DE112341C

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Publication number: DE112341C
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KAISERLICHES

PATENTAMT

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Das den Gegenstand vorliegender Erfindung bildende Verfahren gründet sich auf die Elektrolyse einer Salzlösung, welche so beschaffen ist, dafs ein Ion, zumeist das Anion, das als Anode eingehängte, zu reinigende Metall oberflächlich angreift und dabei ein lösliches Metallsalz der Säure des Elektrolytsalzes, in besonderen Fällen einer ähnlich secundär gebildeten Säure entsteht. Gleichzeitig ist das Kation des Elektrolytsalzes so zu wählen, dafs dasselbe an der unangreifbaren Kathode secundär ein lösliches Hydroxyd bilden mufs.

Die beiden Ionenproducte (Metallsalz und lösliches Hydroxyd) müssen dann bei der im Bade erfolgenden Wechselzersetzung das von der Anode abgebeizte Metall als unlöslichen Niederschlag (Schlamm) fällen, welcher dann durch Klär- und Filtriranlagen beliebiger bekannter Einrichtung als Nebenproduct leicht gewonnen werden kann.

Gleichzeitig wird aber, und darin besteht das Wesen der Erfindung, der ursprüngliche Elektrolyt zurückgebildet, oder in besonderen Fällen (bei Nitraten;, Chloriden u. s. w.) ein dem ursprünglichen Elektrolyten insofern gleichwertiges Salz, als bei dessen neuerlicher Zersetzung der continuirliche Vorgang des Angriffes der Anode durch das Anion unter Bildung eines löslichen und durch das Kationproduct wieder fällbaren Salzes keine Störung erleidet.

Dieses Verfahren gilt für Eisen, Kupfer und ähnliche Metalle. Bei Metallen, welche besser durch das Kationproduct gereinigt werden, er**.' folgt der Vorgang genau umgekehrt bei unangreifbarer Anode, wie bei Zink, Aluminium und ähnlichen Metallen.

Den praktischen Kernpunkt bildet bei diesem Verfahren die Möglichkeit, die continuirlich oder periodisch geklärte Salzlösung immer wieder verwenden und so jegliches werthlose oder unangenehme Abfallproduct vermeiden zu können.

Das Verfahren hat die gröfste Bedeutung für das Abbeizen von Eisen, bei welchem vortheilhaft eine Lösung von Natriumsulfat als Elektrolyt und Eisen als Kathode verwendet werden kann. In diesem Falle wird das Anion S O₄ bezw. die daraus gebildete Schwefelsäure das Eisenoxyd an den Anodenblechen nebst etwas Eisenmetall zu Eisensulfaten auflösen, während das an der unangreifbaren Kathode gebildete Natriumhydroxyd im elektrolytischen Bade sofort wieder die Fällung dieser Sulfate zu Oxydhydraten des Eisens bewirkt und Veranlassung zur Rückbildung des ursprünglichen Elektrolyten: Natriumsulfat giebt, welcher aufs Neue die Anodenabbeizung verursacht. Die Ionen Na und S O₄ geben zunächst Na O H und H₂SO₁₁ unter Knallgasentwickelung, die Schwefelsäure bewirkt die Bildung yon FeSO^ bezw. Fe₂ (S OJ_S und die Regeneration des Elektrolyten erfolgt z. B. nach der Gleichung

Fe₂(S OJ₃ + 6 Na OH W ':■.. ^Na₂SO, + Fe₂(OHJ₀. . .;,

Sorgt man für einen continuirlichen Zuflufs klarer Sulfatlösung, z. B. von iopCt. Salzgehalt, und einen Abflufs der trüben Lösung

Claims

nach der Klarvorrichtung, so ist der Kreislauf geschlossen, ähnlich wie dies, allerdings für ein anderes Beizverfahren, in der Patentschrift 73563 beschrieben ist.

Würde man NaCl oder NaNO₃ verwenden, so würden sich NaClO bezw. NaNO₂ rückbilden, d. h. nicht die gleichen, jedoch ähnlich wirkende Salze. Diese Verwendung ist praktisch nicht zu empfehlen.

Nachdem bei dem genannten Verfahren der Elektrolyt theoretisch nicht verbraucht wird, eignen sich in der Praxis auch Elektrolytsalze, welche höher im Preise stehen· als die bis heute benutzten Säuren, vorzugsweise die Alkalisalze aller jener Säuren, welche mit dem zu reinigenden Metall ein im Bade lösliches Salz liefern.

Das beschriebene neue elektrolytische Verfahren bietet dem heute gebräuchlichen Schwefelsäure - Beizverfahren gegenüber folgende bedeutende Vortheile:

ι. Es entsteht keines jener Abfallproducte, welche sehr häufig die Quelle grofser Unannehmlichkeiten für den Fabrikanten sind, da er dieselben meist nicht vortheilhaft verwerthen kann, aber auch nicht in ein Gerinne ablassen darf, wie z. B. die sauren Eisenvitriollaugen des Säurebeizverfahrens für Eisenbleche.
2. Es ist kein Materialverbrauch an Beize vorhanden, ausgenommen der unvermeidliche kleine Verschleifs im Betriebe, denn der eigentliche Betriebsverbrauch beschränkt sich auf den elektrischen Strom.
3. Es sind die Belästigungen vermieden, welche naturgemäfs für den Fabrikanten und namentlich für die Arbeiter der Verbrauch von ätzend wirkenden Säuren mit sich bringt.
4. Der Betrieb ist wesentlich gleichmäfsiger, weil beim Elektrolytverfahren die Dichte des Beizbades und des Stromes constant bleiben, während beim Säureverfahren die Dichte der Säure in dem Mafse abnimmt, als die Vitriolbildung zunimmt, wodurch die Wirkung stets schwächer wird. Ueberdies wird aus diesem Grunde die Säure nie ganz ausnutzbar.
5. Das Hydroxyd des abgebeizten Metalles wird beim vorliegenden Verfahren in vorteilhafter Weise als Nebenproduct im Klärbassin in fester Form gewonnen, kann daher unmittelbar verkauft werden, während beim Säurebeizverfahren die Ablaugen nur durch einen kostspieligen Abdampfprocefs und auch durch diesen nur theilweise auf eine verkäufliche Metallverbindung, z.B. Eisenvitriol, verarbeitet werden können. .
6. Es betragen die Kosten des neuen Verfahrens nur einen Bruchtheil des Säurever-

: fahrens. ' : .

Die Verwendung des elektrischen Stromes zur elektrolytischen Abbeizüng von Metallen, insbesondere für nachher galvanisch zu überziehende, ist schon lange ins Auge gefafst worden, ohne jedoch zu ernster praktischer Bedeutung gelangt zu sein. Ein Artikel von C. F. Burgefs in der Electrical World, Bd. 32, Nr. 18, S. 445 belehrt über einige Arten solcher Versuche und weist auf ein im Jahre 1891 V, genommenes englisches Patent hin, Metalle' als Kathoden in ein Kochsalzbad zu hängen. Mindestens ebenso all sind die Beobachtungen, dafs die Säure an der Anode abbeizend wirkt, und zahlreich die Versuche, diese Thatsache in praktische Form zu kleiden. Ein solcher Versuch liegt in dem D. R. P. 74402 vor, welches an Richard Heathfield in Darlaston ertheilt wurde. . ■ .'''',

Dieses Verfahren benutzt dieselbe Salzlösung, welche' als galvanisches Bad zum Ueberziehen der Kathoden benutzt werden soll, auch zum Abbeizen von Waaren, indem dieselben, bevor sie an der Kathode überzogen werden, zunächst als Anoden bei einem GaI-vanisirungsprocefs provisorisch eingehängt werden. Abgesehen davon, dafs in diesem Falle ganz andere Elektrolyten verwendet werden, nämlich solche, welche an der Kathode Metall abscheiden, und nicht solche, welche an der Kathode lösliche Hydroxyde bilden, ist der Grundgedanke dieses Verfahrens gerade der entgegengesetzte von dem vorliegenden.

Es soll jegliche Bildung von basischen Salzen, Hydrat, kurz jeglicher Niederschlag im Bade verhindert werden, und dies wird dadurch erreicht, dafs aufser der abzubeizenden löslichen Anode noch eine unlösliche Hülfsanode eingeschaltet wird, an welcher, da die Kathode Metall aufnimmt, ein SäureUberschufs erzeugt * werden soll, der alle basischen Salze oder Hydrate aufzulösen hat.

Das Bad bleibt somit stets klar, während beim vorliegenden Verfahren umgekehrt das abgebeizte Metall in den Niederschlag geht, welcher mechanisch entfernt wird..

Pat en τ-Ansprüche:

i. Verfahren der Reinigung von Metall-, insbesondere Eisenflächen auf elektrolytischem Wege, bei welchem das zu reinigende Metall in eine Lösung eines Neutralsalzes, z. B. eines Alkalisulfats, derart eingehängt wird, dafs es bei der Elektrolyse dieser Salzlösung jene Elektrode bildet, an welcher sich das dieses Metall besser angreifende Ion des Salzes abscheidet, während die Gegenelektrode vom anderen Ion unangreifbar gewählt wird, dadurch gekennzeichnet, dafs sich die secundären Ionen-· producte im Bade derart umsetzen, dafs unter Rückbildung des ursprünglichen Elektrolyten eine vollständige Fällung des gelösten Metalles als unlösliches Oxydhydrat erfolgt, wodurch in bekannter Weise unter

_Λ Einschaltung einer Pumpe und Klärvor-

^ä ." richtungen ein dauernder Kreislauf des

'■"■'.■:·..,. Elektrolyten ohne Abfalllauge ermöglicht

'" wird.

)f 2, AusfUhrungsform des Verfahrens nach Anspruch ι, gekennzeichnet durch die Ver-

' Wendung solcher Neutralsalze, bei welchen

die secundären Ionenproducte bei der Wecliselzerselzung nicht den ursprünglichen Elektrolyten, sondern ein demselben gleichwerthiges Salz insofern ergeben, als hierbei der dauernde Löse- und Fallungsvorgang keine Störung erleidet, wie· z. B. bei Nitraten und Chloriden. ■