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Verfahren zur Rückgewinnung der nach dem Beizen von Metallen im Spülwasser enthaltenen ausgeschleppten Beizsäure
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung der nach dem Beizen von Metallen im Spülwasser enthaltenen ausgeschleppten Beizsäure und beseitigt die bisher bestehenden Schwierigkeiten bei Vernichtung oder Unschädlichmachung der Spülabwässer.
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den bekannten Belzanlagenanlage, wo die an der Oberfläche des Beizgutes noch anhaftende Beizsäure entfernt wird. Bei der Spülung des Gutes tällt eine der Menge des eingesetzten Wassers entsprechend verdünnte Beizsäure an, die wegen ihres Eisen- und Säuregehaltes nicht ohne weiteres in den Kanal abgelassen werden kann. Bisher erfolg- te die Beseitigung dieser Spülabwässer durch Neutralisation mit Kalk.
Das neutralisierte Wasser wird vom Neutralisatlol1sschlamm abgetrennt und in den Kanal abgelassen. Die Beseitigung des abgetrennten
Schlammes bleibt aber nach wie vor ein ungelöstes Problem, welches das bekannte Verfahren als wenig ideale Lösung der Spülabwasserfrage erscheinen lässt. Neben diesen technischen Mängeln bilde\1diehohen
Anschaffungs- und Betriebskosten sowie der grosse Platzbedarf der zur Durchführung dieses Verfahrens er- forderlichen Anlage einen weiteren Nachteil desselben.
Im Gegensatz zu dieser bekannten Arbeitsweise brauchen nach dem erfindungsgemässen Verfahren keine Spülabwässer vernichtet oder unschädlich gemacht werden, es wird sogar verhindert, dass solche überhaupt anfallen.
Um dies zu erreichen wird erfindungsgemäss das nach dem Spülen des Beizgutes im Gegenstrom, vorteilhaft in einem mehrstufigen Spülsystem, anfallende, mit Beizsäure angereicherte Spülwasser einge- dampft und dabei in ein metallsalz- und säurehältiges Konzentrat und in reinen Wasserdampf umgewan- delt und das genannte Konzentrat als beizfahige Saure in den Beizbottich und der Wasserdampf nachKondensation in die Spülanlage zurückgeführt.
Das Eindampfen des Spülwassers wird dabei im allgemeinen nur bis zur Konzentration der ausgeschleppten Beizsäure getrieben. Es kann jedoch vorteilhaft sein, bis über die ursprüngliche Beizsäurekonzentration hinaus einzudampfen, jedoch nicht so weit, dass sich bereits Eisensalze abscheiden, wie das z. B. bei der bekannten Aufbereitung von Beizsaure zu Eisensulfat der Fall ist. Bei dem erfindungsgemä - ssen Verfahren wird lediglich die ausgeschleppte Beizsäure als solche zurückgewonnen und nicht eine hochkonzentrierte, eisenarme Restsäure.
Das erfindungsgemässe Verfahren bezieht sich auf die Aufbereitung der nach dem Beizen anfallenden Spülwasser durch deren Destillation. Dabei wird erstens die Beizsäure als solche, zweitens das Spülwasser als destilliertes Wasser zurückgewonnen, so dass ein-und dasselbe Wasser in geschlossenem Kreislauf immer wieder zur Spülung des Beizgutes benutzt wird.
Drittens kann die für die Destillation benötigte Wärme aus dem entstehenden Sekundärkopf grösstenteils zurückgewonnen werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in welcher ein Aus- fuhrungsbeispieleiner Aniage zum Beizen und Spülen des Beizgutes verbunden mit einer Anlage zur Aufbereitung des Spülwassersdargestellt ist.
Es bezeichnet 1 das Beizgut, welches beispielsweise ein kontinuierlich bewegtes Band oder Drahtsein kann und in der ersten Verfahrensstufe in der Richtung des Pfeiles A eine Beizanlage 2 und eine ihr nachgeschaltete Spülanlage3 durchläuft, die im vorliegenden Falle dreistufig ausgebildet ist, wobei das Spülwasser entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Beizgutes von Stufe zu Stufe geführt wird. Die Spül-
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anlage-wird vorteilhaft zwei-bis vierstufig ausgebildet, da bei dieser Art der Spülung mit einer verhält- nismässig, geringen Spulwassermenge das Auslangen gefunden werden kann. Es kann aber selbstverständ - lich auch nur mit einer Stufe bzw. mit mehr als vier Stufen gearbeitet werden.
Durch das Gegenstrom- prinzip reichert sich das Spülwasser mit Beizsäure an, so dass bei der eingesetzten Spülungsartnureinege- ) ringe Spuiwassermenge in schon vorkonzentrierter Form anfällt.
In der zweiten Verfahrensstufe wird das in der ersten Stufe mit Beizsäure angereicherte Spülwasser über eine Pumpe 4 in einen Verdampfer 5 geleitet, wo es durch Verdampfen aufgearbeitet wird. Dadurch tritt eine Konzentrierung der im Spülwasser enthaltenden Beizsäure, vornehmlich bis zur ursprünglichen Beizsäurekonzentration oder darüber hinaus ein. Das Beizsäurekonzentrat fliesstalswiederbeizfähige Säu - ) re aus dem unteren Teil des Verdampfers 5 über die Leitung 6 in den Beizbottich 2 zurück und wird zu- sammen mit der Beizsäure in einer Regenerationsanlage 7 ohne Abwasseranfall aufgearbeitet. Die abwas - serfreie Aufbereitung geschieht bei schwefelsaurem Beizen durch eine der bekannten Kristallisationsanla- gen, die im Endprodukt zu isensu1fat-Hepta- oder -Monohydrat führen.
Salzsaure Abbeizen können durch andere Verfahren zu wieder beizfähiger Salzsäure und Eisenoxyd ohne Abwasseranfall aufgearbeitet weri den. Auch für Phosphorsäure und andere Beizsäuren sind Aufbereitungsverfahren bekannt.
Neben dem Beizsäurekonzentrat fällt als zweites Erzeugnis bei der Destillation des Spülwassers rei- ner Wasserdampf an, bei dessen Erzeugung, insbesondere bei salzsauren Abbeizen, an den Verdampfer 5 eine entsprechende Rektifizierkolonne angeschlossen sein kann. Der Verdampfer selbst kann als Umlauf- verdampfer, Fallfilmverdampfer oder in irgend einer andern bekannten Form ausgebildet sein. Er ist mit einer Dampferzeugungsanlage, z. B. einem Dampfkessel 8, verbunden, aus dem er Dampf bezieht und in den er über einen Kondenstopf 9 das Kondensat zurückliefert.
Der vom Verdampfer gelieferte Wasserdampf des Spülwassers wird zwecks Ausnützung der ihm inne- wohnenden Energie zur Beheizung des Beizbades herangezogen. Er wird in der dritten Verfahrensstufe fiber die Leitung 10 zur indirekten Beheizung des Beizbades in den Wärmetauscher 11 geleitet, durch welchen die Pumpe 12 Beizsäure aus der Anlage 2 treibt. Die erhitzte Beizsäure kehrt durch die Leitung 13 in die
Anlage 2 zurück und der zu Wasser kondensierteDampfwird über die Leitung 14 derletzten Stufe der Spül- anlage 3 zugeführt.
Berücksichtigt man, dass bei den üblichen Beizanlagen Hochdruckdampf zur direkten Beheizung des
Beizbades herangezogen wird, so erfordert die vorliegende Anlage mit der Einrichtung zur Spülwasserauf- bereitung nicht wesentlich mehr Energie als die üblichen Anlagen, da die dem Hochdruckdampf zur Ver- dampfung des Spülwassers entnommene Wärme einerseits durch das heisse Beizsäurekonzentrat und ander- seits durch den gebildeten Wasserdampf im Wärmeaustauscher 11 an das Beizbad abgegeben. wird.
Das einmal zur Spülung eingesetzte Wasser durchläuft also im geschlossenen Kreislauf, wie beschrie- ben, in der ersten Stufe die Gegenstromspülung 3, in der es mit der durch das Beizgut ausgeschleppten
Beizsäure angereichert wird, in der zweiten Stufe eine Destillationsanlage, die im vorliegenden Falle durch den Verdampfer 5 verkörpert wird und 111 der dritten Stute in Form von Dampf den Wärmetauscher
11, in welchem der Dampf zu destilliertem Wasser kondensiert, das in die erste Stufe der Spülung 3 zu- rückfliesst. Es fällt somit kein Wasser an, das kostspielig vernichtet oder in den Kanal abgeführt werden müsste.
Falls der Wärmeinhalt des durch die Leitung 10 gefuhrtenDampfes im Wârmetauscher UnîchtvoU- ständig ausgenutzt werden sollte, können weitere Wärmetauscher angeschlossen werden. Zu diesem
Zwecke kann eine Abzweigleitung 15 vorgesehen sein, die über ein Ventil 16 zu einem nicht dargestell- ten Wärmetauscher führt. In gleicher Weise können auch mehrere Abzweigungen vorgesehen sein.
Sollten vorübergehend überschüssige Brüden anfallen, können diese in einem weiteren Kondensator
17 ebenfalls zu destilliertem Wasser niedergeschlagen und anderwertig als reines, warmes Wasser imBe- trieb eingesetzt werden.
In der Folge wird das erfindungsgemässe Verfahren an einem Zahlenbeispiel erläutert :
Stündlich werden 10. t Warmband in einer mit einer Regenerationsanlage gekoppelten Beizanla- ge gebeizt. Die Beizsäure hat die konstante Zusammensetzung von 70 g Fe/Liter und 190 g Hz SO 4ft, iter.
Beim Übersetzen des Beizgutes in die dreistufige Gegenstromspülung werden von 10 t Beizgut 60 Liter Beizsäure ausgeschleppt. Dem Beizgut entgegen fliessen 300 Liter destilliertes Wasser, die aus der Kon- densation des verdampften Spülwassers gewonnen werden. Hiebei reichert sich das destillierte Wasser von der dritten bis zur ersten Spülstufe so weit an, dass eine verdünnte Beizsäure mit einem Gehalt von
14 g Fe/Liter und 38 g HSO/Liter entsteht. Dieses angereicherte Spülwasser wird aus der ersten Spülstufe in den Verdampfer gepumpt und dabei auf die ursprüngliche Konzentration derBeizsEureeingedickt.
Das Konzentrat fliesst in den Beizbottich zurück und wird, zusammen mit der Beizsäure, in dem ange-
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Wasser in die letzte Spülstufe der SpUlanlage zurück.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Rückgewinnung der nach dem Beizen von Metallen im Spülwasser enthaltenen ausgeschleppten Beizsäure, dadurch gekennzeichnet, dass das nach dem Spülen des Beizgutes im Gegenstrom, vorteilhaft in einem mehrstufigen Spülsystem, anfallende, mit Beizsäure angereicherte Spülwasser ein- gedampft und dabei in ein metallsalz- und säurehältiges Konzentrat und in reinen Wasserdampf umgewandelt wird und dass das genannte Konzentrat als beizfähige Säure in den Beizbottich und der Wasserdampf nach Kondensation in die Spülanlage zurückgeführt wird.