DE2658475A1 - Inhibitor fuer aluminium in alkalischen loesungen - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist die Inhibierung von Aluminium in alkalischen Lösungen durch Verwendung von 2-Phosphono-butan-1,2,4-tricarbonsäure bzw. ihrer wasserlöslichen Salze. Es ist bekannt, zur Inhibierung von Aluminium in alkalischen Lösungen Oxidationsmittel wie beispielsweise Permanganat und Chromate zu verwenden. Der Wirkungsgrad dieser Oxidationsmittel ist jedoch gering, so dass relativ große Mengen verwendet werden müssen. Aus arbeitsphysiologischen und abwässertechnischen Gründen können Chromate heute praktisch nicht mehr verwendet werden. Die Verwendung von Wasserglas als Inhibitor für Aluminium in alkalischen Lösungen ist ebenfalls bekannt. Es werden damit gute Ergebnisse erzielt, wenn Wasserglas in entsprechend großen Mengen eingesetzt wird.

Es hat sich jedoch gezeigt, dass der notwendig hohe Wasserglaszusatz zu alkalischen Lösungen oft zu unangenehmen Begleiterscheinungen führt. So treten beispielsweise auf den mit den Lösungen behandelten Teilen Verkrustungen und Beläge auf, insbesondere dann, wenn diese Teile mit Säure nachbehandelt werden, um überschüssiges Alkali zu entfernen. Diese Verkrustungen und Beläge werden von normalen Entsteinungslösungen nicht angegriffen. Die Entfernung erfolgt praktisch nur mit Flußsäure und ist daher umständlich und nicht problemlos.

Es ist daher auch schon vorgeschlagen worden, 1-Aminoalkan-1,1-diphosphonsäuren als Inhibitor für Aluminium in alkalischen Lösungen zu verwenden. Hiermit lassen sich gute Ergebnisse erzielen. Aus abwassertechnischen Gründen ist es jedoch erwünscht, Verbindungen zu verwenden, deren Phosphor- und Stickstoffgehalt möglichst gering ist.

Es wurde nun gefunden, dass man die bisherige Arbeitsweise zur Inhibierung von Aluminium in alkalischen Lösungen dadurch verbessern kann, indem man als Inhibitor 2-Phosphono-butan-1,2,4-tricarbonsäure oder deren wasserlösliche Salze verwendet. Als wasserlösliche Salze können dabei insbesondere die Natrium-, Kalium- und Ammoniumsalze Anwendung finden.

2-Phosphono-butan-1,2,4-tricarbonsäure ist besonders bei relativ geringer Inhibitorkonzentration wirksam. Demgemäß werden den alkalischen Lösungen Mengen von 0,05-0,4 g/l, vorzugsweise 0,08-0,2 g/l, zugesetzt. Verwendet man stattdessen gleich große Mengen Alkalisilikat, so ist die Inhibierung völlig unzureichend. 2-Phosphono-butan-1,2,4-tricarbonsäure bzw. deren wasserlösliche Salze nehmen offensichtlich bezüglich der Inhibierung eine Sonderstellung ein, denn mit ähnlichen Verbindungen wie beispielsweise kleines Alpha-Phosphonopropionsäure oder 1,2-Diphosphonoäthan-1,2-dicarbonsäuredihydrat werden wesentlich schlechtere Ergebnisse erhalten.

Die beschriebenen Inhibitoren sind hervorragend wirksam in Alkalicarbonatlösungen wie insbesondere Sodalösungen und besitzen eine recht gute Wirksamkeit auch in Lösungen, die Natrium- oder Kaliumhydroxid enthalten. Durch die Verwendung der beschriebenen Inhibitoren wird eine Verlangsamung des Angriffs von Alkalilösungen auf Aluminium - und damit Steuerung des Abtrags - in dem für die Praxis besonders geeigneten Umfange erzielt.

Gleichzeitig wird die Bildung von Belägen und Verkrustungen, die bei den bisher verwendeten Alkalisilikatinhibitoren zu Schwierigkeiten geführt haben, vermieden. Auf die abwassertechnischen Vorteile ist bereits eingangs hingewiesen worden.

Beispiel

Es wurden Lösungen hergestellt, die jeweils 10 g/l wasserfreies Natriumcarbonat bzw. Natriumhydroxid bzw. Kaliumhydroxid und die in der Tabelle angegebene Menge an 2-Phosphono-butan-1,2,4-tricarbonsäure enthielten. Jeweils 1 dm[hoch]2 große entfettete und gewogene Bleche aus 99,7%igem Aluminium mit einer Stärke von 1 mm wurden bei 50°C 60 Minuten lang der Einwirkung dieser Lösungen ausgesetzt. Danach wurden die Bleche gespült, getrocknet und gewogen, um den Abtrag an Aluminium zu ermitteln.

Zum Vergleich wurden Aluminiumbleche unter den gleichen Bedingungen mit Lösungen behandelt, die neben 10 g/l wasserfreiem Natriumcarbonat und Natriumhydroxid bzw. Kaliumhydroxid

a) keinen Inhibitor

b) kleines Alpha-Phosphonopropionsäure

c) Hydroxypropandiphosphonsäure

d) 1,2-Diphosphonoäthan-1,2-dicarbonsäuredihydrat

in den jeweils angegebenen Mengen (Spalte 1) enthielten.

Die erzielten Ergebnisse sind in Tabelle 1-3 wiedergegeben.

Der in Spalte 2 angeführte Schutzwert S wurde nach der Formel errechnet.

Um bei einer Natriumcarbonatkonzentration von 10 g/l mit Natriumsilikat einen Schutzwert von 98-100% zu erzielen, muß im übrigen eine Inhibitorkonzentration von 400-500 mg/l vorhanden sein. Bei Natriumhydroxid sind Mengen von 11-12 g/l und bei Kaliumhydroxid 9-10 g/l notwendig.

Tabelle 1

Tabelle 2

Tabelle 3

Claims (2)

1. Verwendung von 2-Phosphonobutan-1,2,4-tricarbonsäure und ihrer wasserlöslichen Salze als Inhibitoren für Aluminium in alkalischen Lösungen.

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die alkalischen Lösungen einen Zusatz von 0,05-0,4 g/l, vorzugsweise 0,08-0,2 g/l, Inhibitor enthalten.