DE1956003C3

DE1956003C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Klärung von bei der elektro-chemischen Bearbeitung verwendeten Elektrolyten

Info

Publication number: DE1956003C3
Application number: DE19691956003
Authority: DE
Inventors: John Sydney Bridgenorth Salop Franklin; Kenneth Sidny Wolverhampton Staffordshire Johnson
Original assignee: WATER MANAGMENT Ltd KIDDERMINSTER WORCESTERSHIRE (GROSSBRITANNIEN)
Current assignee: WATER MANAGMENT Ltd KIDDERMINSTER WORCESTERSHIRE (GROSSBRITANNIEN)
Priority date: 1969-11-07
Filing date: 1969-11-07
Publication date: 1975-05-15
Also published as: DE1956003B2; DE1956003A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Klärung von bei der elektro-chemischen Bearbeitung verwendeten Elektrolyten, wobei der Elektrolyt von einer elektrochemischen Anlage zu einem Absetzgefäß geleitet und aus dem Gefäßoberteil

zur Anlage zurückgeführt wird.

Ein Verfahren der vorstehend bezeichneten An beschreibt die deutsche Offenlegungsschrift 1496 716. Danach ist es bekannt, daß bei der elektrochemischen Bearbeitung unlösliche Metallhydroxide ausfallen, die den Stromfluß im Elektrolyten stören. Daher wird der Elektrolyt entweder durch etwa 0,05 mm feine Maschensiebe geleitet, die sich jedoch nach e'nigor Zeit verstopfen, oder mit Zentrifugen gereinigt, was sehr aufwendig ist. Die Verwendung von Absetzgefäßen ist durch eine besondere Schwierigkeit eingeschränkt, die darin besteht, daß sich im oberen Bereich eine Schicht von Hydroxiden bildet, die sich nicht absetzen. Bei dem benannten Stande der Technik wird eine Absetzung auch dieser Hydroxide dadurch erzwungen, daß die zu reinigende Flüssigkeit dem Einfluß eines elektrischen Feldes ausgesetzt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt gleichfalls die Aufgabe zugrunde, den Elektrolyten im Absetzverfahren von seinen Hydroxiden zu befreien. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß dem Elektrolyten vor Eintritt in das Absetzgefäß Koagulationsmittel in einer derartigen Menge zugesetzt werden, die dem Stromfluß in der Anlage proportional ist. Nach diesem Vorschlag wird ein einwandfrei arbeitender Elektrolyt zurückerhalten.

Weiterhin ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Absetzschlamm aus dem unteren fei! des AbsctzgefäCes intermittierend ausgetragen und einem Filter zugeführt wird, wonach dann der abgefilterte Elektrolyt in den oberen Teil des Absetzgefäßes zurückgeführt wird.

Der zur Verwendung gelangende Elektrolyt hängt von dem zu bearbeitenden Metall und der zu bearbeitenden Legierung ab.

Grundsätzlich können alle passenden Koagulationsmittel verwendet werden, jedoch wurden Koagulationsmittel der nachstehenden Art als besonders geeignet ermittelt: Polyelektrolyte, wasserlösliche Copolymere von Acrylamiden, kationisch modifizierte Starke, Stärke und Cellulose-Äther mit ionischen Gruppierungen und natürliche sowie chemisch modifizierte Gummis.

Weiterhin wurde das erfindungsgemäße Verfahren bei nachstehenden Metallen und ihren Legierungen angewendet: Alunvnium, Kadmium. Chrom. Kobalt, Kupfer, Indium, Eisen, Mangan, Molybdän, Nickel, Titan und Wolfram.

Als zweckmäßig hat sich erwiesen, den Elektrolyten auf dem Wege zwischen Anlage und Absetzgefäß und zwischen Absetzgefäß und Anlage einem Wärmeaustausch zu unterwerfen.

Zur Durchführung dieses Verfahrens kann ein an sich bekanntes Absetzgefäß mit Einlaß und Auslaß verwendet werden, bei dem nach der Erfindung ein Wärmeaustauscher in der Kreislaufleitung zwischen Ein- und Auslaß und eine Zuführeinrichtung für das Koagulationsmittel zwischen dem Wärmeaustauscher und dem Absetzgefäß angeordnet sind.

Zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung wird auf die schematische Zeichnung Bezug genommen.

Gemäß der in der Zeichnung dargestellten Behandlungsanlage wird der verunreinigte Elektrolyt von einer elektrochemischen Anlage 1 über einen Wärmeaustauscher 2 zum Absetzgefäß 3 geführt, was entweder durch Pumpen oder, wenn das Absetzgefäß unten angeordnet ist, durch Schwerkraft erfolgt. Das Absetzgefäß 3 ist mit einem sich nach unten verjüngenden, koni-

sehen, unteren Endabschnitt versehen, der in einem Auslaß endig;. Es ist zweckmäßig, den Konuswinkel dieses Abschnittes des Absetzgefäßes zwischen 60° und 80° zu wählen. An einer Stelle zwischen dem Wärmeaustauscher 2 und dem Absetzgefäß 3 werden ein Koagulationsmitte! und Chemikalien zur Steuerung des PH-Wertes des Elektrolyten zum verunreinigten Elektrolyten vor seinem Eintritt in d,<s Absetzgefäß 3 über eine Steuer- und Dosiereinrichtung 4 für das Koagulationsmittel und eine Steuer- und Dosiereinrichtung 5 für den PH-Wert zugesetzt. Der abgeklärte Llektrolyt wird vom oberen Abschnitt des Absetzgefäßes 3 zur elektrc chemischen Aniage über den Wärmeaustauscher 2 und die Filter 6 zurückgeführt. Man kann passende Vorkehrungen treffen, so daß die jeweilige Lage der Zudosierung verändert werden kann, um sowohl für das Koagulationsmittel als auch für das Mittel zur Steuerung des PH-Wertes optimale Reakionszeiten für die Mischung zu schaffen. Darüber hinaus ist der Wärmeaustauscher 2 so ausgeführt, daß eine kleinstmögliehe Temperaturdifferenz zwischen dem einlaufenden und dem auslaufenden ElekiroJyien im Abseizgefäß 3 besteht, um thermische Turbulenzen, die auf den Absetzvorgang einwirken können, so gering wie möglich zu halten.

Die im Elektrolyten ausgefallenen Hydroxide setzen sich als Schlamm am Boden des Absetzgefäßes ab. Eine Entschlammung kann intermittierend vorgenommen werden, indem der Schlamm vom Boden des Absetzgefäßes zu einem Tank 7 geleitet wird, aus welchem der Elektrolyt über das Filter 8 in das Absetzgefäß 3 zurückgeführt werden kann. Die kontinuierliche Entschlammung ist weniger zweckmäßig, weil sich ein eingedickter Schlamm leichter im Filtersystem behandeln läßt. Die Entschlammung kann von Hand oder vorzugsweise automatisch in Gan-^ gesetzt werden, in welch letzterem Falle die jeweils voraufgegangene Coulomb-Zahl oder ein von der Fortdauer des Bearbeitungsvo'-ganges abhängiger Zeitzyklus zur Steuerung dienen. Die Filterung des Schlammes kann durch jede passende Filterart erfolgen, jedoch wird sie vorzugsweise mit rotierenden Vakuumfiltern ausgeführt, die so gestaltet sind, daß sie eine Bedeckung mit einem hohen Feststoffgehalt zulassen. Der im Filter entstehende Filterkuchen aus Hydroxiden wird, sofern beabsichtigt, für eine Weiterverwendung gesammelt. Die Verwendung geeigneter, zusammenarbeitender Vorrichtungen und Relais ermöglicht es, mit einem Filter den Schlamm einer Anzahl von Absetzgefäßen zu behandeln. Darüber hinaus kann ein Absetzgefäß 3 für eine Vielzahl von Behandlungsanlagen 1 Verwendung finden, sofern es von hinreichender Kapazität ist.

Da die benötigte Menge an Koagulationsmitteln unmittelbar proportional der Menge an ausgefallenen Hydroxiden ist, die selbst wiederum unmittelbar proportional der Coulomb-Zahl des durch die Anlage geflossenen Stromes ist. wird die Dosierung eines Koagulationsmittels zum Elektrolyten zweckmäßig auf einer Meßgrundlage vorgenommen, die durch ein in der elektro-chemischen Anlage vorgesehenes Coulombmeter geliefert wird. Dabei ist es zweckmäßig, eine Verzögerung zu berücksichtigen, um den Zusatz des Koagulationsmittels während der Zeit nach der Messung zu unterbinderi, während welcher noch kein verunreinigter Elektrolyt vorliegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

i Verfahren zur Klärung von bei der elektrochemischen Bearbeitung verwendeten Elektrolyten, wobei der Elektrolyt von einer elektrochemischen Anlage zu einem Absatzgefäß geleitet und aus dem Cefäßoberteil zur Anlage zurückgeführt wird, d a durch gekennzeichnet, daß dem Elektrolyten Koagulationsmittel vor Eintritt in das Absatzg··- fuß in einer Menge zugesetzt werden, die dem Stromfluß in der Anlage proportional ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Absetzschlamm aus dem unteren Teil des Absetzgefäßes intermittierend ausgetragen und gefiltert und der Elektrolyt in das Abset/.gefäß zurückgeführt wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt auf dem Wege zwischen Anlage und Absetzgefäß und zwisehen Absetzgefäß und Anlage einem Wärmeaustausch unterworfen wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3 mit einem einen Einlaß und einen Auslaß aufweisenden Absetzgefäß, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wärmeaustauscher (2) in der Kreislaufleitung zwischen Ein- und Auslaß und eine Zuführeinrichtung (4) für das Koagulationsmittel zwischen dem Wärmeaustauscher (2) und dem Abset/gefäß (3) angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß das Absetzgefäß (3) mit einem sich nach unten verjüngenden, konischen, unteren Endabschnitt ausgeführt ist. und die Einlaßleitung sich etwa bis /um Übergang zwischen diesem Endabschnitt und dem oberen Teil des Abset/eefäßes (3) erstreckt.
b. Vorrichtung nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß der untere Endabschnitt einen Konuswinkel zwischen bO" und 81Γ aufweist.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Vorrichtungen für den intermittierenden Austrag des Abset/schlammcs aus dem unteren Endabschnitt des Absetzgefiißes (3) und für die im Anschluß an den Durchlauf durch ein Filter (8) erfolgende Rückführung des Elektrolyten in den oberen Teil des Absetzgefäßes (3) vorgesehen sind.
8. Vorrichtung nach Ansprüchen 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zuführungseinrichtung (5) für Chemikalien zur Steuerung des PH-Wertes des Elektrolyten zwischen dem Wärmeaustauscher (2) und dem Absetzgefäß (3) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrochemische Anlage (I) /ur Steuerung der Dosierung des Koagulationsmittels mit einer Meßeinrichtung für die Elektrizitätsmengc je Zeiteinheit, insbesondere einem Coulombmeter, versehen ist.

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