit starken Laugen durchgeführt.The cleaning and pickling of surfaces, preferably metal surfaces The aim is to create these surfaces for subsequent bear preparatory steps, preferably galvanochemical prepare. The pickling of metal surfaces is according to the state technology with inorganic acids or - in exceptional cases - performed with strong alkalis.
Die nach dem Stand der Technik übliche Anwendung anorganischer Säuren bringt die bekannte Gefahr der Wasserstoffversprödung und damit des wasserstoffinduzierten, verzögerten Sprödbruches mit sich.The usual use of inorganic in the prior art Acids brings the well-known danger of hydrogen embrittlement and thus the hydrogen-induced, delayed brittle fracture yourself.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu beschreiben, welches die Nachteile der nach dem Stand der Technik bekannten Verfahren hinsichtlich der Wasserstoffversprödung - wie unter 1. beschrieben - nicht aufweist und in dem gleichzeitig Regene rierung und Entsorgung der verwendeten Reinigungs- und Beizchemikalien und des bei der Regeneration der Säurebäder freigesetzten Schwefelwasserstoffes erfolgen.The object of the invention is to describe a method which has the disadvantages of those known in the prior art Procedure for hydrogen embrittlement - as under 1. described - does not have and in which rain at the same time ration and disposal of the cleaning and Pickling chemicals and the regeneration of acid baths released hydrogen sulfide take place.
Durch die Reinigung und Beize von Metalloberflächen mit organischen Säuren unter Ultraschalleinwirkung wird das Grundmaterial nicht angegriffen, die gefürchtete Wasserstoff versprödung tritt nicht auf. By cleaning and pickling metal surfaces with organic acids under the influence of ultrasound Base material not attacked, the dreaded hydrogen embrittlement does not occur.
Organische Säuren allein sind jedoch nicht in der Lage, den benötigten Reinigungs- und Beizegrad innerhalb vertretbarer technischer und wirtschaftlicher Grenzen zu erzielen.However, organic acids alone are not able to required degree of cleaning and pickling within reasonable technical and economic limits.
Durch den gleichzeitigen Einsatz von Ultraschall wird die wäßrige Lösung organischer Säuren so angeregt, daß Metalloxide gelöst und sonstige Verunreinigungen von der Oberfläche abgesprengt werden. Es entsteht eine metallisch blanke, saubere Oberfläche, die der Qualität der mit herkömmlichen Beizsäuren erzielten Oberflächenqualität entspricht und die jede Form der Weiterbearbeitung ermöglicht.Through the simultaneous use of ultrasound, the aqueous solution of organic acids so excited that metal oxides solved and other contaminants from the surface be blown off. The result is a clean, metallic blank Surface that matches the quality of conventional pickling acids achieved surface quality and which corresponds to every form of Further processing enabled.
Das Problem dieser sehr vorteilhaften Behandlung durch die Kombination aus Ultraschall und organischen Säuren besteht im chemischen Wirkprinzip organischer Säuren als Komplexbildner und dem damit verbundenen stöchiometrisch - schnellen Verbrauch der organischen Säure und daraus folgenden möglichen raschen Unwirksamkeit der Reinigungs- oder Beizlösung. Die Folgen sind neben einem hohen Qualitätssicherungsaufwand hohe Kosten für frische organische Säuren und die Entsorgung großer Mengen verbrauchter Säuren.The problem of this very beneficial treatment by the The combination of ultrasound and organic acids consists in chemical principle of action of organic acids as complexing agents and the associated stoichiometric - fast consumption of organic acid and possible subsequent rapid Ineffectiveness of the cleaning or pickling solution. The consequences are in addition to a high quality assurance effort, high costs for fresh organic acids and the disposal of large quantities spent acids.
Aus diesem Grunde wird ein Verfahren vorgeschlagen, welches die Regeneration verbrauchter organischer Säuren und deren Wiederverwendung ermöglicht. Dieses Verfahren basiert auf der Fällung der durch die organischen Säuren komplex gebundenen Metalle als Sulfide. Die so entstandenen Metallsulfide werden aus der wäßrigen Säure abgetrennt. Die Säure erhält auf diesem Wege ihre Komplexbildungsfähigkeit zurück und ist somit wieder verwendbar.For this reason, a method is proposed which the Regeneration of used organic acids and their Allows reuse. This procedure is based on the Precipitation of those bound by the organic acids Metals as sulfides. The resulting metal sulfides are made separated from the aqueous acid. The acid gets this way their ability to form complexes is back and is therefore again usable.
Freigesetzter oder überschüssiger Schwefelwasserstoff wird im Kreislauf geführt und wiederverwendet oder durch Oxidation entsorgt.Released or excess hydrogen sulfide is in the Recirculated and reused or through oxidation disposed of.
Die Entsorgung verbrauchter Reinigungs- und Beizlösung kann ebenfalls durch Oxidation erfolgen. Used cleaning and pickling solution can be disposed of also done by oxidation.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Verfahren gelöst, die folgende Verfahrensschritte beinhaltet (Abb. 1):According to the invention, the object of the invention is achieved by a method which includes the following method steps ( Fig. 1):
Das Entfettungsbad, vorzugsweise als Ultraschall- oder Abkochentfettung gestaltet, besteht aus einer üblicherweise verwendeten zweistufigen Ultraschall- oder Abkochentfettung (1) mit nachgeschalteter Dreifachkaskade (2).The degreasing bath, preferably designed as ultrasonic or boiling degreasing, consists of a commonly used two-stage ultrasonic or boiling degreasing ( 1 ) with a subsequent triple cascade ( 2 ).
Die Ultraschall- oder Abkochentfettung wird abwasserfrei betrieben, indem ein demulgierender Reiniger eingesetzt wird, der das Öl von der zu reinigenden Oberfläche ablöst, jedoch ein schlechtes Tragevermögen für das Öl hat. Das auf schwimmende Öl wird in einem öl- oder Koaleszenzabscheider (3) bekannter Bauart abgetrennt und das ölfreie Entfettungsbad zurückgeführt. Die Verdunstungsverluste im Entfettungsbad werden aus der nachfol genden Dreifachkaskade ausgeglichen.The ultrasonic or boiling degreasing is operated without waste water by using a demulsifying cleaner that detaches the oil from the surface to be cleaned, but has a poor carrying capacity for the oil. The floating oil is separated in an oil or coalescence separator ( 3 ) of known design and the oil-free degreasing bath is returned. The evaporation losses in the degreasing bath are compensated for by the following triple cascade.
Das Ultraschall-Reinigungs- und Beizbad (4) ist mit Ultra schall-Schwingelementen (5) und einer Thermostatiereinrichtung (6) ausgerüstet. Die Beschallung des zu reinigenden Gutes kann in verschiedenen Intensitäten wahlweise von sechs Seiten erfolgen. Die Überwachung der Ultraschallreinigung erfolgt durch Prozeßvisualisierung (7). Als Reiniger wird eine wäßrige Lösung einer oder mehrerer organischer Säuren mit den Prozeß unterstützenden Zusätzen verwendet. Der Reinigungs- und Beizprozeß wird abwasserfrei gestaltet. The ultrasonic cleaning and pickling bath ( 4 ) is equipped with ultrasonic vibrating elements ( 5 ) and a thermostat ( 6 ). The sound to be cleaned can be sonicated in different intensities from six sides. The ultrasonic cleaning is monitored by process visualization ( 7 ). An aqueous solution of one or more organic acids with process-supporting additives is used as the cleaner. The cleaning and pickling process is designed to be wastewater-free.
Je nach der Art der Säureregeneration ist der Reinigungs- und Beizbehälter offen oder geschlossen.Depending on the type of acid regeneration, the cleaning and Pickling tank open or closed.
Die Säureregeneration (8) ist der Prozeßschritt, welcher Qualität und Wirtschaftlichkeit der Reinigung bzw. der Beize bestimmt. Die Säureregeneration besteht aus folgenden Teilschritten:Acid regeneration ( 8 ) is the process step that determines the quality and economy of cleaning or pickling. Acid regeneration consists of the following substeps:
Die Feststoffabtrennung (9) hat die Aufgabe, von der Oberfläche abgetrennte Partikel, die nicht in gelöster Form vorliegen, aus der Reinigungs- oder Beizlösung zu entfernen. Diese Feststoff abtrennung kann durch jedes dafür geeignete System der Fest- Flüssig-Trennung erfolgen. Vorzugsweise wird hier die statische Filtration vorgeschlagen.The purpose of the solid separation ( 9 ) is to remove particles which are not in dissolved form from the surface and which are separated from the surface from the cleaning or pickling solution. This solid separation can be carried out by any suitable system of solid-liquid separation. Static filtration is preferably proposed here.
Der wahlweise vorab von Feststoffen befreiten Reinigungs- oder Beizlösung werden im Fällungsreaktor (10) unter Durchmischung (11) Sulfide oder Schwefelwasserstoff aus entsprechenden Bevorratungs- und Dosiereinrichtungen bekannter Bauart (12) solange zugesetzt, bis die Regeneration der organischen Säure durch Ausfällung der Metallsulfide in dem gewünschten Maße abgeschlossen ist.The cleaning or pickling solution, which is optionally freed of solids beforehand, is added in the precipitation reactor ( 10 ) with thorough mixing ( 11 ) sulfides or hydrogen sulfide from corresponding storage and metering devices of known design ( 12 ) until the regeneration of the organic acid by precipitation of the metal sulfides in the desired dimensions is completed.
Die Zugabe der Sulfide kann in fester, flüssiger oder gasförmiger Form erfolgen. Die Reaktionsbehälter (10) sind offen oder ge schlossen und mit einer Schwefelwasserstoff- Absaugung (13) versehen. Die Reaktion der Sulfidfällung kann auch im Reinigungs- und Beizbehälter selbst durchgeführt werden.The sulfides can be added in solid, liquid or gaseous form. The reaction vessels ( 10 ) are open or closed and provided with a hydrogen sulfide suction ( 13 ). The reaction of the sulfide precipitation can also be carried out in the cleaning and pickling tank itself.
Wird die Fällung im Reinigungs- und Beizbehälter selbst durch geführt, so ist dieser wahlweise offen oder geschlossen und wahlweise mit einer Vorrichtung zur Entfernung freien Schwefel wasserstoffs (13) versehen und kann mit einer Durchmischungs einrichtung (11) bekannter Bauart versehen sein.If the precipitation is carried out in the cleaning and pickling tank itself, it is either open or closed and optionally provided with a device for removing free hydrogen sulfide ( 13 ) and can be provided with a mixing device ( 11 ) of a known type.
Für die Zugabe der flüssigen oder festen Sulfide oder des Schwefelwasserstoffes werden Dosiersysteme (12) bekannter Bauart verwendet.Dosing systems ( 12 ) of known design are used for the addition of the liquid or solid sulfides or the hydrogen sulfide.
Die Steuerung der Metallsulfidfällung (14) kann wahlweise manuell, volumendosiert oder durch Anwendung verschiedener Meßverfahren und deren Kenngrößen, vorzugsweise Metall konzentration, pH-Wert, rH-Wert, elektrische Leitfähigkeit, Trübung oder alle weiteren für diesen Zweck geeigneten Parameter beurteilt und die Sulfiddosierung entsprechend geregelt werden.The control of the metal sulfide precipitation ( 14 ) can be done either manually, by volume metering or by using various measuring methods and their parameters, preferably metal concentration, pH value, rH value, electrical conductivity, turbidity or all other parameters suitable for this purpose and the sulfide metering accordingly be managed.
Die für die Reaktion von Beizbadflüssigkeit und Fällungsmittel notwendige Durchmischung wird mit Durchmischungssystemen (11) bekannter Bauart durchgeführt. The mixing necessary for the reaction of pickling bath liquid and precipitant is carried out with mixing systems ( 11 ) of known design.
Gasförmiger Schwefelwasserstoff wird mittels eines Abzugssystems (13) bekannter Bauart und eines Injektorsystems (15) in ein Aufnahmemedium (16), in dem dieser löslich ist, überführt. Wird Natronlauge als Aufnahmemedium (16) für den Schwefelwasserstoff verwendet, so kann diese nach Sättigung als Natriumsulfidlösung bei der Säureregeneration eingesetzt werden.Gaseous hydrogen sulfide is transferred into a recording medium ( 16 ) in which it is soluble by means of a discharge system ( 13 ) of known design and an injector system ( 15 ). If sodium hydroxide solution is used as the receiving medium ( 16 ) for the hydrogen sulfide, it can be used as a sodium sulfide solution in the acid regeneration after saturation.
Überschüssiger Schwefelwasserstoff kann in der Reinigungs- und Beizlösung durch Zugabe von Wasserstoffperoxid zum löslichen Sulfat oxidiert werden. Die Oxidation von freigesetzten oder überschüssigem Schwefelwasserstoff kann sowohl im Reinigungs- und Beizbehälter als auch im Fällungsreaktor oder einem nachgeschalteten Reaktor (Oxidator) (17) bekannter Bauart erfolgen.Excess hydrogen sulfide can be oxidized in the cleaning and pickling solution by adding hydrogen peroxide to the soluble sulfate. The oxidation of released or excess hydrogen sulfide can take place both in the cleaning and pickling tank and in the precipitation reactor or a downstream reactor (oxidizer) ( 17 ) of a known type.
Wird die Fällung mit gasförmigem Schwefelwasserstoff im geschlos senen Fällungsreaktor oder dem geschlossenen Reinigungs- und Beizbehälter durchgeführt, so kann aus der zu behandelnden Flüs sigkeit austretender Schwefelwasserstoff mittels eines Absaug (13)- und Injektorsystems (15) in dieselbe zurückgeführt werden oder aus dem dem Fällungsreaktor wahlweise nachgeschalteten Entgasungsreaktor (18) in den Fällungsreaktor (10) zurückgeführt werden. If the precipitation with gaseous hydrogen sulfide is carried out in the closed precipitation reactor or the closed cleaning and pickling tank, then hydrogen sulfide escaping from the liquid to be treated can be returned to the same by means of a suction ( 13 ) and injector system ( 15 ) or from the precipitation reactor optionally downstream degassing reactor ( 18 ) can be returned to the precipitation reactor ( 10 ).
Metallsulfide lassen sich durch die üblichen Verfahren der Fest- Flüssig-Trennung (19) aus der Flüssigkeit abtrennen. Bevorzugt werden Verfahren der Filtration. Als besonders geeignet haben sich Ultrafiltration, Mikrofiltration und Rotorfiltration erwiesen.Metal sulfides can be separated from the liquid by the usual methods of solid-liquid separation ( 19 ). Filtration processes are preferred. Ultrafiltration, microfiltration and rotor filtration have proven to be particularly suitable.
Um eine Anreicherung nicht fällbarer Kationen im Reinigungs- und Beizbad zu verhindern, kann die Reinigungs- und Beizbad flüssigkeit nach der Metallsulfidentfernung im Bedarfsfall über einen Kationenaustauscher (20) bekannter Bauart geführt werden.In order to prevent an accumulation of non-precipitable cations in the cleaning and pickling bath, the cleaning and pickling bath liquid can be carried out after the metal sulfide removal, if necessary, via a cation exchanger ( 20 ) of a known type.
Die Dreifachkaskade (21) dient der Spülung der gereinigten und gebeizten Oberflächen. Die hierfür verwendete Technik entspricht dem Stand der Technik für Spülprozesse in der Oberflächentechnik und kann abwasserfrei gestaltet werden, indem die Verdunstungs verluste im Ultraschall-Reinigungs- und Beizbad ausgeglichen werden.The triple cascade ( 21 ) is used to rinse the cleaned and pickled surfaces. The technology used for this corresponds to the state of the art for rinsing processes in surface technology and can be designed without waste water by compensating for the evaporation losses in the ultrasonic cleaning and pickling bath.
Die Trocknung (22) der behandelten Oberflächen erfolgt mit üblicher Trocknungstechnik (Umluft- oder Vakuumtrocknung). The treated surfaces are dried ( 22 ) using conventional drying technology (forced air or vacuum drying).
Die Entsorgung verbrauchter Beizbäder kann wegen der noch vorhan denen Komplexbildungskapazität nur dann mit dem allgemeinen Ab wasserstrom erfolgen, wenn diese Entsorgung mit einer zusätz lichen Schwermetallfällung am Ende der Behandlung verbunden ist. Verbrauchte organische Säurebäder werden daher im Oxidator (17) durch Behandlung mit Ozon oder Wasserstoffperoxid und wahlweise UV - Licht oder biologisch in Apparaturen bekannter Bauart soweit oxidiert, bis deren Komplexbildungskapazität abgebaut ist. Sie können dann der allgemeinen Abwasserbehandlung zugeführt werden. The disposal of used pickling baths can only take place with the general waste water flow due to the existing complex formation capacity, if this disposal is associated with an additional heavy metal precipitation at the end of the treatment. Used organic acid baths are therefore oxidized in the oxidizer ( 17 ) by treatment with ozone or hydrogen peroxide and optionally UV light or biologically in equipment of known design until their complexing capacity is reduced. They can then be sent to general wastewater treatment.
11
Ultraschall- oder Abkochentfettung
Ultrasonic or cooking degreasing
22nd
Dreifachkaskade
Triple cascade
33rd
Öl- oder Koaleszenzabscheider
Oil or coalescence separators
44th
Ultraschall-Reinigungs- und Beizbad
Ultrasonic cleaning and pickling bath
55
Ultraschall-Schwingelementen
Ultrasonic vibrating elements
66
Thermostatiereinrichtung
Thermostat device
77
Prozeßvisualisierung
Process visualization
88th
Säureregeneration
Acid regeneration
99
Feststoffabtrennung
Solid separation
1010th
Fällungsreaktor
Precipitation reactor
1111
Durchmischung
Mixing
1212th
Bevorratungs- und Dosiereinrichtungen
Storage and dosing devices
1313
Schwefelwasserstoff-Absaugung
Hydrogen sulfide extraction
1414
Kationenaustauscher
Cation exchanger
1515
Injektorsystem
Injector system
1616
Aufnahmemedium
Recording medium
1717th
Oxidator
Oxidizer
1818th
Entgasungsreaktor
Degassing reactor
1919th
Fest-Flüssig-Trennung
Solid-liquid separation
2020th
Steuerung der Metallsulfidfällung
Control of metal sulfide precipitation
2121
Dreifachkaskade
Triple cascade
2222
Trocknung
Drying
2323
Sulfidrecycling
US Ultraschall-Behandlung
Sulfide recycling
US ultrasound treatment
Claims (34)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19723682A DE19723682A1 (en) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | Cleaning and pickling of surfaces, with regeneration of the cleaning and pickling agents |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19723682A DE19723682A1 (en) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | Cleaning and pickling of surfaces, with regeneration of the cleaning and pickling agents |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19723682A1 true DE19723682A1 (en) | 1998-12-10 |
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ID=7831538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19723682A Ceased DE19723682A1 (en) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | Cleaning and pickling of surfaces, with regeneration of the cleaning and pickling agents |
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|---|---|
| DE (1) | DE19723682A1 (en) |
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