DE3533935C1

DE3533935C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung von Alkalinitrit aus nitrathaltigen Salzbaedern

Info

Publication number: DE3533935C1
Application number: DE3533935A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr. 6458 Rodenbach Kunst; Christian 6450 Hanau Scondo
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1985-09-24
Filing date: 1985-09-24
Publication date: 1986-06-05
Also published as: EP0216067B1; DE3663688D1; US4717429A; JPS6286152A; EP0216067A1; ATE43647T1; JPH076055B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Alkalinitrit aus nitrathaltigen, zum Abkühlen von Bauteilen nach dem Nitrieren verwendeten Salzbädern und eine entsprechende Vorrichtung.

In der DE-PS 25 14 398 wird ein Salzbad zum Kühlen badnitrierter Bauteile aus Eisen und Stahl beschrieben, das Natrium- und Kaliumhydroxid mit etwa 10% Alkalinitrat enthält. Dieses Salzbad wird in zunehmendem Umfang in der Industrie eingesetzt, um die den badnitrierten Bauteilen bei Entnahme aus dem Nitrierbad anhaftenden Cyanid- und Cyanatreste zu Carbonat umzusetzen und damit unschädlich zu machen. Besondere Bedeutung erlangten diese Salzbäder, als sich herausstellte, daß unter veränderten Behandlungsbedingungen eine deutliche Erhöhung des Korrosionswiderstandes nitrierter Bauteile erreichbar ist.

Bei Betrieb dieser Salzbäder wird, besonders bei hohen Durchsätzen, durch die Umsetzung von Cyanid und Cyanat zu Carbonat ein Teil des Nitrates zu Nitrit reduziert. In der Praxis wird üblicherweise so verfahren, daß die Werkstücke mindestens so lange in dem bei einer Temperatur von 330 bis 400° C betriebenen Abkühlbad verbleiben, bis sie dessen Temperatur angenommen haben und die Entgiftungsreaktion bzw. die Korrosionsschutzbehandlung abgeschlossen ist. Dann werden die Werkstücke dem Abkühlbad entnommen und in kaltem Wasser abgekühlt. Enthält das Abkühlbad Nitrit, reichert sich dieses in dem zum Abkühlen verwendeten Wasser an. Dementsprechend muß dieses Wasser ebenfalls entgiftet werden. Dieser zusätzliche Arbeitsgang kann eingespart werden, wenn die Entstehung des Nitrits unterbunden oder das Nitrit unmittelbar nach seiner Entstehung vernichtet werden kann.

Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Entfernung von Alkalinitrit aus nitrathaltigen, zum Abkühlen von Bauteilen nach dem Nitrieren verwendeten Salzbädern zu entwickeln, um einen zusätzlichen Entgiftungsarbeitsgang zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das im Salzbad gebildete Nitrit dort zu Nitrat oxidiert wird. Vorzugsweise wird hierzu in den Betriebspausen Luft durch das Bad geblasen.

Mit dieser einfachen und einfach durchzuführenden Maßnahme gelingt es überraschenderweise, in der Salzschmelze das gebildete Nitrit zu Nitrat zu oxidieren. Die Behandlung des Abkühlbades erfolgt in Betriebspausen,

z. B. nachts, an Wochenenden oder, wenn im vorgeschal^ teten Nitriersalzbad über längere Zeit keine Bauteilnitrierung erfolgt. Es ist von Vorteil, die Oxidationsbehändlungen in möglichst kurzen Zeiträumen durchzuführen, um das sich bildende Nitrit möglichst schon bei geringen Konzentrationen zu oxidieren.

Diese Badregenerierung ist am wirkungsvollsten, wenn die Luft in sehr feiner Verteilung durch das Salzbad strömt. Das läßt sich am besten erreichen mit einem ringförmigen Belüftungsrohr, das unterhalb des üblicherweise in derartigen Bädern vorhandenen Umwälzrührers angebracht ist. Die Abbildung zeigt schematisch eine beispielhafte Ausführungsform. Das ringförmige Belüftungsrohr 4 ist an der zum Umwälzrührer 3 gerichteten Oberfläche mit Bohrungen 5 versehen, so daß die daraus austretende Luft direkt in den Umwälzrührer 3 geleitet und von diesem im Bad 2 verteilt wird, das sich in einem Tiegel 1 befindet.

Die notwendige Luftmenge hängt naturgemäß primär von der Menge des entstehenden Nitrits ab und damit von der Menge des in das Abkühlbad eingebrachten Nitriersalzes, letzten Endes also von Größe, Form und Menge der behandelten Bauteile.

Rechnerisch ergibt sich ein Luftbedarf von ca. 1625 Liter pro kg zu oxidierenden Natriumnitrits. Mit der beschriebenen Vorrichtung erreicht man einen Ausnutzungsgrad von 60 bis 80%, weshalb man in der Praxis 2000 bis 2700 Liter Luft pro kg Natriumnitrit benötigt.

Folgende Beispiele sollen das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutern.

1. In einer Salzbadnitrieranlage wurden in zwei Schichten stabförmige Bauteile salzbadnitriert und in einem Salzbad, das eine Temperatur von 370°C hatte, abgekühlt. Die Wanne, die das Abkühlsalzbad enthielt, hatte eine Größe von 800 χ 600 χ 900 mm und einen Salzinhalt von 900 kg mit folgender Ausgangszusammensetzung (in Gew.-%):

NaOH	18,4
KOH	42,5
Na₂CO₃	28,3
NaNO₃	10,8
NaNO₂	0,0

Nach einer Betriebsdauer von 16 Stunden (=2 Schichten) hatte sich die Zusammensetzung des Bades in Gew.-% wie folgt geändert:

NaOH	18,2
KOH	41,8
Na₂CO₃	29,2
NaNO₃	10,7
NaNO₂	0,1

Der prozentuale Gehalt an Natriumnitrit entsprach einer absoluten Menge von 0,9 kg. Rechnerisch ergab sich ein Luftbedarf von 1465 Liter (bei 100% Ausnutzung). Da der Ausnutzungsgrad vorher nicht bekannt war, wurde mit der doppelten Luftmenge gearbeitet. Bei der zur Verfügung stehenden Zeit von 7 Stunden waren demnach 420 Liter Luft pro Stunde durch das Bad zu leiten. Bereits nach 4,5 Stunden zeigte die laufende analytische Überwachung, daß der Gehalt an Natriumnitrit auf 0 Prozent gesunken war. Es errechnet sich daraus ein Ausnutzungsgrad der Luft von 78%. Gleichzeitig mit der Belüftung wurde das Bad entschlammt, so daß bei Wiederbeginn der Arbeit folgende Badzusammensetzung in Gew.-% vorlag: ·

	3	35 33 935
	1.9,1
NaOH	42,5
KOH	27,6
Na₂COj	10,8
NaNO₃	0,0
NaNO₂	5

2. Wellenförmige Bauteile wurden salzbadnitriert und in einem Abkühlbad abgekühlt. Die Wannengröße betrug 1200 χ 1700 χ 1500 mm, der Salzinhalt 6000 kg, die Temperatur 370°C. Gearbeitet wurde in drei Schichten. Nachstehend wird die Ausgangszusammensetzung des Bades und dessen Zusammensetzung nach 112 Stunden Arbeitszeit angegeben:

A 1 _1 1. 4 4 f\ I.

15

20

Die absolute Menge an gebildetem NaN02 betrug 18 kg, die rechnerische Luftmenge 29250 Liter. Auch hier wurde zunächst mit der doppelten Luftmenge gearbeitet. Allerdings verfügte dieses große Abkühlbad über zwei Umwälzer, daher wurde die Belüftung auch über zwei Belüftungsrohre durchgeführt. Je Belüftungsrohr wurden 1220 Liter Luft pro Stunde eingeleitet. Auch in diesem Falle wurde festgestellt, daß bereits nach 15 Stunden das Nitrit völlig umgesetzt war, was einem Ausnutzungsgrad von nahezu 80% entspricht. Die Zusammensetzung des Bades nach der Belüftung entsprach bis auf geringe Unterschiede der angegebenen A usgangszusammensetzung.

	Ausgangsbad	nach 112 h
	(Gew.-%)	(Gew.-%)
NaOH	19,0	18,0
KOH	43,0	42,3
Na₂CO₃	28,3	30,2
NaNO₃	9,7	9,2
NaNO₂	0,0	0,3

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

40

45

50

55

60

65

- Leerseite -

Claims

Patentansprüche;

1. Verfahren zur Entfernung von Alkalinitrit aus nitrathaltigen, zum Abkühlen von Bauteilen nach dem Nitrieren verwendeten Salzbädern, dadurch gekennzeichnet, daß das im Salzbad gebildete Nitrit dort zu Nitrat oxidiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Oxidation von Nitrit zu Nitrat in Betriebspausen Luft durch das Salzbad geblasen wird. _: · - · ■ :-

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, bestehend aus einem Tiegel mit Umwälzrührer, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiges, mit Bohrungen (5) versehenes Belüftungsrohr (4) unterhalb des Umwälzrührers (3) im Salzbad (2) angebracht ist.