DE202020106580U1

DE202020106580U1 - Vorrichtung zur Aufbereitung des Fluxbades einer Feuerverzinkungsanlage

Info

Publication number: DE202020106580U1
Application number: DE202020106580.7U
Authority: DE
Original assignee: Koerner Chemieanlagenbau GmbH; Korner Chemieanlagenbau GmbH
Current assignee: Koerner Chemieanlagenbau GmbH; Korner Chemieanlagenbau GmbH
Priority date: 2020-09-24
Filing date: 2020-11-17
Publication date: 2021-01-21
Anticipated expiration: 2030-11-18
Also published as: AT17231U1

Abstract

Vorrichtung zur Aufbereitung des Fluxbades einer Feuerverzinkungsanlage mit einem Fluxbecken (1), einer hydraulisch damit verbundenem Druckleitung (5) einem mit ihm hydraulisch verbundenen Filter (2) und einem mit ihm hydraulisch verbundenen Puffer (3), der mit dem Fluxbecken (1) über eine Fluxbadleitung (8) hydraulisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass
- ein Ammoniaktank (9), ein Wasserstoffperoxidtank (10) und ein Abbeiztank (11) vorgesehen sind, die mit der Druckleitung (5) so in hydraulische Verbindung zu bringen sind, dass ihr Inhalt in ihn gelangt, und dass
- in Strömungsrichtung gesehen ein Mischer (4) vor dem Filter (2) vorgesehen ist und die Verbindung zu den Tanks (9, 10, 11) vor dem Mischer (4) vorgesehen ist.

Description

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zur Aufbereitung des Fluxbades einer Feuerverzinkungsanlage entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Beim Betrieb von Feuerverzinkungsanlagen reichert sich aufgrund von Verschleppungen aus den Beizbädern Eisen im Flussmittel an. Dies führt zu einer Verschlechterung der Verzinkungsqualität und erhöht durch vermehrte Hartzinkbildung den Zinkverbrauch. Dies macht es notwendig, das Eisen aus dem Flussmittel (Fluxbad) zu entfernen oder aber das Flussmittel nach Erreichen einer betriebsabhängigen Schranke des Eisengehaltes zu entsorgen. Dies ist aber aus Umweltschutzgründen und auch aus Kostengründen tunlichst zu vermeiden, sodass die Entfernung des Eisens aus dem Flussmittel die im Stand der Technik übliche Vorgangsweise ist.
Dieses Entfernen macht es im Stand der Technik notwendig, das Flussmittel in einen Reaktionsbehälter zu überführen und dort durch Zugabe von Ammoniak und Wasserstoffperoxid die Oxidation des Eisens (die Reaktion) einzuleiten und durchzuführen. Anschließend daran wird das Flussmittel in einen Absetzbehälter gepumpt, wo sich der bei der Reaktion mit Wasserstoffperoxid generierte Eisenschlamm absetzt. Die schlammreiche Fraktion aus dem Absetzbehälter wird über eine Filterpresse gefahren und die Feststoffe werden zuverlässig entfernt. Die Klarphase aus dem Absetzbehälter und das Filtrat werden dem Fluxbad über eine Pumpe wieder zugeführt. Nachteilig daran ist der Platzbedarf für den Behälter und der apparative Aufwand mit Sensoren und Pumpen.
Es besteht somit ein Bedarf an einer nicht solchen Platz benötigenden und apparativ möglichst einfachen und damit kostengünstigen Anlage.
Es ist Ziel und Aufgabe der Neuerung, eine solche Anlage bereit zu stellen.
Neuerungsgemäß geschieht dies durch eine Anlage, die die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale aufweist; mit anderen Worten eine Rohrleitung verwendet, in der die Reaktion stattfindet.
In einer Ausgestaltung der Neuerung ist dabei vorgesehen, dass dem Reaktionsgemisch Abbeizmedium, dies ist eine zinkreiche Altsäure, die in Feuerverzinkereien als Abfall anfällt, beigegebenen wird. Durch die Zugabe dieser Altsäure entsteht gleichzeitig mit dem Oxidieren und Ausfällen des Eisens neues Flussmittel, sodass einerseits die Entsorgung der Abbeize, andererseits die Beschaffung von Flussmittel deutlich reduziert oder überhaupt überflüssig wird.
Dementsprechend besteht die Neuerung darin, dem Reaktionsgemisch Abbeizmedium zuzugeben.
Die Neuerung wird anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur ein Fließschema einer erfindungsgemäßen Aufarbeitungsanlage.
Wie aus der Figur ersichtlich ist, weist eine neuerungsgemäße Vorrichtung als wesentliche Bestandteile ein Fluxbecken 1, eine Druckleitung 5, ein Filter 2, einen Puffer 3 und einen Mischer 4 auf. Die verschiedenen Armaturen, Pumpen und Sensoren entsprechen im Wesentlichen denen des Standes der Technik und werden daher in der Beschreibung nur dort erwähnt, wo sie in einem engeren technologischen Zusammenhang mit der Neuerung stehen.
Der Aufbau ist nun folgender:

Dem Fluxbecken 1, in dem die zu verzinkenden Gegenstände einer letzten (Fein-) Reinigung und Vorbereitung vor dem Verzinken in der Zinkschmelze unterzogen werden, wird das Fluxbad über eine Fluxbadleitung 8 entweder kontinuierlich oder im Batch-Betrieb zugeführt und es wird gebrauchtes Prozessbad, mit Verunreinigungen, entweder kontinuierlich oder im Batch-Betrieb über eine Druckleitung 5 entnommen.

Das Flussmittel wird, vom Fluxbecken 1, über eine Druckleitung 5, einen Mischer 4 und einen Filter 2 dem Puffer 3 zugeführt.
Der Druckleitung 5 werden neuerungsgemäß Ammoniak aus einem Ammoniaktank 9; Wasserstoffperoxid aus einem Wasserstoffperoxidtank 10 und Abbeize aus einem Abbeiztank 11 geregelt zugeführt.
Ammoniak und Wasserstoffperoxid entsprechen den Vorgaben aus dem Stand der Technik und bedürfen keiner weiteren Erläuterung. Die Abbeize, auch zinkhaltige Altsäure genannt entsteht bei dem im Folgenden erläuterten Verfahren: Bei fehlverzinkten Teilen muss die Zinkschicht wieder entfernt werden, bevor das Teil wieder neu verzinkt wird. Dies geschieht im sogenannten Abbeizbad. Darin wird die Zinkschicht mit Salzsäure entfernt, mit der Säure bildet sich unter anderem auch ZnCh. Ist das Bad erschöpft, muss die Altsäure entsorgt werden. ZnCl₂ ist jedoch eine Komponente des Flussmittels (ZnCh und NH₄Cl). Die Altsäure der Abbeize besteht hauptsächlich aus H₂O, ZnCl₂ und HCl (HCl kann in der Abbeize nicht auf 0 gefahren werden da die Abbeizgeschwindigkeit bei geringen HCl Konzentrationen von 0-4% zu langsam ist). Durch die Zugabe von Ammoniak wird mit der freien Säure aus der Abbeize die notwendige Komponente (NH₄Cl) gebildet.
Die Altsäure wird neuerungsgemäß einem Reaktionsbehälter 6, der bevorzugt einfach der Beginn des Mischers 4, somit der Rohrleitung, ist, zugegeben. Dargestellt ist ein eigener, abgetrennter Reaktionsbehälter 6, doch dient dies nur der Veranschaulichung der Tatsache, dass die Zugabe am Anfang des Mischers 4 (der Rohrleitung) erfolgt. Wenn ein eigener Behälter vorgesehen ist, ist dieser bevorzugt geschlossen und druckbeständig auszuführen.
Sodann gelangt das aufbereitete Bad durch den Mischer 4. Prinzipiell ist dies einfach eine Rohrleitung, die gegebenenfalls mit einem eingebauten Rührwerk (Rohrmischer) versehen ist und bevorzugt über einen Innendurchmesser verfügt, der deutlich über dem Innendurchmesser liegt, der sonst für die durchströmende, zu mischende bzw. gemischte Flüssigkeit der betrachteten Anlage (z.B. der Druckleitung 5 oder der Fluxbadleitung 8) verwendet wird. Bevorzugt beträgt der Durchmesser zumindest das Dreifache, besonders bevorzugt zumindest das Fünffache dieser Durchmesser.
Anschließend gelangt das Bad zu einem Filter 2, bevorzugt eine Kammerfilterpresse, in der die festen Verunreinigungen zurückgehalten und bei Bedarf durch Öffnen der Filterpresse nach unten in ein geeignetes Behältnis fallen. Das reine Filtrat wird sodann dem Puffer 3 zugeführt. Der Puffer 3 ist in hydraulischer Hinsicht als Puffer zum Ausgleich verschiedener Volumensströme vorgesehen, er hat nichts mit einem chemischen Puffer zu tun. Vom Puffer 3 wird das Bad, kontinuierlich oder absatzweise, dem Fluxbecken 1 über die bereits genannte Fluxbadleitung 8 zugeführt; der Kreislauf ist geschlossen.
Wie bereits erwähnt, werden die Pumpen, Sensoren, Armaturen, Heiz- bzw. Kühlvorrichtungen und die Regel- und Steuerzentrale nicht erläutert, da sie von der Neuerung nicht auf unerwartete Weise betroffen sind und der Fachmann auf den Gebiet der Feuerverzinkung daher in Kenntnis der Neuerung seine Planung leicht vornehmen kann.
Bevorzugt erfolgt die Zugabe der Badbestandteile aus den Behältern 9-11 (mit freiem Spiegel) mittels Sauglanzen. Die Behälter 1 und 3 sind in der Figur mit freiem Spiegel dargestellt, eine Ausbildung eines oder beider als „geschlossene“ Behälter ist problemlos möglich. Da dann die Reaktion und Zwischenlagerung in einer geschlossenen Rohrleitung/einem geschlossenen Behälter stattfindet, ist nur mit einer geringen bis kaum einer Emissionsentwicklung der verwendeten Flüssigkeiten und Chemikalien im Aufstellraum der Anlage zu rechnen.
Bezugszeichenliste

01: Fluxbecken
02: Filter
03: Puffer
04: Mischer, Rohrmischer
05: Druckleitung
06: Reaktionsbehälter
07: Frei
08: Fluxbadleitung
09: Ammoniaktank
10: Wasserstoffperoxidtank
11: Abbeiztank

Claims

Vorrichtung zur Aufbereitung des Fluxbades einer Feuerverzinkungsanlage mit einem Fluxbecken (1), einer hydraulisch damit verbundenem Druckleitung (5) einem mit ihm hydraulisch verbundenen Filter (2) und einem mit ihm hydraulisch verbundenen Puffer (3), der mit dem Fluxbecken (1) über eine Fluxbadleitung (8) hydraulisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass - ein Ammoniaktank (9), ein Wasserstoffperoxidtank (10) und ein Abbeiztank (11) vorgesehen sind, die mit der Druckleitung (5) so in hydraulische Verbindung zu bringen sind, dass ihr Inhalt in ihn gelangt, und dass - in Strömungsrichtung gesehen ein Mischer (4) vor dem Filter (2) vorgesehen ist und die Verbindung zu den Tanks (9, 10, 11) vor dem Mischer (4) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das stromaufwärts gelegene Ende des Mischers (4) als Reaktionsbehälter (6) ausgebildet ist, und dass die Verbindung zu den Tanks (9, 10, 11) in diesem Bereich vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Puffer (3) ein geschlossener Behälter ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischer (4) ein Rohrmischer mit einem eingebauten Rührwerk ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung so eingerichtet ist, dass der Druckleitung (5) Ammoniak, Wasserstoffperoxid und ein Abbeizmedium, nämlich zinkreiche Altsäure, die in Feuerverzinkereien als Abfall anfällt, in Strömungsrichtung gesehen nach dem Fluxbecken (1) und vor dem Puffer (3) zugeführt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung so eingerichtet ist, dass in Strömungsrichtung nach der Zufuhr die Flüssigkeit gefiltert wird.