DE102016004819A1 - Verfahren zum Entfernen von Chromverbindungen aus Elektrolytlösungen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Chromverbindungen aus einer wässrigen Elektrolytlösung (3), wobei sechswertiges Chrom zu dreiwertigem Chrom reduziert und das dreiwertige Chrom durch Filtration aus der Elektrolytlösung (3) entfernt wird, wobei der Elektrolytlösung (3) zur Reduktion Ascorbinsäure (10) zugegeben wird
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Chromverbindungen aus wässrigen Elektrolytlösungen. Zur elektrochemischen Bearbeitung metallischer Werkstücke (ECM) werden als Elektrolyte wässrige Lösungen oder auch deren Mischungen mit Natriumnitrat, Natriumchlorid, Natriumbromid, Kaliumnitrat, Kaliumbromid oder Natriumchlorat verwendet. Bei der Bearbeitung chromhaltiger Legierungen entsteht sechswertiges Chrom in Form von Chromat. Dieses beeinflusst die Effektivität der ECM-Bearbeitung und ist außerdem sehr giftig. Es muss deshalb aus der Elektrolytlösung entfernt werden. Aus der
DE 697 06 931 T2 ist ein Verfahren zur Entfernung von Eisen- und Chromverbindungen aus einer wässrigen Elektrolytlösung bekannt. Das Verfahren betrifft auch auf die Aufbereitung von Elektrolytlösungen zur Verwendung bei der ECM-Bearbeitung von Gegenständen aus Chromstahl. Dabei wird der Lösung Wasserstoffperoxid zugesetzt. In einem ersten Schritt schlagen die Eisen-Ionen als Eisenhydroxid nieder. Anschließend wird die Lösung in einem zweiten Schritt angesäuert und die vorhandene Menge an Cr(VI) zu Cr(III) reduziert, das sich nach Reduktion des Säuregrades als Chromhydroxid niederschlägt. Dieses wird abgefiltert oder in einem Schleudervorgang aus der Elektrolytlösung abgetrennt. Verfahrensgemäß muss der Säuregrad der Lösung mehrfach angepasst werden. DieUS 5,427,692 beschreibt ein Verfahren zum Entfernen von Chromverbindungen aus Elektrolytlösungen mit Bariumsalzen. Die Bariumionen verbinden sich mit Chromat zu schwerlöslichem Bariumchromat, das aus der Lösung herausgefiltert werden kann. Von Nachteil sind hierbei die hohen Kosten und schwer zu entfernende Bariumchromatablagerungen in Leitungen und Behältern. DieDE 26 22 928 A1 betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung einer elektrolytischen Lösung, welche eine Chrom(VI)-Verbindung enthält. Zur Chromreduktion wird die Elektrolytlösung angesäuert, das Chromat in Dichromat überführt und anschließend mit Eisen(II)Nitrat bzw. Eisen(II)Chlorid zu dreiwertigem Chrom reduziert, das als schwerlösliches Hydroxid ausfällt und abgefiltert wird. Sodann wird der pH-Wert durch Zugabe von Natronlauge angehoben. Die Entchromung muss bei diesem Verfahren im Batchbetrieb erfolgen. In dieser Zeit ist die ECM-Bearbeitung unterbrochen. Erst nach Anheben des pH-Wertes auf den Sollwert kann der ECM-Prozess wieder gestartet werden. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, dass der Chrom(VI)-Gehalt während der Produktion ständig ansteigt. - Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Verfahren anzugeben, welches die oben genannten Nachteile vermeidet. Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Verfahren nach Patentanspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
- Im Folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
1 zeigt eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens in schematischer Darstellung. In einem Werkstück1 wird mittels elektrochemischer Bearbeitung mit einer Elektrode2 eine Ausnehmung angebracht. Dabei wird eine Elektrolytlösung3 mit einer Pumpe4 über eine Rohrleitung6 durch einen Spalt zwischen Werkstück1 und Elektrode2 gepumpt und in einem Tank8 aufgefangen. Die Elektrolytlösung3 wird in einem Kreislauf geführt. Zu diesem Zweck wird sie mit einer Förderpumpe9 in einen Reaktionsbehälter13 eingeleitet. Dort wird mit einer Messeinrichtung12 der Chrom(VI)-Gehalt in der Elektrolytlösung3 fortlaufend bestimmt. Die ermittelten Messwerte werden einer Steuerung7 zugeführt. Die Steuerung7 dosiert über eine Dosierpumpe11 die Zugabe von Ascorbinsäure10 derart, dass der Chromgehalt innerhalb vorbestimmter Sollwerte liegt. Im Reaktionsbehälter13 wird das sechswertige Chrom mit der Ascorbinsäure zu dreiwertigem Chrom reduziert. - Die Reduktion wird mit folgenden Reaktionsgleichungen beschrieben:
3C6H8O6 + 2H3O+ + Cr2O7 2– → 3C6H6O6 + 2Cr(OH)3↓ + 3H2O für die Reduktion von Dichromat und
3C6H8O6 + 4H3O+ + 2CrO4 2– → 3C6H6O6 + 2Cr(OH)3↓ + 6H2O für die Reduktion von Chromat - Das reduzierte dreiwertige Chrom fällt als Chromtrihydroxid-Schlamm aus und wird von einem Filter
5 aus dem Elektrolytkreislauf entfernt. Ein Vorteil der Chromatreduktion mit Ascorbinsäure ist darin zu sehen, dass im Vergleich zum Stand der Technik deutlich geringere Schlammmengen anfallen und dass der Produktionsbetrieb zum Entfernen der Chromverbindungen nicht unterbrochen werden muss. Zudem kann zur Entchromung auf den Einsatz giftiger Chemikalien verzichtet werden. Die Elektrolytlösung wird auch nicht durch den Eintrag von elektrolytfremden Ionen in Ihren Eigenschaften verändert. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Werkstück
- 2
- Elektrode
- 3
- Elektrolytlösung
- 4
- Pumpe
- 5
- Filter
- 6
- Rohrleitung
- 7
- Steuerung
- 8
- Tank
- 9
- Förderpumpe
- 10
- Ascorbinsäure
- 11
- Dosierpumpe
- 12
- Messeinrichtung
- 13
- Reaktionsbehälter
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
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- DE 69706931 T2 [0001]
- US 5427692 [0001]
- DE 2622928 A1 [0001]
Claims (3)
- Verfahren zum Entfernen von Chromverbindungen aus einer wässrigen Elektrolytlösung (
3 ), wobei sechswertiges Chrom zu dreiwertigem Chrom reduziert und das dreiwertige Chrom durch Filtration aus der Elektrolytlösung (3 ) entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrolytlösung (3 ) zur Reduktion Ascorbinsäure (10 ) zugegeben wird. - Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der sechswertige Chromgehalt der Elektrolytlösung (
3 ) fortlaufend bestimmt und dass die Zugabe von Ascorbinsäure (10 ) in Abhängigkeit vom Chromgehalt dosiert wird. - Verfahren nach Patentanspruch 2 mit einer Steuerung (
7 ), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (7 ) die Zugabe von Ascorbinsäure (10 ) derart dosiert, dass der Chromgehalt innerhalb vorbestimmter Sollwerte liegt.
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Publications (1)
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DE102016004819.0A Withdrawn DE102016004819A1 (de) | 2016-04-21 | 2016-04-21 | Verfahren zum Entfernen von Chromverbindungen aus Elektrolytlösungen |
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- 2016-04-21 DE DE102016004819.0A patent/DE102016004819A1/de not_active Withdrawn
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