-
Verfahren und Vorrichtung ztir Rückgewinnung von Behandlungs-
-
lösungen in Anlagen zur qalvanischen und/oder chemischen Oberflächenbehandlung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Rückgewinnung der,
in die Spülbäder partiell ausgeschleppten Behandlungslösungen verschiedener Räder
von Anlagen zur galvanischen und/oder chemischen Oberflächenbehandlung , indem die
Behandlungslösungen partiell durch das Behandlungsgut und/oder dessen Träger, vornehmlich
durch eine Trommel, ausgeschleppt wurden, wobei die besagten Anlagen aus einer Anzahl
von Bädern zur Oberflächenbehandlung und, jedem einzelnen solchen Bad zugeordnete
eine oder mehrere Spülbäder bestehen.
-
Die Galvanisierung von schüttfähigen Massenteilen in Trommeln hat
den besonderen Nachteil, daß größere Mengen an Behandlungslösungen, welche an den
Massenteilen sowie an der Trommel selbst haften, in das tlachfolgende Spülbad verschleppt
werden. Die unmittelbaren Folgen sind ein hoher Chemikalienverbrauch (Verbrauch
an Behandlungslösung) sowie teure Neutralisierungs- bzw. Entgiftungskosten des,
mit den Behandlungslösungen angereicherten Spülwassers. Es sind verschiedene Vorschläge
bekannt geworden, die Menge der ausgeschleppten Badlösung zu reduzieren.
-
Die deutsche Offenlegungsschrift 27 58 550 schlägt ein Verfahren.und
eine Vorrichtung zur z.ur llückgewinnung von Behandlungslösungen vor, die einen
erheblichen apparativen Aufwand voraussetzen. Die technische I.vsllne sieht vor,
die relativ großen
Mengen an Behandlungslösungen. @ die aus den
Bädern durch das Behandlungsgut und dessen Träger ausgeschleppt wurden, durch Absaugen
von diesen 7U eiitfernen, sind zwar vor der ersten Spülung im Fließwasser.
-
Zur Erfüllung dieses Vorschlages sind jedoch Vorrichtungen erforderlich,
welche den notwendigen Unterdruck erzeugen und diesen gezielt, das heißt örtlich
und zeitlich, am Behandlungs gut und dessen Träger wirken lassen. Es sind weitere
Vorrichtungen hiezu erforderlich, welche die abgesaugten Behandlungslösungen sammeln
und direkt einer Wiederverwendung (Leitung in das Bad der Behandlungslösung) oder
zunächst einer Konzentratbehandlung zuführen.
-
Es bedarf hiezu stets einer Unterdruckkammer, gegebenenfalls mit Abstreifbürsten
versehen, welche eine entsprechende geometrische Form aufweisen muß, um die abzusaugenden
Teile direkt umfassen zu können. Entweder muß die Kammer zur Herstellung des Unterdruckes
beweglich sein, um zum notwendigen Zeitpunkt am Behandlungsgut oder dessen Trägern
wirken zu können, oder das Behandlungsgut und dessen Träger müssen zum notwendigen
Zeitpunkt an eine solche Kammer herangeführt werden. Die Absaugevorrichtung hat
ferner über verbindende Rohrleitungen am Bad der Behandlungslösung angeschlossen
zu sein; die Saugluft muß über Flüssigkeitsabscheider entfernt werden. Zur Erzeugung
des Unterdruckes bedarf es einem mehrstufigen Gebläse mit einer mittleren Saugkraft
von 3.500 mm Wassersäule; die zugehörigen Luftmengell sollen pro Aggregat zwischen
200 und 3.000 m3/Stunde liegen.
-
Ist der Träger des Behandlungsgutes eine Trommel, so muß sich diese
während des Atsalrevorgane;es des bekannten Verfahrens stetig bzw. intermittierend
umihre Rotationsachse drehen, da nur ein Drittel des perforierten Trommelmantels
von der 5augkammer umfaßt erden kann.
-
Um alle diese Baue]emente der bekannten Vorrichtung kombiniert wirken
zu lassen, bedarf es einer entsprechenden Steuerung, die selbsttätig z11 erfolgen
hat. Die gesamte Vorrichtung und ihre Steuerung, welche auf die individuellen Resonderheiten
des Behandlungsgutes und seiner Träger abgestimmt werden
müssen,
sind kompliziert, wartungsaufwendig und daher sehr teuer sowohl in der Anschaffung
als auch im Betrieb. Die Wirksamkeit des Verfahrens ist von der Art des Behandlungsgutes
und seines Trägers abhängig; weist das Behandlungsgut beispielsweise Sacklöcher
oder Versenkungen anderer Art, sowie eine recht unebene geometrische Raumform auf,
so erweist sich der Wirkungsgrad des Verfahrens als nicht hinreichend, ausgeschleppte
Behandlungslösungen wirtschaftlich zurückzuführen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ohne erheblichem apparativen
und wartungstechnischen Aufwand ausgeschleppte Behandlungslösungen zllriiekYuzewinnen,
indem diese direkt in ihr Ursprungsbad zurückgebracht werden und dadurch auch die
Kosten für die Neutrali.sat-ion sowie Entgiftung der gesamten Galvanisieranlage
beträchtlich zu reduzieren. Der Bedarf an Spülwasser verringert sich gegenüber den
herkömmlichen Vorrichtungen desgleichen im entscheidenden Maße.
-
Diese Aufgabe wird erfindllngrsgemäß dadurch gelöst, daß das Behandlungsgut
und/oder dessen Träger, vornehmlich eine Trommel, zum Rücktransport der ausgeschleppten
Behandlungslösung aus dem Spülbad oder den Spülbädern in das Bad der Behandlungslösung
verwendet werden, dem oder denen das Spülbad oder die Spülbäder zugeordnet sind.
-
Entsprechend dem Stand der Technik wird das Behandlungsgut einer bestimmten
Anzahl von Behandlungsschritten unterzogen, die in ihrer Gesamtheit von der Art
der Oberfläche abhängen, welche auf dem Behandlungsgut als Ergebnis erzielt werden
soll. Sollen zum Beispiel Stahlfedern versilbert werden, so werden diese zunächst
in Salzsäure gebeizt, mit Wasser gespült, dann elektrolytisch (anodisch) entfettet,
wiederum in Wasser gespült und dann in einem zyanidischen Kup-ferbad verkupfert.
Nach durchgeführter Spülung im Wasser wird in einem Glanzsilberbad galvanisiert,
wieder im Wasser gespült und -als letzter Arbeitsschritt - getrocknet.
-
Der vorausgegangenen Darlegung kann entnommen werden, daß' jeder Arbeitsschritt
der Oberflächenbehandlung ein Tauchen des Behandlungsgutes in eine Behandlungslösung
und anschließend
in Spülwasser erfordert; jeder Teilabschnitt einer
qol chen Anlage zur galvanischen Oberflächenbehandlung besteht also aus einem Bad
(einer Wanne), welches (welche) eine Behandlungslösung aufnimmt und aus einem oder
mehreren Wasser Spülbädern, die diesem Behandlungsbad zugeordnet sind. cm Stand
der Technik gemäß wird demnach das Behandlungsgut aus jedem Behandlungsbad (z.B.
aus dem zyaniden Kupferbad) herausgehoben und in das, diesem Behandlungsbad zugeordneten
Spülbad getaucht, um dann in das nächste folgende Behandlungsbad (der beispielweisen,
oberen Arbeitsfolge gemäß ins Glanzsilberbad) wieder eingetaucht zu werden. Ist
die Behandlung darin abgeschlossen, so wird wiederum das Behandlungsgut herausgenommen
und in das folgende, diesem zugeordnete Wasser-Spülbad eingetaucht. Wird das zuerst
erwähnte Behandlungsbad mit "A" gekennzeichnet und das, ihm zugeordnete Spülbad
mit "SA", wird ferner. das zweiterwähnte Behandlungsbad "B" und das ihm zugeordnete
Spülbad mit "SB" benannt, so erfolgt der Durchla@ des flehandlungsutes in diesem
Teilbereich der Galvanisieranlage wie folgt: Zuerst Tauchen in A, dann in SA, anschließend
in 13 und folgend in SB.
-
i. A Tauchen im Behandlungsbad A (in Analogie zum zuvor angeführten
praktischen Beispiel: Tauchen im zyanidischen Kupferbad) 2. SA Tauchen in dem, dem
Behandlungsbad A zugeordneten Spülbad SA.
-
3. B Tauchen im folgenden Behandlungsbad B (dem erwähnten Beispiel
gemäß: Tauchen im Glanzsilberbad).
-
4. SB Tauchen in dem, dem Behandlungsbad B zugeordneten Spülbad SB
Die Erfindung sieht vor, die obere Bewegungsfolge prinzipiell zu ändern. Tm dianietrajen
Gegensatz zum bekannten Stand der Technik wird der Durchlauf des Behandlungsgutes
durch die Bäder der galvanischen Anlage prinzipiell umgekehrt. Der Erfindung gemäß
hat das, aus einem Spülbad herausgehobene Behandlu @@s@ut nicht direkt in das folgende
Behandlungsbad, sondern zuerst in dessen zugeordneten Spülbad
und
von dort aus erst in das folgende Behandlungsbad eingetaucht zu werden Tm Gegensatz
zu der herkömmlichen Durchfahrweise des Behandlungsgutes durch die galvanische Anlage
(und zwar "ein Schritt vor und ein anschließender nächster Schritt vor" von einem
Behandlungsbad in das zugeordnete Spülbad und von dort in das folgende Bad) schreibt
die erfindung ein kombiniertes Fortschreiten und Rückschreiten des Behandlungsgutes
beim Durchfahren durch dieselbe Anlage vor ("zwei Schritte vor und e7 Schritt zurück).
Kein Behandlungsbad wird von einem Behandlungsgut direkt angefahren; das Behandlungsgut
taucht vielmehr zuerst in das Spülbad des Behandlungsbades ein in weiches es als
nächstes einzutauchen hat. Nach abgeschlossener Behandlung darin, taucht das Behandlungsgut
wieder in das gleiche Spülbad ein, in welchem es war, bevor es in das Behandlungsbad
eintauchte. Dieses kombinierte Vor-und Riiclcwärtaschreiten (zwei Schritte vor und
ein Schritt zurück) friert dazu, daß das Behandlungsgut einmal in jedes Behandlungsbad
und zweimal in jedes, diesem zugeordnete Spülbad eintaucllt. Das Behandlungsgut
taucht also sowohl vor als auch nach seinem Aufenthalt in einem Behandlungsbad in
dessen zugeordneten Spülbad ein.
-
Kehrt man an die gleiche Benennung der Behandlungsbäder mit A bzw.
B und der ihnen zugeordneten Spülbäder mit 5A bzw.
-
zurück, so erfolgt der Durchlauf des Behandlungsgutes und seines
Trägers in diesem Teilbereich der Galvanisieranlage erfindungsgemäß in folgender
Reihenfolge: 1. A Tauchen im Behandlungsbad A (gemäß dem zuvor angeführten praktischen
Beispiel: Tauchen im zyanidischen Kupferbad).
-
2. SA Tauchen in dem, dem Behandlungsbad A zugeordneten Spüibad SA.
-
3. SB Tauchen in dem, dem Behandlungsbad B zugeordneten Spülhad S.
-
4. B Tauchen im folgenden Behandlungsbad B (dem erwähnten Beispiel
gemäß:Tauchen im Glanzsilberbad).
-
5. SB Nochmaliges Tauchen in dem, dem Behandlungsbad B zugeordneten
Spülbad SB.
-
Die überraschenden Vorteile dieses, erfindungsgemäß mit einer lokalen
Itückfallrt. kombinierten Fahrweise des Behandlungsgutes durch die Galvanisieranlage
lassen sich an einem konkreten praktischen Beispiel offensichtlich und eindrucksvoll
veranschaulichen. Als Träger des Behandlungsgutes sei eine perforierte sechseckige
Trommel (von 900 mm Länge und 350 mm Schlüsselweite) vorausgesetzt, der Durchmesser
der Perforationen durch die Trommelwandung sei 3 mm und die Gesamtoberfläche des
Behandlungsgutes 4 m2.
-
Messungen haben ergeben, daß dieses Behandlungsgut und die beschriebene
Trommel durchschnittlich 2 1 Flüssigkeit aus dem Behandlungsbad oder dem Spülbad
verschleppen, Das Behandlungsgiit möge galvanisch verzinkt werden. Die Figur 1 zeigt
- als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung -einen Abschnitt der entsprechenden
Galvanisieranlage, welches das Zinkbad 2 und das, diesem Zinkbad zugeordnete Standspülbad
4 sowie die folgende Fließspüle 5 enthält.
-
Zinkbad 2, Standspüihad 4 und Fließspüle 5 bilden gemeinsam einen
in sich geschlossenen Teilabschnitt der Galvanisieranlage (eben die galvanische
Verzinkung mit der angeschlossenen Spülung) Die Fließspüle 1 gehört zu dem, dem
Teilabschnitt "Verzinkung" vorangehenden Arbeitsbereich (zu einer elektrolytischen
Entfettung,bestehend aus dem Behandlungsbad der Entfettung und den zugeordneten
Spülbädern, darunter als letztes das Fließspülbad 1).
-
Als Stand- oder Sparspülbad wird im allgemeinen ein Spülbad bezeichnet,
dem weder konti@uierlich noch intermittierend (von regelmäßigen Zeitperioden abhängig)
Wasser zufließt, noch ein Wasser-Behandlungslösungs-Gemisch abfließt. Einem Fließspülbad
hingegen fließt kontinuierlich oder intermittierend Wasser zu bzw. Wasser-Behandlungs-Gemisch
kontinuierlich oder itltermittierend ab.
-
Die Figur 1 zeit in ihrer oberen Hälfte sinnbildlich die Durchfahrt,
mit der erfindungsgemäßen lokalen Umkehr der Fahrtrichtung der Trommel 3 vom Standspülbad
4 zum Zinkbad 2 (im Verzinkungsbereich der Galvanisieranlage). Die Trommel 3 kommt
von der Fließspüle 1 des vorangehenden Behandlungsabschnittes
(der
elektrolytischen Entfettung) und schleppt somit 2 1 Wasser aus der Spüle 1 aus.
Die Fließspüle l gilt als sogenannte Klarspüle; am Behandlungsgut und dessen Trommel
3 ist jener Verdünnungsgrad der anhaftenden Flüssigkeit (in diesem Fall des Spülwassers)
erreicht, welches als chemisch rein gilt.
-
Die Trommel 3 schleppt somit 2 1 reinen Wassers regelmäßig in das
Standspülbad 4 ein, wenn es auf dem Weg zu dem, dem Standspülbad 4 zugehörigen Zinkbad
2 ist. Kommt hingegen die Trommel 3 nachher vom Zinkbad 2 zurück in das Standspülbad
4, so schleppt es 2 1 Zinkelektrolyt in dieses hinein. Im Standspülhad; 11 bildet
sich infolge der erfindungsgemäßen Fahrweise mit lokaler Richtungsumkehrung ein
Gemisch von Zinkelektrolyt/Wasser mit je 50 0/, Zinkelektrolyt- und 50 % Wasser-Anteil.
-
Das Behandlungsgut und dessen Träger, die Trommel 3, schleppen regelmäßig
jeweils 2 1 des entstandenen Gemisches aus dem Standspülhad 4 in das Zinkbad 2 ein.
50 % von 2 1; Behandlungsgut und Trommel 3 schleppen somit 1 1 Zinkelektrolyt und
1 1 Wasser aus dem Standspülbad 4 in das Zinkbad 2 ein. Bedenkt man, daß Behandlungsgut
und Trommel 3 jeweils s 2 1 Elektro]yt aus dem Zinkbad 2 in das Standspülbad h aussehleppen,
so bedeutet die Rückschleppung von 1 1 Zinkelektrolyt t a,Is dem Standspülbad 4
in das Zinkbad 2 eine Elektrolytrückgewinnung von 50 %.
-
Das Behandlungsgut und die Trommel 3 werden anschließend, nach ihrem
zweiten Eintauchen in das Standspülbad 4 - entsprechend der, in Figur 1 symbolisch
eingezeichneten Arbeitsfolge - in das Fließbad 5 eingefahren, um chemisch rein für
den nächsten Arbeitsschritt gespült zu werden.
-
Die Erfindung ermöglicht somit die Rückgewinnung von 50 % der, in
ein folgendes Spülbad 4 vom Behandlungsgut und dessen Träger 3 ausgeschleppten Behandlungslösung.
Die Behandlungslösung wird dabei in ihrer originalen Zusammensetzung aus dem Standspülbad
4 in ihr Ursprungsbad 2 direkt zurückgeführt. Diese wesentliche Rückgewinnung bedarf
keinerlei spe1ej1en Apparatur und ist demnach überraschend
billig.
Es genügt die herkömmliche Reihenfolge des Eintauchens des flehandl ungsgutes i
n das Behandlungsbad 2 und der zugeordneten Spülbäder 4 erfindungsgemäß zu ändern.
-
Der Energieverbrauch für die Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens
ist vernachlässigbar klein.
-
Durch die Rückgewinnung der Behandlungslösungen um 50 % vermindert
sich auch der Bedarf an Spülwasser in der gleichen prozentualität. Die Kosten für
die Neutralisation und Entgiftung der, mit Behandlungsl.ösungen durchsetzten Spülwässer
werden drastisch reduziert. Die Kapazität (Dimension) der Abwasseranlage für die
Abwasserbehandlung verkleinert sich verhältnisgleich.
-
Eine bevorzugte Anwendungsform der Erfindung sieht vor, diese in bereits
bestehende Galvanisieranlagen einzusetzen, die bisher in berkömmlicher Weise arbeiteten.
Es genügt, das Fahrprogramm des Transportmechanismus solcher Anlagen geringfügig
zu ändern (umzuprogrammieren), um die erfindungsgemäßen lokalen Richtungsumkehrungen
herbeizuführen. Die Umprogrammierung erfolgt sehr schnell und bedingt geringe Kosten.
-
Das beschriebene Verfahren nach dem Stand der Technik dagegen würde
solche enorme vorrichtungsmäßigen Änderungen an den bestehenden Anlagen erfordern,
um angewandt werden zu können, daß diese Anlagen praktisch durch neue ersetzt werden
müßten.
-
Die Erfindung ermöglicht daher durch die direkte Rückgewinnung hoher
Verschleppungsverluste von Behandlungslo"sungen, durch einen um 50 % geringeren
Verbrauch an Spülwasser und eine entsprechend geringere Belastung der Abwasseranlage
die optimale Wirtschaftlichkeit bestehender und neuer galvanischer Anlagen.
-
Die Bezeichnung "Behandlungslösung" oder "Behandlungsbad" besagt,
daß solche Lösungen oder Bäder nicht zum Spülen, sondern zur Behandlung der Oberfläche
des Behandlungsgutes bestimmt und geeignet sind. In der Galvanisieranlage zum Verzinken
sind die heiße Entfettung, die elektrolytische Entfettung, die Beize, der Zinkelektrolyt
und die Chromatierung
/Passivierung solche Behandlungslösungen
oder Bäder. Diese Begriffsdefinition wurde getroffen, weil an vielen Literaturstellen
die Behandlungslösungen- und Bäder als "Aktivbäder" oder allgemein als "Elektrolyte"
bezeichnet werden.
-
Das Beispiel der Figur 1 weist nur ein Standspülbad 4 auf; die Quote
des zurückgewonnenen Zinkelektrolyten aus dem Zinkbad 2 beträgt 50 %. Wird eine
höhere prozentuelle Rückgewinnung als 50 % verlangt, so sind dem Zinkbad 2 nicht
nur ein Standspülbad 4, sondern zwei oder drei solche zuzuordnen. Die Anordnung
von mehr als einem Standspülbad 4 erhöht prozentuell die Rückgewinnung des ausgeschleppten
Zinkelektrolyten. Messungen ergaben, daß bei einer Anordnung von drei Standspülbäder
die Qu'ote der Rückgewinnung zwischen 85 und 90 V liegt. Ist mehr als ein Standspülbad
zugeordnet, so durchfährt das Behandlungsgut diese erfindungsgemäß in beiden Richtungen
unmittelbar hintereinander.
-
In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Offenlegungsschrift
27 5ß 550
L e e r s e i t e