AT17231U1 - Device and method for processing the flux bath of a hot-dip galvanizing plant - Google Patents
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Abstract
Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zur Aufbereitung des Fluxbades einer Feuerverzinkungsanlage mit einem Fluxbecken (1), einer hydraulisch damit verbundenen Druckleitung(5), einem damit hydraulisch verbundenen Filter (2) und einem mit ihm hydraulisch verbundenen Puffer (3), der mit dem Fluxbecken (1) hydraulisch verbunden ist. Um die Anlage kompakter als im Stand der Technik auszubilden ist vorgesehen, dass - ein Ammoniaktank (9), ein Wasserstoffperoxidtank (10) und ein Abbeiztank (11) vorhanden sind, die mit der Druckleitung (5) so in hydraulische Verbindung zu bringen sind, dass ihr Inhalt in ihn gelangt, und dass - hinter der Zufuhr ein Mischer (4) vor dem Filter (2) vorgesehen ist. Das neuerungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der Druckleitung (5) Ammoniak, Wasserstoffperoxid und ein Abbeizmedium, nämlich zinkreiche Altsäure, die in Feuerverzinkereien als Abfall anfällt, in Strömungsrichtung gesehen nach dem Fluxbecken (1) und vor dem Puffer (3) zugeführt wird.The innovation relates to a device for processing the flux bath of a hot-dip galvanizing plant with a flux basin (1), a hydraulically connected pressure line (5), a hydraulically connected filter (2) and a buffer (3) hydraulically connected to it, which is connected to the flux basin (1) is hydraulically connected. In order to make the system more compact than in the prior art, it is provided that - an ammonia tank (9), a hydrogen peroxide tank (10) and a pickling tank (11) are available, which are to be brought into hydraulic connection with the pressure line (5), that their contents get into it, and that - behind the feed a mixer (4) is provided in front of the filter (2). The method according to the innovation is characterized in that ammonia, hydrogen peroxide and a stripping medium, namely zinc-rich waste acid, which is produced as waste in hot-dip galvanizing plants, is fed to the pressure line (5) downstream of the flux basin (1) and upstream of the buffer (3).
Description
[0001] Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Aufbereitung des Fluxbades einer Feuerverzinkungsanlage entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1. The innovation relates to a device and a method for processing the flux bath of a hot-dip galvanizing plant according to the preamble of claim 1.
[0002] Beim Betrieb von Feuerverzinkungsanlagen reichert sich aufgrund von Verschleppungen aus den Beizbädern Eisen im Flussmittel an. Dies führt zu einer Verschlechterung der Verzinkungsqualität und erhöht durch vermehrte Hartzinkbildung den Zinkverbrauch. Dies macht es notwendig, das Eisen aus dem Flussmittel (Fluxbad) zu entfernen oder aber das Flussmittel nach Erreichen einer betriebsabhängigen Schranke des Eisengehaltes zu entsorgen. Dies ist aber aus Umweltschutzgründen und auch aus Kostengründen tunlichst zu vermeiden, sodass die Entfernung des Eisens aus dem Flussmittel die im Stand der Technik übliche Vorgangsweise ist. During the operation of hot-dip galvanizing plants, iron accumulates in the flux due to carryover from the pickling baths. This leads to a deterioration in the galvanizing quality and increases zinc consumption due to the increased formation of hard zinc. This makes it necessary to remove the iron from the flux (flux bath) or to dispose of the flux after reaching an operation-dependent limit of the iron content. However, this should be avoided as much as possible for environmental reasons and also for reasons of cost, so that the removal of the iron from the flux is the usual procedure in the prior art.
[0003] Dieses Entfernen macht es im Stand der Technik notwendig, das Flussmittel in einen Reaktionsbehälter zu überführen und dort durch Zugabe von Ammoniak und Wasserstoffperoxid die Oxidation des Eisens (die Reaktion) einzuleiten und durchzuführen. Anschließend daran wird das Flussmittel in einen Absetzbehälter gepumpt, wo sich der bei der Reaktion mit Wasserstoffperoxid generierte Eisenschlamm absetzt. Die schlammreiche Fraktion aus dem Absetzbehälter wird über eine Filterpresse gefahren und die Feststoffe werden zuverlässig entfernt. Die Klarphase aus dem Absetzbehälter und das Filtrat werden dem Fluxbad über eine Pumpe wieder zugeführt. Nachteilig daran ist der Platzbedarf für den Behälter und der apparative Aufwand mit Sensoren und Pumpen. In the prior art, this removal makes it necessary to transfer the flux to a reaction container and to initiate and carry out the oxidation of the iron (the reaction) there by adding ammonia and hydrogen peroxide. The flux is then pumped into a settling tank, where the iron sludge generated during the reaction with hydrogen peroxide settles. The sludge-rich fraction from the sedimentation tank is passed through a filter press and the solids are reliably removed. The clear phase from the settling tank and the filtrate are returned to the flux bath via a pump. The disadvantage of this is the space required for the container and the outlay on equipment with sensors and pumps.
[0004] Es besteht somit ein Bedarf an einer nicht solchen Platz benötigenden und apparativ möglichst einfachen und damit kostengünstigen Anlage. There is thus a need for a system that does not require such space and is as simple as possible in terms of apparatus and thus inexpensive.
[0005] Es ist Ziel und Aufgabe der Neuerung, eine solche Anlage und das zughörige Verfahren bereit zu stellen. It is the aim and task of the innovation to provide such a system and the associated method.
[0006] Neuerungsgemäß geschieht dies durch eine Anlage, die die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale aufweist; mit anderen Worten eine Rohrleitung verwendet, in der die Reaktion stattfindet. According to the innovation, this is done by a system that has the features specified in the characterizing part of claim 1; in other words, a pipeline is used in which the reaction takes place.
[0007] In einer Ausgestaltung der Neuerung ist dabei vorgesehen, dass dem Reaktionsgemisch Abbeizmedium, dies ist eine zinkreiche Altsäure, die in Feuerverzinkereien als Abfall anfällt, beigegebenen wird. Durch die Zugabe dieser Altsäure entsteht gleichzeitig mit dem Oxidieren und Ausfällen des Eisens neues Flussmittel, sodass einerseits die Entsorgung der Abbeize, andererseits die Beschaffung von Flussmittel deutlich reduziert oder überhaupt überflüssig wird. In one embodiment of the innovation it is provided that the reaction mixture stripping medium, this is a zinc-rich waste acid, which occurs as waste in hot-dip galvanizing plants, is added. By adding this old acid, new flux is created at the same time as the iron is oxidized and precipitated, so that on the one hand the disposal of the paint stripped and on the other hand the procurement of flux is significantly reduced or even superfluous.
[0008] Dementsprechend besteht das neuerungsgemäße Verfahren darin, dem Reaktionsgemisch Abbeizmedium zuzugeben. [0008] Accordingly, the method according to the invention consists in adding paint stripping medium to the reaction mixture.
[0009] Die Neuerung wird anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur ein Fließschema einer erfindungsgemäßen Aufarbeitungsanlage. The innovation is explained in more detail with reference to the drawing, in which an exemplary embodiment is shown. The single FIGURE shows a flow diagram of a work-up plant according to the invention.
[0010] Wie aus der Figur ersichtlich ist, weist eine neuerungsgemäße Vorrichtung als wesentliche Bestandteile ein Fluxbecken 1, eine Druckleitung 5, ein Filter 2, einen Puffer 3 und einen Mischer 4 auf. Die verschiedenen Armaturen, Pumpen und Sensoren entsprechen im Wesentlichen denen des Standes der Technik und werden daher in der Beschreibung nur dort erwähnt, wo sie in einem engeren technologischen Zusammenhang mit der Neuerung stehen. As can be seen from the figure, a device according to the invention has a flux basin 1, a pressure line 5, a filter 2, a buffer 3 and a mixer 4 as essential components. The various fittings, pumps and sensors essentially correspond to those of the state of the art and are therefore only mentioned in the description where they have a closer technological connection with the innovation.
DER AUFBAU IST NUN FOLGENDER: THE STRUCTURE IS NOW AS FOLLOWS:
[0011] Dem Fluxbecken 1, in dem die zu verzinkenden Gegenstände einer letzten (Fein-) Reinigung und Vorbereitung vor dem Verzinken in der Zinkschmelze unterzogen werden, wird das Fluxbad über eine Fluxbadleitung 8 entweder kontinuierlich oder im Batch-Betrieb zugeführt und es wird gebrauchtes Prozessbad, mit Verunreinigungen, entweder kontinuierlich oder im BatchBetrieb über eine Druckleitung 5 entnommen. The flux basin 1, in which the objects to be galvanized are subjected to a final (fine) cleaning and preparation before galvanizing in the zinc melt, the flux bath is fed via a flux bath line 8 either continuously or in batch mode and it is used Process bath with impurities, either continuously or in batch operation, removed via a pressure line 5.
[0012] Das Flussmittel wird, vom Fluxbecken 1, über eine Druckleitung 5, einen Mischer 4 und einen Filter 2 dem Puffer 3 zugeführt. The flux is fed to the buffer 3 from the flux basin 1 via a pressure line 5, a mixer 4 and a filter 2.
[0013] Der Druckleitung 5 werden neuerungsgemäß Ammoniak aus einem Ammoniaktank 9; Wasserstoffperoxid aus einem Wasserstoffperoxidtank 10 und Abbeize aus einem Abbeiztank 11 geregelt zugeführt. The pressure line 5 are renewed ammonia from an ammonia tank 9; Hydrogen peroxide from a hydrogen peroxide tank 10 and paint stripping from a stripping tank 11 are supplied in a regulated manner.
[0014] Ammoniak und Wasserstoffperoxid entsprechen den Vorgaben aus dem Stand der Technik und bedürfen keiner weiteren Erläuterung. Die Abbeize, auch zinkhältige Altsäure genannt entsteht bei dem im Folgenden erläuterten Verfahren: Bei fehlverzinkten Teilen muss die Zinkschicht wieder entfernt werden, bevor das Teil wieder neu verzinkt wird. Dies geschieht im sogenannten Abbeizbad. Darin wird die Zinkschicht mit Salzsäure entfernt, mit der Säure bildet sich unter anderem auch ZnCl>. Ist das Bad erschöpft, muss die Altsäure entsorgt werden. ZnCl, ist jedoch eine Komponente des Flussmittels (ZnCl» und NH4CI). Die Altsäure der Abbeize besteht hauptsächlich aus H2O, ZnCl2 und HCI (HCI kann in der Abbeize nicht auf 0 gefahren werden da die Abbeizgeschwindigkeit bei geringen HCI Konzentrationen von 0-4% zu langsam ist). Durch die Zugabe von Ammoniak wird mit der freien Säure aus der Abbeize die notwendige Komponente (NH«4CI) gebildet. Ammonia and hydrogen peroxide correspond to the specifications from the prior art and do not require any further explanation. The paint stripping, also called zinc-containing waste acid, is produced in the process explained below: In the case of incorrectly galvanized parts, the zinc layer must be removed again before the part is re-galvanized. This is done in what is known as a stripping bath. The zinc layer is removed with hydrochloric acid, with the acid, among other things, ZnCl> is also formed. If the bath is exhausted, the old acid must be disposed of. ZnCl, however, is a component of the flux (ZnCl »and NH4Cl). The old acid in the stripper consists mainly of H2O, ZnCl2 and HCI (HCI cannot be reduced to 0 in the stripper because the stripping speed is too slow at low HCI concentrations of 0-4%). By adding ammonia and the free acid from the paint stripper, the necessary component (NH 4 Cl) is formed.
[0015] Die Altsäure wird neuerungsgemäß einem Reaktionsbehälter 6, der bevorzugt einfach der Beginn des Mischers 4, somit der Rohrleitung, ist, zugegeben. Dargestellt ist ein eigener, abgetrennter Reaktionsbehälter 6, doch dient dies nur der Veranschaulichung der Tatsache, dass die Zugabe am Anfang des Mischers 4 (der Rohrleitung) erfolgt. Wenn ein eigener Behälter vorgesehen ist, ist dieser bevorzugt geschlossen und druckbeständig auszuführen. According to the innovation, the used acid is added to a reaction vessel 6, which is preferably simply the beginning of the mixer 4, thus the pipeline. A separate, separate reaction vessel 6 is shown, but this only serves to illustrate the fact that the addition takes place at the beginning of the mixer 4 (the pipeline). If a separate container is provided, it should preferably be designed to be closed and pressure-resistant.
[0016] Sodann gelangt das aufbereitete Bad durch den Mischer 4. Prinzipiell ist dies einfach eine Rohrleitung, die gegebenenfalls mit einem eingebauten Rührwerk (Rohrmischer) versehen ist und bevorzugt über einen Innendurchmesser verfügt, der deutlich über dem Innendurchmesser liegt, der sonst für die durchströmende, zu mischende bzw. gemischte Flüssigkeit der betrachteten Anlage (z.B. der Druckleitung 5 oder der Fluxbadleitung 8) verwendet wird. Bevorzugt beträgt der Durchmesser zumindest das Dreifache, besonders bevorzugt zumindest das Fünffache dieser Durchmesser. The treated bath then passes through the mixer 4. In principle, this is simply a pipe, which is optionally provided with a built-in agitator (pipe mixer) and preferably has an inner diameter that is well above the inner diameter that is otherwise required for the flowing through , to be mixed or mixed liquid of the system under consideration (eg the pressure line 5 or the flux bath line 8) is used. The diameter is preferably at least three times, particularly preferably at least five times this diameter.
[0017] Anschließend gelangt das Bad zu einem Filter 2, bevorzugt eine Kammerfilterpresse, in der die festen Verunreinigungen zurückgehalten und bei Bedarf durch Öffnen der Filterpresse nach unten in ein geeignetes Behältnis fallen. Das reine Filtrat wird sodann dem Puffer 3 zugeführt. Der Puffer 3 ist in hydraulischer Hinsicht als Puffer zum Ausgleich verschiedener Volumensströme vorgesehen, er hat nichts mit einem chemischen Puffer zu tun. Vom Puffer 3 wird das Bad, kontinuierlich oder absatzweise, dem Fluxbecken 1 über die bereits genannte Fluxbadleitung 8 zugeführt; der Kreislauf ist geschlossen. The bath then passes to a filter 2, preferably a chamber filter press, in which the solid impurities are retained and, if necessary, fall down into a suitable container by opening the filter press. The pure filtrate is then fed to buffer 3. From a hydraulic point of view, the buffer 3 is provided as a buffer to compensate for different volume flows; it has nothing to do with a chemical buffer. The bath is fed continuously or intermittently from the buffer 3 to the flux basin 1 via the already mentioned flux bath line 8; the cycle is closed.
[0018] Wie bereits erwähnt, werden die Pumpen, Sensoren, Armaturen, Heiz- bzw. Kühlvorrichtungen und die Regel- und Steuerzentrale nicht erläutert, da sie von der Neuerung nicht auf unerwartete Weise betroffen sind und der Fachmann auf den Gebiet der Feuerverzinkung daher in Kenntnis der Neuerung seine Planung leicht vornehmen kann. As already mentioned, the pumps, sensors, fittings, heating or cooling devices and the control center are not explained because they are not affected by the innovation in an unexpected way and the expert in the field of hot-dip galvanizing is therefore in Knowledge of the innovation can easily make his planning.
[0019] Bevorzugt erfolgt die Zugabe der Badbestandteile aus den Behältern 9-11 (mit freiem Spiegel) mittels Sauglanzen. Die Behälter 1 und 3 sind in der Figur mit freiem Spiegel dargestellt, eine Ausbildung eines oder beider als „geschlossene“ Behälter ist problemlos möglich. Da dann die Reaktion und Zwischenlagerung in einer geschlossenen Rohrleitung/einem geschlossenen Behälter stattfindet, ist nur mit einer geringen bis kaum einer Emissionsentwicklung der verwendeten Flüssigkeiten und Chemikalien im Aufstellraum der Anlage zu rechnen. The bath components are preferably added from the containers 9-11 (with a free mirror) by means of suction lances. The containers 1 and 3 are shown in the figure with a clear mirror; one or both of them can be designed as “closed” containers without any problems. Since the reaction and intermediate storage then takes place in a closed pipeline / a closed container, only a low to hardly any emission development of the liquids and chemicals used is to be expected in the installation room of the system.
BEZUGSZEICHENLISTE: REFERENCE CHARACTERISTICS LIST:
01 Fluxbecken 02 Filter 03 Puffer 01 Flux basin 02 Filter 03 Buffer
04 Mischer, Rohrmischer 05 Druckleitung 04 Mixer, pipe mixer 05 Pressure line
06 Reaktionsbehälter 06 reaction vessel
07 Frei 07 Free
08 Fluxbadleitung 08 Flux bath line
09 Ammoniaktank 09 Ammonia tank
10 Wasserstoffperoxidtank 11 Abbeiztank 10 hydrogen peroxide tank 11 paint remover tank
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