DE2835857A1

DE2835857A1 - Einstreusalz fuer die raucharme feuerverzinkung

Info

Publication number: DE2835857A1
Application number: DE19782835857
Authority: DE
Inventors: Erwin Dr Diehl; Arthur Stroh
Original assignee: TH Goldschmidt AG
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1978-08-16
Filing date: 1978-08-16
Publication date: 1980-02-28
Also published as: DE2835857C2; CH641207A5; AT362211B; ATA552579A

Description

Einstreusalz für die raucharme Feuer-
verzinkung Patentansprüche: Seite 2 bis 3 Beschreibung: Seite 4 bis 9 Bei der Verzinkung von im wesentlichen aus Eisen bestehenden Metallgegenständen bedient man sich verschiedener Verfahrensweisen, um die Benetzbarkeit der Oberflächen der Metallgegenstände durch das schmelzflüssige Zink zu verbessern und die Legierungsbildung in der Grenzschicht zu fördern.
Im allgemeinen werden zunächst die Oberflächen der Metallgegenstände durch einen Beizvorgang in Säure von Oxiden und anhaftendem Zunder befreit.
Bei der Trockenverzinkung wird der gebeizte Metallgegenstand in eine wäßrige Lösung von Zinkchlorid und Ammonchlorid eingetaucht. Der Metallgegenstand wird dann aus der Lösung genommen. Anschließend wird die an dem Metallgegenstand haftende Lösung getrocknet, so daß sich ein Überzug von Zinkchlorid und Ammonchlorid ausbildet. Der so für die Verzinkung vorbereitete Metallgegenstand wird nun in eine Zinkschmelze eingetaucht, wobei sich auf dem Metallgegenstand eine Zinkschicht unter Bildung einer Eisen-Zink-Legierung als Zwischenschicht bildet. Durch das auf dem Metallgegenstand befindliche Ammonchlorid wird eine von Oxiden völlig freie Metalloberfläche gebildet. Dabei werden die Metalloxide in die entsprechenden Metallchloride umgewandelt, die von dem Zinkchlorid aufgenommen werden.
Bei der Naßverzinkung wird der gebeizte Metallgegenstand durch eine Salzschmelze, die auf der Zinkschmelze schwimmt, in das geschmolzene Zink getaucht. Die Salzschmelze besteht wiederum in der Regel aus Ammonchlorid und Zinkchlorid.
Es ist auch möglich, den von der Beizung noch nassen Metallgegenstand mit einem Fluxmittel zu bestreuen. Dies kann mit der Hand oder mit einer Pulversprühpistole erfolgen. Das Bestreuen bzw. Besprühen erfolgt mit einem sogenannten Einstreusalz. Anschließend wird das Verzinkungsgut in eine nicht abgedeckte Zinkschmelze von etwa 4500C eingetaucht. Das als Einstreusalz verwendete Ammonchlorid wandelt in bekannter Weise das restliche an der Oberfläche des Verzinkungsgutes befindliche Metalloxid in Metallchlorid um. Zink und Zinkoxid aus dem Zinkbad bilden mit Ammonchlorid Zinkaminchloride, welche die gebildeten Metallchloride aufnehmen. Überschüssiges Ammonchlorid sublimiert oder wird thermisch gespalten. Die entstehenden Ammoniak- und Salzsäuredämpfe bzw. die Ammonchloridnebel belasten die Umgebung. Außerdem wird eine dem Verzinkungsgut noch anhaftende überschüssige Beizsäure, meist Salzsäure, an die Umgebung abgegeben. Dies führt zu einem sogenannten Auswurf bei der Feuerverzinkung, dessen Mengen weit über den zulässigen Konzentrationen von 80 mg/Ncbm liegen. Es wurden Werte von 200 - 1000 mg/Ncbm gemessen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Einstreusalz zu finden, welches dem Verzinker die Möglichkeit bietet, die Vorteile der Einstreuverzinkung, wie das Vermeiden von Spülbädern, Fluxbädern und damit die Verhinderung von Abwasserproblemen, beizubehalten und gleichzeitig die vorgeschriebene Ausurfbegrenzung innerhalb der zulässigen Grenzen zu halten.
Es wurde gefunden, daß diese Forderungen bei gleichzeitig einwandfreier Verzinkung erfüllt werden können, wenn man ein Einstreusalz bestimmter Zusammensetzung verwendet.
Das erfindungsgemäße Einstreusalz besteht aus 60 - 90 Gew.-% Kaliumchlorid und/oder Natriumchlorid, 5 - 20 Gew.-% Zinkoxid, welches ganz oder teilweise durch äquivalente Mengen von basischem Zinkcarbonat, Zinkhydroxid oder Zinkoxychlorid ersetzt sein kann und 5 - 20 Gew.- Ammonchlorid.
Von besonderem Vorteil ist es, das Kaliumchlorid-/Natriumchlorid-Gemisch in seiner eutektischen Zusammensetzung zu verwenden. Diese liegt bei etwa 56 Gew.-% Kaliumchlorid und 44 Gew.-% Natriumchlorid.
Besonders bevorzugt ist ein Einstreusalz, welches 8 - 12 Gew.-8 Zinkoxid oder die vorgenannten äquivalenten Mengen basisches Zinkcarbonat, Zinkhydroxid oder Zinkoxychlorid enthält, welche ganz oder teilweise an die Stelle des Zinkoxids treten.
Weiterhin ist ein Einstreusalz bevorzugt, welches 8 - 12 Gew.-% Ammonchlorid enthält.
Besonders gute Ergebnisse werden mit einem Einstreusalz erhalten, welches aus 80 Gew. -% Kaliumchlorid und Natriumchlorid im Gewichtsverhältnis 56 : 44, 10 Gew.-% Zinkoxid und 10 Gew.-% Ammonchlorid besteht.
Basisches Zinkcarbonat entsteht beim Zusatz von Alkalicarbonaten zu Zinksalzlösungen. Es besteht aus wechselnden Mengen ZnC03 und ZnCOH)2, z.B. 2 ZnC03, 3 Zn(OH)2.
Zinkoxychloride sind die basischen Chloride des Zinks, z.B.
der Zusammensetzung ZnCl2 ZnO 1,5 H20.
Es wird angenommen, daß das Zinkoxid die anhaftende überschüssige Beizsäure unter Bildung des entsprechenden Zinksalzes, im Regelfall also Zinkchlorid, neutralisiert. Das hierbei entstehende und das aus der Beizsäure anhaftende Wasser erzeugt einen Film, welcher Kaliumchlorid und Natriumchlorid und die fluxwirksamen Komponenten Zinkchlorid und Ammonchlorid enthält. Beim Verzinkungsvorgang übernimmt das Zinkshlorid-/Ammonchlorid-Gemisch die eingangs geschilderten Aufgaben. Durch das Kaliumchlorid-/Natriumchlorid-Gemisch ist es möglich, die Konzentration des Ammonchlorids beim Einstreuvorgang so niedrig zu halten, daß die Emissionen sich beim Verzinkungsvorgang in den vorgeschriebenen Grenzen halten.
Folgende als Beispiele genannte Einstreusalze haben sich in der Praxis bewährt: a) 44,8 Gew.-% Kaliumchlorid 35,2 Gew. -% Natriumchlorid 10,0 Gew.-% Zinkoxid 10,0 Gew.-% Ammonchlorid (entsprechend Patentanspruch 5) b) 80,0 Gew.-% Kaliumchlorid 10,0 Gew.-% Zinkoxid 10,0 Gew.-% Ammonchlorid c) 77,8 Gew.-% Kaliumchlorid 12,2 Gew.-% Zinkhydroxid 10,0 Gew.-% Ammonchlorid d) 42,5 Gew.-% Kaliumchlorid 33,5 Gew.-% Natriumchlorid 14,0 Gew.-% basisches Zinkcarbonat 10,0 Gew.- Ammonchlorid e) 41,8 Gew.-% Kaliumchlorid 32,8 Gew.-% Natriumchlorid 15,4 Gew.-% Zinkcarbonat 10,0 Gew.-% Ammonchlorid f) 40,4 Gew.-% Kaliumchlorid 31,8 Gew.-% Natriumchlorid 17,8 Gew.-% Zinkoxychlorid 10,0 Gew.-% Ammonchlorid

Claims

Patentansprüche Einstreusalz für die raucharme Feuerverzinkung, bestehend aus 60 - 90 Gew.-% Kaliumchlorid und/oder Natriumchlorid, 5 - 20 Gew.-% Zinkoxid, welches ganz oder teilweise durch äquivalente Mengen von basischem Zinkcarbonat, Zinkhydroxid oder Zinkoxychlorid ersetzt- sein kann und 5 - 20 Gew.-* Ammonchlorid.
2. Einstreusalz nach Anspruch 1, enthaltend 60 - 90 Gew.-% eines eutektischen Kaliumchlorid-/Natriumchlorid-Gemisches.
3. Einstreusalz nach Anspruch 1 oder 2, enthaltend 8 - 12 Gew.-% Zinkoxid oder äquivalente Mengen der in Anspruch 1 genannten Ersatzprodukte.
4. Einstreusalz nach Anspruch 1, 2 oder 3, enthaltend 8 - 12 Gew.-% Ammonchlorid.
5. Einstreusalz, bestehend aus 80 Gew.-% Kaliumchlorid und Natriumchlorid im Gewichtsverhältnis 56 : 44, 10 Gew.-% Zinkoxid und 10 Gew.-% Ammonchlorid.