DE2326330C3 - Verfahren zur Rückgewinnung von aus elektrophoretischen Tauchbädern ausgetragener Badflüssigkeit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung aus Elektrotauchbädern ausgetrt jener Badflüssigkeit

Bei der bekannten und in immer stärkerem Maße angewendeten Elektrotauchlackierung wird der gesamte Inhalt der elektrischen Tauchwanne dauernd in Zirkulation gehalten und umgerührt Während der Zirkulation und während des Umrührens gelangt die etwa 10% Festkörpergehalt aufweisende Flüssigkeit im Rezirkulationskreis mit Hilfe einer Pumpe mit einer das Dreifache des Wannengehaltes betragenden Stundenleistung durch ein Kantenspaltfilter und danach durch einen Wärmeaustauscher in die Tauchwanne zurück. Bei der Elektrotauchlackierung wird ein Farbfilm von im allgemeinen 20-30 μιη Stärke unter der Wirkung des Gleichstromfeldes auf der Oberfläche des Werkstückes abgeschieden. Die mit der aufgebrachten Schicht überzogenen Werkstücke tragen beim Herausheben aus der elektrischen Tauchwanne auf ihren Oberflächen einen Austragverlust von etwa 10 bis 40% pro Qudratmeter Badflüssigkeit bis zum Spülsystem mit sich, wo die Badflüssigkeit von der Oberfläche des Werkstückes durch Flüssigkeitsstrahlspülen entfernt wird.

Die abgewaschene Badflüssigkeit geht verloren, weil sie, von der Oberfläche des Werkstückes abgewaschen, durch !Coagulations-, Reduktions- und Neutralisationsbehandlung in die Kanalisation gelangt. Die in dieser Weise entstehenden Verluste verteuern das Elektrotauchlackierungsverfahren. Darüber hinaus bedeutet die Neutralisation und Reinigung des Abwassers besondere Kosten. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß zum Abspülen jedes Quadratmeters des Werkstückes im allgemeinen 150 bis 2001 Betriebswasser erforderlich ist, dessen Beschaffung sehr oft Schwierigkeiten verursacht. Schließlich besteht eine weitere Schwierigkeit darin, daß bisher im Laufe des Elektrotauchlackierungsverfahrens im Betrieb der Elektrotauchlackierungsstraße chemische Störungen eintreten, deren Ursachen und deren Lage unbekannt sind oder nicht

S schnell genug ermittelt werden könnea

Zweck der Erfindung ist die Ausgestaltung eines Verfahrens zur Rückgewinnung der aus Elektrotauchbädern ausgetragenen Badflüssigkeit, bei de*,' der Festkörperanteil in der ausgetragenen Badflüssigkeit

to nicht verlorengeht und mit der Hilfe das Spülwasser vollkommen oder größtenteils erspart werden kann, und die ferner die rechtzeitige Erkennung der im chemischen Betrieb der Bektrotauchlackierungsstraße Störungen verursachenden Erscheinungen ermöglicht

Ausgegangen wird von einem Verfahren, bei der der Strömungskreis, in dem die Badflüssigkeit zirkuliert, unter Oberdruck durch ein Membranfiltersystem geleitet wird und der im Membranfiltersystem rückbleibende Festkörpergehalt durch den zirkulierenden

to Stromkreis in die Tauchwanne rückgeleitet wird.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, das Filtrat vor seinem Einleiten in eine Dusche 6, 6' durch einen, den Rückstand des Festkörpergehaltes im Gleichstromfeld aus dem Filtrat abscheidenden Elektrokoagulator 4

2s geleitet wird, und daß das von seinem Festkörpergehalt befreite Filtrat nach seinem Durchtritt durch einen Deionisator mit Kationen- und Anionenaustauschersäulen 5 zum ersten und nachfolgenden Spülen oberhalb der Wanne der aus der Tauchwanne 1 entnommenen

Werkstücke verwendet wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Zirkulationshauptströmungskreis der Wanne angezapft Mit Hilfe einer Pumpe, deren Leistung wenigstens das Dreifache des Wannengehaltes pro Stunde beträgt, wird

die Badflüssigkeit mit Oberdruck in ein rohrförmiges oder flächenförmiges Membranfiltersystem geleitet Der Festkörpergehalt strömt abgesehen von einem geringen Durchlässigkeitsverlust weiter in ein das Filtersystem bildendes Membranrohr, bzw. an der Eintrittsseite des Membranfilters zur Tauchwanne. Das Filtrat und die sich im Filtrat befindlichen Anionen oder sonstige Kationen sowie die fremden Anionen wären praktisch schon in das erste Spülsystem rückführbar, das Filtrat ist aber noch mit Aionen und sonstigen Kationen sowie mit fremden Anionen und eventuell noch mit Feststoffen verunreinigt, so daß gemäß der Erfindung das Filtrat erst durch einen Elektrokoagulator geleitet wird, wo der Festkörperrückstand mit Hilfe des Gleichstromfeldes abgeschieden wird. Das von seinem Festkörpergehalt schon befreite Filtrat gelangt jetzt durch einen Deionisator als Hauptstromkreis zu dem Spüisystem (Dusche). In dem durch den Deionisator geleiteten Stromkreis wird das Filtrat durch Anionen- und Kationenaustauschersäulen geführt Aus dem strömenden Filtrat scheiden sich im Deionisator all diejenigen lonenverunreinigungen aus, die noch im Filtrat vorhanden sind. Folglich gelangt ein vollkommen gereinigtes Filtrat entweder in das Spülsystem zurück oder für Dialysationszwecke zu den Kathodenzellen der

te Tauehwanne. Nach dem Spülen fließt die Spölflössigkeit in das Tauchbad zurück, dessen Festkörpergehalt hierdurch verdünnt wird. Die von fremden Ionen befreite, in die Wanne zurückgeleitete Spülflüssigkeit stabilisiert bedeutend die Badflüssigkeit der Tauchwanne.

Die lonenaustauschersäulen der Kationen- und Anionenaustauscherwiderstandskreise verfärben sich infolge der Austauschreaktion nach gewisser Zeit durch

die fremden Substanzen, so daß sie regeneriert werden müssen.

Im Falle der Kationenaustauschersäule wird die Regeneration mit Salzsäure durchgeführt Das Salzsäureregenerat wird gemäß der Sandmayer-Reaktion nach Beimischung von Natriumnitrit gekocht, um die in seiner Hauptmasse befindlichen Amine vom Alkohol abzuscheiden. Die nach dem Ablauf der Reaktion zurückbleibenden Hydroxyverbindungen verhindern die Nachweisung der eventuell vorhandenen Kationen nicht

Die Regeneration der Anionenaustauschersäule wird mit NaOH durchgeführt Das stark alkalische Regenerat der Säure kann vorteilhaft mit Barytwasser niedergeschlagen werden. Die Abscheidung des Filtrats wird mit Silbernitrat durchgeführt, wonach die Chlorbestimmung folgen kann Der Niederschlag der Barytabscheidung wird in bekannter Weise auf Carbonat, Bichromat, Phosphat Silikat und Sulfat d.h. im allgemeinen auf diejenigen Ionen geprüft die vom Vorbehandlungssystem stammen.

Die obigen Prüfungen ermöglichen es, durch die Verunreinigungen bedingte Folgen zu verhindern, z. B. daß die Ionen die Leitfähigkeit in der Elektrotauchwanne oder in der Färbungsstraße erhöhen. Durch diese Prüfung kann also die genaue Bestimmung der Stelle und Methode des Eingriffes im Falle des Vorbehandlungsteiles einer Färbungsstraße ermöglicht werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand eines Ausführungsbeispiels eingehend beschrieben. Die Leistung soll pro Schicht einer Anlage für die Elektrotauchlackierung, z. B. 1400 m² lackierte Oberfläche betragen. Die Austragung aus der Eiektrotauchlackierungswanne beträgt infolge der Filmbildung 60 000 g, wobei der ausgetragene Verlust etwa 12 000 g beträgt Auf eine Schicht bezogen beträgt also der Verlust 12 000 g, der bisher mit dem Spülwasser in die Kanalisation abgeleitet wurde und verlorenging.

Erfindungtgemäß wird die Badflüssigkeit der Elektrotauchwanne im Filter- und Rezirkulationshauptstromkreis mit einer Pumpenleistung umgewälzt, die das Dreibis Fünffache des Wannengehaltes pro Stunde erreicht. Im Falle des Ausführungsbeispiels wird die Badflüssigkeit mit Hilfe der Pumpe durch ein mit Überdruck eine alternative Schaltmöglichkeit bietendes Ventilsystem auf die rohrförmige oder flächenförmige Membranfilterfläche geleitet Die Flüssigkeit strömt im Laufe der Strömung durch das Membranfiltersystem — abgesehen von einem 0,5-l,0%ig«?n Durchlässigkeitsverlust des Festkörpergehalts — durch einen Wärmeaustauscher in die Tauchwanne zurück, wo sie den Verlust der in der Wanne gebliebenen Badflüssigkeit ersetzt Das Filtrat, und damit die im Filtrat befindlichen Amine, die eventuell eine «eitere Auflösung verursachenden Kationen und fremde Anionen könnten schon in das Spülsystem rückgeleitet werden. Praktisch wird aber — wie schon erwähnt — das Filtrat durch Amine (Kationen) und fremde Ionen und sogar durch manche Festkörperpartikeln verunreinigt, _So daß das Filtrat durch ejneii Elektrokoagulator geführt werden muß, wc der Festkörperrückstand mit Hilfe eines Gleichstromfeldes vom Filtrat abgeschieden wird. Die vom Elektrokoagulator austretenden, von den Festkörperpartikeln befreiten Filtrate werden nun durch einen Deionisations-Ionenaustauscher gefühlt, wo sie im Hauptstromkreis nach dem Spülen eventuell auch zum Dialysator geleitet werden.

ίο Aus der in der Rückströmung befindlichen deionisierten Flüssigkeit scheidet sich im Deionisator diejenige fremde Ionenverunreinigung ab, die im Filtrat vorhanden war. Daher fließt ein vollkommen gereinigtes Filtrat in das Spülsystem und/oder zum Dialysator zurück. Das Spülen des aus dem Bad gehobenen Werkstücks geschieht entweder oberhalb der Wanne oder unter Rückfluß die Wanne verlassend unmittelbar dann, wenn das Werkstück die in der Wanne befindliche Badflüssigkeit verläßt Da der Festkörper gleichzeitig ein ausgezeichneter Klebstoff ist ist ei.i schnelles Spülen binnen 10—20 Sekunden erforderlich, da iiie Schicht nur auf diese Weise von der Oberfläche des Werkstückes entfernt und in die Elektrotauchwanne rückgeleitet werden kann.

Die ionenaustauschersäulen des Kationen- und Anionenaustauscher-Widerstandskreises können in bekannter Weise regeneriert werden. Im Falle der Kationenaustauschersäure wird das Salzsäureregenerat gemäß der Sandmayer-Reaktion nach der Beimischung vom Natriumnitrit gekocht so daß die Amine sich vom Alkohol abscheiden. Die nach dem Ablauf der Reaktion rückbleibenden Hydroxyverbindungen verhindern nun die analytische Prüfung der eventuell vorhandenen Kationen nicht

35' Das bei der Regeneration der Anionenaustauschersäule rückbleibende alkalische Regenerat kann mit Barytwasser niedergeschlagen und danach das Filtrat mit Silbernitrat abgeschieden und dessen Chlorgehalt bestimmt werden. Der Niederschlag der Barytabscheidung kann im allgemeinen auf bekannte Weise auf Carbonat Bichromat, Phosphat Silikat und Sulfat geprüft werden.

Die oben beschriebenen Prüfungen geben Informationen darüber, welche Ionen die Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit der Badflüssigkeit oder die übrigen Störungen der Färbungsstraße verursachen. Dementsprechend besteht ein großer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens darin, daß die genaue Stelle und gleichzeitig die Methode des Eingriffes bestimmt werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der bisher verlorengegangene, mit dem Werkstück ausgetragene Austragungsverlust der Tauciiwanne beinahe vollkommen rückgewonnen werden kann, während die Badflüssigkeit der Tauchwcnne kontinuierlich gereinigt und die Badflüssigkeii praktisch nur durch eine solche Menge ersetzt wird, die für den sich auf der Oberfläche des Werkstückes bildenden Film erforderlich ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprache;

1. Verfahren zur Rückgewinnung von aus elektrophoretjschen Tauchbädern ausgetragener Badflüssigkeit, bei der der Strömungskreis, in dem die Badflüssigkeit zirkuliert, unter Oberdruck durch ein Membranfiltersystem geleitet wird und der im Membranfiltersystem rückbleibende Festkörpergehalt durch den zirkulierenden Stromkreis in die Tauchwanne rückgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtrat vor seinem Einleiten in eine Dusche (6, 6') durch einen, den Rückstand des Festkörpergehaltes im Gleichstromfeld aus dem Filtrat abscheidenden Elektroagulator (4) geleitet wird, und daß das von seinem Festkörpergehalt befreite Filtrat nach seinem Durchtritt durch einen Deionisator mit Kationen- und Anionenaustauschersäulen (5) zum ersten und nachfolgendes Spülen oberhalb der Wanne der aus der Tauchwanne (1) entnommenen Werkstücke verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Deionisator (5) angezapft ist und die Flüssigkeit in die Badflüssigkeit rückgeleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch % dadurch gekennzeichnet, daß die abgezapfte Flüssigkeit durch einen Dialysator (7) geleitet wird.