DE2852756B2 - Flußmittel für die Trockenverzinkung - Google Patents
Flußmittel für die TrockenverzinkungInfo
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Description
Bei der Feuerverzinkung nach dem Trockenverfahren müssen die zu verzinkenden eisernen Gegenstände vor
dem Eintauchen in das flüssige Zink einer Vorbehandlung unterzogen werden, die im wesentlichen aus
Entfetten, Beizen der Oberflächen mit Säuren, insbesondere
Salzsäure, Spülen in Wasser, Eintauchen in eine wässerige Flußmittellösung und anschließendem Trocknen
besteht.
Das Spülen der gebeizten Gegenstände ist erforderlich,
um die an der Oberfläche des Beizgutes anhaftenden Beizfiüssigkeitsreste, die erhebliche Mengen
an Säure und Eisensalzen enthalten, weitgehend zu entfernen. Ein Verzicht auf diese Zwischenspülung
würde bei der Trockenverzinkung zu einer starken Anreicherung von freier Säure und von Eisensalzen in
der Flußmittellösung führen. Die hohe Eisensalz-Konzentration bedingt eine starke Verschlechterung der
Abkochfähigkeit des Flußmittels und führt damit verbunden leicht zu Fehlverzinkungen. Außerdem fällt
beim Verzinken mehr Hartzink an und die Zinkasche enthält einen unerwünscht hohen Eisengehalt. Auch
freie Säure ist im Flußmittelbad im allgemeinen unerwünscht. Bei ausreichend hohen Temperaturen
wird sie nämlich im Trockenofen praktisch quantitativ abgespalten und mit der Trockenluft emittiert. Da sie
sehr korrosiv ist, muß nicht nur der Trockenofen, sondern es müssen auch die Einrichtungen zur
Abluftabführung aus korrosionsbeständigen Materialien angefertigt werden. Auf der anderen Seite wird bei
vielen Ver/inkereien das Verzinkungsgut wegen ungenügender Trocknungskapazität nicht ausreichend getrocknet,
so daß in diesen Fällen die mit dem Gut aus dem Flußmittelbad ausgcschlcpptc Säure mehr oder
weniger vollständig in das /inkb.id eingebracht wird,
was zu erhöhter Aschebildung führt, wobei letztere wiederum unter diesen speziellen Bedingungen am
Ver/inkungspii haftet, was Fehkerzinkiingen zur Folge
hat.
Durch den. wie oben dargelegt, notwendigen
S[)ül\organg des Vcrzinkiirigsgiites /wischen Satnebei-
ze und Flußmittelbad fellen saure Eisen- und in manchen
Fällen Zinksalze enthaltende Abwässer an, die im Gegensatz zu den Abfall-Beizsäuren wegen ihrer relativ
geringen Eisenkonzentration nicht auf andere Eisenverbindungen
aufgearbeitet werden können, die aber andererseits wegen der bestehenden Umweltauflagen
nicht in Vorfluter oder öffentliche Abwässer abgegeben werden dürfen. Die Entsorgung dieser Abwässer ist
dadurch mit einem erheblichen Kostenaufwand verbunden, zu welchem sich bei den meist üblichen
Durchlaufspülbädern die Kosten für einen entsprechend hohen Wasserverbrauch addieren.
Es sind Verfahren bekanntgeworden bei denen keine sauren Abwässer aus der Spüle anfallen. So kann
beispielsweise letztere als Standspüle Denutzt werden. Bei der Zugabe von Frischsäure in das Beizbecken wird
das zur Verdünnung derselben erforderliche Wasser der Standspüle entnommen und in letztere die entsprechende
Menge Frischwasser zugegegeben. Da in den meisten Fällen die dem Beizbecken aus der Standspüle
zugeführte Wassermenge deutlich über der Säuremenge liegt, die mit dem Beizgut aus dem Beizbecken in die
Standspüle eingeschleppt wird, ergeben sich in der Standspüle Säure- und Eisenkonzentrationen, die meist
nur bei 10 bis 30% derjenigen im Beizbecken liegen.
Die aus der Standspüle in das Fluxbad eingeschleppten Eisensalze stören unter den erwähnten Voraussetzungen
im allgemeinen nicht, da sie nur in seltenen Fällen Konzentrationen von 20 g/l Fe überschreiten.
Die in das Flußmittelbad eingeschleppte Säure sollte dagegen aus den bereits erwähnten Gründen entfernt
werden.
Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, lagerfähige und sich nicht zersetzende
Zinkchlorid- und Ammoniumchlorid-Flußmittel für die Trockenverzinkung zu schaffen, die gute Flußeigenschaften
aufweist .. deren wässerige Lösung in der Lage sind, eingeschleppte Säure, insbesondere Salzsäure,
auch bei größeren Mengen sehr schnell und vollständig ohne Hinterlassung unlöslicher Rückstände zu neutralisieren
und in Verbindungen umzuwandeln, die die Eigenschaften der Flußmittel nicht negativ beeinflussen.
Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe bei einem Zinkchlorid und Ammoniumchlorid enthaltenden FIuB-mittel
für die Trockenverzinkung dadurch gelöst werden kann, daß sie zusätzliche Hydroxide und
Carbonate des Natriums oder Kaliums einzeln oder im Gemisch enthalten, mit der Maßgabe, daß das
Molverhältnis Zink : Natrium bzw. Kalium zwischen 1 :0,02 und 1:2 liegt, je Mol Zink 0,05 bis 4 Mole
Ammoniumchlorid enthalten sind und der Gesamtgehalt an Ammoniumchlorid und den Hydroxiden des
Natriums oder Kaliums insgesamt 60Gew.-% nicht übersteigt.
Überraschenderweise geben die erfindungsgemäßen Flußmittel trotz des basischen Charakters der Zusätze
bei der Lagrung in geschlossenen Gebinden keinen Ammoniak ab. Auch bei der Eintragung in die
wässerigen Flußlösungen oder bei längerer Einwirkung von feuchter Luft ist kein störender Ammoniakgeruch
wahrnehmbar.
Das Molverhältnis /ink : Natrium bzw. Kalium in den erfiiulungsgemülien Flußmitteln betriigl vorzugsweise
von I : 0.02 bis I : 1,5. Der (iehali .in Amnioniumchlonden
betrügt vorzugsweise 0,05 bis 2 MnI je Mol /ink.
Die I lulimiltel können weiterhin auch die ( blonde lies Natriums oder Kaliums enthalten, wobei darauf zn
,lebten ist, dall d.is Mokcihallins /ink :N,iliiiiin b/w
I :2, vorzugsweise von 1 :0,02 bis 1 :1,5 beträgt, mit der
Maßgabe, daß der Gehalt an den beiden Chloriden maximal 1,2 Mol je Mol Zink beträgt
Neben diesen Hauptkomponenten des erfindungsgemäßen Flußmittels, die zusammen mindestens etwa
80Gew,-% ausmachen, kann das Flußmittel auch
andere übliche Zusätze, wie Korrosionsschutzmittel, Netzmittel, basisch reagierende Zinkverbindungen
enthalten.
In einer Verzinkungsanlage wird das Verzinkungsgut
nach dem Beizen in Salzsäure in einer Standspüle gespült, deren Säuregehalt im Mittel bei 3 Gew.-°/o liegt
Die Ausschleppverluste aus der Standspüle durch das Verzinkungsgut liegen bei 5 l/t Durchsatz. Die zu
verzinkenden Gegenstände werden nach dem Spülen in der Standspüle in eine wässerige Flußmittellösung von
700C getaucht getrocknet und verzinkt Dem Flußmittelbad
wird in gewissen Zeitabständen ein festes Flußmittel zugegeben, das aus 48Gew.-°/o ZnCl2.
32 Gew.-% NU1CI und 20 Gcw.-% K2CO3 (Molverhältnis
Zn : NH4CI: K 1 :1, 7 :0,8) besteht Die zugegebene
Flußmittelmenge entspricht dem durch das Verzinkungsgut ausgeschleppten Flußmittel. Sie beträgt
1,8 kg/t Verzinkungsgut. Der pH-Wert in der Flußmittellösung
zeigt nur geringe Schwankungen und liegt im Mittel bei 5, woraus sich ergibt, daß die eingeschleppte
Säure vollständig neutralisiert wird. Der Eisengehalt der Flußmittellösung b'.'vägt 13 g/l und zeigt auch über
einen längeren Zeitraum nur relativ geringe Abweichungen in beiden Richtungen von dem genannten
Wert. Die Qualität des Gutes nai;h deni Verzinken ist
einwandfrei.
In einer ebenfalls mit Standspüle arbeitenden Verzinkerei beträgt der mittlere Salzsäuregehalt in der
Standspüle 3,7 Gew.-°/o die Ausschleppverluste aus der Standspüle liegen bei 6 l/t Verzinkungsgui. Dem
Fluxbad werden zur Aufrechterhaltung einer gleichbleibenden Konzentration 25 kg/t Verzinkungsgut eines
Flußmittels, bestehend aus 73,5 Gcw.-% ZnCI2,
II Gew.-% NH4CI, l2.5Gcw.-% KOH und 3Gew.-%
NaOH (Molverhältnis ZnCI2: NH4CI : Na + K = I :0,
38 : 0,55) zugegeben. Der ph-Wert der Flußmittellösung
liegt im Mittel bei 4,5 der Eisengehalt bei 16 g/L Die
Qualität des Gutes nach dem Verzinken ist einwandfrei.
In der in Beispiel 1 beschriebenen Verzinkungsanlage
wird statt des dort angeführten Flußmittels ein solches, bestehend aus 47 Gew.-°/o ZnCI2,37 Gew.-°/o NH4Cl und
I6Gew.-% KOH (Molverhaltnis
ίο Zn : NH4Cl: K = 1 :2 :0,83) verwendet Alle sonstigen
Bedingungen entsprechen denen des Beispiels 1. Es wird ein fehlerfrei verzinktes Gut erhalten.
is Ij; der in Beispiel 2 beschriebenen Verzinkerei wird
ein Flußmittel eingesetzt das aus 66 Gew.-% ZnCN, 8Gew.-% NH4CI, 16Gew.-% Na2CO3 und 10Gew.-%
NaCl besteht (Molverhaltnis Zn : NH4CI :Na -1:0,
31 :037).
Der mittlere ph-Wert und der Eisengehalt der Lösung
entsprechen denen des Beispiels 2. Es wird ein einwandfrei verzinktes Gut erhalten.
In einer Verzinkungsanlage wird das Verzinkungsgut nach dem Beizen in Salzsäure in einer Standspüle
gespült deren Säuregehalt im Mittel bei 2,2 Gew.-% liegt. Die Ausscitleppverluste aus der Standspüle durch
das Verzinkungsgut liegen bei 5,4 l/t Durchsatz. Die zu verzinkenden Gegenstände werden nach dem Spülen in
der Standspüle in eine wässerige Flußmittellösung getaucht, in einem Trockenofen getrocknet und
verzinkt. Dem Flußmittelbad wird zur Aufrechterhaitung der Konzentration von Zeit zu Zeit ein festes
Flußmittel zugegeben und zwar in einer Menge von 2 kg/l durchgesetztes Verzinkungsgut. Das Flußmittel
besteht aus 55Gew.-% ZnCI2. 36,5Gew.-% NH4CI,
7,5Gew.-% ZnO und 2Gew.-% Sod: {Molverhältnis
Zn : NH4CI : Na = I : 1,376 :0,038).
Das Zinkoxid liegt in dem Flußmittel nicht als solches
sondern als basisches Zinkchlorid bzw. Zinkaminchlorid vor.
Der pH-Wert der Flußmittellösung liegt im Mittel bei
4,8, der Eisengehalt bei ! 1 g/l. Es wird ein fehlerfrei verzinktes Gut erhalten.
Claims (3)
1. Zinkchlorid und Ammoniumchlorid enthaltende Flußmittel für die Trockenverzinkung, dadurch
gekennzeichnet, daß sie zusätzlich Hydroxide und Carbonate des Natriums oder Kaliums einzeln
oder im Gemisch enthalten, mit der Maßgabe, daß das Molverhältnis Zink : Natrium bzw. Kalium von
1 :0,02 bis 1 :2 beträgt, je Mol Zink 0,05 bis 4 Mole
Ammoniumchlorid enthalten sind und der Gesamtgehalt an Ammoniumchlorid und den Hydroxiden
des Natriums oder Kaliums insgesamt 60 Gew.-% nicht übersteigt
2. Flußmittel nach Anpsruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sie zusätzlich Chloride des Natriums und/oder Kaliums enthalten, wobei das Molverhältnis
Zink : Natrium bzw. Kalium von 1 :0,02 bis 1 :2 beträgt, mit der Maßgabe, daß der Gehalt an den
Chloriden maximal 1,2 Mol je Mol Zink beträgt.
3. Flußmittel nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhältnis Zink : Natrium
bzw. Kalium von 1 :0,02 bis 1 :1,5 beträgt, und
daß sie pro Mol Zink 0,05 bis 2 Mole Ammoniumchlorid enthalten.
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