DE4015141A1 - Verfahren zum betreiben einer galvanotechnischen anlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Verfahren zum Be­ treiben einer galvanotechnischen Anlage für galvanisch stromlose und/oder elektrolytische Behandlungen mit zumindest einem Vor- oder Nach­ behandlungsbad, dessen Standzeit infolge Chemikalienverbrauchs und/oder Schadstoffanreicherung den kontinuierlichen Betrieb der Anlage einschränkt.

Zu den wesentlichen galvanischen stromlosen oder elektrolytischen Prozeßschritten müssen verfahrenstechnisch bedingt Vor- oder Nach­ behandlungen durchgeführt werden. In einer gattungsgemäßen Anlage, von der die Erfindung ausgeht, sind in der Regel mehrere solcher Vor- oder Nachbehandlungsbäder enthalten, in denen unterschiedliche Prozeßschritte wie Dekapieren, Aktivieren, Beizen, Passivieren, Chromatieren, Entgiften und dergleichen als einfache Tauchbehandlungen durchgeführt werden. Die Arbeitsbehälter enthalten folglich unter­ schiedliche Lösungen gemäß Zweckbestimmung. Dazu gehören auch Färbelösungen, Glänzlösungen, Versiegelungslösungen sowie Ent­ metallisierungslösungen für die Galvanisiergestellkontakte nach Ende der Oberflächenbehandlung. Vorzugsweise dient die galvanotechnische Anlage zur Oberflächenbehandlung von stückigem Behandlungsgut auf Galvanisiergestellen oder auch für Massengut in Galvanisiertrommeln.

Die in solchen Vor- oder Nachbehandlungsbädern befindliche Behand­ lungsflüssigkeiten enthalten Behandlungschemikalien und sind nach Maßgabe der speziellen Arbeiten eingestellt. Durch chemische Reaktion mit der Oberfläche des Behandlungsgutes sowie durch Flüssigkeits­ austragsverluste nimmt die Konzentration der Behandlungschemikalien mit der Einsatzzeit ab. Gleichzeitig können die Reaktionsprodukte aber auch prozeßtechnische Schadstoffe bezüglich nachfolgender wesentlicher galvanischer Prozeßschritte darstellen, die sich in den Behandlungs­ bädern anreichern. Außerdem können Schadstoffe mit dem Behandlungs­ gut in diese Behandlungsbäder eingetragen werden. lm Rahmen der aus der Praxis bekannten Maßnahmen werden die Behandlungsbäder hinsichtlich der Konzentration der Behandlungschemikalien und/oder des Schadstoffgehaltes analytisch oder nach empirischer Erfahrung überwacht. Werden kritische Konzentrationsgrenzwerte oder aus Erfah­ rung bekannte kritische Einsatzzeiten erreicht, so wird die galvano­ technische Anlage außer Betrieb genommen und das unbrauchbar ge­ wordene Behandlungsbad ausgetauscht. In einer galvanotechnischen Anlage mit einer Vielzahl einzelner Prozeßschritte sind regelmäßig nur Vor- und Nachbehandlungsbäder in dieser Hinsicht besonders kritisch und beschränken den kontinuierlichen Betrieb der Anlage. In der Praxis führt dies dazu, daß ein- oder mehrmalig in einer Arbeitswoche eine längere Produktionsunterbrechung beispielsweise als Leerschicht zum Zwecke des Austausches eines oder mehrerer Vor- und Nachbehand­ lungsbäder eingelegt werden muß.

Bei kontinuierlichen Anlagen zur Verzinnung fortlaufender Bänder ist es bekannt, aus der Elektrolysezelle ein Teilvolumen über einen Über­ lauf kontinuierlich abzuziehen und einem Reservebehälter zuzuführen, in dem die Regenerierung des Elektrolyten erfolgt (Dettner/Elze, Hand­ buch der Galvanotechnik, Band 1/1, Seite 420). Danach wird der regenerierte Elektrolyt der Arbeitszelle wieder zugeführt. Mit anderen Worten existiert ein in sich geschlossener Elektrolytkreislauf zwischen Elektrolysezelle und Reservebehälter und ermöglicht eine kontinuier­ liche Arbeitsweise der Anlage ohne kritische Standzeiten. Zur Weiter­ entwicklung der Betriebsweise einer galvanotechnischen Anlage der eingangs beschriebenen Art, die Vor- und Nachbehandlungsbäder in unterschiedlichster Anzahl aufweist, haben diese Maßnahmen jedoch nicht beigetragen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Betriebsverfahren dergestalt anzugeben, daß die Anlage der eingangs beschriebenen Art ohne Betriebsunterbrechung über einen von dem Warendurchsatz und der Art der Oberflächenbehandlung unabhängigen Zeitraum betrieben werden kann. Insbesondere geht es darum, störende Produktionsunter­ brechungen beispielsweise als Leerschichten beim Betrieb der Anlage zu vermeiden.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß in das Vor- oder Nachbehandlungsbad, dessen Standzeit den fortlaufenden Betrieb der Anlage begrenzt, frische Behandlungsflüssigkeit kontinuierlich oder taktweise eingeführt wird, wobei eine entsprechende Menge an Behand­ lungsflüssigkeit aus dem Behandlungsbad abgezogen und entweder der Entsorgung oder anderen untergeordneten Aufgaben innerhalb oder außerhalb der Anlage zugeführt wird. So kann beispielsweise eine HCl-Dekapierlösung zum Entchromen der Kontakte von Galvanisierge­ stellen oder einer H₂SO₄-Dekapierlösung in der Abwasseranlage zum Einstellen des pH-Wertes der Abwässer weiter benutzt werden. In jedem Fall wird die abgezogene Behandlungsflüssigkeit nicht mehr dem ent­ sprechenden Vor- oder Nachbehandlungsbad wieder zugeführt. Diese Maßnahme der kontinuierlichen oder taktweise zugeführten frischen Behandlungsflüssigkeit schließt nicht aus, daß die galvanotechnische Anlage in größeren Zeiträumen wie beispielsweise Wochen außer Betrieb genommen wird, um die betreffenden Arbeitswannen vollständig zu reinigen und gleichzeitig die Behandlungsbäder vollständig auszu­ tauschen.

Arbeitet man nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, so ist die Be­ triebsdauer der Anlage unabhängig von der Standzeit desjenigen Be­ handlungsbades festsetzbar, in dem ein großer Chemikalienverbrauch und/oder eine besonders intensive Schadstoffbildung erfolgt. Das bzw. die Behandlungsbäder, die gleichsam für den Betrieb der Gesamtan­ lage zeitkritisch sind, werden erfindungsgemäß mit frischer Behand­ lungsflüssigkeit kontinuierlich oder taktweise beschickt, wobei ver­ brauchte und/oder kontaminierte Badflüssigkeit in entsprechender Menge abgezogen wird.

Infolge Spülwassereinbringung und Flüssigkeitaustragsverlusten hat die frische Behandlungsflüssigkeit meistens eine größere Dichte als die in dem Behandlungsbad enthaltene und zumindest teilweise erschöpfte Flüssigkeit. Vorzugsweise wird die frische Behandlungsflüssigkeit daher von unten in das Vor- oder Nachbehandlungsbad eingeführt und die verbrauchte und/oder mit Schadstoffen kontaminierte Behandlungs­ flüssigkeit aus dem Behandlungsbad als Überlauf verdrängt. Insofern wird mit einer Überschichtung gearbeitet. Tritt in dem Vor- oder Nachbehandlungsbad eine störende Schlammbildung auf, so ist es zweck­ mäßig, an dieses Behandlungsbad zusätzlich einen Filterkreislauf an­ zuschließen, wobei das Filteraggregat bei taktweiser Zudosierung frischer Behandlungsflüssigkeit zweckmäßig so zu- oder abgeschaltet wird, daß eine vorzeitige Durchmischung frischer und zu verdrängender Behandlungsflüssigkeit vermieden wird.

Für die Steuerung des erfindungsgemäßen Verfahrens bieten sich ver­ schiedene Möglichkeiten an. Eine Ausführungsform sieht vor, daß die Konzentration zumindest einer Schlüsselkomponente der Behandlungs­ flüssigkeit des Vor- oder Nachbehandlungsbades gemessen und die Zuführung der frischen Behandlungsflüssigkeit nach Maßgabe dieser Meßgröße geregelt wird. Zur Messung der Konzentration bieten sich Titroprozessoren, Photometer, Leitfähigkeitsmeßgeräte oder pH-Meßge­ räte an. Eine andere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß für die Zuführung der frischen Behandlungsflüssigkeit eine rechner­ gesteuerte Dosierpumpe verwendet wird und daß der Förderstrom der Dosierpumpe nach Maßgabe der im Vor- oder Nachbehandlungsbad pro Zeiteinheit durchgesetzten Behandlungsgutoberfläche gesteuert wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausfüh­ rungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zei­ gen in schematischer Darstellung

Fig. 1 ein Vor- oder Nachbehandlungsbad in einer galvanotechnischen Anlage, die im übrigen eine Vielzahl von Behandlungsbädern aufweist, in denen unterschiedliche Behandlungen durchgeführt werden,

Fig. 2 den zeitlichen Konzentrationsverlauf in dem Vor- oder Nach­ behandlungsbad nach Fig. 1.

Die Erfindung geht aus von einer galvanotechnischen Anlage für galvanisch stromlose und/oder elektrolytische Behandlungen mit einer Vielzahl von Behandlungsbädern, in denen unterschiedliche Vor- oder Nachbehandlungen wie Dekapierungen, Aktivierungen, Passivierungen, Chromatierungen, Entgiftungen und dergleichen durchgeführt werden. Die Behälter enthalten unterschiedliche Lösungen, unter anderem auch Färbelösungen, Glänzlösungen und Versiegelungslösungen sowie Ent­ metallisierungslösungen für die Galvanisiergestellkontakte nach Ende einer Oberflächenbehandlung. Die Vor- oder Nachbehandlungsbäder enthalten Behandlungschemikalien in vorgegebener Konzentration und sind nach Maßgabe der speziellen Arbeiten eingestellt. Die Konzen­ tration C der Behandlungschemikalien 9′ nimmt, wie in Fig. 2 ge­ strichelt angedeutet ist, grundsätzlich mit der Einsatzzeit ab. Ferner entstehen in den Vor- oder Nachbehandlungsbädern aufgrund chemischer Reaktionen zwischen der Behandlungsflüssigkeit und dem Behandlungs­ gut Schadstoffe, die sich mit der Einsatzzeit anreichern. Der Konzen­ trationsverlauf der Schadstoffe 10′ ist in Fig. 2 ebenfalls gestrichelt angedeutet. Erreicht die Chemikalienkonzentration und/oder der Schad­ stoffgehalt einen vorgegebenen Grenzwert G, so ist die Behandlungs­ flüssigkeit unbrauchbar und muß ausgetauscht werden.

Die Standzeiten der Behandlungsbäder einer galvanotechnischen Anlage sind sehr unterschiedlich. Ausgehend von den erläuterten Zusammen­ hängen kann die galvanotechnische Anlage nur so lange betrieben werden, bis eines der Vor- oder Nachbehandlungsbäder verbraucht und/oder der Schadstoffgrenzwert erreicht ist. Im Ausführungsbeispiel wird vorausgesetzt, daß das in Fig. 1 dargestellte Behandlungsbad (Vor- oder Nachbehandlungsbad) eine den fortlaufenden Betrieb der Gesamtanlage begrenzende Standzeit aufweist.

Der Fig. 1 entnimmt man, daß dem Behandlungsbad (1), dessen Standzeit den fortlaufenden Betrieb der Anlage begrenzt, ein Vorlage­ behälter (2) zugeordnet ist, der durch eine Verbindungsleitung (3) mit Dosierpumpe (4) an das Behandlungsbad (1) angeschlossen ist. Der Vorlagebehälter (2) ist in üblicher Weise mit einer Niveauüberwachung (5) ausgerüstet. Ferner erkennt man, daß die Verbindungsleitung (3) im Bodenbereich des Behandlungsbades (1) ausmündet und daß das Be­ handlungsbad (1) eine Überlaufrinne (6) aufweist. Anstelle der Über­ laufrinne könnte auch nur ein Überlaufrohr angebracht sein. Der Vorlagebehälter (2) enthält frische Behandlungsflüssigkeit (7) in vorgegebener Arbeitskonzentration. Diese wird taktweise mit kurzen Taktzeiten, also quasi kontinuierlich, aus dem Vorlagebehälter (2) abgezogen und dem Behandlungsbad (1) zugeführt.

Eine entsprechende Menge an verbrauchter Behandlungsflüssigkeit wird aus dem Behandlungsbad (1) abgezogen und entweder der Entsorgung oder anderen untergeordneten Aufgaben innerhalb oder außerhalb der Anlage zugeführt. Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Aus­ führungsform der Erfindung wird die frische Behandlungsflüssigkeit (7) von unten in das Behandlungsbad (1) eingeführt und wird die verbrauchte und/oder mit Schadstoffen kontaminierte Behandlungs­ flüssigkeit aus dem Behandlungsbad (1) als Überlauf (8) verdrängt. Da die frische Behandlungsflüssigkeit (7) infolge Spülwassereinbringung und Flüssigkeitsaustragsverlusten meistens eine größere Dichte auf­ weist als das Behandlungsbad (1), wird insofern mit einer Überschich­ tung gearbeitet.

Tritt im Behandlungsbad eine störende Schlammbildung auf, so kann es auch tunlich sein, die frische Behandlungsflüssigkeit von oben zu­ zuführen und die verbrauchte Badflüssigkeit am Boden des Behand­ lungsbades abzuziehen. Im Rahmen der Erfindung liegt es, an das Behandlungsbad einen Filterkreislauf anzuschließen.

Im Ausführungsbeispiel wird die Konzentration mindestens einer Schlüsselkomponente der Behandlungsflüssigkeit des Behandlungsbades (1) gemessen. Die Zuführung von frischer Behandlungsflüssigkeit (7) wird nach Maßgabe dieser Meßgröße geregelt. Dabei ergeben sich die in Fig. 2 durchgezeichneten Linien dargestellten Konzentrationsverläufe (9, 10). Man erkennt, daß sowohl die Chemikalienkonzentration (8) als auch die Schadstoffkonzentration (10) während der Einsatzzeit (t) des Behandlungsbades nahezu konstant sind und daß lediglich kleine zeit­ liche Schwankungen nach oben und unten auftreten. Es ergeben sich somit konstante Arbeitsbedingungen. Auch ist eine gleichmäßige Be­ lastung von Abwasseranlagen gewährleistet.

Im Rahmen der Erfindung liegt es, für die Zuführung der frischen Behandlungsflüssigkeit eine rechnergesteuerte Dosierpumpe zu verwen­ den, deren Förderstrom nach Maßgabe der im Behandlungsbad pro Zeiteinheit durchgesetzten Behandlungsgutoberfläche gesteuert wird.

Claims (5)

1. Verfahren zum Betreiben einer galvanotechnischen Anlage für galva­ nisch stromlose und/oder elektrolytische Behandlungen mit zumindest einem Vor- oder Nachbehandlungsbad, dessen Standzeit infolge Chemikalienverbrauchs und/oder Schadstoffanreicherung den kontinuier­ lichen Betrieb der Anlage einschränkt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in das Vor- oder Nachbehandlungsbad, dessen Standzeit den fortlaufenden Betrieb der Anlage begrenzt, frische Be­ handlungsflüssigkeit kontinuierlich oder taktweise eingeführt wird, wobei eine entsprechende Menge an Behandlungsflüssigkeit aus dem Vor- oder Nachbehandlungsbad abgezogen und entweder der Entsorgung oder anderen untergeordneten Aufgaben innerhalb oder außerhalb der Anlage zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die frische Behandlungsflüssigkeit von unten in das Vor- oder Nachbe­ handlungsbad eingeführt und die verbrauchte und/oder mit Schadstoffen kontaminierte Behandlungsflüssigkeit aus dem Vor- oder Nachbehand­ lungsbad als Überlauf verdrängt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an das Vor- oder Nachbehandlungsbad ein Filterkreislauf angeschlossen ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Konzentration zumindest einer Schlüsselkomponente der Behandlungsflüssigkeit im Vor- oder Nachbehandlungsbad gemessen und die Zuführung der frischen Behandlungsflüssigkeit nach Maßgabe dieser Meßgröße geregelt wird.

5. Verf ahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß für die Zuführung der frischen Behandlungsflüssigkeit eine rechnergesteuerte Dosierpumpe verwendet wird, und daß der Förderstrom der Dosierpumpe nach Maßgabe der im Vor- oder Nachbe­ handlungsbad pro Zeiteinheit durchgesetzten Behandlungsgutoberfläche gesteuert wird.