DE2613878A1

DE2613878A1 - Reinigungsverfahren fuer walzoele

Info

Publication number: DE2613878A1
Application number: DE19762613878
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dr Phil Baur; Hanspeter Kraehenbuehl; Emil Merki
Original assignee: Alusuisse Holdings AG
Current assignee: Alcan Holdings Switzerland AG
Priority date: 1975-04-10
Filing date: 1976-03-31
Publication date: 1976-10-21
Also published as: IT1059059B; SE418196B; DE2613878C2; GB1498337A; CH595435A5; FR2307035B1; SE7604150L; FR2307035A1; BE840515A; JPS51123202A; US4293424A; CA1094495A

Description

Reinigungsverfahren für Walzöle

¹⁰· ^AP^{ril 1975}' Schweiz, Nr. 4554/75

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Reinigung von Walzölen ohne Filtrierhilfsinittel, insbesondere von Peinwalzölen, die in der Leichtmetailindustrie verwendet werden. Die verunreinigten Walzöle werden mit Hilfe einer in einem Koagulator zugegebenen, stark alkalischen Lösung und anschliessender Abtrennung des Koagulates in einer Zentrifuge bzw. einem Filter kontinuierlich oder stationär vom Metallabrieb befreit.

Es sind mehrere Verfahren zur Entfernung der Metallpartikel aus Walzölen bekannt. Die kleinen Partikeldimensionen erfordern jedoch einen unverhältnismässig grossen Investitionsund Arbeitsaufwand und sind deshalb unwirtschaftlich.

Nach einem dem Fachmann geläufigen, stationären Verfahren werden die schmutzigen Walzöle mit verdünnter Schwefelsäure gereinigt. Während dem ungefähr eine Stunde dauernden Reinigungsverfahren wird der Metallabrieb, z.B. aus Aluminium,

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ORIGINAL INSPECTED

aufgelöst. Metallwalzer verwenden jedoch nicht gerne Schwefelsäure, weil diese mit dem Walzöl unter Bildung von Sulfonsäuren reagiert. Diese unerwünschten organischen Säuren lassen sich nur mit grösster Mühe aus dem von den Metallpartikeln gereinigten Walzöl entfernen.

Ein weiteres bekanntes Verfahren besteht darin, dass die verunreinigten Walzöle mit Aktivtonerde oder Kieselgur filtriert werden. Dieses Verfahren ist nicht nur wegen dem geringen Durchsatz, sondern auch wegen dem grossen Materialaufwand sehr kostspielig. So werden z.B. zur Entfernung von ungefähr 1 t Metallabrieb 40 t Filtersand, die mit 40 t Petrol getränkt sind, verbraucht. Die heutigen Umweltschutzbestimmungen erlauben nicht mehr, dass solch stark ölhaltiger, verbrauchter Filtersand abgelagert wird, er muss in einem schwierigen Verfahren mit entsprechenden Kosten vom anhaftenden OeI befreit werden, z.B. durch Röstverfahren.

Schliesslich ist es noch bekannt, den Metallabrieb durch Zentrifugieren aus den verunreinigten Walzölen zu entfernen. Mit diesem Verfahren werden aber nur Partikel bis. zu einem bestimmten Durchmesser ausgeschieden,.während feinerer Metallabrieb im Walzöl bleibt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Reinigung von Walzölen, die Abriebpartikel von zu

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bandförmigem Halbzeug verarbeitbaren, mit alkalischen Lösungen reagierenden Metallen, insbesondere Leichtmetallen, enthalten, zu schaffen, bei welchem der Metallabrieb mit einer Partikelgrösse bis hinunter zur Grössenordnung von 0,1 um in eine derartige Form gebracht werden, dass eine leichtere und wirtschatlichere Trennung vom Walzöl gewährleistet ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass dem erwärmten Schmutzöl eine stark alkalische wässrige Lösung eines anorganischen Salzes zudosiert wird.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird die stark alkalische Lösung, die einen pH Wert von mindestens 9 hat, hergestellt, indem eine entsprechende Menge von Hydroxiden und/ oder Karbonaten der Alkali- oder Erdalkalimetalle in Wasser gelöst werden*

Eine Sodalösung mit 150-250 g Na₃CO₃ pro Liter Lösung hat sich als besonders vorteilhaftes Koagulationsmittel herausgestellt.

Die verwendeten stark alkalischen Lösungen sind nicht giftig, und es können selbst bei groben Manipulationsfehlern keine Materialschäden entstehen.

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Üeberraschend bewirkt die Zugabe der stark alkalischen Lösung zum mit Metall-Partikeln verunreinigten OeI eine schnelle, vollständige Koagulation, ohne dass die beiden flüssigen Phasen innig durchgemischt werden müssen.

Es steht fest, dass die stark alkalische Lösung durch Entladung der polarisierten Grenzschicht unter schwacher Wasserstoffentwicklung eine chemische Veränderung an der Oberfläche der Abrieb-Partikel bewirkt, und dass sich dieser Effekt sofort lawinenartig ausbreitet, worauf sich die feinverteilten, entladenen Abriebpartikel zu Koagulaten zusammenballen. Es ist jedoch bisher noch nicht gelungen, eine theoretische Erklärung für diesen überraschenden Koagulationseffekt zu finden.

Die zudosierte, bei der oberflächenchemischen Reaktion nicht verbrauchte alkalische Lösung wird von der ausgetragenen Abriebschicht vollständig absorbiert.

Das kontinuierlich gebildete Koagulat wird in einer Zentrifuge bzw. in einer Filtriervorrichtung, vorzugsweise jedoch in einer Kammerzentrifuge, ausgetragen, das stationär gebildete in einem Behälter sedimentiert. Das abgeschiedene Koagulat fällt als weitgehend trockene, spachtelbare Schicht an, die leicht und sauber aus der Vorrichtung entfent werden kann. Der Niederschlag hat einen sehr geringen OeI-

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gehalt von ca. 5-10%, was eine problemlose Weitergabe dieses Abfalles an eine öffentliche Kehrichtdeponie oder -ve.rbrennungsanstalt erlaubt.

Dank der kompakten Bauweise der Vorrichtung zur Durchführung des dynamischen Verfahrens können von einer Einheit mit verhältnismässig kleinem Aufwand grosse Schmutzöl-Durchsätze erzielt werden. Diese grossen Durchsätze können auf
einen kleinem Bruchteil des Raumes, der von Vorrichtungen
zur Durchführung bekannter Filtrier- oder Zentrifugierverfahren beansprucht wird, erzielt werden.

Der zur Reinigung des Walzöls notwendige Materialfluss kann

mit der Erfindung bis zu einem Faktor 100 gesenkt werden,

dies bei erhöhter Reinigungsqualität und begreiflicherweise

enorm gesteigerte Wirtschaftlichkeit.

Die Vorrichtung zur Durchführung des dynamischen Verfahrens wird anhand der schematisch gezeichneten Figur näher erläutert.

Das Schmutzöl wird von einer Pumpe 1 durch eine Zufuhrleitung 3 aus dem nicht dargestellten Walzölbehälter angesaugt
und dann über einen Rückkühler 4 in einen Durchlauferhitzer 5 gepumpt. Die Pumpe und der Rückflusskühler sind mit einem Verbindungsrohr 6, der Rückflusskühler und der Durchlaufer-

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hitzer sind mit einem Verbindungsrohr 7 für das Schmutzöl verbunden. Im Durchlauferhitzer wird das verunreinigte WaIzöl auf 60-95, vorzugsweise auf 80-95°C erhitzt. Anschliessend wird das warme Schmutzöl, immer noch von der über den ganzen Kreislauf wirksamen Pumpe 1 durch ein Verbindungsrohr 8 in die Mischstufe 9 des mit einem Verbindungsstutzen 10 angeschlossenen Koagulators 11 (ca. 100 1 Inhalt) geleitet. An der Mischstufe wird, mittels einer Dosier-Pumpe 13, die stark alkalische wässrige Lösung aus dem Fällungsmittelbehälter 12 durch eine nicht dargestellte Düse in die Mischstufe eingespritzt. Die Dosierung beträgt je nach Verschmutzungsgrad (Oxidasche-Gehalt) und Durchsatz des Schmutzöls (ca. 400-1200 1 pro Stunde) ungefähr 0,5-1,5 1 stark alkalische Lösung pro Stunde. Nach kurzer Durchlaufzeit durch den Koagulator 11, der das eingentliche Reaktionsgefäss ist, wird das Walzöl mit dem koagulierten Metall-Abrieb durch ein Verbindungsrohr 14 in eine Kammerzentrifuge 15 gepumpt. In dieser Zentrifuge werden die Koagulate niedergeschlagen.

Das Filtrat, reines Walzöl ohne jede Spur von Bestandteilen der stark alkalischen Lösung wird durch die Rückflussleitung 17 wieder an den Einsatzort zurückgepumpt. Dabei durchfliesst das OeI den Rückkühler 4 und kann so vor dem Verlassen des Kreislaufs durch das Abflussrohr 18 das neu in den Kreislauf eintretende Schmutzöl vorwärmen.

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Am Koagulator 11 und an der Kanunerzentrifuge 15 sind aus Sicherheitsgründen Wasserstoff- Ueberdruckventile 19 und 20 angebracht.

Beispiele

Die Beispiele 1-3 beziehen sich auf die dynamische Walzölreinigung mit Hilfe eines Koagulators und einer handelsüblichen Kammerzentrifuge (westfalia HG 10 006, 4700 rpm) .

Beispiel 4 bezieht sich auf die statische Walzölreinigung mittels Koagulation.

In allen Beispielen wird eine Sodalösung mit 250 g Na₃CO₃ pro Liter Lösung zudosiert oder hinzugegeben.

Beispiel 1

Stark verschmutztes Folienwalzöl mit einem Oxidaschegehalt von 0,36% (Gewichtsprozente) wird durch Bypas-Reinigung mit Koagulator gereinigt. Der Durchsatz des auf 85 C erwärmten Walzöls beträgt 400 l/h, es werden 1,5 l/h Sodalösung zudosiert. Das gereinigte Folienwalzöl hat einen Oxidaschegehalt von 0,002%.

Beispiel 2

Gebrauchtes Folienwalzöl (Vorstich) mit einem Oxidaschegehalt von 0,12% wird wie in Beispiel 1 gereinigt. Der Durch-

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satz des auf 85%C erwärmten Walzöls beträgt 600 l/h, es werden 0,8 l/h Sodalösung zudosiert. Das gereinigte Folienwalzöl hat einen Oxidaschegehalt von 0,001%.

Beispiel 3

Gebrauchtes Folienwalzöl (Doppelstich) mit einem Ox.idaschegehalt von 0,08% wird wie in Beispiel 1 gereinigt. Der Durchsatz des auf 85 C gereinigten Walzöls beträgt 800 l/h, es werden 0,5 l/h Sodalösung zudosiert. Das gereinigte WaIzöl hat einen Oxidaschegehalt von 0,0007%.

Beispiel 4-

In einem Behälter werden 1000 1 stark verschmutztes Folienwalzöl mit einem Oxidaschegehalt von 0,3% mit 25 1 Sodalösung versetzt. Die Walzöltemperatur beträgt 95°C, die Sedimentierzeit 24 h. Das gereinigte Folienwalzöl hat einen Oxidaschegehalt von 0,001%.

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Claims

Patentansprüche

1.) Verfahren zur Reinigung von Walzölen, die Abriebpartikel von zu bandförmigem Halbzeu, verarbeitbaren, mit alkalischen Lösungen reagierenden Metallen, insbesondere Leichtmetallen. enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß dem erwärmten Schmutzöl zur Bildung von Koagulaten eine stark alkalische wässrige Lösung eines anorganischen Salzes zudosiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die alkalische Lösung in einem Koagulator zum kontinuierlich durchfließenden Schmutzöl gegeben und daß die Koagulate abzentrifugiert oder abfiltriert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Durchsatz von 400 bis 1200 Litern Schmutzöl pro Stunde während der gleichen Zeiteinzeit 0,5 bis 1,5 Liter stark alkalische Lösung zudosiert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Koagulate mit einer Kammerzentrifuge entfernt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die alkalische Lösung in einen Behälter mit stehendem Schmutzöl gegeben und daß die Koagulate sediment!ert werden.

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6. Verfahren nach einem der Anspräche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine wässrige, einen pH von mindestens 9 aufweisende Lösung von Hydroxiden und/oder Karbonaten der Alkalimetalle zudosiert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine wässrige Lösung mit 150 bis 250 g Na-CO-, pro Liter Lösung zudosiert wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine wässrige, einen pH von mindestens 9 aufweisende Lösung von Hydroxiden und/oder Karbonaten der Erdalkalimetalle zudosiert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmutzöl vor der Zugabe der stark alkalischen, wässrigen Lösung auf 60 bis 95°C erwärmt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmutzöl auf 80 bis 95°C erwärmt wird.

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