DE2430776C3 - Agent for cleaning and non-layer-forming phosphating of iron surfaces in one operation - Google Patents

Agent for cleaning and non-layer-forming phosphating of iron surfaces in one operation

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DE2430776C3
DE2430776C3 DE19742430776 DE2430776A DE2430776C3 DE 2430776 C3 DE2430776 C3 DE 2430776C3 DE 19742430776 DE19742430776 DE 19742430776 DE 2430776 A DE2430776 A DE 2430776A DE 2430776 C3 DE2430776 C3 DE 2430776C3
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Haruo Dr. Fujisawa; Iida Takamitsu Hiratsuka; Kanagawa Kozu (Japan)
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35 Aufgabe der Erfindung ist es, ein Mittel zur Reinigung und nichtschichtbildendcn Phosphatierung vonThe object of the invention is to provide a means for cleaning and non-layer-forming phosphating of

Die Erfindung betrifft ein Mittel zur Reinigung und Eisenoberflächen in einem Arbeitsgang zur Verfügung nichtschichtbildenden Phosphatierung von Eisenober- zu stellen, das betriebssicher und wirtschaftlich unter flächen in einem Arbeitsgang, das Phosphorsäure Erzeugung einer fest haftenden Phosphatierungsschicht und/oder Phosphat sowie Oxydationsmittel enthält. 40 eingesetzt werden kann.The invention relates to a means for cleaning and iron surfaces in one operation non-layer-forming phosphating of iron surfaces, which is operationally safe and economical surfaces in one operation, the phosphoric acid creates a firmly adhering phosphating layer and / or contains phosphate and oxidizing agents. 40 can be used.

Nach dem Stand der Technik werden wäßrige Zink- Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Mittel zurAccording to the prior art, aqueous zinc This object is achieved by a means for

phosphat- oder Eisenphosphat-Lösungen als Ober- Reinigung und nichtschichtbildenden Phosphatierung flächenbehandlungsmittel zur Bildung einer chemischen von Eisenoberflächen in einem Arbeitsgang, das Umsetzungsschicht auf Metallflächen verwendet. Trotz Phosphorsäure und/oder Phosphat sowie Oxydationsder geringen Kosten der Eisenphosphatlösung und 45 mittel enthält, gekennzeichnet durch einen Gehalt der guten Bearbeitbarkeit der gebildeten Schicht an einer Reinigungswirkung zeigenden Kultursuspenwurde jedoch eine Eisenphosphatbehandlungslösung sion von lithotrophen Stämmen von Eisenbakterien kaum angewandt, da die entstandene chemische Um- (Ferrobazillus) und/oder des Thiobazillus ferrooxidans Setzungsschicht nicht gut an der aufzubringenden und einen pH-Wert von 1,5 bis 5.
Deckschicht haftet, wenn man mit der mit einer Zink- 50 Die für das erfindungsgemäße Behandlungsmittel phosphat-Lösung gebildeten Umsetzungsschicht ver- verwendeten Mikroorganismen sind die sogenannten gleicht. Daher war man in der Industrie bestrebt, den lithotrophen Bakterien, die als Kohlenstoffquelle obengenannten Nachteil zu beseitigen. Außerdem war Kohlendioxid und als Stickstoffquelle anorganische es bei den herkömmlichen Verfahren zur Bildung einer Stickstoffverbindungen benutzen und die zu deren chemischen Umsetzungsschicht mit den genannten 55 Assimilierung nötige Energie aus der Oxydations-Oberflächenbehandlungsmitteln erforderlich, die zu energie oxydierbarer anorganischer Stoffe entnehmen, behandelnde Metalloberfläche vor Bildung der ehe- Insbesondere nehmen die erfindungsgemäß verwenmischen Umsetzungsschicht durch Entfetten, Ent- deten Mikroorganismen die Oxydationsenergie von rosten u. dgl. zu reinigen, so daß das Behandlungs- Eisen(II)-Salzen als Assimilierungsenergie. Beispiele verfahren wenigstens zwei Stufen umfaßte. Außerdem 60 sind Ferrobazillus ferrooxidans (American Type wurden diese Stufen im allgemeinen bei relativ hoher Culture Collection: A.T.C.C. Deposition Nr. 13 661), Temperatur durchgeführt, z. B. bei 80° C oder darüber, Ferrobazillus sulfooxidans (A.T. C. C. Deposition so daß die Anlage und die Vorgänge kompliziert Nr. 14119) und Thiobazillus ferrooxidans WU-66B wurden und zu wirtschaftlichen Nachteilen führten. (Governmental Fermentation Research Institute in Schließlich war auch die Entfernung der in der Abfall- 65 Japan, Deposition Nr. 1191 = A. T. C. C. Deposition lösung nach der Behandlung gelösten Eisenionen Nr. 21 834). Die systematisierenden Kennwerte obiger nicht einfach. Mikroorganismen sind in der folgenden Tabelle 1
Phosphate or iron phosphate solutions as surface cleaning and non-layer-forming phosphating surface treatment agents for the formation of a chemical iron surface in one operation that uses a conversion layer on metal surfaces. Despite phosphoric acid and / or phosphate as well as oxidation the low cost of the iron phosphate solution and containing medium, characterized by a content of the good machinability of the layer formed in a cleaning effect showing culture bulbs, an iron phosphate treatment solution sion of lithotrophic strains of iron bacteria was hardly used, since the resulting chemical conversion (Ferrobacillus) and / or the Thiobacillus ferrooxidans Settlement layer not good on the to be applied and a pH of 1.5 to 5.
The top layer adheres when the microorganisms used with a zinc 50 The reaction layer formed for the treatment agent according to the invention phosphate solution are the so-called identical. Therefore, efforts have been made in the industry to eliminate the lithotrophic bacteria, the disadvantage mentioned above as a carbon source. In addition, carbon dioxide and inorganic nitrogen sources were used in the conventional processes for the formation of nitrogen compounds and the energy necessary for their chemical reaction layer with the above-mentioned assimilation was required from the oxidation surface treatment agents, which remove inorganic substances that can be oxidized to energy, the metal surface to be treated before formation of the Before, in particular, the conversion layer used according to the invention, by degreasing, cleaning the oxidized microorganisms from rusting and the like, so that the treatment iron (II) salts are used as assimilation energy. Examples of the procedure involved at least two stages. In addition, 60 are Ferrobazillus ferrooxidans (American Type, these steps were generally carried out at a relatively high Culture Collection: ATCC Deposition No. 13,661), temperature, e.g. B. at 80 ° C or above, Ferrobazillus sulfooxidans (ATCC Deposition so that the system and operations complicated No. 14119) and Thiobazillus ferrooxidans WU-66B and led to economic disadvantages. (Governmental Fermentation Research Institute in Finally, the removal of the iron ions dissolved in the waste 65 Japan, Deposition No. 1191 = ATCC Deposition solution after the treatment No. 21 834). The systematic characteristic values above are not easy. Microorganisms are shown in Table 1 below

Aus der Auslegeschrift 12 81 774 ist ein Mittel angegeben.From the Auslegeschrift 12 81 774 a means is given.

Tabelle 1Table 1 Eigenschaftenproperties

Name der Mikroorganismen Ferrobazilius FerrobazillusName of the microorganisms Ferrobacilius ferrobacillus

ferrooxidans sulfooxidansferrooxidans sulfooxidans

A.T.C.C. A.T.C.C.A.T.C.C. A.T.C.C.

Deposition DepositionDeposition Deposition

Nr. 13 661 Nr. 14119No. 13 661 No. 14119

ThiobazUius ferrooxidans Ferm. Research Inst. Deposition Nr. 1191ThiobazUius ferrooxidans Ferm. Research Inst. Deposition No. 1191

Formshape

Größe (μ)Size (μ)

Beweglichkeitagility

Geißelscourge

GramfärbungGrief staining

Optimale WachstumstemperaturOptimal growth temperature

Optimaler Wachstums-pHOptimal growth pH

SauerstoffbedarfOxygen demand

Kohlenstoffquelle (COg-Bedarf)Carbon source (COg requirement)

StickstoffquelleNitrogen source

(Ammoniakstickstoff)(Ammonia nitrogen)

(Nitratstickstoff)(Nitrate nitrogen)

Energiequelle flüssiges Medium
(Eisen(lf))
Energy source liquid medium
(Iron (lf))

Energiequelle flüssiges Medium
(Schwefel)
Energy source liquid medium
(Sulfur)

Energiequelle flüssiges Medium
(Natriumthiosulfat)
Energy source liquid medium
(Sodium thiosulfate)

Agar-Medium (Eisen(II))Agar medium (iron (II))

Agar-Medhim (Natriumthiosulfat) Agar-Medhim (sodium thiosulfate)

Silicagel-Medium (Eisen(Il))Silica gel medium (iron (II))

Stäbchen StäbchenChopsticks chopsticks

0,6-1,0 -1,0-1,6 0,5 · 1,0-1,50.6-1.0-1.0-1.6 0.5 x 1.0-1.5

eingeißligsingle-chiseled

bis 35° C
2,5 bis 5,0
up to 35 ° C
2.5 to 5.0

eingeißligsingle-chiseled

25 bis 35°C
2,0 bis 5,0
25 to 35 ° C
2.0 to 5.0

Stäbchen
0,3-0,5-1,0-1,5
rod
0.3-0.5-1.0-1.5

eingeißligsingle-chiseled

25 bis 35° C
1,5 bis 4,0
25 to 35 ° C
1.5 to 4.0

Die erfindungsgemäß verwendbaren Phosphate können diejenigen sein, die in Wasser von 10 bis 500C löslich sind. Beispielsweise können Natriumphosphat, Kaliumphosphat, Ammoniumphosphat, Natriummetaphosphat, Kaliummetaphosphat, Ammoniummetaphosphat, Natriumpyrophosphat, Kaliumpyrophosphat, Ammoniumpyrophosphat oder ihre Mischungen eingesetzt werden. Ferner können andere als die obigen Phosphate, Phosphorsäure, Metaphosphorsäure und Pyrophosphorsäure verwendet werden. Die Zusatzmenge an Phosphorsäure oder Phosphat hegt im Bereich von 0,001 bis 2 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,1 bis 1 Gewichtsprozent, zu der Oberflächenbehandlungslösung. The present invention usable phosphates may be those which are soluble in water from 10 to 50 0 C. For example, sodium phosphate, potassium phosphate, ammonium phosphate, sodium metaphosphate, potassium metaphosphate, ammonium metaphosphate, sodium pyrophosphate, potassium pyrophosphate, ammonium pyrophosphate or mixtures thereof can be used. Further, phosphates, phosphoric acid, metaphosphoric acid and pyrophosphoric acid other than the above can be used. The amount of phosphoric acid or phosphate added is in the range of 0.001 to 2 percent by weight, preferably 0.1 to 1 percent by weight, to the surface treatment solution.

Als Komponenten des Zuchtmediums für die erfindungsgemäß verwendeten Mikroorganismen dienen Stickstoffquellen, wie Ammoniumsulfat, Eisen(II)-SaIz, wie Eisen(Il)-Sulfat, Calciumsalz, wie Calciumnitrat, Magnesiumsalz, wie z. B. Magnesiumsulfat, und die obenerwähnte Phosphorsäure oder Phosphate. Diese Verbindungen werden vorzugsweise in Mischung miteinander verwendet, jedoch können sie außer Phosphorsäure und Phosphat auch allein eingesetzt werden.Serve as components of the culture medium for the microorganisms used according to the invention Nitrogen sources, such as ammonium sulfate, iron (II) salt, such as iron (II) sulfate, calcium salt, such as calcium nitrate, Magnesium salt, e.g. B. magnesium sulfate, and the above-mentioned phosphoric acid or phosphates. These compounds are preferably used in admixture with each other, but they can also be used Phosphoric acid and phosphate can also be used alone.

Das Metalloberflächenbehandlungsmittel der Erfindung wird hergestellt, indem man Phosphorsäure und/oder Phosphat einer Zuchtsuspension, die dichte Mikroorganismen enthält, oder einem Kulturmedium zusetzt, das mit dem genannten Mikroorganismus beimpft ist. Der pH-Wert des Behandlungsmittels muß in dem Bereich von etwa 1,5 bis 5,0 liegen, und die Konzentration des Mikroorganismus in dem Behandlungsmittel kann in der Absorption einer Lichtstrahlung von 470 μ 0,1 oder mehr betragen. The metal surface treatment agent of the invention is prepared by adding phosphoric acid and / or phosphate of a culture suspension containing dense microorganisms or a culture medium adds, which is inoculated with the said microorganism. The pH of the treatment agent must be in the range of about 1.5 to 5.0 and the concentration of the microorganism in the treating agent can be 0.1 or more in the absorption of a light radiation of 470 μ.

Bei der Metalloberflächenbehandlung mit dem erfindungsgemäßen Behandlungsmittel werden die zu behandelnden Metallgegenstände in das Behandlungsmittel eingetaucht, oder das Mittel wird auf die Metalloberfläche aufgesprüht. Dann werden die Metallgegenstände mit Wasser oder heißem Wasser gespült, wodurch auf den Oberflächen des Metallgegenstandes die Phosphatumwandlungsschicht gebildet wird. Das erfindungsgemäße Behandlungsmittel muß im Temperaturbereich von 20 bis 45°C angewandt werden, da die Aktivität der Mikroorganismen abnimmt, wenn die Temperatur niedriger als 20° C ist, was ungenügende Bildung der Phosphatumwandlungsschicht zur Folge hat. Wenn die Temperatur höher als 45° C ist, sterben die Mikroorganismen ab. Die Kontaktzeit zwischen der zu behandelnden Metalloberfläche und dem Behandlungsmittel variiert entsprechend dem Zustand der Metalloberfläche und der Konzentration der Mikroorganismen. Sie kann jedoch in dem Bereich von etwa 5 Minuten bis 2 Stunden liegen.In the metal surface treatment with the treatment agent according to the invention, the metal objects to be treated are immersed in the treatment agent, or the agent is applied to the Sprayed on metal surface. Then the metal objects with water or hot water rinsed, whereby the phosphate conversion layer is formed on the surfaces of the metal object will. The treatment agent according to the invention must be used in the temperature range from 20 to 45.degree because the activity of the microorganisms decreases when the temperature is lower than 20 ° C is what results in insufficient formation of the phosphate conversion layer. When the temperature is higher than 45 ° C, the microorganisms die. The contact time between the treated Metal surface and the treatment agent varies according to the state of the metal surface and the concentration of the microorganisms. However, it can range from about 5 minutes to Lie for 2 hours.

5 6 5 6

Die erfindungsgemäß verwendeten Mikroorganismen hinsichtlich Betriebssicherheit und WirtschaftlichkeitThe microorganisms used according to the invention with regard to operational safety and economy

find aerobe Bakterien, so daß ss nötig ist, dem Be- verbessert werden.find aerobic bacteria so that it is necessary to improve the condition.

handlungsmittel durch Belüftung, Schütteln oder Zum besseren Verständnis der Erfindung werdenagent by ventilation, shaking or to better understand the invention

Rühren während der Oberflächenbehandlung Kohlen- nachfolgend bevorzugte Beispiele und zusätzlicheStirring during the carbon surface treatment - preferred examples below and additional ones

dioxid und Sauerstoff zuzuführen, um das Behänd- 5 Merkmale beschrieben, lungsmittel in einem aeroben Zustand zu halten.supplying dioxide and oxygen to the 5 characteristics described, maintain medium in an aerobic state.

Ferner muß die Oberflächenbehandlung in der Weise Beispiel 1 erfolgen, daß das Behandlungsmittel vor einer Verunreinigung durch andere kräftigere Bakterien oder Eine Lösung aus 0,5 g Kaliumphosphat (KH2PO4), andere widrige Faktoren bewahrt wird. io 3,0 g Ammoniumsulfat, 0,5 g Magnesiumsulfat, 0,1 gFurthermore, the surface treatment must be carried out as in Example 1, so that the treatment agent is protected from contamination by other more vigorous bacteria or a solution of 0.5 g of potassium phosphate (KH 2 PO 4 ), other adverse factors. io 3.0 g ammonium sulfate, 0.5 g magnesium sulfate, 0.1 g

Es verbleiben mehrere unbekannte Aspekte bei den Kaliumchlorid, 0,01 g Calciumnitrat, 1 ml 10 n-H2SO4 für das erfindungsgemäße Oberflächenbehandlungs- und 1000 ml Wasser wurden sterilisiert, und 140 g mittel verwendeten Mikroorganismen hinsichtlich der Eisen(II)-sulfat (FeSO4-TH1O) wurden der Lösung Systematisierung. Auch sind die biochemischen Eigen- zugesetzt, so daß ein phosphathaltiges Kulturmedium tchaften und Funktionen der Mikroorganismen korn- 15 entstand. Dieses Kulturmedium wurde mit 20 ml pliziert, so daß einige Einzelheiten noch unbekannt einer Spülsuspension von Ferrobazillus sulfooxidans sind. Der Mechanismus bei der erfindungsgemäßen (A. T. C. C. Deposition Nr. 14119) beimpft, und es Metalloberflächenbehandlung mit den Mikroorganis- wurde ein Baumwollstopfen auf den Behälter gesetzt, men ist jedoch als Erscheinung offensichtlich. Wenn Dann wurde das Medium in aerobem Zustand unter das Behandlungsmittel mit der zu behandelnden Me- 20 Schütteln 72 Stunden bei 300C gezüchtet, wodurch tailfläche in Kontakt kommt, wirkt die Oxydase der eine Kultursuspension (Oberflächenbehandlungsmittel) Mikroorganismen auf die metallische Oberfläche mit einer Zellkonzentration von 0,24 entstand (Abein, wobei der Rost und Farbstoffe von der Metall- sorption des Lichtstrahls von 470 μ). Im nächsten fläche entfernt und die Oberfläche aktiviert werden. Schritt wurde eine Platte aus unlegiertem Stahl Dann erfolgt die Umsetzung zwischen der Phosphor- 25 (300 χ 100 X 0,5 mm) 30 Minuten in die obenersäure und/oder Phosphat in dem Behandlungsmittel wähnte Kultursuspension eingetaucht, wobei sterili- und der genannten aktivierten Oberfläche in wirk- sierte Luft durch den Baumwollstopfen dem Behandsamer Weise, wobei auf der Metalloberfläche der lungsmittel zugeführt wurde. Nach dieser Behandlung Eisenphosphat-Schutzüberzug gebildet wird. Es ist wurde die Platte abgespült, und ihre Oberfläche wurde möglich, mit dem Mittel gleichzeitig sowohl die 30 nach der Fluoreszenz-Röntgenstrahlmethode unterReinigung der metallischen Oberfläche als auch die sucht. Im Ergebnis wurde die Bildung einer Eisen-Bildung der Phosphatumsetzungsschicht durchzu- phosphatschicht bestätigt.Several unknown aspects remain with the potassium chloride, 0.01 g calcium nitrate, 1 ml 10 nH 2 SO 4 for the surface treatment according to the invention and 1000 ml water were sterilized, and 140 g medium-used microorganisms with regard to iron (II) sulfate (FeSO) 4 -TH 1 O) were systematizing the solution. The biochemical properties are also added, so that a phosphate-containing culture medium and functions of the microorganisms were created. This culture medium was replicated with 20 ml, so that some details of a rinsing suspension of Ferrobacillus sulfooxidans are still unknown. The mechanism of inoculating the present invention (ATCC Deposition No. 14119) and metal surface treatment with the microorganisms, a cotton plug was placed on the container, but the phenomenon is obvious. Then, when the medium in aerobic state under the treatment agent with the treated metal 20 shaking was grown for 72 hours at 30 0 C, thereby tailfläche comes into contact, the oxidase of a culture suspension acts (surface treating agent) microorganisms on the metallic surface with a cell concentration of 0.24 arose (Abein, with the rust and dyes from the metal sorption of the light beam of 470 μ). In the next area removed and the surface activated. Step was a plate made of carbon steel then the reaction between the phosphor 25 (300 χ 100 X 0.5 mm) immersed for 30 minutes in the above acid and / or phosphate in the treatment agent mentioned culture suspension, with sterile and the activated surface mentioned in acted air through the cotton plug to the hand-held device, with the detergent being supplied to the metal surface. After this treatment iron phosphate protective coating is formed. The plate has been rinsed and its surface has become possible with the means of simultaneously searching for both the fluorescent X-ray method with cleaning of the metallic surface and the search. As a result, the formation of iron formation of the phosphate conversion layer by the phosphate layer was confirmed.

führen. Überraschenderweise ist die Reaktionsfähig- Die Zeil konzentration des obenerwähnten Ober-to lead. Surprisingly, the reactivity is the Zeil concentration of the above-mentioned

keit zwischen Phosphorsäure und/oder Phosphat und flächenbehandlungsmittels wurde wie folgt gemessen:The speed between phosphoric acid and / or phosphate and surface treatment agent was measured as follows:

der metallischen Oberfläche sehr stark, weil diese im 35 20 ml des Behandlungsmittels (Kultursusper.sion)the metallic surface is very strong because it is in the 35 20 ml of the treatment agent (Kultursusper.sion)

gereinigten Zustand sehr aktiv ist. Die Eigenschaft wurde durch ein Filterpapier filtriert, und die in demcleaned state is very active. The property was filtered through a filter paper, and that in the

der Bildung der Eisenphosphatschicht wird nicht Filtrat enthaltenen Mikroorganismen wurden mit einerthe formation of the iron phosphate layer will not have been contaminated with any microorganisms contained in the filtrate

schlechter, selbst wenn die Konzentration der Phos- Zentrifuge bei 0°C und mit 8000 g abgetrennt. Derworse, even if the concentration of the phos centrifuge separated at 0 ° C and with 8000 g. the

phorsäure abnimmt. Daher braucht das Phosphat so erhaltene Niederschlag wurde mit 1 n-H2SO4 auf-phosphoric acid decreases. Therefore the phosphate needs the precipitate obtained in this way was dissolved with 1 nH 2 SO 4.

und/oder die Phosphorsäure weniger häufig ergänzt 40 gespült und erneut durch eine Zentrifuge unter denand / or the phosphoric acid replenished less frequently 40 rinsed and rinsed again through a centrifuge under the

zu werden, was für den praktischen Betrieb sehr vor- gleichen Bedingungen wie vorher abgetrennt. Derto become, which for the practical operation very pre-separated conditions as before. the

teilhaft ist. Niederschlag der Mikroorganismen wurde dann inis partaking. Precipitation of the microorganisms was then in

Die erfindungsgeniäß gebildete Eisenphosphatum- 10 ml destilliertem Wasser suspendiert. Durch Mes-The iron phosphate formed according to the invention is suspended in 10 ml of distilled water. By measuring

setzungsschicht zeigt im Vergleich zu bekannten sung der Durchlässigkeit des Lichtes bei 470 μ an dieserIn comparison to the known solution, the settlement layer shows the transmittance of light at 470 μ on this

Schichten eine ausgezeichnete Haftung an der Ober- 45 Suspension ergab sich durch die ermittelte AbsorptionExcellent adhesion to the upper suspension resulted from the determined absorption

schicht. Hinzu kommt, daß die Behandlungstempe- ein Maß für die Konzentration an Mikroorganismen, ratur (20 bis 45 0C) niedriger als bei vergleichbarenlayer. In addition, the treatment temperature a measure of the concentration of microorganisms, temperature (20 to 45 0 C) lower than comparable

Verfahren ist, so daß die Anlage und der Vorgang Beispiel 2 vereinfacht werden können, was von wirtschaftlichemThe procedure is such that the plant and procedure are Example 2 what can be simplified from economic

Vorteil ist. Schließlich liegen die restlichen Metall- 50 Mit dem gleichen Behandlungsmittel und den ionen in dem Behandlungsmittel nach der Behandlung gleichen Prüfplatten wie im Beispiel 1 wurde die durch die Einwirkung der Mikroorganismen als Wirkung der Mikroorganismen auf die Oberflächen-Eisen(III)-Ionen vor, so daß sie durch Neutralisation behandlungsaktivität geprüft. Jede Prüfplatte wurde als Niederschlag leicht abgetrennt werden können. Die 10 Minuten in das Oberflächenbehandlungsmittel einBehandlung ist daher im Hinblick auf die Vermeidung 55 getaucht. Je Tag wurden im Wechsel 50 Platten einder Umweltverschmutzung ebenfalls von Vorteil. getaucht. Eine derartige Behandlung wurde 3 Tage Außerdem kann die Abfallösung aus dieser Behänd- fortgesetzt, um die Veränderung der Oberflächenlung beseitigt werden, indem man sie lediglich ajf behandlungswirkung zu ermitteln. Als Vergleichsveretwa 500C oder darüber erhitzt, weil die verwendeten such wurde die gleiche Behandlungslösung zur EntMikroorganismen bei einer solchen Temperatur ihre 60 fernung der Mikroorganismen filtriert und mit dem so Wirksamkeit einhüßen. Wenn genügend mykologische entstandenen sterilen Filtrat wurde der gleiche VerSorgfalt ausgeübt wird, erzeugt die Behandlung selbst such ausgeführt. Der Porendurchmesser des Filters und ihr Abfallstoff keine schädliche Wirkung auf die war 10 μ. Die Änderungen in der Wirksamkeit der . menschliche Gesundheit, so daß ein betriebssicherer beiden Behandlungsmittel sind in der folgenden Betrieb erfolgen kann. 65 Tabelle 2 angegeben, in der die Eisenphosphatkonzen-Mit der Oberflächenbehandlungslösung der Er- tration auf der Oberfläche der fünfzigsten, mit dem findung kann die Oberflächenbehandlung der Metall- erfindungsgemäßen Behandlungsmittel behandelten oberfläche vereinfacht werden,· und sie kann ferner Prüfplatte gleich 100 gesetzt wurde.Advantage is. Finally, the remaining metal test plates are the same as in Example 1 with the same treatment agent and the ions in the treatment agent after the treatment that they were tested by neutralization treatment activity. Each test panel was easily separated as a precipitate. The 10 minute treatment in the surface treatment agent is therefore immersed in terms of avoidance. 50 plates per day alternating between environmental pollution were also beneficial. submerged. Such a treatment was continued for 3 days. In addition, the waste solution from this handler can be continued in order to eliminate the change in the surface treatment by only finding it out as a treatment effect. As Vergleichsveretwa heated 50 0 C or above, because the used was examined, the same treatment solution for EntMikroorganismen at such a temperature filtered their fernung 60 of the microorganisms and einhüßen with the so efficacy. If enough mycological sterile filtrate has arisen, the same care is produced, the treatment itself being carried out. The pore diameter of the filter and its waste matter had no harmful effect on it was 10 μ. The changes in the effectiveness of the. human health, so that an operationally safe two treatment agents can be carried out in the following operation. 65 Table 2, in which the iron phosphate concentration with the surface treatment solution of the eruption on the surface of the fiftieth, with the invention, the surface treatment of the metal treatment agent according to the invention can be simplified, and it can also be set test plate equal to 100.

Tabelle 2Table 2

tahldcr Behandlungslösungtahldcr treatment solution

Behandlungen Kultursuspension KulturmediumTreatments culture suspension culture medium

nach der Erfindung nach der Filtrationaccording to the invention after filtration

5050 100100 8080 100100 100100 4040 150150 100100 2020th

Wie sich aus der obigen Tabelle 2 klar ergibt, kann die Oberflächenbehandlungswirkung zur Bildung der Eisenphosphatschicht durch die anwesenden Mikro-Organismen aufrechterhalten werden.As is clear from Table 2 above, the surface treatment effect can be used to form the Iron phosphate layer can be maintained by the microorganisms present.

Beispiel 3Example 3

Eine Lösung aus 0,6 g Kaliumpyrophosphat, 3,0 g Ammoniumsulfat, 0,5 g Magnesiumsulfat, 0,01 g CaI-ciumnitrat, 0,1 g Kaliumchlorid, 1 ml 10 n-H2SO4 und 1000 ml Wasser wurde sterilisiert, und es wurden zur Herstellung eines Kulturmediums 140 g Eisen(II)-sulfat (FeSO1-7 H?O) zugesetzt. Dieses Kulturmedium wurde mit 20 ml einer Spülsuspension von Thiobazillus ferrooxidans (Ferm. Res. Inst. Deposition Nr. 1191) beimpft, und es wurde ein Baumwollstopfen auf den Behälter gesetzt. Dann wurde das Medium unter aeroben Bedingungen unter Schütteln 72 Stunden bei 300C gezüchtet. Man erhielt als Resultat eine gezüchtete Suspension mit einer Zellkonzentration (Absorption von Lichtstrahlen mit 470 μ) von 0,26. Die so erhaltene gezüchtete Suspension wurde auf die Oberfläche einer rostigen Flußstahlplatte aufgesprüht. Man ließ die Platte 60 Minuten stehen, dann wurde sie abgespült. Als Ergebnis dieser Behandlung wurde festgestellt, daß der Rost, entfernt worden war und sich eine saubere behandelte Oberfläche gebildet hatte.A solution of 0.6 g of potassium pyrophosphate, 3.0 g of ammonium sulfate, 0.5 g of magnesium sulfate, 0.01 g of calcium nitrate, 0.1 g of potassium chloride, 1 ml of 10 nH 2 SO 4 and 1000 ml of water was sterilized, and 140 g of iron (II) sulfate (FeSO 1 -7 H ? O) were added to produce a culture medium. This culture medium was inoculated with 20 ml of a rinse suspension of Thiobazillus ferrooxidans (Ferm. Res. Inst. Deposition No. 1191), and a cotton plug was placed on the container. The medium was then grown under aerobic conditions with shaking at 30 ° C. for 72 hours. As a result, a cultured suspension having a cell concentration (absorption of light rays of 470 μ) of 0.26 was obtained. The cultured suspension thus obtained was sprayed on the surface of a rusty mild steel plate. The plate was allowed to stand for 60 minutes, then it was rinsed. As a result of this treatment, it was found that the rust had been removed and a clean treated surface was formed.

Beispiel 4Example 4

Eine Lösung aus 0,3 g Natriummetaphosphat, 3,0 g Ammoniumsulfat, 0,5 g Magnesiumsulfat, 0,01 g Calciumnitrat, 0,1 g Kaliumchlorid, 1 ml 10 ^H1SO4 und 1000 ml Wasser wurde sterilisiert, und es wurden 140 g Eisen(ll)-sulfat (FeSO,-7H2O) zugesetzt, wodurch ein Kultunnedium entstand. Dieses Kulturmedium wurde mit 20 ml Spülsuspension von Ferrobazillus ferrooxidans (A.T.C.C. Deposition Nr. 13 661) beimpft, und ein Baumwollstopfen wurde auf den Behälter gesetzt. Dann wurde das Medium in aerobem Zustand unter Schütteln 72 Stunden bei 300C gehalten. Man erhielt im Ergebnis eine Kultursuspension mit einer Zellkonzentration von 0,26 (Absorption mit LichtstraMen von 470 μ). Eine rostige Flußstahlplatte wurde in diese Kultursuspension (Behandlungsmittel) 2 Standen bei 300C eingetaucht Danach war der Rost auf der Platte entfernt, und aufA solution of 0.3 g of sodium metaphosphate, 3.0 g of ammonium sulfate, 0.5 g of magnesium sulfate, 0.01 g of calcium nitrate, 0.1 g of potassium chloride, 1 ml of 10 ^ H 1 SO 4 and 1000 ml of water was sterilized, and it 140 g of iron (II) sulfate (FeSO, -7H 2 O) were added, whereby a culture medium was formed. This culture medium was inoculated with 20 ml of Ferrobazillus ferrooxidans rinsing suspension (ATCC Deposition No. 13,661), and a cotton plug was placed on the container. The medium was then kept for 72 hours at 30 0 C in aerobic condition with shaking. The result obtained was a culture suspension with a cell concentration of 0.26 (absorption with light beams of 470 μ). A rusty mild steel plate was immersed in this culture suspension (treatment agent) for 2 levels at 30 ° C. After this, the rust on the plate was removed and on

ihr hatte sich eine helle Phosphatschicht gebildet. Anschließend wurde ein Alkydharz-Beschichtungsmaterial auf die Oberfläche der behandelten Platte aufgebracht. In der Zwischenzeit wurde das Be-Schichtungsmaterial auch auf die Oberfläche einer anderen Testplatte aufgebracht, die mit einem Eisenphosphat-Behandlungsmittel nach dem Stande der Technik behandelt worden war. Das letztere Präparat wird als Vergleichsbeispiel angesehen.a light-colored phosphate layer had formed on her. Then an alkyd resin coating material was applied applied to the surface of the treated panel. In the meantime, the coating material became also applied to the surface of another test panel that was treated with an iron phosphate treating agent had been treated according to the state of the art. The latter preparation is regarded as a comparative example.

ίο Die Haftung dieser zwei Testplatten wurde durch den Kreuzschnittest bestimmt, deren Ergebnisse in der folgenden Tabelle 3 angegeben sind. Der Kreuzschnittest wurde folgendermaßen ausgeführt: Mit einem Messer wurden in der Schicht des Beschichtungsmaterials 100 Schnitte unter Bildung von 1 mm Quadraten in karierter Anordnung gebildet. Ein Selbstklebeband wurde auf den Schnittbereich aufgelegt; dann wurde das Klebeband abgezogen und die Anzahl der geschnittenen Quadrate gezählt, die auf der Oberfläche verblieben waren.ίο The adhesion of these two test plates was through determined the cross-cut test, the results of which are given in Table 3 below. The cross cut test was carried out as follows: With a knife were in the layer of the coating material Make 100 cuts to form 1 mm squares in a checkered arrangement. A Self-adhesive tape was placed on the cut area; then the tape was peeled off and counted the number of cut squares that remained on the surface.

Tabelle 3Table 3

Umsetzungsschicht
nach bekannter mitdemerfin-Methode dungsgemäßen
Implementation layer
according to the known mitdemerfin method

behandelt Mittel behandelttreated means treated

Verbleibende Kreuz-Schnittfläche (%)Remaining cross-cut area (%)

spiespat

100100

Eine Lösung aus 4,0 g Ammoniumphosphat, 0,5 g Magnesiumsulfat, 0,01 g Calciumnitrat, 0,1 g Kaliumchlorid, 1 ml 10 n-HtSO4 und 1000 ml Wasser wurde sterilisiert, und 140 g Eisen(II)-sulfat (FeSO1-7 H2O) wurden zugesetzt und in dieser Weise ein Kulturmedium hergestellt. Dieses Kulturmedium wurde mit 20 ml Spülsuspension des Ferrobazillus ferrooxidans (A.T.C.C. Deposition Nr. 13 661) beimpft, und ein Baumwollstopfen wurde auf den Behälter gesetzt. Dann wurde das Kultunnedium in aerobem Zustand unier Schütteln 72 Stunden bei 300C gehalten, um die Mikroorganismen zu züchten. Nach dieser Züchtung war eine Kultursuspension mit einer Zellkonzentration von 0,20 entstanden (Absorption mit einem Licht von 470 μ). Anschlie3end wurde eine Flußstahlplatte 10 Minuten in die erhaltene Kultursuspension von 40° C eingetaucht. Die Oberfläche der so behandelten Platte wurde durch IR-Absorptionsspektren untersucht Dabei wurde gefunden, daß sich auf der Oberfläche der Testplatte eine Eisenphosphatum-Setzungsschicht gebüdet hatte.A solution of 4.0 g of ammonium phosphate, 0.5 g of magnesium sulfate, 0.01 g of calcium nitrate, 0.1 g of potassium chloride, 1 ml of 10 nH t SO 4 and 1000 ml of water was sterilized, and 140 g of ferrous sulfate (FeSO 1 -7 H 2 O) was added and a culture medium was prepared in this way. This culture medium was inoculated with 20 ml of Ferrobazillus ferrooxidans rinse suspension (ATCC Deposition No. 13 661), and a cotton plug was placed on the container. Then, the Kultunnedium was kept for 72 hours at 30 0 C in aerobic condition unier shaking to grow the microorganisms. After this cultivation, a culture suspension with a cell concentration of 0.20 was formed (absorption with a light of 470 μ). A mild steel plate was then immersed in the culture suspension obtained at 40 ° C. for 10 minutes. The surface of the plate thus treated was examined by IR absorption spectra. It was found that an iron phosphate settlement layer had formed on the surface of the test plate.

Wie aus obigem hervorgeht, ist das Metalloberflächenbehaodlungsmittel der Erfindung im Vergleich zu den bekannten Behandlungsmitteln sehr vorteilhaft As can be seen from the above, it is a metal surface treatment agent of the invention is very advantageous compared to the known treatment agents

Claims (6)

zum Reinigen und Entfetten sowie Entlacken und Patentansprüche: Phosphatieren von Eisenoberflächen, bestehend imfor cleaning and degreasing as well as paint stripping and claims: phosphating of iron surfaces, consisting of wesentlichen aus Phosphorsäure und/oder Alkali-essentially of phosphoric acid and / or alkali ) 1. Mittel zur Reinigung und nichtschichtbilden- phosphaten oder Salzen von Schwermetallen sowie den Phosphatierurig von Eisenoberflächen in einem 5 einem Beschleuniger und Phenol oder dessenHomo-Arbeitsgang, das Phosphorsäure und/oder Phosphat logen, gelöst in Methylenchlorid und/oder Äthylensowie Oxydationsmittel enthält, gekenn- chlorid, zur Behandlung in einem Arbeitsgang bezeichnet durch einen Gehalt an einer kannt. Dieses Mittel erfordert relativ hohe Konzen-Reinigungswirkung zeigenden Kultursuspension trationen an Phosphorsäure, um die gewünschte Entvon lithotrophen Stämmen von Eisenbakterien io fettung und Phosphatienmg zu erreichen. Außerdem (Ferrobazillus) und/oder des Thiobazillus ferro- ist die Haftung der aufgebrachten Phosphatierungsoxidans und einen pH-Wert von 1,5 bis 5. schicht ungenügend.) 1. Agents for cleaning and non-film-forming phosphates or salts of heavy metals as well the phosphating of iron surfaces in an accelerator and phenol or its homo process, the phosphoric acid and / or phosphate were lying, dissolved in methylene chloride and / or ethylene as well as Oxidizing agent contains, labeled chloride, designated for treatment in one operation by a salary of one knows. This agent requires a relatively high concentration cleaning effect The culture suspension showing trations of phosphoric acid in order to achieve the desired depletion and phosphatization of lithotrophic strains of iron bacteria. Besides that (Ferrobacillus) and / or the Thiobacillus ferro- is the adhesion of the applied phosphating oxidant and a pH of 1.5 to 5th layer is insufficient. 2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Aus der US-PS 36 79 397 ist ein Verfahren zur zeichnet, daß die Kultursuspension Ferrobazillus Extraktion metallischer Bestandteile aus metallurferrooxidans und/oder Ferrobazillus sulfooxidans 15 gischen Stoffen bekannt, bei dem eine Eisensulfat enthält. und Bakterien enthaltende Auslauglösung mit dem2. Means according to claim 1, characterized in US-PS 36 79 397 is a method for draws that the culture suspension Ferrobacillus extraction of metallic components from metallurferrooxidans and / or Ferrobazillus sulfooxidans 15 gischen substances known in which an iron sulfate contains. and leachate containing bacteria with the 3. Mittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- metallurgischen Stoff in Berührung gebracht wird, kennzeichnet, daß die Kultursuspension Ferro- Hierbei handelt es sich darum, bestimmte Metalle aus bazillus ferrooxidans mit der A.T.C.C.-Nieder- geringwertigem Erz herauszulösen und dann als legungs-Nr. 13 661 enthält. ao Metall hieraus niederzuschlagen. Bei dem bekannten3. Means according to claim 1 or 2, characterized in that metallurgical material is brought into contact, indicates that the culture suspension is ferro- This is about certain metals bazillus ferrooxidans with the A.T.C.C.-Low-grade ore and then as laying no. 13 661 contains. ao to knock down metal from it. With the well-known 4. Mittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- Verfahren werden eisenoxydierende Bakterier mit kennzeichnet, daß die Kultursuspension Ferro- einer kleinen Menge von Carbamidphosphorsäure und bazillus sulfooxidans mit der A.T.C.C.-Nieder- gegebenenfalls mit einer weiteren Phosphorquelle, wie legungs-Nr. 14 119 enthält. wasserlöslichen Phosphaten von Alkalimetallen, an-4. Means according to claim 1 or 2, thereby processes are iron-oxidizing bacteria with indicates that the culture suspension contains a small amount of carbamide phosphoric acid and ferro-ferrous bazillus sulfooxidans with the A.T.C.C.-Nieder- possibly with another source of phosphorus, such as laying no. 14 119 contains. water-soluble phosphates of alkali metals, 5. Mittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- as gesetzt, um die Extraktion von Metall aus dem Erz kennzeichnet, daß die Kultursuspensicm Thio- zu verstärken. Abgesehen von der relativ komplibazillus ferrooxidans WU-66B (Governmental zierten Zusammensetzung der bekannten Auslaug-Fermentation Research Institute Deposition Nr. lösungen ist es nicht möglich, mit diesen Phosphatie-1 191 in Japan) enthält. rungsschichten zu erzeugen.5. Means according to claim 1 or 2, characterized as set to the extraction of metal from the ore indicates that the culture susceptibility to thio reinforce. Apart from the relatively complibacillus ferrooxidans WU-66B (Governmental adorned composition of the well-known leach fermentation Research Institute Deposition Nr. Solutions it is not possible with these Phosphatie-1 191 in Japan). generating layers. 6. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 30 Schließlich ist aus der DT-OS 22 55 640 bekannt, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorption der zur reinigenden Behandlung metallischer Oberflächen Kultursuspension bei einem Licht von 470 μ 0,1 Mikroorganismen einzusetzen. Durch dieses Ver- oder mehr beträgt. fahren kann jedoch keine Phosphatierungsschicht6. Agent according to one of claims 1 to 5, 30 Finally, it is known from DT-OS 22 55 640, characterized in that the absorption of the cleaning treatment of metallic surfaces Use culture suspension with a light of 470 μ 0.1 microorganisms. Through this or more. However, no phosphating layer can drive
DE19742430776 1973-06-26 1974-06-26 Agent for cleaning and non-layer-forming phosphating of iron surfaces in one operation Expired DE2430776C3 (en)

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DE2430776A1 DE2430776A1 (en) 1975-01-16
DE2430776B2 DE2430776B2 (en) 1976-04-08
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