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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung
von galvanischen Bädern zur Abscheidung von Metallen, insbesondere
von alkalischen Zink-Nickellegierungsbädern, unter Verwendung von
Ionentauschern, um die Standzeit von Elektrolyten zu verlängern
und unerwünschte Abbauprodukte zu entfernen.
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Hintergrund der Erfindung
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Zink-Nickel-Überzüge
werden überall dort eingesetzt, wo ein qualitativ hochwertiger
Oberflächenschutz bei Korrosionsbelastung gefordert ist.
Der klassische Einsatzbereich ist der Automobilbau für
Bauteile, die im Motorraum, an Bremsanlagen und im Fahrwerksraum
Verwendung finden. Aus diesem Grund wurden in letzter Zeit die in
der
deutschen Patentschrift 37
12 511 veröffentlichten alkalischen Zink-Nickel-Elektrolyte eingesetzt,
die zum Beispiel folgende Elektrolytzusammensetzung aufweisen: Tabelle 1: Elektrolytansatz eines Zink-Nickel-Elektrolyten
| Zinkoxid | ZnO | 11,3 | g/l |
| Nickelsulfathexahydrat | NiSO4·6H2O | 4,1 | g/l |
| Natriumhydroxid | NaOH | 120 | g/l |
| Polyethylenamine
(Komplexbildner) | z.
B. (C2H5N) | 5,1 | g/l |
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Die
im Elektrolyt enthaltenen Amine dienen als Komplexbildner für
die Nickelionen. Komplexbildner sind Bestandteile zahlreicher galvanischer
und chemischer Verfahren die der Metallabscheidung dienen. Der Zink-Nickel-Elektrolyt
wird gewöhnlich mit unlöslichen Nickelanoden betrieben.
Der Gehalt an Zink wird durch Zugabe einer geeigneten Zinkionenquelle
und der Nickelgehalt durch Addition einer Nickellösung
konstant gehalten. Der Zink-Nickel-Elektrolyt weist jedoch nach
einer gewissen Betriebszeit eine Farbänderung von ursprünglich
blau-violett nach braun auf.
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Nach
einer gewissen Betriebszeit bildet sich durch anodische Oxidation
aus den aminhaltigen Komplexbildnern Nitrile (sogenanntes organisch
gebundenes Cyanid, die nicht nur Nitrile sondern auch Isonitrile umfassen
können) und Cyanidionen in den Zink--Nickel-Elektrolyten.
Dieses Problem der Cyanidbelastung erfordert ein kontinuierliches
Erneuern des Elektrolyten sowie eine spezielle Abwasserbehandlung,
die sich signifikant auf die Betriebskosten des Elektrolyten auswirken.
Nach mehreren Tagen beziehungsweise Wochen, sind eine Verstärkung
der Verfärbung und eine Trennung in zwei Phasen erkennbar.
Die obere Phase ist hierbei dunkelbraun gefärbt. Diese
Phase bereitet bei der Beschichtung der Werkstücke erhebliche
Probleme, wie zum Beispiel eine ungleichmäßige
Verteilung der Schichtdicke oder Bläschenbildung. Ein kontinuierliches
Entfernen beziehungsweise Abschöpfen dieser zweiten braunen
Phase ist somit unumgänglich. Dieser Arbeitsgang ist dabei
zeit- und kostenaufwendig. Die Ausbildung der zweiten Phase ist
darauf zurück zu führen, dass die Amine in alkalischer
Lösung an den Nickelanoden zu Nitrilen (organisch gebundene
Cyanide) umgesetzt werden. Dies bedeutet aber, dass aufgrund dieser
Zersetzung der Amine stets neuer Komplexbildner zugegeben werden
muss, was die Prozesskosten in die Höhe treibt.
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Im
Stand der Technik sind mehrere Verfahren beschrieben, um die Konzentration
an Cyaniden zu verringern.
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Die
Aktivkohlereinigung ist in der Galvanotechnik ein gängiges
Verfahren um organische Verunreinigungen in Nickelelektrolyten zu
entfernen. Die Mengen an Aktivkohle, die Verwendung finden, werden
in Vorversuchen festgelegt. Am häufigsten finden Mengen
von 2–5 g/l bei der Aktivkohlereinigung Verwendung. Die Zugabe
der Aktivkohle erfolgt bei Temperaturen von etwa 50–60°C.
Nach der Zugabe wird der Elektrolyt intensiv durchgerührt.
Nach etwa einer halben Stunde sind die adsorbierbaren Stoffe von
der Aktivkohle aufgenommen und es wird abfiltriert. Nachteil dieses
Verfahrens ist allerdings, dass dadurch alle organischen Bestandteile
im Elektrolyten entfernt werden. Für den Zink-Nickel-Elektrolyten
würde dies bedeuten, dass dadurch nicht nur die Abbauprodukte,
sondern auch alle anderen organischen Bestandteile, wie zum Beispiel
Glanzzusätze und Komplexbildner, entfernt werden.
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Die
Druckschrift
EP 1 344
850 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Reduzierung der Cyanid-Bildung,
indem die Anode von dem alkalischen Elektrolyten durch eine Ionenaustauschermembran
getrennt wird. Durch diese Abtrennung wird vermieden, dass es zu
einer Reaktion der Amine an den Nickelanoden kommt und somit auch
keine unerwünschten Nebenreaktionen ablaufen. Die ablaufenden
Nebenreaktionen, die Entsorgungsprobleme, das Ausbilden einer zweiten
Phase und die nachteilige Beeinflussung der Qualität der
abgeschiedenen Zink-Nickel-Schicht, werden dadurch vermieden. Eine
Erneuerung des Bades sowie das arbeitsintensive beziehungsweise
aufwendige Abschöpfen der sich ausbildenden zweiten Phase
werden dadurch überflüssig. Der Zink-Nickel-Elektrolyt
dient als Katholyt. Das im Anodenraum enthaltene Medium, welches durch
die erwähnte Ionenaustauschermembran abgetrennt ist, wird
als Anolyt bezeichnet, wobei hier beispielsweise Schwefelsäure
oder Phosphorsäure eingesetzt werden kann. Nachteilig an
diesem Verfahren ist die Verwendung einer kosten- und wartungsintensiven
Ionentauschermembran, die zusätzlich nicht für
alle gängigen Metallisierungsbäder einsetzbar
ist.
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Die
Druckschrift
EP 0 601
504 B1 beschreibt die Reinigung von galvanischen Bädern
zur Metallabscheidung mittels polymeren Absorberharzen. Wie bei
der Aktivkohlebehandlung ist nachteilig, dass dadurch nicht nur
die Abbauprodukte, sondern auch alle anderen organischen Bestandteile,
wie zum Beispiel Glanzzusätze und Komplexbildner, entfernt
werden.
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Beschreibung der Zeichnungen
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1:
Aufbau einer Ionentauscher-Regeneriereinheit
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2:
Aufbau einer Hull-Zelle
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3:
Verfahrensablauf und Regeneriereffekt in Kombination aus Ionenaustauscher
und Ausfrieren von Natriumcarbonat
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4:
Vergleich der Schichtdickenverteilungen verschiedener Zink-Nickel-Elektrolyte
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Beschreibung der Erfindung
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das während des
Metallisierungsprozesses gebildete Cyanid sowie die Nitrile selektiv
aus dem Elektrolyten zu entfernen. Überraschenderweise
gelang es durch den Einsatz von Ionentauschern, die in der Lage
sind Cyanidionen zu binden, sowohl die Cyanidionen selbst als auch
die Nitrile aus dem Bad zu entfernen. Der Einsatz von Ionentauschern
für diesen Zweck ist im Stand der Technik nicht bekannt.
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In
alkalischen Zink-Nickel-Elektrolyten mit aminhaltigen Komplexbildnern
(zum Beispiel Polyethylenamin) entsteht während des Betriebes
entsteht eine Nitrilverbindung. Das Abbauprodukt hat den Nachteil,
dass mit steigender Standzeit des Elektrolyten beziehungsweise Zunahme
des Abbauprodukts eine ölige und wachsartige zweite Phase
ausgebildet wird. Die Entstehung des Abbauprodukts ist verantwortlich
für den Verlust von teurem Komplexbildner und für
die Bildung von störendem hochgiftigem Cyanid. In der Regel
enstehen aus den aminhaltigen Komplexbildnern zunächst
in oxidativer Reaktion an der Anode Nitrile (R-CN, mitumfasst sind
immer Isonitrile, R-NC), die dann zu Cyanidionen (CN–)
weiterreagieren.
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Diese
Probleme verursachen eine Abnahme des Wirkungsgrades sowie Qualitätseinbußen
der abgeschiedenen Schicht. Hierbei ist der Wirkungsgrad der prozentuale
Anteil vom aufgebrachten Gesamtstrom um eine definierte Menge Metall
abzuscheiden. Um der Abnahme des Wirkungsgrades entgegen zu wirken,
wird meist die Stromdichte erhöht, wodurch jedoch die Abbaurate
des Komplexbildners zum Nitril (R-CN) und zum Cyanid beschleunigt
wird. Untersuchungen haben gezeigt, dass sich in der zweiten Phase
große Mengen an Cyanid, Metall und Natriumcarbonat (Na2CO3) befinden. Es
ist anzunehmen, dass demnach diese Abbauprodukte vom Nitril beeinflusst
werden, beziehungsweise bei immer stärker werdender Konzentration
miteinander existieren und eine zweite Phase ausbilden. Eine Abtrennung
der zweiten Phase ist prozesstechnisch schwierig, da sich die Badflüssigkeit
in ständiger Bewegung befindet. Außerdem bedeutet
dies stets einen Verlust an komplexierten Metallionen und anderen
wertvollen Additiven, die sich ebenfalls in dieser Phase befinden.
Daher ist es wünschenswert, das Cyanid und das organisch
gebundene Cyanid (Nitril) selektiv aus dem Elektrolyten zu entfernen.
Ein Ausfrieren von Natriumcarbonat kann ebenfalls in einem separaten
Schritt durchgeführt werden. Die Abnahme an organisch gebundenem
Cyanid wäre an der Änderung des Gehaltes an totalem
organischem Kohlenstoff in der Prozesslösung erkennbar.
Dies könnte jedoch auch bedeuten, dass andere wichtige
organische Bestandteile, wie Glanzzusätze oder organische
Komplexbildner, im Elektrolyten verloren gehen. Wäre dies
der Fall, dass Glanzzusätze aus dem Elektrolyten entfernt
werden, würde dies die optische Qualität der abgeschiedenen
Schicht erheblich beeinflussen. Eine Abnahme des Gehaltes an Cyanid
und Nitrilverbindungen hätte eine Erhöhung des
Wirkungsgrades zur Folge.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung soll die Entfernung an Cyanid und organisch
gebundenem Cyanid mittels eines Ionentauschers erfolgen.
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Ionenaustauscher
dienen der Entfernung von Giftstoffen beziehungsweise störenden
Anionen oder Kationen aus dem Abwasser. Der Vorteil dieses Verfahrens
besteht darin, dass keine Fällung oder chemische Zerstörung
notwendig ist, da die Störstoffe in unveränderter
Form aus dem Abwasser entfernt werden können. Die Ionenaustauscher
sind hochmolekulare organische Stoffe. An ihrem starren und unlöslichen
Gerüst befinden sich leicht austauschbare Gegenionen. Diese
sind leicht bewegliche und austauschbare Gegenionen, meist Wasserstoffionen
oder Hydroxylionen. Das Regenerieren von galvanischen Prozessbädern
ist also ein geeignetes Verfahren, um die Standzeit von Elektrolyten
zu verlängern. Somit könnte im Prinzip ein Elektrolyt von
störenden Kationen oder Anionen entfernt werden. Der Begriff
Ionenaustauscher, soweit hier verwendet, beinhaltet auch Ionenaustauscherharze,
Ionentauscher, Ionentauscherharze, Selektivaustauscherharze, Selektivharze,
Austauscherharz und Austauscher.
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Der
Satz-Betrieb ist ein Verfahren für den Ionenaustausch.
Die Ionenaustauscherharze werden mit der Elektrolytlösung
in einem Gefäß in Berührung gebracht.
Der Prozess ist beendet, sobald sich ein Austauschgleichgewicht
zwischen den Gegenionen des Austauschers und den Ionen gleicher
Ladung aus der Elektrolytlösung eingestellt hat. Müssen
weitere Ionen mit Hilfe der Ionenaustauscherharze aus dem Elektrolyten
entfernt werden, so müssen neue Harze zugefügt
werden. Die Harze werden nach Einstellung des Gleichgewichts abfiltriert.
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Das
Säulenverfahren ist das im Labor am meisten verwendete
Verfahren. Das Ionenaustauscherharz wird dabei in eine Säule
gepackt. In der nun geschaffenen Packung werden dann alle notwendigen
Operationen durchgeführt. Dabei werden zwei verschiedene
Arbeitstechniken unterschieden und zwar das Arbeiten mit absteigender
und aufsteigender Flüssigkeitsschicht. Bei der absteigenden
Flüssigkeitsschicht durchströmt der Elektrolyt
die Säule von oben nach unten und bei der aufsteigenden
Flüssigkeitsschicht von unten nach oben. Das Befüllen
der Säule mit Harzen ist leicht durchzuführen.
Das in beliebiger Form vorliegende Harz wird zunächst in
ein Becherglas mit destilliertem Wasser versetzt, um die Harze zu
quellen. Dieser Arbeitsschritt ist notwendig um ein Zersprengen
der Säule und eine zu dichte Packung durch Quellung in
der Säule zu vermeiden. In der Regel reichen in etwa zwei
Stunden zum Quellen aus. Als nächstes wird das Harz in
die Säule eingeschlämmt, wobei zu beachten ist,
dass das bereits aufgeschichtete Harz stets mit Wasser bedeckt sein muss.
Dies ist notwendig um den Einschluss von Luftblasen zu vermeiden.
Im Überschuss vorhandenes Wasser wird dabei kontinuierlich
aus der Säule abgezogen. Zuletzt wird nach dem Befüllen
mit Harz auf den oberen Rand der Packung ein Wattebausch eingelegt.
Folgende Teilprozesse sind während des Arbeitszyklus einer Ionenaustauschersäule
durchzuführen:
- 1. Beladen (Ionenaustausch)
- 2. Waschen der Austauscherpackung
- 3. Regenerieren
- 4. Waschen der Austauscherpackung.
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Das
Waschen zwischen den Arbeitsgängen ist notwendig um Reste
von Reagenzlösungen in der Ionenaustauschersäule
zu entfernen. Beim Regenerieren wird die Austauscherpackung in den
Ursprungszustand überführt (nicht beladener Zustand).
Wenn das beim Ionenaustausch eingetauschte Ion wieder gewonnen werden
soll, wird es durch Eluieren mit einer geeigneten Flüssigkeit
vom Ionenaustauscher entfernt.
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Erfindungsgemäß fließt
die Prozesslösung durch Ionenaustauscherharze, wobei die
Cyanide an die Ankergruppen durch Wechselwirkungen angelagert und
die Hydroxidanionen an den Elektrolyten abgegeben werden. Überraschenderweise
können auf diese Weise auch Nitrilverbindungen entfernt
werden.
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Jedes
Ionentauscherharz, das in der Lage ist, Cyanidionen zu binden, ist
für den Einsatz im Rahmen der vorliegenden Erfindung geeignet.
Beispielhaft wurden Unter suchungen mit den Ionenaustauscherharzen Lewatit
MonoPlus M600 und MonoPlus M500 der Firma Lanxess Deutschland GmbH
durchgeführt. Diese Harze sind stark basische Anionenaustauscher,
die als funktionelle Gruppe quaternäre Amine besitzen.
Als Matrix dient quervernetztes Polystyren. Die Schüttdichte
beträgt 680 g/l, die effektive Korngröße
ist 0,62 mm.
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In 1 wird
das Säulenverfahren mit aufsteigender Flüssigkeitsschicht
als eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt.
Im unteren Teil der Säule (4) befindet sich eine
Glas-, Keramik- oder Kunststofffritte, oder ein Spritzregister oder
ein Sprühstock oder ein Sieb (6), durch die die
Prozesslösung gleichmäßig durch das Ionenaustauscherharz
(5) fließen kann. In der Säule ist das
Ionenaustauscherharz (5) eingebettet. Am oberen Ende der
Säule ist eine Glas-, Keramik- oder Kunststofffritte oder
ein Sieb (3) vorgesehen. Dieses soll verhindern, dass Harze
nach oben gelangen und nur die Prozesslösung durchgelassen
wird. Im Vorlagebehälter (1), das dem galvanischen
Bad zur Abscheidung des entsprechenden Metalls dient, befindet sich die
verunreinigte Prozesslösung, die mit Hilfe einer Schlauchpumpe
(2) durch die Säule gefördert wird. Nachdem
die Prozesslösung die Säule passiert hat, wird
diese in einem Behälter (7) aufgefangen, der mit
Behälter (1) identisch sein kann.
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Die
Vorrichtung zur Durchführung des Metallisierungsverfahrens
umfasst gemäß der 1 und 3 einen
Behälter (1) für die Aufnahme eines Zink-
oder Zinklegierungsbades, eine damit verbundenen Pumpeinrichtung
(2), die mit der Ionenaustauschereinrichtung (4)
für die Aufnahme Zink- oder Zinklegierungsbades verbunden
ist, die ein Ionenaustauscherharz (5) aufweist und eine
Auffangeinrichtung (7) für das durch das Ionenaustauscherharz
(5) Zink- oder Zinklegierungsbades, die mit dem Behälter
(1) identisch sein kann.
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Das
Ionenaustauscherharz (5) in der Ionenaustauschereinrichtung
(4) kann sich auf einem Spritzregister, Sprühstock
oder Sieb befinden.
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Der
Behälter (1) entspricht im allgemeinem dem galvanischen
Zink- oder Zinklegierungsbad und umfasst mindestens eine Anode,
mindestens eine Kathode (das zu beschichtende Werkstück)
und eine Spannungsquelle.
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Weiterhin
kann – wie in 3 gezeigt – zwischen
dem Behälter (1) und der Ionentauschereinrichtung (4)
eine Ausfriereinrichtung (8) zur Abkühlung der
Lösung und Abtrennung eines Natriumcarbonat-Feststoffes vorhanden
sein. Die Ausfriereinrichtung (8) umfasst eine Kühleinheit
(9) zur Abkühlung der Lösung auf eine Temperatur
bevor zugt kleiner als 10°C, bevorzugt zwischen 2–5°C
und einem Auslass (10) zur Abtrennung des auskristallisierten
Natriumcarbonats. Zwischen der Ausfriereinrichtung (8)
und dem Ionenaustauscher (4) kann ein Behälter
(11) zur Aufnahme des von Carbonaten gereinigten Zink-
oder Zinklegierungsbades vorhanden sein.
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Die
Regeneration der Harze Lewatit MonoPlus M600 und M500 mit einer
Natriumhydroxidlösung war nicht möglich. Es ist
ein stärkeres Anion notwendig, um die gebundenen Cyanidanionen
auszutauschen. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen,
die Ionenaustauscherharze wieder in ihre Chlorid-Form zu überführen. Starke
Säuren, wie zum Beispiel Salzsäure (HCl) können
nicht verwendet werden, da sich sofort giftige Blausäure
bilden würde. Beim Versuch der Regeneration der Harze wurde
Natriumchlorid verwendet, um das Cyanid von den Harzen abzulösen
und die Harze wieder in die Chlorid-Form zu überführen.
Die Regenerationslösung mit Natriumchlorid wurde dabei
mit 0.5 Gew.% Natriumhydroxid in den stark alkalischen Bereich (pH-Wert > 10) gebracht, da sich
Cyanide unter diesem pH-Wert schnell zersetzen können und
giftige Blausäure bilden. Die Regenerationsversuche wurden
dabei mit drei verschiedenen Konzentrationen an Natriumchlorid untersucht
(6, 12 und 18 Gew.%, Tabellen 2–7). Die Regeneration wurde
dabei mit einer linearen Geschwindigkeit von 5 m/h durchgeführt.
Für die Regeneration wurde ein Liter Natriumchloridlösung
angesetzt und durch die Ionenaustauscherpackung gefördert.
Es wurden wieder je 250 ml Probenfraktionen entnommen und auf den
Gehalt verschiedener Elektrolytparameter analysiert, verglichen
und beurteilt. Aus den Analysendaten konnten dann die Mengen an
Cyanid, die an das Harz gebunden wurden und durch den Regenerationsprozess
eluiert werden konnten, berechnet werden.
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Es
zeigt sich, dass die Verwendung von Lösungen mit hohem
Chloridionengehalt geeignet sind, um die Säulen zu regenerieren. Tabelle 2: Lewatit MonoPlus M600 – Ermittlung
der eluierten Menge an Cyanid, Regeneration mit 6 Gew.% NaCl-Lösung
| Lewatit Mono Plus M600 Regeneration | Konzentration
Cyanid | Menge
an Cyanid in 250 ml Probenvolumen |
| [mg/l] | [mg/Probenvolumen] |
| Probe
1 | 1,8 | 0,450 |
| Probe
2 | 1,5 | 0,375 |
| Probe
3 | 1,5 | 0,375 |
| Probe
4 | 1,3 | 0,325 |
| Aus 100
ml Harz eluierte Menge Cyanid → | 1,525 |
Tabelle 3: Lewatit MonoPlus M500 – Ermittlung
der eluierten Menge an Cyanid, Regeneration mit 6 Gew.% NaCl-Lösung
| Lewatit MonoPlus M500 Regeneration | Konzentration
Cyanid | Menge
an Cyanid in 250 ml Probenvolumen |
| [mg/l] | [mg/Probenvolumen] |
| Probe
1 | 3,6 | 0,900 |
| Probe
2 | 3,7 | 0,925 |
| Probe
3 | 2,9 | 0,725 |
| Probe
4 | 2,2 | 0,550 |
| Aus 100
ml Harz eluierte Menge Cyanid → | 3,100 |
Tabelle 4: Lewatit MonoPlus M600 – Ermittlung
der eluierten Menge an Cyanid, Regeneration mit 12 Gew.% NaCl-Lösung
| Lewatit MonoPlus M600 Regeneration | Konzentration
Cyanid | Menge
an Cyanid in 250 ml Probenvolumen |
| [mg/l] | [mg/Probenvolumen] |
| Probe
1 | 7 | 1,750 |
| Probe
2 | 6,5 | 1,625 |
| Probe
3 | 6,5 | 1,625 |
| Probe
4 | 6,5 | 1,625 |
| Aus 100
ml Harz eluierte Menge Cyanid → | 6,626 |
Tabelle 5: Lewatit MonoPlus M500 – Ermittlung
der eluierten Menge an Cyanid, Regeneration mit 12 Gew.% NaCl-Lösung
| Lewatit MonoPlus M500 Regeneration | Konzentration
Cyanid | Menge
an Cyanid in 250 ml Probenvolumen |
| [mg/l] | [mg/Probenvolumen] |
| Probe
1 | 18,0 | 4,500 |
| Probe
2 | 8,5 | 2,125 |
| Probe
3 | 8,5 | 2,125 |
| Probe
4 | 6,2 | 1,550 |
| Aus 100
ml Harz eluierte Menge Cyanid → | 10,300 |
Tabelle 6: Lewatit MonoPlus M600 – Ermittlung
der eluierten Menge an Cyanid, Regeneration mit 18 Gew.% NaCl-Lösung
| Lewatit MonoPlus M600 Regeneration | Konzentration
Cyanid | Menge
an Cyanid in 250 ml Probenvolumen |
| [mg/l] | [mg/Probenvolumen] |
| Probe
1 | 35 | 8,75 |
| Probe
2 | 41 | 10,25 |
| Probe
3 | 44 | 11,00 |
| Probe
4 | 45 | 11,25 |
| Aus 100
ml Harz eluierte Menge Cyanid → | 41,25 |
Tabelle 7: Lewatit MonoPlus M500 – Ermittlung
der eluierten Menge an Cyanid, Regeneration mit 18 Gew.% NaCl-Lösung
| Lewatit MonoPlus M500 Regeneration | Konzentration
Cyanid | Menge
an Cyanid in 250 ml Probenvolumen |
| [mg/l] | [mg/Probenvolumen] |
| Probe
1 | 17 | 4,25 |
| Probe
2 | 18 | 4,50 |
| Probe
3 | 17 | 4,25 |
| Probe
4 | 17 | 4,25 |
| Aus 100
ml Harz eluierte Menge Cyanid → | 17,25 |
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Versuche
mit erhöhter Temperatur (Vorlauftemperatur im Becherglas
55°C, mittlere Temperatur in der Ionenaustauschersäule
35°C) haben gezeigt, dass durch die Temperierung der Regeneriermittelbedarf
deutlich gesenkt werden konnte. Die verwendete Lösung besaß eine
Natriumchloridionenkonzentration von 18 Gew.%. Tabelle 7b): Lewatit MonoPlus M600 – Ermittlung
der eluierten Menge an Cyanid, Regeneration mit 18 Gew.% NaCl-Lösung
| Volumenstrom | Temperatur | Konzentration (NaCl
+ NaOH) | Eluierungsvermögen | Volumen
Regenerationslösung |
| [BV/h] | [°C] | [%] | [mg
Cyanid/je Liter Regenerationslösung] | [BV] |
| 33 | RT | 18
+ 5 | 42 | 238 |
| 2,5 | RT | 18
+ 5 | 119 | 84 |
| 2,5 | 55°C
Vorlauf, 35°C in der Säule | 18
+ 5 | 310 | 33 |
| 2,5 | 55°C
Vorlauf, 35°C in der Säule | 18
+ 5 | 312 | 32 |
| 2,5 | 55°C
Vorlauf, 35°C in der Säule | 18
+ 5 | 286 | 35 |
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Der
gealterte Elektrolyt, der regeneriert werden soll, soll nach Möglichkeit
so nah wie möglich in den Ausgangszustand (Neuansatz) gebracht
werden. Neuansätze von alkalischen Zink-Nickel-Elektrolyten
haben in der Regel einen Wirkungsgrad von 70% bei einer Stromdichte
von 1 A/dm2. Um den Regeneriereffekt zu bewerten,
gibt es in der Galvanotechnik die Hull-Zelle sowie die Möglichkeit
den Wirkungsgrad des Elektrolyten mit Hilfe der Faradayschen Gesetze
zu ermitteln. Weiterhin soll anhand der Schichtdickenverteilung
des Elektrolyten bewertet werden, wie gut der Regeneriereffekt mittels
Ionenaustauscher ist.
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Mit
der Hull-Zelle lassen sich die Einflüsse der Badparameter
(z. B. Temperatur, pH-Wert, Elektrolytzusammensetzung, Mangel oder Überschuss
von Zusätzen, Sauberkeit, Verunreinigungen durch Fremdmetalle)
auf die Eigenschaft der abgeschiedenen Schicht in Abhängigkeit
von der Stromdichte bestimmen.
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Da
die Kathode gegenüber der Anode schräg gestellt
ist, ergibt sich eine Verteilung von Stromdichten auf der Kathode.
Somit ist eine Untersuchung des Einflusses der Stromdichte in einem
einzigen Experiment möglich. Es ist unmittelbar einsichtig,
dass die Stromdichte an der anodennahen Kante höher ist,
als an der anodenfernen Kante (2). Die
Qualität von beschichteten Oberflächen, dies bedeutet
die Zusammensetzung, Dicke, Gleichmäßigkeit sowie
andere Eigenschaften, hängen dabei hauptsächlich
von der Elektrolytzusammensetzung und den Abscheidungsbedingungen
ab. Die wichtigsten Qualitätsfaktoren sind besonders die Elektrolytzusammensetzung
und die Stromparameter, die überwacht werden müssen,
um die Qualität des Überzugs zu garantieren. Die
Elektrolytzusammensetzung hat hierbei eine besondere Bedeutung.
Jeder einzelne Zusatz im Elektrolyten hat hierbei einen bestimmten
Einfluss auf die Eigenschaften des Elektrolyten und der abgeschiedenen
Schicht. Um die gewünschte Qualität der Schicht
zu erreichen, muss sich die Konzentration der Elektrolytbestandteile
innerhalb bestimmter Grenzen befinden. Die Mehrzahl der Elektrolyte
enthalten neben den anorganischen Bestandteilen noch Zusätze
organischer Art. Die Aufgaben dieser organischen Bestandteile bestehen
darin, die Eigenschaften der abzuscheidenden Schicht zu beeinflussen.
Hierzu zählen zum Beispiel Glanzbildung, Einebnung, Härte,
Duktilität und Streufähigkeit. Mit dem Hull-Zellen-Test
wurden Versuche durchgeführt, um das Aussehen der abgeschiedenen
Schicht sowie die Zink-Nickel Zusammensetzung zu untersuchen. Dabei
wurden Untersuchungen mit der Hull-Zelle an einem neu angesetzten,
gealterten sowie an einem mit Ionenaustauschern regenerierten Elektrolyten
durchgeführt. Dieser Test soll Aufschluss darüber
geben, wie effektiv Annäherung an den Ausgangszustand (Neuansatz)
ist. Mit Hilfe der Hull-Zelle können Erkenntnisse gesammelt
werden, in wie fern sich die Verluste während des Ionenaustauschprozess
auf die Abscheidungsgeschwindigkeit auswirken.
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Die
Zusätze wirken allerdings erst optimal, wenn sie in einer
bestimmten Konzentration und Zusammensetzung verwendet werden.
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Qualitativ
lässt sich anhand der optischen Beurteilung des Glanzes
der beschichteten Bleche sagen, dass die Abnahme des TOC(Total Organic
Carbon)-Gehalts wie in den Tabellen 8 und 9 gezeigt sowohl auf die Reduktion
der Nitril- als auch aminhaltigen Komplexbildnerkonzentration zurückführen
lassen.
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Der
Ionenaustauschprozess kann vorteilhafterweise in Kombination mit
dem Ausfrieren von Natriumcarbonat durchgeführt werden,
um den Wirkungsgrad nochmals zu erhöhen und näher
zum Ausgangszustand des neu angesetzten Elektrolyten zu kommen.
Dazu kann die Elektrolytlösung vor oder nach der Behandlung im
Ionentauscher durch eine Kühleinrichtung geleitet werden
(vgl. 3). Beim Kühlen trennt sich eine Natriumcarbonat
Phase ab, die abgetrennt werden kann. Bevorzugt erfolgt die Behandlung
des Altelektrolyten zunächst in der Gefrier- und dann der
Ionentauschereinheit.
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Ausführungsbeispiele
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Die
Untersuchungen erfolgten an einem Elektrolyten zur Abscheidung von
Zink-Nickellegierungen gemäß Tabelle 1.
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Bei
diesem Versuch wurden 100 ml Harz vorher in vollentsalzenem Wasser
zwei Stunden gequollen und danach in die Säule eingeschlämmt.
Das Lewatit MonoPlus M600 wurde zunächst vor dem Beladungsprozess
mit 2 Gew.%iger Natriumhydroxidlösung regeneriert, um die
Harze in die OH–-Form zu überführen. Beim
Lewatit MonoPlus M500 wurde dies mit 3 Gew.%iger Natriumhydroxidlösung
durchgeführt.
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Der
Beladungsprozess erfolgt laut der vom Hersteller angegebenen Werte.
In der Praxis ist es üblich den Beladungsprozess in Bettvolumen
je Stunde anzugeben (BV/h). Dieser Wert bezieht sich wiederum auf die
eingebettete Menge an Harz, die in der Säule eingebettet
ist. Die Beladung wird in der Regel mit 10 BV/h durchgeführt.
Bezogen auf unsere Menge an verwendetem Harz (100 ml), beträgt
der Volumenstrom 1000 ml/h. Dies ist eine Geschwindigkeit von 1,51
m/h und liegt in dem vom Hersteller angegebenen Bereich. Vor Versuchsbeginn
wurde von dem zu regenerierenden Zink-Nickel-Elektrolyten eine Nullprobe
entnommen (Probe 0 in den Tabellen entspricht einem gealterten Elektrolyten).
In dem durchgeführten Vorversuch zur Untersuchung der Selektivität
der Ionenaustauscherharze wurden 1000 ml vom alkalischen Zink-Nickel-Elektrolyten durch
die Ionenaustauschersäule gefördert, wobei alle
fünfzehn Minuten 250 ml Probenfraktionen gesammelt wurden
(Proben 1–4 in den Tabellen 8 und 9). Die Probenfraktionen
wurden dann auf den Gehalt der verschiedenen Bestand teile untersucht
und miteinander verglichen. Die Proben wurden auf Metallgehalt,
Natriumhydroxidgehalt, Natriumcarbonatgehalt, Natriumsulfatgehalt,
Komplexbildnergehalt, TOC-Gehalt und Gesamtcyanidgehalt untersucht.
In den Tabellen 8 und 9 sind die Ergebnisse aus dem Versuch ersichtlich. Tabelle 8: Versuchsergebnisse Beladungsprozess
Lewatit MonoPlus M600
| Lewatit
MonoPlus M600 | Probe
0 | Probe
1 | Probe
2 | Probe
3 | Probe
4 |
| Zeit | Zeit | Zeit | Zeit | Zeit |
| [min] | [min] | [min] | [min] | [min] |
| 0 | 0–15 | 15–30 | 30–45 | 45–60 |
| Zink | Zn | [g/l] | 12,4 | 11,9 | 12,0 | 12,1 | 12,0 |
| Nickel | Ni | [g/l] | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 |
| Natriumhydroxid | NaOH | [g/l] | 94,5 | 78,9 | 94,7 | 95,5 | 94,1 |
| Natriumcarbonat | Na2CO3 | [g/l] | 56,6 | 58,8 | 59,2 | 57,8 | 58,3 |
| Natriumsulfat | Na2SO4 | [g/l] | 4,50 | 4,73 | 4,77 | 4,51 | 4,70 |
| Komplexbildner | - | [ml/l] | 140 | 132 | 135 | 138 | 135 |
| Cyanid
gesamt | CN– | [mg/l] | 92,0 | 5,2 | 5,1 | 5,2 | 4,8 |
| TOC | - | [g/l] | 45,8 | 40,0 | 44,2 | 44,0 | 44,0 |
Tabelle 9: Versuchsergebnisse Beladungsprozess
Lewatit MonoPlus M500
| Lewatit
MonoPlus M500 | Probe
0 | Probe
1 | Probe
2 | Probe
3 | Probe
4 |
| Zeit | Zeit | Zeit | Zeit | Zeit |
| [min] | [min] | [min] | [min] | [min] |
| 0 | 0–15 | 15–30 | 30–45 | 45–60 |
| Zink | Zn | [g/l] | 11,5 | 7,7 | 11,4 | 11,7 | 11,5 |
| Nickel | Ni | [g/l] | 1,4 | 1,4 | 1,4 | 1,5 | 1,4 |
| Natriumhydroxid | NaOH | [g/l] | 147 | 140 | 148 | 146 | 149 |
| Natriumcarbonat | Na2CO3 | [g/l] | 72,1 | 60,4 | 71,6 | 71,2 | 72,8 |
| Natriumsulfat | Na2SO4 | [g/l] | 7,69 | 5,48 | 7,59 | 7,52 | 8,19 |
| Komplexbildner | | [ml/l] | 137 | 97 | 128 | 132 | 131 |
| Cyanid
gesamt | CN– | [mg/l] | 75,0 | 17,0 | 7,5 | 7,6 | 7,7 |
| TOC | | [g/l] | 42,9 | 25,9 | 40,8 | 41,6 | 42,2 |
-
Es
ist anhand der Werte der Tabellen 8 und 9 zu erkennen, dass die
Metallgehaltkonzentrationen näherungsweise konstant sind,
und sich nicht merklich ändern. Die Nickelkonzentration
bleibt unverändert und schwankt nicht. Die Natriumhydroxidkonzentration
sinkt zunächst kurzzeitig. Dies lässt sich dadurch
erklären, dass die Harze beim Regenerationsprozess noch
nicht vollständig in die OH–-Form überführt
werden konnten. Demnach hatten die Harze noch eine gewisse Kapazität
zur Verfügung um Hydroxidionen aufzunehmen. Die Natriumhydroxidkonzentration
nimmt jedoch wieder die gleiche Größenordnung
an wie die der Probe 0 und bleibt annähernd gleich. Die
Gehalte an Natriumcarbonat und Natriumsulfat bleiben fast unverändert.
Es zeigt sich eine deutliche Reduktion an Cyanid und in geringerem
aber signifikantem Maße am TOC.
-
Der
Versuch zeigt, dass das Harz Lewatit MonoPlus M600 vorzugsweise
das störende Cyanid aus der Prozesslösung zurückhält.
Es ist weiterhin zu erkennen, dass die Aufnahmekapazität
des Harzes noch lange nicht erreicht ist und die Abnahme des Cyanidgehaltes
selbst nach 60 Minuten noch von statten geht. Im Vergleich zum Lewatit
MonoPlus M500 ist zu sehen, dass die Abnahme der Cyanidkonzentration
nicht primär abläuft, sondern zunächst
begleitet wird durch eine sprunghafte Abnahme der Zink-, Natriumhydroxid-,
Natriumcarbonat, Natriumsulfat- und Komplexbildnerkonzentration
in der ersten Fraktion (Probe 1). Die Nickelkonzentration bleibt
während der gesamten Versuchsdauer näherungsweise
konstant.
-
Mit
den Hull-Zellen-Tests wurden Versuche durchgeführt, um
das Aussehen der abgeschiedenen Schicht sowie die Zink-Nickel Zusammensetzung
zu untersuchen. Dabei wurden Untersuchungen mit der Hull-Zelle an
einem neu angesetzten, gealterten sowie an einem mit Ionenaustauschern
regenerierten Elektrolyten durchgeführt. Dieser Test soll
Aufschluss darüber geben, wie effektiv Annäherung
an den Ausgangszustand (Neuansatz) ist. Mit Hilfe der Hull-Zelle
können Erkenntnisse gesammelt werden, in wie fern sich
die Verluste während des Ionenaustauschprozess auf die
Abscheidungsgeschwindigkeit auswirken.
-
Die
Hull-Zelle wurde mit 250 ml Elektrolyt gemäß Tabelle
1 befüllt. Als Anode wurde eine Nickelanode verwendet.
Nach der Reinigung des Hull-Zellen-Blechs wurde eine Stromstärke
von einem Ampere beaufschlagt. Die Beschichtungsdauer betrug fünfzehn
Minuten.
-
Der
niedrige Stromdichtebereich (vgl. 2) zeigt
eine gleichmäßige und glänzende Abscheidung. Der
Elektrolyt, der mit dem Ionenaustauscherharz Lewatit MonoPlus M600
behandelt wurde, zeigte über das gesamte Spektrum der Stromdichte
eine gleichmäßige und glänzende Oberfläche.
Die Beurteilung der Oberfläche ist als glänzend
einzustufen. Somit kann bestätigt werden, dass der Ionenaustauschprozess
zur Entfernung von Cyanid aus dem alkalischen Zink-Nickel-Elektrolyten,
das Aussehen der abgeschiedenen Schicht deutlich verbessert. Viel
wichtiger ist dagegen die Erkenntnis, dass keine Verschlechterung
des Aussehens zu verzeichnen war. Damit kann mit recht hoher Wahrscheinlichkeit
ausgeschlossen werden, dass organische Bestandteile, die für
das Aussehen verantwortlich sind, aus dem Elektrolyten entfernt werden.
Somit kann auch eingegrenzt und gesagt werden, dass die Abnahme
des TOC-Gehaltes durch die Abnahme an organischem Komplexbildner
und des organisch gebundenen Cyanids (Nitril) verursacht wird. Das
gleiche Ergebnis wurde auch mit einem Elektrolyten, welcher mit
dem Lewatit MonoPlus M500 Ionenaustauscherharz behandelt wurde,
erreicht.
-
Die
in 2 gezeigten Bereiche hoher und niedriger Stromdichte
dienen als Messpunkte für eine Schichtdickenbestimmung
und Ermittlung der Legierungszusammensetzung der Zink-Nickel-Schicht.
Nach dem Beschichtungsprozess in der Hull-Zelle wurden die Schichtdicken
mit einem Röntgenfluoreszenzmessgerät an zwei
Messpunkten A (hoher Stromdichtebereich) und B (niedriger Stromdichtebereich)
gemessen. Es wurden an jedem Messpunkt jeweils 5 Messungen durchgeführt.
-
Die
Röntgenfluoreszenzanalyse ist in der Galvanotechnik eine
Standardmethode zur schnellen und zerstörungsfreien Bestimmung
von Schichtdicken. Mit Hilfe dieser Messmethode konnten die Schichtdicke
und die Anteile an Nickel und Zink erfasst werden. Aus der Schichtdickenverteilung
konnten dann Schlussfolgerungen zum Einfluss des Ionenaustauschprozesses
auf die Elektrolytparameter gemacht werden. Als Basis beziehungsweise
als Bezugsgröße, die mit Hilfe des Regenerationsprozesses
erreicht werden soll, dient die Schichtdickenverteilung des neu
angesetzten Elektrolyten [Tabelle 10].
-
Ein
Vergleich der Schichtdickenverteilung bei einem neu angesetzten
und einem gealterten Elektrolyten [Tabelle 11] zeigt auch, wie stark
der Wirkungsgrad und damit auch die Abscheidungsgeschwindigkeit,
des Elektrolyten mit steigender Standzeit abnimmt. Um die gleiche
Matrix bezüglich des Ansatzes beizubehalten, müssen
sowohl beim Altelektrolyt gemäß Tabelle 11 als
auch die durch den Ionenaustauschprozess verloren gegangenen Mengen
an Metallionen ergänzt werden. Dazu ist die Ausgangskonzentration
(Probe 0) notwendig. Tabelle 10: Schichtzusammensetzung – neu
angesetzter Elektrolyt
| Schichtdickenverteilung neu angesetzter
Elektrolyt | Messpunkt
A | Messpunkt
B |
| Schichtdicke | Nickel
Anteil | Zink
Anteil | Schichtdicke | Nickel
Anteil | Zink
Anteil |
| [μm] | [%] | [%] | [μm] | [%] | [%] |
| 1 | 5,15 | 13,9 | 86,1 | 1,76 | 13,7 | 86,3 |
| 2 | 5,22 | 13,8 | 86,2 | 1,77 | 14,2 | 85,8 |
| 3 | 5,14 | 14,5 | 85,5 | 1,78 | 13,9 | 86,1 |
| 4 | 5,10 | 14,2 | 85,8 | 1,87 | 14,5 | 85,5 |
| 5 | 5,18 | 13,9 | 86,1 | 1,80 | 13,7 | 86,3 |
| Mittelwert | 5,16 | 14,1 | 85,9 | 1,80 | 14,0 | 86,0 |
Tabelle 11: Schichtzusammensetzung – gealterter
Elektrolyt
| Schichtdickenverteilung gealterter
Elektrolyt | Messpunkt
A | Messpunkt
B |
| Schichtdicke | Nickel
Anteil | Zink
Anteil | Schichtdicke | Nickel
Anteil | Zink
Anteil |
| [μm] | [%] | [%] | [μm] | [%] | [%] |
| 1 | 3,13 | 14,2 | 84,7 | 1,27 | 15,4 | 84,6 |
| 2 | 3,14 | 14,5 | 85,5 | 1,25 | 15,0 | 85,0 |
| 3 | 3,13 | 15,1 | 84,9 | 1,26 | 14,2 | 85,8 |
| 4 | 3,16 | 14,5 | 85,5 | 1,26 | 14,5 | 85,5 |
| 5 | 3,13 | 14,3 | 85,7 | 1,25 | 14,2 | 85,8 |
| Mittelwert | 3,14 | 14,5 | 85,3 | 1,26 | 14,7 | 85,3 |
-
Der
Hull-Zellen-Test nach der Regenerierung und Ergänzung des
gealterten Elektrolyten gezeigt [Tabellen 12 und 13] zeigt, dass
die abgeschiedene Schichtdicke an den Messpunkten A und B, im Vergleich
zum gealterten Elektrolyten [Tabelle 11], deutlich höher
ist und sich dem Neuansatz annähert. Das Ergebnis zeigt auch,
dass sich die Zusammensetzung an Nickel und Zink in der Schicht
nicht geändert hat. Somit kann gesagt werden, dass die
Entfernung des Cyanids und des organisch gebundenen Cyanids die
Abscheidungsrate des alkalischen Zink-Nickel-Elektrolyten beschleunigt
und die Badqualität durch Anwendung eines Ionentauschersystems
gegenüber dem Altansatz deutlich erhöht wird. Tabelle 12: Schichtdicke am Messpunkt/Elektrolyt
regeneriert mit Lewatit MonoPlus M600 und fehlende Mengen ergänzt
| Schichtdickenverteilung Elektrolyt regeneriert und
ergänzt Lewatit MonoPlus M600 | Messpunkt
A | Messpunkt
B |
| Schichtdicke | Nickel
Anteil | Zink
Anteil | Schichtdicke | Nickel
Anteil | Zink
Anteil |
| [μm] | [%] | [%] | [μm] | [%] | [%] |
| 1 | 3,60 | 14,0 | 86,0 | 1,30 | 13,5 | 86,5 |
| 2 | 3,59 | 14,8 | 85,2 | 1,33 | 14,0 | 86,0 |
| 3 | 3,66 | 14,9 | 85,1 | 1,39 | 14,5 | 85,5 |
| 4 | 3,65 | 14,7 | 85,3 | 1,38 | 14,0 | 86,0 |
| 5 | 3,63 | 13,6 | 86,4 | 1,39 | 14,3 | 85,7 |
| Mittelwert | 3,63 | 14,4 | 85,6 | 1,36 | 14,1 | 85,9 |
Tabelle 13: Schichtdicke am Messpunkt/Elektrolyt
regeneriert mit Lewatit MonoPlus M500 und fehlende Mengen ergänzt
| Schichtdickenverteilung Elektrolyt regeneriert und
ergänzt Lewati MonoPlus M500 | Messpunkt
A | Messpunkt
B |
| Schichtdicke | Nickel
Anteil | Zink
Anteil | Schichtdicke | Nickel
Anteil | Zink
Anteil |
| [μm] | [%] | [%] | [μm] | [%] | [%] |
| 1 | 3,75 | 14,7 | 85,3 | 1,41 | 14,3 | 85,7 |
| 2 | 3,69 | 14,5 | 85,5 | 1,35 | 14,3 | 85,7 |
| 3 | 3,69 | 14,5 | 85,5 | 1,39 | 14,9 | 85,1 |
| 4 | 3,70 | 14,3 | 85,7 | 1,38 | 14,5 | 85,5 |
| 5 | 3,71 | 14,4 | 85,6 | 1,40 | 14,4 | 85,6 |
| Mittelwert | 3,71 | 14,5 | 85,5 | 1,39 | 14,5 | 85,5 |
-
Die
Effizienz des Elektrolyten kann durch Ausfrieren des Natriumcarbonats
weiter erhöht werden. Ein Vergleich der Schichtdicken beim
gealterten Elektrolyten mit der niedrigeren Konzentration an Natriumcarbonat
[Tabelle 14] nach dem Ausfrieren und dem gealterten Elektrolyten
mit der höheren Konzentration an Natriumcarbonat [Tabelle
11] ohne Ausfrieren zeigt, dass sich die Minderung der Natriumcarbonatkonzentration minimal
auf die Abscheidungsgeschwindigkeit auswirkt. Ein Einfluss auf die
Metallzusammensetzung war nicht zu erkennen. Eine Untersuchung zum
Wirkungsgrad des Elektrolyten nach dem Ausfrieren von Natriumcarbonat
ergab jedoch eine Steigerung des Wirkungsgrades des Elektrolyten
um 7%. Eine Regeneration des Zink-Nickel-Elektrolyt durch eine Kombination
von Ausfrieren des Natriumcarbonats mit dem Entfernen von Cyanid
und Nitril mittels Ionenaustauscher ist besonders vorteilhaft. Tabelle 14: Schichtdickenverteilung-Elektrolyt-Natriumcarbonat
ausgefroren
| Schichtdickenverteilung Elektrolyt Na2CO3 entfernt durch
Ausfrieren | Messpunkt
A | Messpunkt
B |
| Schichtdicke | Nickel
Anteil | Zink
Anteil | Schichtdicke | Nickel
Anteil | Zink
Anteil |
| [μm] | [%] | [%] | [μm] | [%] | [%] |
| 1 | 3,22 | 13,8 | 86,2 | 1,23 | 13,8 | 86,2 |
| 2 | 3,22 | 14,1 | 85,9 | 1,25 | 14,6 | 85,4 |
| 3 | 3,22 | 13,8 | 86,2 | 1,24 | 14,6 | 85,4 |
| 4 | 3,25 | 14,0 | 86,0 | 1,25 | 13,7 | 86,3 |
| 5 | 3,22 | 14,5 | 85,5 | 1,24 | 14,9 | 85,1 |
| Mittelwert | 3,23 | 14,0 | 86,0 | 1,24 | 14,3 | 85,7 |
-
Mit
Hilfe der Makrostreufähigkeit konnte zusätzlich
untersucht werden, wie effektiv der Ionenaustauschprozess den gealterten
Elektrolyten an den Ausgangszustand (Neuansatz) annähern
kann. Hier wurde erneut 250 ml Elektrolyt gemäß Tabelle
1 in die Hull-Zelle gefüllt. Das Hull-Zellen-Blech wurde
15 Minuten galvanisiert. Um die Streuung und somit auch den Regeneriereffekt
durch den Ionenaustauscher sowie durch den Ausfrierprozess bewerten
zu können, wurden die Streufähigkeiten verschiedener
Elektrolyte untersucht. Dazu wurde das zu beschichtende Hull-Zellen-Blech
bei einem Abstand zur Unterkante des Bleches von 30 mm in Zentimeterabständen
gemessen. Die Messpunkte wurden auf dem beschichteten Blech mit
Kreuzen markiert. Die Messung erfolgte mit dem Röntgenfluoreszenzmessverfahren. Über
die Schichtdickenverteilung der Bleche konnten Rückschlüsse
gezogen werden, was für Einflüsse der Regenerationsprozess
auf den Elektrolyten hat. Die gemessenen Schichtdicken wurden hierbei über
die Länge des Bleches aufgetragen [4]. Es zeigt sich,
dass über die gesamte Länge des Hull-Zellen-Bleches
die mit Lewatit MonoPlus M500 und Lewatit MonoPlus M600 regenerierten
Elektrolyten nach 15 Minuten Metallisierung eine deutliche höhere
Schichtdicke erzeugten als mit dem gealterten Bad erreicht werden
konnte.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 3712511 [0002]
- - EP 1344850 A1 [0007]
- - EP 0601504 B1 [0008]