DE10134812C2 - Enteisende Fluxsalz-Zusammensetzung für Fluxbäder - Google Patents
Enteisende Fluxsalz-Zusammensetzung für FluxbäderInfo
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Description
Gegenstand der Erfindung ist eine Fluxsalz-Zusammensetzung für
Fluxbäder, die einer besonders einfachen Wiederaufarbeitung und
Enteisenung zugänglich ist.
Zur Erzielung eines qualitativ hochwertigen Zinküberzugs durch
laufen die zu verzinkenden Werkstücke vor dem Feuerverzinken
mehrere Prozess-Schritte. Nach einer Entfettungsstufe zur Ent
fernung von organischen Verunreinigungen und einer anschließen
den Beizstufe zur sauren Entfernung oxidischer Verunreini
gungen, durchlaufen die Werkstücke nach Spülung eine Vorbe
handlungsstufe in einem Fluxbad, das die Fluxmittel-Lösung ent
hält. Zweck dieses Bades ist es, die Werkstücke auf dem Weg zum
Zinkbad und beim Trocknen vor Korrosion zu schützen.
Fluxmittel-Lösungen sind wässrige Salzlösungen mit einem Salz
gehalt von 300 bis 500 g/l. Hauptbestandteile dieser Fluxsalze
sind Zinkchlorid und Ammoniumchlorid. Zusätzlich können in ge
ringem Umfang verschiedene Alkali- und Erdalkalimetallchloride
(beispielsweise KCl, NaCl, MgCl2, CaCl2) enthalten sein. Bei
raucharmen Fluxsalzen, insbesondere Salzmischungen, die jedoch
aufgrund der geringeren Beizwirkung nur selten Anwendung fin
den, ist der Ammoniumchloridanteil zum größten Teil durch KCl
ersetzt.
Beim Trockenverzinken wird das Fluxsalz durch Eintauchen des
Werkstücks in die Fluxmittel-Lösung auf das Verzinkungsgut auf
gebracht. Schon beim Trocknen tritt durch die Bildung von
Hydroxozinksäuren eine gewisse Beizwirkung auf. Beim Eintauchen
in den Zinkkessel wird das aufgetrocknete Fluxsalz zum Schmel
zen gebracht. Für die Wirksamkeit von Fluxsalzen ist von Bedeutung,
dass ihr Schmelzpunkt deutlich unter der Temperatur des
Zinkbades (etwa 450°C) liegt, damit sie schnell ihre Beiz
wirkung entfalten können. Die Beizwirkung beruht auf der Frei
setzung von Salzsäure, die sich bevorzugt im Temperaturbereich
von 250 bis 320°C aus Ammoniumchlorid bildet. Diese Salzsäure
bewirkt die Auflösung von oxidischen Verunreinigungen.
In der Fluxmittel-Lösung reichern sich während des Betriebes
durch Einschleppung störende Stoffe an. Auch bei sorgfältiger
Betriebsweise der Entfettungsstufe kann eine Verschleppung or
ganischer Substanzen in die anschließende Beizstufe und weiter
in das Fluxbad nicht vollständig vermieden werden. Von größerer
Bedeutung ist jedoch das eingeschleppte Eisen aus den Beiz
bädern. In der Beize reichert sich das Eisen in Form von FeCl2
and, wobei die Eisengehalte in der Größenordnung von
100 bis 160 g/l liegen können. In geringem Umfang werden beim
Beizen auch Legierungsbestandteile der eingesetzten Stahlsorten
in Lösung gebracht. Der Eintrag von Eisensalzen, Salzsäure,
Beizinhibitoren und Legierungsbestandteilen in das nachfolgende
Fluxbad ist stark abhängig von der eingesetzten Spültechnik,
kann jedoch auch bei hohem Spülaufwand nicht ganz vermieden
werden.
Als weitere Quelle für Verunreinigungen spielt die Beizwirkung
des Fluxsalzes selbst eine Rolle. In dem Fluxbad ist Salzsäure
in unterschiedlichen Anteilen enthalten, wodurch Eisen- und Le
gierungselemente in geringen Mengen aus dem Verzinkungsgut her
ausgelöst werden.
Eisen, das mit dem Fluxsalz in den Verzinkungskessel beim
Feuerverzinken eingebracht wird, reagiert mit dem elementaren
Zink und bildet Hartzink (Eisen-Zink-Mischkristalle), das im
Zinkkessel als Feststoff ausfällt. Aus 1 g Eisen entstehen etwa
25 g Hartzink (Böhm, 1974 "Abwassertechnik in Feuerverzinkereien"
12 (1974) Nr. 11, 235-239). Die Zinkverluste sind also
beträchtlich, so dass der Eisengehalt im Fluxbad 10 g/l nicht
überschreiten sollte (Maaß, Peißker Handbuch "Feuerverzinken",
2. Aufl. Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig
1993, S. 72). Bisher wurden die Fluxsalze jedoch häufig erst
bei Eisengehalten von 80 bis 100 g/l, in extremen Fällen erst
bei 150 g/l ausgetauscht. Bei hohen Eisen-Konzentrationen kommt
es neben Zinkverlusten zu einer Beeinträchtigung der
Verzinkungsqualität. Hartzinkkristalle, die in der Zinkschmelze
schwimmen, setzen sich auf die Oberfläche des Verzinkungsgutes
und treten dann als sogenannte Pickel in Erscheinung. Neben
Pickeln können auch andere Fehlerscheinungen auftreten. So kann
durch die Anwesenheit feiner Hartzinkkristalle die Viskosität
der Zinkschmelze örtlich so stark erhöht werden, dass beim
Herausziehen der Werkstücke aus dem Zinkkessel Ver
zinkungsfehler wie Schlieren und sogenannte Gardinen entstehen.
Eingeschleppte Beizsäure bewirkt im Fluxbad ebenfalls eine ver
stärkte Herauslösung von Eisen und damit eine erhöhte Hartzink
bildung im Zinkkessel. Altfluxe können Säuregehalte von mehr
als 10 g/l und damit einen pH-Wert von kleiner 1 aufweisen.
Die Konzentration der eingeschleppten organischen Stoffe aus
der Entfettung und dem Beizen im Fluxbad ist im allgemeinen ge
ring und führt bei der Verzinkung nicht zu Qualitätseinbußen.
Die organischen Stoffe werden jedoch im Zinkkessel mit den vor
handenen Reaktionspartnern (zum Beispiel Zink, Chlor, Ammonium)
unkontrolliert umgesetzt, so dass schadstoffhaltige Reaktions
produkte (zum Teil Dioxin-haltig) entstehen können, die bei
größeren Mengen zu Betriebsstörungen in der Abluftreinigung
führen (Verstopfung der Filter) und eine Verwertung der abge
schiedenen Filterstäube erschweren oder unmöglich machen.
Verunreinigte Fluxbäder müssen daher regelmäßig ausgetauscht
werden, wobei der zum Austausch führende Eisengehalt in den Betrieben
der Feuerverzinkungsindustrie in weiten Bereichen
schwankt (40 bis über 80 g/l). Nur ein geringer Teil der In
haltsstoffe konnte in der Vergangenheit bei der Verwertung sol
cher Altfluxe zurückgewonnen werden, während der überwiegende
Anteil als Sonderabfall entsorgt werden musste. Diese Verfahren
des Standes der Technik beruhen im allgemeinen darauf, dass in
einem mehrstufigen Prozess zunächst der pH-Wert auf einen Wert
zwischen 3,5 und 4 eingestellt wird, sodann durch Wasserstoff
peroxidzugabe, das im Fluxbad vorhandene zweiwertige Eisen als
Eisen(III)hydroxid ausgefällt wird, und dann in einem aufgrund
der schlierigen Konsistenz dieser Eisenhydroxid-Flocken aufwen
digen und langwierigen Vorgang von der Fluxmittel-Lösung durch
Filtrieren getrennt wird. Bei diesem Verfahren kann nur ein
Teil der Fluxmittel-Lösung wieder eingesetzt werden. Eine Vari
ante dieses Verfahrens, in der jeweils nur ein Teil der Flux
mittel-Lösung in einer separaten Anlage behandelt wird, wird in
der DE-20 29 580 C3 beschrieben. Die grundsätzlichen Nachteile,
nämlich der geringe Wiederverwertungsgrad sowie das aufwendige
Verfahren und die Exposition des Personals gegen giftige und
ätzende Chemikalien wird jedoch nicht gelöst. Da bei dem be
schriebenen Verfahren die Fluxsalzrückgewinnung gering ist,
verzichten viele Verzinkereien auf eine Wiederverwertung der
Fluxmittel-Lösung und bevorzugen eine Entsorgung der gesamten
Fluxmittel-Lösung, wenn der Eisengehalt der Fluxmittel-Lösung
bis zu einem definierten Höchstwert angestiegen ist. Hierdurch
wird eine erhebliche Umweltbelastung durch Schwermetallsalze
unvermeidlich.
Ein hierzu alternatives Verfahren wird in der DE-38 14 372 A1
beschrieben. Nach diesem Verfahren wird dem Fluxbad kontinuier
lich oder diskontinuierlich eine bestimmte Menge entnommen, die
in einem separaten Reaktor mit einer Lauge alkalisch gemacht
und mit einem Oxidationsmittel versehen wird, um Eisen(II) zu
Eisen(III) zu oxidieren. Dieses Eisen wird in einem vorzugsweise
salzsauren Ionenaustauscher gebunden und nach Abtrennung
als mit Eisen beladene Reextraktionssäure in das Beizbecken zu
rückgeführt. Die von Eisen gereinigte Fluxmittel-Lösung wird
nach diesem Verfahren wieder dem Fluxbad zugeführt. Dieses Ver
fahren hat den Nachteil, dass es aufwendig und kostspielig ist
und keine Beseitigung eingeschleppter organischer Verunreini
gungen gewährleistet.
Ein Verfahren, mit dem die in den Altfluxen enthaltenen Wirk
stoffe praktisch vollständig zurückgewonnen und die Störstoffe,
vor allem Eisen und organische Verunreinigungen, quantitativ
abgetrennt werden können, wurde im Stand der Technik vorge
schlagen. Nach dem Prinzip der Kreislaufführung durch externe
Aufarbeitung erhält man mit diesem Verfahren aus den Altfluxen
eine neuwertige Fluxmittel-Lösung, die in den Verzinkereien
wieder eingesetzt wird. Organische Verunreinigungen werden zer
stört, beziehungsweise in einem Fällungsschlamm aufkonzent
riert, dessen Mengenaufkommen und Gefährdungspotential gegen
über anderen Verfahren des Standes der Technik sind bedeutend
geringer. Aus prozesstechnischen Gründen kann dieses Verfahren
jedoch nur Altfluxlösungen mit Eisengehalten bis zu 20 g/l ver
arbeiten, wodurch zwar ein häufigerer Fluxbadwechsel nötig
wird, was durch die ökonomischen und ökologischen Vorteile der
vollständigen Wiederverwertung des Fluxsalzes den geringen
Schadstoffgehalt des Abfallschlamms und die beträchtlich er
höhte Verzinkungsqualität überkompensiert wird. Bei dem Verfah
ren wird in mehreren Verfahrensschritten zum Altflux zunächst
Wasserstoffperoxid und Ammoniak zugegeben, um Eisen auszu
fällen, sodann werden mittels Kaliumpermanganat-Zugabe die or
ganischen Verunreinigung zerstört. Nach Abfiltrieren des Eisen
hydroxidschlamms wird enthaltendes Mangan(II) mit Wasserstoff
peroxid zu Braunstein oxidiert und durch Filtrierung abge
trennt, womit schließlich eine neuwertige Fluxmittel-Lösung er
halten wird.
Dieses Verfahren des Standes der Technik ist jedoch ebenfalls
vielstufig und vor allem darauf angewiesen, dass die Altfluxe
unter Inkaufnahme hoher Transportkosten zentral wiederaufberei
tet werden und in flüssiger Form wieder zu den Verzinkereien
geliefert werden müssen.
Unter dem Eindruck der aus Umweltschutzgründen zunehmenden Ein
kapselung von Verzinkungsanlagen und dem Bestreben der Ver
zinker, das Recycling der Fluxmittel-Lösung in eigener Regie
durchzuführen, besteht somit die Aufgabe der vorliegenden Er
findung darin, Fluxsalz-Zusammensetzung bereitzustellen, die
eine einfache Wiederaufbereitung der Fluxmittel-Lösung in einem
Schritt ermöglicht und nicht auf externe zentrale Wiederaufar
beitungsanlagen angewiesen ist. Hierdurch kann der Flux auch in
Märkten eingesetzt werden, die für herkömmliche Recyclingver
fahren aus Transportkostengründen nicht erreichbar sind, bei
spielsweise Überseeländer.
Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine
enteisenende Fluxsalz-Zusammensetzung für Fluxbäder, enthaltend
Zinkchlorid und Alkalimetallchlorid, dadurch gekennzeichnet,
dass sie mindestens einen oder mehrere alkalisierende Bestand
teile und einen oder mehrere in wässriger Lösung Eisen(II) zu
Eisen(III) oxidierende Bestandteile enthält.
Durch die Wiederaufbereitung in einem Schritt wird das übli
cherweise in den Verzinkereien bevorzugte Verfahren der
pH-Einstellung mit Ammoniakwasser und der Oxidation mit Wasser
stoffsuperoxid vereinfacht. Gleichzeitig wird durch das verwen
dete Fluxsalz die chemische Zusammensetzung der Fluxmittel-Lö
sung konstant gehalten. Die Einstellung des Zinkchlorid
/Ammoniumchloridverhältnisses durch Zugabe von Zinkchlorid
pulver nach einigen Wochen Betriebszeit kann ebenfalls entfallen.
Drei Arbeitsschritte werden durch einen Schritt ersetzt
und vereinfachen die Betriebsführung erheblich.
Zur Einstellung des gewünschten Verhältnisses von Zinkchlorid
zu Alkalimetallchlorid, um eine eutektische (niedrig
schmelzende) Fluxsalzmischung auf dem Verzinkungsgut zu gewähr
leisten, enthält eine bevorzugte Ausführungsform der erfin
dungsgemäßen Fluxsalz-Zusammensetzung 10 bis 80 Gew.-%, bevor
zugt 25 bis 70 Gew.-%, besonders bevorzugt 50 bis 70 Gew.-%
Zinkchlorid bezogen auf den Salzgehalt des Fluxsalzes.
Daneben soll die Fluxsalz-Zusammensetzung 20 bis 90 Gew.-%,
insbesondere 30 bis 75 Gew.-%, besonders bevorzugt
30 bis 50 Gew.-% Alkalimetallchlorid bezogen auf den Salzgehalt
des Fluxsalzes enthalten.
Wegen seiner zusätzlichen Beizwirkung durch Freisetzung von HCl
im Verzinkungsbad, ist hier Ammoniumchlorid besonders bevor
zugt.
Als alkalisierender Bestandteil kann die erfindungsgemäße Flux
salz-Zusammensetzung besonders Zinkoxid, Alkalimetallhydroxide,
besonders Lithium-, Natrium- und/oder Kaliumhydroxid,
Metallcarbonate, insbesondere Zinkcarbonat oder eine
Kombination daraus enthalten, in einer bevorzugten Ausführung
1 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt
3 bis 7 Gew.-% Zinkoxid bezogen auf das Fluxsalz.
Als oxidierender Bestandteil ist Alkalimetallpermanganat, be
sonders Kaliumpermanganat von Vorteil, da es sowohl Eisen als
auch organische Verunreinigungen oxidieren kann und entstehen
des Mangan(II) als Braunstein nach an sich bekannten Verfahren
wieder entfernbar ist, es können jedoch auch Metallperoxide
und/oder Metallchlorate wie Zinkperoxid oder Zinkchlorat als
oxidierende Bestandteile eingesetzt werden.
Die Menge an enthaltenem Permanganat ergibt sich idealerweise
aus dem stöchiometrischen Bedarf zur Oxidation alles enthal
tenen Eisen(II) zu Eisen(III). Deswegen ist ein Gehalt von
0,1 bis 15 Gew.-%, bevorzugt 0,5 bis 10 Gew.-%, besonders be
vorzugt 1 bis 5 Gew.-% Alkalimetall-, hier insbesondere Kalium
permanganat, bezogen auf das Fluxsalz in der Fluxsalz-Zusammen
setzung von großem Vorteil.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfin
dung betrifft eine Fluxmittel-Lösung, die zur Behandlung von
eisenhaltigen Metalloberflächen vor der Verzinkung eingesetzt
wird und ein Fluxsalz oben genannter Zusammensetzung enthält.
Insbesondere soll diese Fluxmittel-Lösung eine Konzentration
von weniger als 40 g/l, bevorzugt weniger als 30 g/l und beson
ders bevorzugt weniger als 25 g/l Eisen aufweisen, da ein hoher
Eisengehalt, wie oben ausgeführt, zu Hartzinkbildung und ver
minderter Qualität der Verzinkung führt.
Ebenso überschreitet die Reaktionstemperatur bei der Wiederauf
bereitung des Altfluxes aufgrund der exothermen Oxidation von
Eisen(II) zu Eisen(III) den optimalen Bereich wenn der Eisen
(II)-Gehalt des Altfluxes oberhalb von 35 bis 40 g/l liegt und
es müssen Kühler eingesetzt werden. So wird die Wiederaufar
beitung sinnvollerweise bei Temperaturen unterhalb 60 bis 70°C
durchgeführt, da oberhalb dieser Temperatur durch Wasserver
dampfung Probleme in den Verzinkereien auftreten.
Im Betrieb des Fluxbades zur Behandlung von eisenhaltigen Me
talloberflächen vor der Verzinkung, der eine Aufbereitung von
aus dem normalen Betrieb durch Eiseneinschleppung Eisen enthal
tenden Fluxbädern (Altfluxen) umfasst, wird erfindungsgemäß das
Zinkchlorid-Alkalimetallchloridverhältnis und der pH-Wert zur
Eisenfällung sowie die Oxidation von Eisen(II) zu Eisen(III)
durch kontinuierliche oder diskontinuierliche Zugabe einer
Fluxsalz-Zusammensetzung wie beschrieben in einem Schritt vor
genommen. Damit vereinfacht sich das Verfahren gegenüber den im
Stand der Technik beschriebenen Verfahren beträchtlich und kann
auch dezentral in den Verzinkungsanlagen auch durch unge
schultes Personal vorgenommen werden.
Die Fluxsalz-Zusammensetzung kann zum Betrieb des Fluxbades in
fester Form und auch vor der Zugabe in Wasser gelöst angewendet
werden. Eine optimale Wirkung wird erreicht, wenn man zum Be
trieb des Fluxbades mit der Zugabe des Fluxsalzes den pH-Wert
des Fluxbades in einem Bereich von 3,0 bis 4,5 bevorzugt von
3,3 bis 4,0, besonders bevorzugt bei 3,8 einstellt, in der Lö
sung durch Verzinkung auftretendes Eisen(II) zu Eisen(III) oxi
diert und ausfällt. Aus den oben beschriebenen Gründen ist es
vorteilhaft dies bei einem Eisengehalt des Altfluxes von
5 bis 40, bevorzugt 10 bis 30, besonders bevorzugt 15 bis
25 g/l vorzunehmen.
Durch die Zugabe von Permanganat kann sich mit der Zeit Mangan
im Altflux ansammeln. Dieses Mangan sollte von Zeit zu Zeit zum
Beispiel durch Komproportionierung mit Kaliumpermanganat oder
durch Oxidation mit Wasserstoffperoxid oder auf andere Weise
ausgefällt und entfernt werden.
Es wurde ein Standard-Flux gewählt, der in der Praxis hinrei
chend erprobt ist, gute puffernde Wirkung besitzt und einen pH-
Wert von 3 bis 3,8 gewährleistet. Dieser Flux ist bei den Ver
zinkereien gut eingeführt und anerkannt.
Unter Abwägung aller möglichen chemischen Einflüsse und Gefähr
dungsbeurteilung wurde als erfindungsgemäßes Oxidationsmittel
Kaliumpermanganat gewählt, das dem Flux zugemischt wird.
Zur Ermittlung der nötigen Kaliumpermanganatkonzentration und
letztlich der anzuwendenden Fluxkonzentration wurden Standard
werte einer durchschnittlichen Verzinkerei herangezogen.
Fluxbadgröße: 20 m3, entspricht etwa 24 t; Jahresdurchsatz an
Verzinkungsgut, etwa 10 000 t; Fluxsalzverbrauch, etwa 1,5 kg/t
Verzinkungsgut = 15 t Flux pro Jahr, jährliche Eisenein
schleppung bis 20 gFe/l, d. h. zu oxidierender Eisenanteil
400 kg/Jahr; Ausschleppverlust 0,5 m3 pro Woche.
Für einen großtechnischen Einsatz wurde eine Mischung mit 2%
Kaliumpermanganat gewählt.
Das Fluxsalz hatte folgende Zusammensetzung (Gew.-%):
54% Zinkchlorid (Kristallin)
5% Zinkoxid-Feststoff
40% Ammoniumchlorid
2% Kaliumpermanganat
54% Zinkchlorid (Kristallin)
5% Zinkoxid-Feststoff
40% Ammoniumchlorid
2% Kaliumpermanganat
Dadurch werden die Eisenwerte im Verlauf von einigen Monaten
Betriebsdauer gegen Null gedrückt, um dann mit Kaliumpermanga
natüberschuss eine Entmanganisierung des Fluxbades zu er
reichen.
Im Zinkchloridbetrieb wurde eine Charge von 500 kg des Fluxes
gemäß Beispiel 1 hergestellt und hieraus Proben entnommen, um
die Wirkungsweise im Labormaßstab zu testen.
1 l eines Altfluxes wurden nach folgenden Parametern unter
sucht:
ZnCl2: 23, 8%
NH4Cl: 8,1%
Fe: 2,1% = 26,75 g/l
Mn: 200 ppm
HCl: 0,3%
pH: < 1,0
Dichte: 1,274 g/ml
ZnCl2: 23, 8%
NH4Cl: 8,1%
Fe: 2,1% = 26,75 g/l
Mn: 200 ppm
HCl: 0,3%
pH: < 1,0
Dichte: 1,274 g/ml
Dieses Fluxbad stellte sich für die Versuchsdurchführung als
ideal heraus, weil insbesondere das Verhältnis Zinkchlorid zu
Ammoniumchlorid stark vom Optimum abwich.
Vor Beginn des Fluxeinsatzes wurde mit 10 ml 50%iger NaOH der
pH-Wert des Fluxbades auf 3,0 eingestellt.
Diesem eingestellten Fluxansatz (entspricht A1 in Tabelle 1)
wurden 25 ml entnommen, was dem wöchentlichen Ausschleppverlust
von 0,5 m3 eines Standardbades mit 20 m3 entspricht.
Die entnommenen 25 ml wurden wieder ergänzt durch 25 ml einer
erfindungsgemäßen Fluxmittel-Lösung gemäß Beispiel 1 mit einer
Konzentration von 400 g Flux/l oder 400 kg/m3, einer üblichen
Arbeitskonzentration in einer Verzinkerei, und etwa 1 Stunde
umgerührt.
Nach wenigen Sekunden kam es zu einer intensiven Braunfärbung
und nach Beendigung des Rührvorganges zu einer sehr schnellen
Dekantation. Der pH-Wert steigt von 3,0 auf 3,8.
Nach einem Tag wurde eine Probe entnommen und die Eisenredu
zierung sowie die Zusammensetzung der Fluxkomponenten geprüft
(siehe A2 in Tabelle 1). Die Probe der Altfluxlösung wurde mit
wenigen Tropfen HCl versetzt und der pH-Wert wieder auf
2,8 bis 3,0 eingestellt, um die HCl-Einschleppung zu simulie
ren.
Diese Vorgehensweise wurde insgesamt viermal durchgeführt, um
die vierwöchentliche Fahrweise eines Bades zu simulieren. Nach
jeder Reinigungscharge wurde eine Analyse (entspricht A2 bis A5
in Tabelle 1) durchgeführt, um die Enteisenung zu kontrollie
ren.
Der pH-Wert stieg bei jeder Fluxzugabe von etwa 3,0 auf etwa
3,8 an. Dies ist ein optimaler Wert zur Eisen-III-hydroxid
fällung.
Die Zinkchlorid-Ammoniumchloridzusammensetzung hat sich nicht
wesentlich verändert.
Bei den Proben A4 und A5 der Tabelle 1 erkennt man eine leichte
Verbesserung des Zinkchlorid/Ammoniumchloridverhältnisses.
Die Eisenwerte fielen von 26,75 g/l auf 20,4 g/l. Bezogen auf
die Einschleppmenge von 480 kg jährlich zu entfernendes Eisen
sind pro Monat 127 kg Eisen abgeschieden worden. Unter Berück
sichtigung von frisch eingeschlepptem Eisen, etwa 2 g/l und Mo
nat, wäre das Bad bei konsequenter Anwendung des enteisenenden
Fluxes in 5 Monaten eisenfrei. In dieser Zeit stiege der Man
gangehalt auf 1000 ppm an.
Dieser Gehalt könnte spätestens dann durch Bildung von MnO2 mit
freiem KMnO4 beseitigt werden.
Das eisen- und manganfreie Bad kann dann z. B. ein Jahr lang mit
konventionellem Fluxsalz betrieben werden. Ab einem Eisenge
halt, vorzugsweise 20 g/l kann der Enteisenungsschritt erneut
aufgenommen werden.
Denkbar ist auch eine Fahrweise, die einen Monat Enteisenung
und darauffolgend zwei Monate Fahrweise mit konventionellem
Fluxsalz umfasst. Dabei wird der Mangananstieg durch Austrag
wieder reduziert.
Die gewonnenen Erkenntnisse lassen allen Spielraum, um genau
auf die Bedürfnisse jeder Verzinkungsanlage zugeschnitten die
Fluxeinsätze zu dosieren.
Claims (15)
1. Enteisenende Fluxsalz-Zusammensetzung für Fluxbäder, ent
haltend Zinkchlorid und Alkalimetallchlorid, dadurch ge
kennzeichnet, dass sie mindestens einen oder mehrere
alkalisierende Bestandteile und einen oder mehrere in
wässriger Lösung Eisen(II) zu Eisen(III) oxidierende Be
standteile enthält.
2. Fluxsalz-Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 dadurch gekenn
zeichnet, dass sie 10 bis 80 Gew.-%, insbesondere
25 bis 70 Gew.-%, besonders 50 bis 70 Gew.-% Zinkchlorid
bezogen auf den Salzgehalt des Fluxsalzes enthält.
3. Fluxsalz-Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder 2 dadurch
gekennzeichnet, dass sie 20 bis 90 Gew.-%, insbesondere
30 bis 75 Gew.-%, ganz besonders 30 bis 50 Gew.-% Alkalime
tallchlorid bezogen auf den Salzgehalt des Fluxsalzes ent
hält.
4. Fluxsalz-Zusammensetzung gemäß Anspruch 3 dadurch gekenn
zeichnet, dass das Alkalimetallchlorid Ammoniumchlorid ist.
5. Fluxsalz-Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der alkalisierende Bestandteil
Metalloxide, insbesondere Zinkoxid, Alkalimetallyhdroxide,
besonders Lithium-, Natrium- und/oder Kaliumhydroxid, Me
tallcarbonate, insbesondere Zinkcarbonat oder eine Kombi
nation daraus umfasst.
6. Fluxsalz-Zusammensetzung gemäß Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, dass sie 1 bis 20 Gew.-%, insbesondere
2 bis 10 Gew.-%, besonders 3 bis 7 Gew.-% Zinkoxid bezogen
auf das Fluxsalz enthält.
7. Fluxsalz-Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass der oxidierende Bestandteil
Alkalimetallpermanganat, Metallperoxide und/oder Me
tallchlorate, insbesondere Kaliumpermanganat, Zinkperoxid
und/oder Zinkchlorat umfasst.
8. Fluxsalz-Zusammensetzung gemäß Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, dass sie 0,1 bis 15 Gew.-%, insbesondere
0,5 bis 10 Gew.-%, besonders 1 bis 5 Gew.-% Alkalimetall-,
insbesondere Kaliumpermanganat, bezogen auf das Fluxsalz
enthält.
9. Fluxmittel-Lösung zur Behandlung von eisenhaltigen Metall
oberflächen vor der Verzinkung, enthaltend eine Fluxsalz-
Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8.
10. Fluxmittel-Lösung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
dass der Eisengehalt eine Konzentration von weniger als
40 g/l, insbesondere weniger als 30 g/l, ganz besonders we
niger als 25 g/l aufweist.
11. Verfahren zum Betrieb eines Fluxbades gemäß Anspruch 9 oder
10 zur Behandlung von eisenhaltigen Metalloberflächen vor
der Verzinkung, umfassend eine Aufbereitung von aus dem
normalen Betrieb durch Eiseneinschleppung Eisen enthalten
den Fluxmittel-Lösungen, dadurch gekennzeichnet, dass man
das Zinkchlorid- Alkalimetallchloridverhältnis und den pH-
Wert zur Eisenfällung sowie die Oxidation von Eisen(II) zu
Eisen(III) durch kontinuierliche oder diskontinuierliche
Zugabe einer Fluxsalz-Zusammensetzung gemäß einem der An
sprüche 1 bis 8 in einem Schritt vornimmt.
12. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass
die Fluxsalz-Zusammensetzung vor der Zugabe in Wasser ge
löst wird.
13. Verfahren gemäß Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, dass
man den pH-Wert des Fluxbades in einem Bereich von
3,0 bis 4,5, insbesondere von 3,3 bis 4,0, ganz besonders
bei 3, 8 einstellt, in der Lösung durch Verzinkung auf
tretendes Eisen(II) zu Eisen(III) oxidiert und ausfällt.
14. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch ge
kennzeichnet, dass man die Fluxsalz-Zusammensetzung bei ei
nem Eisengehalt des Altfluxes von 5 bis 40, insbesondere
10 bis 30, ganz besonders 15 bis 25 g/l zusetzt.
15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch ge
kennzeichnet, dass man sich ansammelndes Mangan im Altflux
insbesondere als Braunstein ausfällt und entfernt.
Priority Applications (10)
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NO20021678A NO20021678L (no) | 2001-07-17 | 2002-04-10 | Flukssaltsammensetning som fjerner jern fra fluksbad |
DK02008060T DK1277849T3 (da) | 2001-07-17 | 2002-04-11 | Flusmiddelsaltsammensætning, som fjerner jern fra flusmiddelbade |
AT02008060T ATE314502T1 (de) | 2001-07-17 | 2002-04-11 | Enteisende fluxsalz-zusammensetzung für fluxbäder |
ES02008060T ES2252346T3 (es) | 2001-07-17 | 2002-04-11 | Composicion desferrizadora de sales fundentes para baños fundentes. |
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