AT282275B - Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung bzw. Regenerierung chromsaurer Elektrolyte - Google Patents

Description

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   venanren   und Vorrichtung zur Reinigung bzw. Regenerierung chromsaurer Elektrolyte 
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung bzw. Regenerierung chromsaurer Elektrolyte, die in der galvanischen Industrie verwendet werden. 



   Die sauren Elektrolyte der galvanischen Industrie (im weiteren nur als Elektrolyte genannt) werden während des Gebrauchs mit verschiedenen Stoffen organischen und anorganischen Ursprungs verunreinigt. 



  Aus diesem Grunde muss man die Elektrolyte oft erneuern, welche Massnahme zeitraubend und kostspielig ist und in jedem Fall eine Unterbrechung des   kontinuierlichen Galvanisierprozesses mit   sich bringt. 



   Zahlreiche Versuche wurden ausgeführt, um die verschiedenen Elektrolytverunreinigungen weitgehend zu entfernen, oder aber die Elektrolyte zu regenerieren, diese Versuche blieben jedoch erfolglos. 



   Die bekannten Verfahren der Elektrolytreinigung und deren Vorrichtungen - abgesehen von ihrem verschiedenartigen Aufbau - sind gleichartig von jenem Standpunkt aus, dass sie ausser festen Filterschichten Adsorbentien enthalten. Diese Filtereinrichtungen haben sich jedoch lediglich bei solchen Elektrolyten bewährt, aus welchen schwebende bzw. gelöste Verunreinigungen durch Adsorption leicht entfernt werden können, sie sind jedoch z. B. für Chromelektrolyte ungeeignet. 



   Die in den Elektrolyten enthaltenen schwebenden festen Verunreinigungen können mittels Durchleiten einer zweckentsprechenden Filterschicht (wie Kunststoff, poröse Keramik usw. ) entfernt werden. Die in den Elektrolyten enthaltenen gelösten organischen Verunreinigungen werden normalerweise mittels Adsorptionskohle enthaltenden Filtereinrichtungen entfernt. 



   Ausser den erwähnten Verunreinigungen sind in den Elektrolyten auch Fremdmetallverunreinigungen in gelöstem Zustand vorhanden. Diese sind anorganischen Ursprungs und gelangen hauptsächlich durch Auflösung des Galvanisiergutes oder der Gestelle in die Elektrolyte. Im Falle von Chromelektrolyten reichern sich z. B. während der Galvanisierung Fe-, Cu-, Zn- und Mn-Ionen in dem Elektrolyt an. Wenn deren Konzentration eine Grenze von 15 bis 30   g/l   überschreitet, dann sind die Elektrolyte für die Glanzoder Hartverchromung weiterhin ungeeignet, so dass entweder die Entfernung der Verunreinigungen oder der Austausch der Elektrolyte (Neuansatz) notwendig wird. 



   Es wurde versucht, die in Chromelektrolyten enthaltenen gelösten Fremdmetallverunreinigungen mittels Absetzen, mehrfachem Durchleiten über Filterschichten oder mittels Ausfällen der Metall-Ionen durch Zugabe von besonderen Chemikalien,   d. h.   auf chemischem Wege, sowie auch auf elektrochemischem Wege zu entfernen. Diese Methoden wurden jedoch in industriellem Massstab nicht verwendet, da sie mit einem unverhältnismässig hohen Kostenaufwand behaftet und ausserdem auch technologisch kompliziert sind. 



   Ein besonders schwieriges Problem stellt die Reinigung und Regenerierung von Chromelektrolyten dar. Die in der Galvanotechnik üblichen Reinigungseinrichtungen können wegen des aggressiven Charakters der Chromsäure nicht verwendet werden, weil erfahrungsgemäss die in den Filtereinrichtungen eingesetzten Filtermedien binnen kurzer Zeit unbrauchbar werden. Die mehrstufige Filtrierung, z.

   B. mittels hintereinandergeschalteten mehreren Vorrichtungen, wie auch die Filtrierung dieser Elektrolyte in 

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 in den inneren Raum --6--, dann durch die in der Scheibe --8-- befindliche zentrale Bohrung in den Deckelraum-9-- und wird durch die an der Seite der   Scheibe --8-- befindliche   Öffnung sowie den 
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Die durch den Stutzen --11-- eintretende Elektrolytlösung fliesst durch das Rohr --12-- und den   Einlaufstutzen --13-- in   den im   Behälter --14-- befindlichen   unteren   Raum-15-.   Im unteren Raum   --15-- ist ein Sieb-16-- sowie   ein spiralförmiges   Leitblech --17-- in   waagrechter Lage angebracht. 



  Die zu reinigende Elektrolytlösung erhält durch das Leitblech eine Umfangsbeschleunigung, wodurch ein inniger Kontakt zwischen dem im   Raum --18-- eingefüllten Reinigungsmedium   und dem Elektrolyt gewährleistet wird, indem die Kunstharzkörner sich im turbulenten Strom mit der Elektrolytlösung mischen. Die gereinigte Elektrolytlösung fliesst dann durch das in der zentralen Bohrung der   Scheibe--19--   befestigte Nachfilter   in den Deckelraum --20-- und   von dort durch die   Seitenöffnung   der   Scheibers   denKanal--21-- und den Stutzen --22-- ins Freie (Schlauchanschluss). 



   Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann auch zur Reinigung aller übrigen in der Galvanotechnik   ge-   bräuchlichen Elektrolyte, zur Reinigung von Abwässern und chemischen Lösungen auch in verschiedenen Industriezweigen eingesetzt werden. Ein besonderer Vorteil dieser Vorrichtung besteht darin, dass die Filtermedien rasch ausgetauscht und regeneriert werden können. 



   Bei der Ausarbeitung der Erfindung stellte besonders die Entfernung der in galvanischen Elektrolytlösungen in gelöstem Zustand vorhandenen anorganischen Verunreinigungen ein schwieriges Problem dar. Der Reinigungsprozess war umso mehr schwieriger, als die galvanischen Elektrolyte eine bedeutende Säurekonzentration aufweisen. Daher können die üblichen Filtrier- und Reinigungsanlagen nicht eingesetzt werden. Die anorganischen Verunreinigungen, die in gelöstem Zustand vorhanden sind, können ausserdem durch Adsorption nicht entfernt werden. Ein chemisches oder elektrochemisches Verfahren zur Reinigung dieser Elektrolyte auf wirtschaftliche Weise konnte früher nicht ausgearbeitet werden. 



  Die adsorptive Bindung der Fremdmetall-Ionen z. B. mittels Kunstharzen, konnte auf Grund theoretischer Erwägungen infolge der Säurekonzentration und der   oxydativen Wirkung der galvanischen   Chromelektrolytlösungen nicht in Betracht gezogen werden, da einerseits die Ionenaustauscherharze im allgemeinen bei niedriger Säurekonzentration,   d. h.   unter milderen Reaktionsbedingungen, in der Praxis verwendet werden, anderseits weil man vermuten könnte, dass die eventuell gebundenen Fremdmetall-Ionen im Laufe des Reinigungsprozesses wieder eluiert werden. 



   Es kann daher ausgesprochen als überraschend bezeichnet werden, dass im Falle einer erhöhten Säurekonzentration ohne Beschädigung der Ionenaustauscherharze, die in   den Elektrolytlösungen in gelöstem   Zustand vorhandenen störenden Metallverunreinigungen auf dem Kunstharz gebunden werden können und gleichzeitig der Chromgehalt der zu reinigenden Lösung praktisch unverändert bleibt. 



   Erfahrungsgemäss können die mit den verunreinigenden Metall-Ionen gesättigten erschöpften Kunstharze durch verdünnte anorganische Säurelösungen eluiert und damit regeneriert werden. Die Regenerierung der Ionenaustauscherharze kann auch bei einem 15 bis 20 Béo Konzentration aufweisenden Chromelektrolyt 2 bis 400mal wiederholt werden, ohne damit rechnen zu müssen, dass die Kapazität der Ionenaustauscherharze niedriger wird. Die mit der Strömungsenergie eingeführten Elektrolytlösungen in Schwebe   gehaltenenKunstharzkörner   weisen eine erhöhte Aktivität auf, verglichen mit einem Kunstharz, welches im Fixbett verwendet wird. 



   Die Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens und der Vorrichtung sind die folgenden :
1. Gegenüber der bisherigen Praxis müssen die mit Fremdmetall-Ionen verunreinigten Elektrolyte nicht mehr verworfenwerden, sondern können mit Hilfe der beschriebenen Vorrichtung in ursprünglicher Zusammensetzung aufrecht erhalten und vorzugsweise im Kreislauf benutzt werden. Das Ätzen und Verchromen der zu galvanisierenden Gegenstände kann in demselben Behälter ausgeführt werden, dadurch wird der Hartverchromungsvorgang und der Glanzverchromungsvorgang vereinfacht und seine Reproduzierbarkeit verbessert. 



   2. Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist zur Regenerierung saurer Elektrolyte allgemein verwendbar. 



   3. Das in der erfindungsgemässen Vorrichtung eingesetzte Filtermedium ist 2 bis 400 mal regenerierbar und deshalb ausserordentlich wirtschaftlich. 



   4. Die Qualität der galvanischen Überzüge, insbesondere der Chromüberzüge, kann durch Verwendung der erfindungsgemässen Vorrichtung auf gleichmässiger Qualität gehalten werden, da in den Elektrolyten während des Betriebes sich anreichernde Verunreinigungen fortlaufend entfernt werden kön-   nen   und dabei wird der Wirkungsgrad der Elektrolyte besser.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Reinigung bzw. Regenerierung von chromsauren Elektrolyten, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Reinigung der verunreinigten Elektrolyte in zwei Stufen, in hintereinandergeschalteten Filtervorrichtungen ausgeführt wird, wobei in der ersten Stufe der zu reinigende Elektrolyt durch ein Adsorptionskohle enthaltendes Fixbett durchgeführt wird, wo die festen Schwebeteilchen des Elektrolyten mit üblichen Filtermedien entfernt werden, und sodann in der zweiten Stufe der vorgereinigte Elektrolyt durch mit Hilfe der Strömungsbewegung des Elektrolyten in Schwebe gehaltene Körner eines Kationaustauscherharzes in der H-Form hindurchgeführt wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Kationaustauscherharz ein stark saures Kationsaustauscherharz verwendet.

   3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge- k e n n z e i c h n e t, dass sie aus zwei hintereinandergeschalteten Filterelementen, vorzugsweise aus zwei zylinderförmigen Behältern (1, 14) besteht, wobei der erste Behälter eine untere Einlauföffnung (7) und eine obere Auslauföffnung (11) aufweist, ferner eine am Behälterboden untergebrachte Reinigungsöffnung (7a), einen Deckelraum (9), ferner auswechselbar an den Wänden angeordnete, in senkrechter Lage eingesetzte Schichten von Filtermaterial (2, 3), einen durch die Filterschichten begrenzten äusseren (4) und inneren Raum (6), einen zwischen den Filterschichten befindlichen Raum (5), welcher zur Aufnahme der Adsorptionskohle dient, wobei die äussere Filterschicht (2) zum Ausfiltrieren von gröberen, die innere Filterschicht (3)

   zum Ausfiltrieren von feineren Schwebeteilchen geeignet ist, und wobeider zweite Behälter eine untere Einlauföffnung (13), einen durch den Siebeinsatz (16) begrenzten unteren Raum (15) aufweist, welcher mit einem am Behälterboden waagrecht befestigten, spiralförmigen Leitblech (17) versehen ist, ferner einen als Vorfilter ausgebildeten Siebeinsatz (16), einen zwischen dem Siebeinsatz und dem Deckelraum zur Unterbringung des Reinigungsmediums vorgesehenen, gegebenenfalls weiters waagrecht angeordnete Spiralleitbleche enthaltenden Raum (18), einen Deckelraum (20) und eine Auslauföffnung (22) am oberen Teil des zweiten Behälters zum Ausschluss an den Elektrolytbehälter sowie eine Reinigungsöffnung (7a) am Boden des Behälters.