DE4110423A1 - Vorrichtung zur chemischen metallbearbeitung - Google Patents
Vorrichtung zur chemischen metallbearbeitungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur chemischen
Metallbearbeitung, insbesondere zum Beizen oder Ätzen von
metallischen Rohprodukten und Halb- sowie Fertigprodukten.
Eisenchlorid ist ein bereits in der Fertigungstechnik seit
langem gut bekanntes Medium zur Metallbearbeitung, das als
20- bis 45%ige Lösung recht universell für die Behandlung
der meisten metallischen Werkstoffe, wie z. B. Kupfer und
seine Legierungen, Aluminium, Nickel, Eisen und Stahl,
Kovar und auch Edelstähle, einsetzbar ist. Die Vorteile
der Eisenchlorid-Lösung als Bearbeitungsmedium, wie die
hohe Abtragsrate, d. h. 35 µCu/min. oder bis zu 20 µFe/min.,
die eine besonders hohe Produktivität erlauben, die gute
Regelbarkeit der Eigenschaften von Metalloberflächen durch
Zugabe von freien Säuren, Inhibitoren und Netzmitteln so
wie vor allem die für die Ätztechnik wichtigen Eigen
schaften wie einwandfreie Konturenschärfe und relativ ge
ringe Unterätzung wurden von Fachleuten immer sehr ge
schätzt. Eisen(III)-chlorid läßt sich außerdem auch ausge
zeichnet als Beizmedium für fast alle, insbesondere eisen
haltige Metalle, einsetzen. Es verbindet die Vorteile der
herkömmlichen Eisenbeizen, wie Salz- und Schwefelsäure,
nämlich große Beizgeschwindigkeit, die metallabhängig oft
höher als die der Salzsäure ist, und somit hohe Effizienz
der bestehenden Produktionsanlagen, gut regelbare Eigen
schaften der Metalloberflächen, geringe und leicht entfern
bare Beizrückstände, keine Neigung zur Abgabe von sauren
Dämpfen und somit geringe Belästigung für die Umgebung.
Von Nachteil bei klassischen Beizverfahren sind allerdings
die während des Prozesses nicht linear fallende Abtrags
rate und die relativ geringe Metallaufnahme, die in der
Praxis für Kupfer 50 g/l und für Stahl 30 g/l betrug, so
wie ernstzunehmende Entsorgungsprobleme der verbrauchten
Lösungen. In der Ätztechnik hat sich Eisenchlorid vor Jahr
zehnten voll durchgesetzt, da es kein anderes so uni
verselles und technologisch vorteilhaftes Ätzmedium gab
und die Bedarfsmengen und damit verbundenen Kosten verhält
nismäßig klein und lange nicht so groß wie in den Beizbe
trieben sind. In der Beiztechnik waren jedoch die oben ge
nannten Nachteile ausschlaggebend, da die Mengen an Beiz
lösungen sehr groß waren und durch die Höhe der Beschaf
fungs- und Entsorgungskosten einer Eisenchloridbeize trotz
aller ihrer technischen Vorteile war der Einsatz des
nichtregenerierten Eisen(III)-chlorides überhaupt nicht
wirtschaftlich. Aufgrund dessen versuchte man schon seit
langem, Eisen(III)-chlorid kontinuierlich mittels Chlor
gas oder auf dem chemischen Wege durch Zugabe von Oxida
tionsmitteln und Chloridionen-Donatoren zu regenerieren.
Diese Verfahren haben sich jedoch entweder aus Sicherheits-
oder wirtschaftlichen Gründen kaum durchgesetzt.
Einen neuen und bereits bewährten Weg auf diesem Gebiet
eröffnet die elektrolytische Regeneration von Eisenchlorid
lösung. Der ökonomische und wirtschaftliche Einsatz dieser
Regenerationsverfahren in der betrieblichen Praxis fordert
jedoch eine Reihe von Voraussetzungen wie völlige Unab
hängigkeit zwischen Produktionsstufe einerseits sowie dem
Regenerations- oder Rückgewinnungssystem andererseits,
gleiche oder bessere Prozeßleistung im Vergleich zum Ein
satz nichtregenerierter Behandlungsmedien, Erfüllung aller
Umweltschutzauflagen ohne zusätzlichen apparativen Auf
wand, problemlose und einträgliche Veräußerung des rückge
wonnenen Wertstoffes und einfache Wartung der Regenerations
anlagen. Um einem so breiten Spektrum der an die Behand
lungsmedien gestellten Anforderungen gerecht werden zu
können, wurde die Weiterentwicklung von kontinuierlich
regenerierbaren Beizlösungen und die breite Anwendung von
Regenerations- und Werkstoffrückgewinnungsanlagen notwen
dig. Da solche Aufarbeitungseinrichtungen für Salz- und
Schwefelsäure relativ investitionskostenintensiv sind,
würde die mittelständische Industrie diese Anlagen rein
aus Umweltschutzgründen nicht einsetzen können und erst
eine investitionskostengünstigere, die auch noch verfah
renstechnische Vorteile mit sich bringt, kann sowohl für
Groß- und Kleinbetriebe eine interessante Alternative sein.
Eine neue Regenerationsmethode (DE-OS 37 19 604) von
Eisen(III)-chlorid basiert auf der anodischen Oxidation
von Eisen(III)-Ionen zu Eisen(II)-Ionen gemäß der Reaktion
Fe+2-e → Fe+3
in einer Reihe von Anolytzellen, die von Kathoden mittels
anionpermeablen Ionenaustauschmembranen abgetrennt sind. Als
Katholyt wird eine mit Salzsäure angesäuerte Alkalimetall
chloridlösung eingesetzt. Während der Kathodenreaktion ge
mäß der Gleichung
2 H₃O+2 e → H₂+2 H₂O
entsteht aus den der dissoziierten Salzsäure zugehörigen
Hydroniumionen freies Wasserstoffgas. Der Stromfluß in
beiden Elektrolyten erfolgt durch die Bewegung von Chlorid
ionen aus dem Katholyten in die Eisenchloridlösung, wo sie
mit den entstehenden Eisen(III)-Ionen das dissoziierte
Eisen(III)-chlorid bilden, was mit der summarischen
Reaktion
Fe+3+3 Cl- (aus Katholytlsg.) → FeCl₃
dargestellt werden kann. Der anodische Oxidationsprozeß
wird mittels Messung von Reduktions- und Oxidationspoten
tial der Eisenchloridlösung überwacht und geregelt. Das
Meß- und Regelsystem besteht aus Vergleichsmeßverstärker
und zwei Meßketten, was eine entsprechend hohe Sicherheit
der kontinuierlichen Prozeßregelbarkeit gewährleistet.
Während der Metallbehandlung findet eine Metallauflösung
in der Prozeßlösung statt, was eine Steigerung der Dichte
der Eisenchloridlösung zur Folge hat. Diese Dichteänderung
wird im elektromechanischen Dichteregler erfaßt und mit
Spülwassern aus Kaskadenspülsektionen automatisch korri
giert. Somit wird während der Behandlung von eisenhaltigen
Metallen eine neuwertige Eisenchloridlösung, die im Sammel
behälter aufgefangen wird, hergestellt. Diese Eisen(III)-
chloridlösung, die eine marktübliche Konzentration von
40 Gew.% aufweist, ist ein Wirtschaftsgut und kann weiter
zur Herstellung von Buntmetall-Formteilen oder Leiterplat
ten verwendet werden. Sollte das behandelte Metall nur
Eisen oder Stahl sein, so findet die gewonnene Eisenchlo
ridlösung, die einen ausreichenden Reinheitsgrad aufweist,
breite Anwendung als Fällungs-, Flockungs- oder Konditionie
rungsmittel, das in sehr großen Mengen bei der Abwasser-
und Wasseraufbereitung eingesetzt wird. Bei Behandlung von
nichteisenhaltigen Metallen, wie Kupfer oder Nickel, ist
die periodisch vorgenommene, automatisch ablaufende Ent
fernung in einem Separator der kontinuierlich in Schlamm
form entstehenden Buntmetallhydroxide und die Volumener
gänzung mit frischer Lösung oder mit Wasser und metalli
schem Eisen nötig, was die auch im rauhen Betrieb haltbare
Konstanz aller Parameter der Behandlungslösung garantiert.
Dieses Regenerationsverfahren bringt sehr viele verfahrens
technische und wirtschaftliche Vorteile mit sich. Beson
ders günstig ist die Konstanz der Abtragsrate, so daß der
Produktionsablauf unter stets gleichen und optimalen Be
dingungen erfolgen kann. Dadurch wird eine spürbare Stei
gerung der Produktqualität und eine wesentliche Erhöhung
der Produktivität bei niedrigeren Betriebskosten erreicht.
Wirtschaftlich betrachtet ist die bessere Ausnutzung der
Ätz- oder Beizlösungen hervorzuheben, da der Bedarf an
neuen Behandlungsmedien und die Menge an verbrauchter
Lösung bedeutend verringert wird und im Falle des Kreis
laufprozesses ganz entfällt.
Eine entsprechende Eisenchlorid-Regenerationsanlage (DE-PS
36 18 769) besteht aus einem Elektrolysezellenbehälter,
der mit Hilfe wenigstens einer Ionenaustauschermembran in
einen mit einem Katholyten gefüllten Katholytraum mit
wenigstens einer Kathode und in wenigstens einen mit der
Eisenchloridlösung als Anolyten gefüllten Anolytraum mit
jeweils einer Anode einer kontinuierlich zumindest teil
weise verbrauchte Eisenchloridlösung zuführenden Zuleitung
und einer kontinuierlich regenerierte Eisenchloridlösung
abführenden Rückführleitung unterteilt ist. Die Ionenaus
tauschermembran besteht hierbei jeweils aus einer 0,05 bis
0,50 mm, insbesondere 0,15 bis 0,25 mm starken Trägerfolie
aus Polyester, Polyäthylen oder Polyvinylchlorid mit auf
gebrachtem Austauscherharz aus Vinylpyridiniumhalogenid.
Das Trägerfolienmaterial ist vorzugsweise fluorisiert. Das
aufgebrachte Austauscherharz besteht aus Vinylpyridinium
halogenid, insbesondere -bromid. Besonders geeignet sind
solche Ionenaustauschermembranen, sofern sie einen spezi
fischen elektrischen Widerstand von höchstens 7 Ohm/cm2,
eine Selektivität von mind. 95% (0,5 N KCl) aufweisen.
Ionenaustauschermembranen mit den genannten Eigenschaften
sind handelsüblich.
Zur wirtschaftlichen Umsetzung dieses Eisenchlorid-Rege
nerationsverfahrens insbesondere für die Beiztechnik, wo
die benötigten Kapazitäten um eine Potenz höher sind als
in den Ätzbetrieben, wurde eine Anlage, deren Kernstück
ein neuartig konstruiertes Elektrolyseaggregat darstellt,
entwickelt (EP-OS 03 78 091). Die konstruktiven Merkmale
dieser hochleistungsfähigen Eisenchlorid-Regenerationsan
lage sind Gestaltung des Aggregates in variabler Modulbau
weise, wobei die einzelnen Zellen als profiliertes Platten
paar ausgebildet sind. Die Profilierung der Platte gewähr
leistet strömungstechnisch hohe Ausbeute der Elektroden
fläche und stützt gleichzeitig die Membran bei Druckdiffe
renzen zwischen Anolyten und Katholyten. Jedes Plattenpaar
wird mit Schnäppern gehalten und spannt gleichzeitig die
Membranen auf der Rückseite dazwischen ein. Die einzelnen
Platten sind kostengünstig als Spritzteil gestaltet und
besitzen Nuten zur Aufnahme von Dichtschnüren und O-Rin
gen zur Abdichtung der Anolyt- und Katholyträume zueinan
der, als auch zu den Zu- und Abläufen. Die Elektroden sind
zwischen den einzelnen Zellenplatten auf der Vorderseite
der Platten gegen die nächste Platte eingespannt und wie
vorbeschrieben abgedichtet. Jede Elektrolysezelle besteht
aus vier Platten, zwei Elektroden und zwei Membranen. Die
Zusammensetzung mehrerer Zellen ergibt ein komplettes
Elektrolyse-Aggregat, das je nach Kapazitätsanforderungen
beliebig erweiter- oder reduzierbar ist. Das gesamte Zel
lensystem ist zwischen zwei Stahl-Abschlußplatten durch
Zuganker oder hydraulisch zusammengespannt. Der gesamte
Zellenblock wird in einem Rahmengestell montiert. Das Rah
mengestell dient gleichzeitig zur oberen und unteren Füh
rung des Zellenblocks. Diese Konstruktion betrifft also
einen Elektrolysezellenblock, bestehend aus mehreren hin
tereinander angeordneten Elektrolysezellen, wobei jede
Elektrolysezelle zwei zueinander parallele plattenförmige
Elektroden in einem Zellentrog aufweist und zwischen be
nachbarten Elektroden jeweils eine zu diesen parallele
Membran angeordnet ist. Die Zellentröge sind jeweils aus
vier, die Elektroden und Membranen zwischen sich aufneh
menden, Elektrolyraumhälften bildenden Profilplatten auf
gebaut und die Profilplatten der Zellentröge sind in einem
Blockrahmen mit zwei stirnseitig angeordneten parallelen
Blockendplatten druckdicht miteinander verspannt. Die durch
diese Konstruktion erreichten Vorteile sind in der
Modulbauweise zu sehen, die eine einfache Anpassung an
Kapazitätsanforderungen durch Entnahme oder Hinzufügen
einzelner Zellen zuläßt. Außerdem ergibt sich durch die
Kompaktbauweise ein wesentlich kleinerer Platzbedarf,
woraus größere Wartungsfreundlichkeit resultiert. Die Pro
filplatten lassen sich einfacher und mit geringeren Kosten
als übliche Schweißkonstruktionen herstellen. Da die Ab
stände zwischen den Elektroden geringer als bisher sind,
ergibt sich eine geringe Leistungsaufnahme bei hoher Kapa
zität. Die Profilplatten lassen sich außerdem bezüglich
der hydraulischen Strömungen in den einzelnen Zellen opti
mal gestalten, so daß auch eine hohe Prozeßausbeute gege
ben ist. So bestehen die Profilplatten vorzugsweise aus
Spritzgußteilen. Bezüglich Elektrolytzufuhr und -ablauf
ergeben sich die geringsten Probleme, wenn zumindest die
Profilplatten in ihren Eckbereichen mit zu den Profilplat
ten senkrechten Elektrolytzufuhr- und -ablaufbohrungen
versehen sind, letztere wird man gegebenenfalls, d. h. je
nach Größe auch in den plattenförmigen Elektroden vorsehen.
Im übrigen empfiehlt es sich, die Profilplatten mit inte
grierten Membranstützgittern zu versehen, die die Membranen
bei Druckdifferenzen zwischen benachbarten Elektrolyträu
men stützen. Zweckmäßigerweise sind die Profilplatten mit
Klemmrippen und zugeordneten Klemmnuten zum Halten der
Membranen versehen. Außerdem empfiehlt sich zum Erhalt der
Druckdichtheit, die Profilplatten mit Aufnahmenuten für
Dichtschnüre und O-Ringe zu versehen. Einfache Manipulier
barkeit im Zuge der Variation der Zellenzahl ergibt sich,
wenn die Profilplatten paarweise mit den zugeordneten Mem
branen mit Hilfe von Schnäppern zusammengehalten sind. In
die gleiche Richtung geht auch die Variante, die Profil
platten mit Führungsausnehmungen für Horizontaltraversen
des Blockrahmens zu versehen. Die Blockendplatten sind
zweckmäßigerweise aus Stahl gefertigt. Sie können zusam
men mit den Profilplatten mit Hilfe von Zugankern zusammen
gehalten sein. Eine hydraulische Zusammenspannung, z. B.
mit Hilfe zumindest einer Hydraulikzylinderkolbenanordnung,
ist aber ebenfalls möglich. Nach bevorzugter Ausführungs
form ist die eine Blockendplatte fest und die andere Block
endplatte parallelverschiebbar im Blockrahmen gelagert.
Jedenfalls empfiehlt sich hierbei, die fest angeordnete
Blockendplatte mit Elektrolytzufuhr- und -ablaufstutzen
zu versehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vor
richtung der eingangs genannten Art den Fluß der einge
setzten Chemikalien und Spülwasser so zu gestalten, daß
ein abwasserloses und abfalloses Kreislaufsystem entsteht.
Hierzu ist die Vorrichtung gekennzeichnet durch eine Vor
behandlungsstation, in der die Metalloberfläche von grobem
Zunder, Rost und sonstigen Oxidschichten befreit wird,
eine Metallbearbeitungsstation, in der das zu behandelnde
metallische Produkt chemisch mittels Eisen(III)-chlorid-
Lösung bearbeitet, insbesondere geätzt oder gebeizt wird
und das gewünschte Bearbeitungsfinishing erreicht wird,
eine Regenerationsanlage, in der die in der Metallbearbei
tungsstation eingesetzte Eisenchlorid-Lösung auf chemischem
oder insbesondere elektrochemischen Wege rückstandslos re
generiert wird, eine Spülstation, in der aus der Oberfläche
des chemisch bearbeiteten Produktes die zu seiner Bear
beitung eingesetzten Chemikalien rückstandslos entfernt
werden und ein Spülwasseraufkonzentrierungsaggregat, in
dem die Konzentration der abgespülten Chemikalien auf den
gewünschten Sollwert erhöht wird.
Die Regenerationsanlage ist nach bevorzugter Ausführungs
form so ausgebildet, wie es oben schon beschrieben worden
ist.
Insbesondere zur weiteren Ausgestaltung beschäftigt sich
die Erfindung auch mit einer Vorrichtung zur chemischen
Metallbearbeitung, insbesondere zum Beizen oder Ätzen von
metallischen Rohprodukten und Halb- sowie Fertigprodukten,
mit einer Metallbearbeitungsstation und einer Spülstation,
wobei die Metallbearbeitungsstation einen Bearbeitungsbe
hälter mit einer Eisen(III)-chloridlösung, die über einen
an den Bearbeitungsbehälter angeschlossenen Regenerator
im Kreislauf geführt ist, und die Spülstation einen Spül
wasser enthaltenden Spülbehälter mit einer Frischwasserzu
leitung aufweist. Die Spülstation ist so in die Vorrich
tung zur chemischen Metallbearbeitung zu integrieren, daß
eine Entsorgung des mit Eisen(III)-chlorid angereicherten
Spülwassers nicht mehr erforderlich ist. Hierzu ist der
Spülstation ein Spülwasseraufkonzentrierungsaggregat mit
einer aus dem Spülbehälter herausgeführten Spülwasserein
laßleitung, einer in den Spülbehälter zurückgeführten
Eluatauslaßleitung und einer in den Bearbeitungsbehälter
geführten Konzentratauslaßleitung zugeordnet. Die Erfin
dung geht hierbei von der Erkenntnis aus, daß eine
Aufbereitung von zu verwerfendem Spülwasser entfallen kann,
wenn das Spülwasser im Kreislauf geführt wird und dem Spül
wasser im Zuge dieser Kreislaufführung durch entsprechende
Aufkonzentrierung das Eisen(III)-chlorid soweit entzogen
wird, daß das entsprechende Konzentrat ohne nachteilige
Beeinflussung der Metallbearbeitung in den Bearbeitungsbe
hälter abgeführt werden kann. Im Ergebnis resultiert so
eine erhebliche Einsparung an laufenden Betriebskosten.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß
das Spülwasseraufkonzentrierungsaggregat aus einem Ver
dampfer und/oder einem Elektrodialyseapparat besteht.
Letzterer ist zu bevorzugen, kann aber auch in Parallel-
oder Hintereinanderschaltung mit einem Verdampfer einge
setzt werden. Im Rahmen der beschriebenen Maßnahmen ist
es sogar möglich, die Eisen(III)-chloridlösungsrückführung
in die Metallbearbeitungsstation zur Konstanthaltung der
Dichte der Eisen(III)-chloridlösung im Bearbeitungsbehälter
heranzuziehen; hierzu ist nach bevorzugter Ausführungsform
vorgesehen, daß die Konzentratauslaßleitung über ein zwi
schengeschaltetes Dosierglied und eine Zweigleitung zu
sätzlich in den Spülbehälter geführt ist und der Bearbei
tungsbehälter mit einem die Dichte der Eisen(III)-chlorid
lösung messenden Fühler einer Dichtesteuereinrichtung aus
gerüstet ist, an die das Dosierglied als Stellglied ange
schlossen ist, mit dem Konzentrat ist nämlich eine beson
ders feinfühlige Dichteeinstellung möglich. Eine optimale
Spülung über einen möglichst langen Zeitraum ist dann ge
geben, wenn die Spülstation als mehrstufige Spülkaskade
ausgeführt ist, deren erster Kaskade die Spülwassereinlaß
leitung sowie ggf. die Zweigleitung und deren letzter Kas
kade die Frischwasserzuleitung sowie die Eluatauslaßlei
tung zugeordnet sind. Im übrigen empfiehlt es sich, der
Frischwasserleitung ein von einem Spülwasserniveaufühler
gesteuertes Stellglied zwischenzuschalten, damit die von
der Spülstation in die Metallbearbeitungsstation überführte
Flüssigkeitsmenge durch eine entsprechende Frischwasser
menge selbsttätig ersetzt wird.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung
näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 schematisch eine Vorrichtung zur chemischen Metall
bearbeitung, insbesondere zum Beizen von metal
lischen Rohprodukten und Halb- sowie Fertigproduk
ten,
Fig. 2 eine Vorderansicht einer Regenerationsanlage in
Form eines Elektrolysezellenblockes,
Fig. 3 eine Aufsicht auf den Gegenstand der Fig. 2,
Fig. 4 eine Seitenansicht des Gegenstandes der Fig. 2 in
Richtung des Pfeiles A,
Fig. 5 in Explosivdarstellung einen Teil des Elektroly
sezellenblockes nach Fig. 2,
Fig. 6 in perspektivischer Darstellung einen Teil des
Elektrolysezellenblockes nach Fig. 2 und
Fig. 7 einen Ausschnitt aus der Vorrichtung nach Fig. 1
mit weiteren Einzelheiten.
Anhand der Fig. 1 wird zunächst die Metallbehandlung von
Eisen(III)-chlorid beschrieben. Das Beizen von Eisenchlorid
bringt, wie bereits erwähnt, mehrere Vorteile mit sich,
von denen die sehr hohe Beizgeschwindigkeit, die eine ent
sprechend große Effizienz der bestehenden Anlagentechnik
garantiert, von höchster Bedeutung ist. Mit dem Beizen
sind jedoch außer der Entfernung der Zunderschichten und
Korrosionsprodukte oft weitere Aufgaben gleichzeitig ver
bunden, so z. B. eine Oberfläche mit bestimmten Eigen
schaften zu schaffen, sie zu glänzen oder mattieren. Für
ein nachfolgendes Lackieren, Kleben oder Metallaufspritzen
ist dagegen eine bestimmte Aufrauhung für verbesserte
Haftung erwünscht. Diese oft ganz verschiedenen und zusätz
lichen Aufgaben des Beizens sowie die verschiedenen Stär
ken und Formen von den zu behandelnden Stücken machen es
begreiflich, daß es von größtem Vorteil ist, den Beizpro
zeß zweistufig zu gestalten.
In der ersten Stufe, der sog. Vorbeize 1, werden zuerst
die groben Zunder- und Rostschichten entfernt. Dies kann
man auf verschiedene Art und Weise durchführen, wie z. B.
Einsatz einer Vorbeize in Form von einer hoch salzsäure
haltigen Eisen(II)-chloridlösung oder Einschalten einer
elektrolytischen Vorbeize.
Beim Einsatz der salzsäurehaltigen Eisenchlorid-Tauchbeize
ist darauf zu achten, daß die fetthaltigen Zunder- und
Rostschichten weitgehend aufgelöst werden und der Angriff
der Beizlösung auf das Grundmaterial gemindert oder sogar
vermieden wird. Man findet nur selten einen Gegenstand,
der gleichmäßig mit Rost und Zunder überzogen ist und oft
ist neben einer starken Rostschicht das blanke Metall zu
sehen. Der gleichzeitige Angriff der Vorbeize auf die Oxid
schicht und das blanke Material sowie das Entstehen des
Wasserstoffes kann durch Einsatz entsprechender Inhibito
ren fast vollständig gehemmt werden. Die Wirkung der Inhi
bitoren beruht darauf, daß sich ein Film auf der zu
schützenden metallischen Oberfläche, nicht aber auf dem
Metalloxid oder auf den zu entfernenden anorganischen Ver
unreinigungen ausbildet. Die Erklärung für die Ausbildung
dieses Schutzfilmes geben die elektrochemischen Vorgänge
in der Beizflüssigkeit. Demnach befinden sich während des
Beizens auf dem Beizgut verschiedene elektrisch geladene
Bereiche, wobei das Grundmaterial immer ein höheres Poten
tial aufweist als seine Oxide. Die Inhibitoren in der
Flüssigkeit liegen als Kolloide oder als Ionen ebenfalls
geladen vor. Diese Teilchen werden von den entgegengesetzt
geladenen Bereichen der Metalloberfläche angezogen, nach
Elektronaufnahme oder -abgabe dort entladen und wirken als
Schutzschicht, indem sie vor allem den Austritt von Elek
tronen bzw. Metallionen oder Gasen verhindern und so das
Auflösen des Grundmetalls behindern. Demnach unterscheidet
man anionische Inhibitoren, bei denen sich vorwiegend
negativ geladene Teilchen der Sparbeize betätigen, und
kationische Inhibitoren, wobei die Schutzschicht vornehm
lich von positiv geladenen Teilchen ausgebildet wird. Eine
andere Art der Inhibitoren bewirkt den Schutz vornehmlich
durch Absorption. Die modernen Beizinhibitoren, die für
Eisen, Stahl und eisenhaltige Metalle eingesetzt werden,
bewirken die Erhöhung des Redoxpotentials der gesamten
Beizlösung, womit bei höheren Konzentrationen des Inhibi
tors die Wasserstoffentwicklung völlig unterdrückt werden
kann. Die heute bereits handelsüblichen Inhibitoren weisen
eine sehr hohe Wirksamkeit und Beständigkeit auf, und dies
schon bei einem Anteil von 0,1% und darunter. Durch den
Zusatz von Netzmitteln läßt sich die Wirkung der Inhibi
toren entsprechend erhöhen. Netzmittel bewirken durch Herab
setzung der Oberflächenspannung eine gründliche Berührung
der Oberfläche des Beizgutes mit der Beizflüssigkeit.
Außerdem wird das Austragen der Beizlösung durch Netzmit
tel wesentlich verringert, was sich auch positiv auf die
Spülwassermenge und deren Konzentration auswirkt. Netz
mittel wirken gleichzeitig beschleunigend auf das Weglösen
von Verunreinigungen. In der Vorbeize 1 sind die für Salz
säure handelsüblichen Inhibitoren und Netzmittel in Ab
hängigkeit von der Metallart und deren Verunreinigungen
und Verzunderungen einzusetzen.
Eine andere Art des Vorbeizens ist das elektrolytische
Beizen, das man in das kathodische und anodische Beizen
einteilen kann. Bei kathodischen Beizen erhält das Grund
material einen Schutz vor dem Angriff der Beizlösung. Der
Beizeffekt ist dabei vor allem durch den entstehenden
Wasserstoff bedingt, der die zu entfernenden Verunreini
gungen eventuell nach einer Umwandlung mechanisch absprengt.
Bei Werkstücken, die auf Wasserstoffversprödung empfindlich
sind, ist das Verfahren nicht anwendbar. Beim anodischen
Beizen werden auch Zunder- und Rostteile, die sich beim
üblichen Beizen nicht entfernen lassen, sehr schnell be
seitigt. Bei der anodischen Schaltung wird aber auch das
Grundmaterial aufgelöst, so daß dadurch die Möglichkeit
einer zu starken Abtragung besteht. Andererseits wird
durch das Weglösen des Metalls an der Oberfläche die Bin
dung zwischen Werkstück und den zu beseitigenden Verun
reinigungen aufgehoben. Ein guter Kompromiß zwischen den
Vor- und Nachteilen beider Verfahren ist das sog. Umpol
verfahren, bei dem kurze Behandlungszeiten sich vorteil
haft auf den Vorbeizprozeß auswirken. Eine gute Möglich
keit zur optimalen Gestaltung des Vorbeizens ist der Ein
satz neutraler Elektrolyte zum elektrolytischen Beizen.
Diese Elektrolyte bestehen vornehmlich aus Natriumsalzen,
die sich in Wasser leicht lösen. Während der Elektrolyse
entsteht dabei an der Anode freie Säure, die den Rost und
Zunder in Lösung bringt. Gleichzeitig bildet sich an der
Kathode Natriumhydroxid, die das gelöste Eisen ausfällt,
wobei das ursprüngliche Salz sich zurückbildet.
Dies kann man in folgenden chemischen Gleichungen darstel
len:
Na₂SO₄+H₂O=H₂SO₄+2 NaOH
an der Kathode an der Anode
an der Kathode an der Anode
H₂SO₄+FeO=FeSO₄+H₂O
FeSO₄+2 NaOH=Fe(OH)₂ ↓ +Na₂SO₄
Bei diesen Vorgängen treten überhaupt keine Abwasserpro
bleme auf und auch der Verbrauch des Elektrolyts ist sehr
gering, da er in der Hauptsache auf Ausschleppverlusten,
die man durch den Einsatz eines neutralen Netzmittels
spürbar verringern kann, beruht, und auf die Adsorption
durch das ausfallende Eisenhydroxid beschränkt ist, wes
halb das Elektrolyt lediglich von Zeit zu Zeit ergänzt zu
werden braucht. Diese Vorbeizlösung ist öfters zu filtrie
ren, was man mit einer kleinen Kammerfilterpresse problem
los durchführen kann. Der entstehende Filterkuchen ist
neutrales Eisenhydroxid, das keinerlei Entsorgungsprobleme
bereitet. Die Ausschleppung 2 erfolgt in die Hauptbeize
3, wo das eingeschleppte Natriumsalz ebenfalls keine
negative Wirkung ausübt.
Anschließender Behandlungsschritt ist das Hauptbeizen mit
Eisen(III)-chlorid. Diese Lösung weist eine sehr hohe Ab
tragsgeschwindigkeit bei Eisen und Stahl auf. Deshalb sind
auch verhältnismäßig kurze Behandlungszeiten zu empfehlen.
Durch die entsprechende Kombination der Beizparameter, vor
allem dem Redoxpotential dieser Lösung, der Temperatur,
der Konzentration und dem Anteil an freier Säure kann man
das gewünschte Finishing der Oberfläche genau beeinflussen.
An das Eisenchloridbeizbad ist direkt die Regenerations
anlage 4 angeschlossen. Die Eisenchloridlösung wird dem
Beizbad 3 kontinuierlich entnommen und im Kreislauf durch
den Elektrolyseblock durchgepumpt, wobei die entsprechende
Umwandlung von Eisen(II)-chlorid in Eisen(III)-chlorid
stattfindet. Die Geschwindigkeit der Regeneration wird
durch das Redoxpotential genauestens geregelt. Durch den
kreislaufförmigen Prozeß erreicht man eine gleichmäßige
Beizgeschwindigkeit und somit gleichbleibende Produkt
qualität. Der Energiebedarf von ca. 4 kWh pro Kilo umge
wandeltes Eisen von Fe+2 zu Fe+3 läßt sich durch einen
Wärmetauscher 5 auf der Anolytseite zum größten Teil
wiedergewinnen und zur Heizung der sonstigen Bäder verwer
ten. Durch Zugabe von geringen Teilen eines Netzmittels
läßt sich die Menge der ausgeschleppten Beizlösung in das
nachgeschaltete Spülsystem 6 entsprechend reduzieren.
Die Eisenchloridlösung greift bei längerer Einwirkung sehr
schnell das Grundmaterial an und soll deshalb nach Beendi
gung des Beizvorganges möglichst rasch von der Oberfläche
des Beizgutes entfernt werden. Zu diesem Zweck bringt man
die gebeizte Ware nach kurzem Abtropfen sofort in den
Wasch- und Spülbehälter und versetzt das Spülwasser auch
mit kleinen Anteilen des Netzmittels. Das Spülen und
Waschen sollte so durchgeführt werden, daß das Beizgut
rasch und an allen Seiten mit dem Wasser in Berührung
kommt. Durch den Einsatz von kaskadenförmig geführten Spül
bädern in Verbindung mit einer Aufkonzentrierungsanlage
7 läßt sich der Anfall von zu behandelnden Spülwässern
weitgehend lösen. Das Spülwasser der ersten Kaskade sollte
kontinuierlich in einer dazu geeigneten Anlage, z. B. in
einer Elektrodialyse-Anlage, aufkonzentriert werden. Das
salzarme Wasser sollte dann in die letzte Kaskade zurück
geführt werden. Dieser Kaskade ist ebenfalls eine bestimmte
Menge an Frischwasser zuzuführen, die die Aufkonzentrie
rung der neutralen Salze im Kreislauf vermeidet.
Während des Hauptbeizens hat die Metallauflösung in der
Prozeßlösung eine Steigerung der Dichte der Eisenchlorid
lösung zur Folge. Die Dichteänderung wird in einem Dichte
regler erfaßt und mit Spülwasser aus der letzten Kaskaden
spülsektion automatisch korrigiert. Die Menge des dem
Beizbad 3 zugeführten Spülwassers sollte dem Volumen des
der letzten Kaskade zugeführten Frischwassers entsprechen.
Es ist also möglich, eine vollkommene Regenerierung des
Beizmediums ohne Entstehung von Abwasser zu erreichen und
sowohl die beim Beizen verbrauchte Eisen(III)-chloridlö
sung wie auch das Wasser in den Beizprozeß zurückzuführen.
Die während der Regeneration und Dichtekorrektur ent
standene Eisen(III)-chloridlösung wird in einem Sammelbe
hälter aufgefangen und stellt ein Wirtschaftsgut dar, das
wegen der marktüblichen Konzentration von 40 bis 45% und
einem normalerweise genügenden Reinheitsgrad breite Anwen
dung bei der Herstellung von Formteilen und Leiterplatten
oder als Fällungs- und Konditionierungsmittel während der
Wasser- und Abwasserbehandlung findet.
Die Regenerationsanlage besteht aus einem Elektrolyse
zellenblock, der seinerseits aus mehreren hintereinander
angeordneten Elektrolysezellen 101 besteht. Jede Elektro
lysezelle 101 weist zwei zueinander parallele plattenför
mige Elektroden 102, 102 (Anode 102, Kathode 103) in einem
Zellentrog auf. Zwischen benachbarten Elektroden 102, 103
ist jeweils eine zu den Elektroden 102, 103 parallele
Membran 104 angeordnet. Wie insbesondere aus Fig. 5 er
sichtlich ist, sind die Zellentröge jeweils aus vier, die
Elektroden 102, 103 und Membranen 104 zwischen sich auf
nehmenden, Elektrolytraumhälften 105 bildenden Profilplat
ten 106 aufgebaut. Die Profilplatten 106 der Zellentröge
sind in einem Blockrahmen 107 mit zwei stirnseitig ange
ordneten parallelen Blockendplatten 108, 109 druckdicht
miteinander verspannt (vgl. Fig. 2, 3). Die Profilplatten
106 bestehen aus Spritzgußteilen. In ihren Eckbereichen
sind sie und auch die Anoden 102 mit zu den Profilplatten
106 senkrechten Elektrolyzufuhr- und -ablaufbohrungen 110
versehen. Außerdem weisen die Profilplatten 106 integrierte
Membranstützgitter 111 auf. Zum Halten der Membranen 104
sind die entsprechenden Profilplatten 106 mit Klemmrippen
112 und zugeordneten Klemmnuten 113 versehen. Für Druck
dichtheit, d. h. zur Abdichtung der Elektrolyträume
(Anolyt-, Katholytraum), sind die Profilplatten 106 außer
dem mit Aufnahmenuten 114 für die Dichtschnüre bzw.
O-Ringe 115 versehen. Im einzelnen nicht dargestellt ist die
Maßnahme, die Profilplatten 106 paarweise mit den zuge
ordneten Membranen 104 mit Hilfe von Schnäppern zusammen
zuhalten. Jedenfalls ist in der Fig. 6 erkennbar, daß die
Profilplatten 106 mit oberen und unteren Führungsausneh
mungen 116 für Horizontaltraversen 117 des Blockrahmens
107 versehen sind. Die Blockendplatten 108, 109 bestehen
aus Stahl. Sie sind mit Hilfe von Zugankern 118 zusammen
gehalten. Sie könnten aber auch mit Hilfe von zumindest
einer Hydraulikzylinderkolbenanordnung zusammengespannt
sein. Die eine Blockendplatte, nämlich die in den Fig. 2
und 3 links zu erkennende Blockendplatte 108 bzw. die in
Fig. 4 dargestellte Blockendplatte 108 ist fest im Block
rahmen 107 angeordnet. Die andere Blockendplatte 109 ist
dagegen parallel verschiebbar, und zwar nach Entfernen der
Zuganker 118. Auf diese Weise können zusätzliche Zellen
hinzugefügt bzw. überzählige Zellen entfernt werden. Die
fest angeordnete Blockendplatte 108 ist mit Elektrolytzu
fuhr- und -ablaufstutzen 119 versehen.
Die in der Fig. 7 schematisch dargestellte Vorrichtung
zur chemischen Metallbearbeitung, insbesondere zum Beizen
oder Ätzen von metallischen Rohprodukten und Halb- sowie
Fertigprodukten besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau
zunächst aus einer Metallbearbeitungsstation 201 und einer
Spülstation 202. Die zu bearbeitenden Gegenstände werden
in Richtung des eingezeichneten Pfeiles 203 zunächst in
die Metallbearbeitungsstation 201 und danach in die Spül
station 202 überführt.
Die Metallbearbeitungsstation 1 weist einen Bearbeitungs
behälter 204 auf, der mit einer Eisen(III)-chloridlösung
205 gefüllt ist. Diese Eisen(III)-chloridlösung 205 ist
über eine an den Bearbeitungsbehälter 204 angeschlossene
Regenerationsanlage 206 im Kreislauf geführt. Aufbau und
Funktionsweise einer solchen Regenerationsanlage 206 sind
beschrieben worden.
Die Spülstation 202 weist einen mit Spülwasser 207 gefüll
ten Spülbehälter 208 mit einer Frischwasserzuleitung 209
auf. Der Spülstation 202 ist ein Spülwasseraufkonzentrie
rungsaggregat 210 zugeordnet. Dieses Spülwasseraufkonzen
trierungsaggregat 210 weist eine Spülwassereinlaßleitung
211 auf, die aus dem Spülbehälter 208 herausgeführt ist.
In dem Spülwasseraufkonzentrierungsaggregat 210 wird das
Spülwasser 207 aufkonzentriert; das Konzentrat wird über
eine Konzentratauslaßleitung 212 abgegeben. Die an Salzen
verarmte Fraktion fließt über eine Eluatauslaßleitung 213
ab. Diese Eluatauslaßleitung 213 ist in den Spülbehälter
208 zurückgeführt, während die Konzentratauslaßleitung 212
in den Bearbeitungsbehälter 205 geführt ist. Das Spülwas
seraufkonzentrierungsaggregat 210 besteht im Ausführungs
beispiel aus einem Elektrodialyseapparat.
Wie man aus der Zeichnung ohne weiteres erkennt, ist die
Konzentratauslaßleitung 212 über ein zwischengeschaltetes
Dosierglied 214 und eine Zweigleitung 215 zusätzlich in
dem Spülbehälter 207 geführt und ist der Bearbeitungsbe
hälter 205 mit einem die Dichte der Eisen(III)-chloridlö
sung messenden Fühler 216 einer Dichtesteuereinrichtung
217 ausgerüstet, an die das genannte Dosierglied 214 als
Stellglied angeschlossen ist. Mit anderen Worten wird das
nicht für die Dichtesteuerung benötigte Konzentrat über
die Zweigleitung 215 in den Spülbehälter 207 zurückgeführt.
Die Spülstation 202 ist als mehrstufige Spülkaskade ausge
führt. Aus der ersten Kaskade 202a ist die Spülwasserein
laßleitung 211 herausgeführt, während die Zweigleitung 215
in diese erste Kaskade 202a einmündet. In die letzte Kas
kade 202c sind die Frischwasserzuleitung 209 und die Eluat
auslaßleitungen 213 eingeführt. Der Frischwasserleitung
209 kann noch ein von einem Spülwasserniveaufühler 218
gesteuertes Stellglied 219 zwischengeschaltet sein, so daß
praktisch ein selbsttätiger Ablauf der Spülstation 202 ge
währleistet ist.
Claims (9)
1. Vorrichtung zur chemischen Metallbearbeitung, insbe
sondere zum Beizen oder Ätzen von metallischen Rohproduk
ten und Halb- sowie Fertigprodukten, bei der der Fluß der
eingesetzten Chemikalien und Spülwässer so gestaltet ist,
daß ein abwasserloses und abfalloses Kreislaufsystem ent
steht, gekennzeichnet durch
eine Vorbehandlungsstation (1), in der die Metalloberfläche von grobem Zunder, Rost und sonstigen Oxidschichten be freit wird,
eine Metallbearbeitungsstation (3), in der das zu behan delnde metallische Produkt chemisch mittels Eisen(III)-chlorid lösung bearbeitet, insbesondere geätzt oder gebeizt wird und das gewünschte Bearbeitungsfinishing erreicht wird,
eine Regenerationsanlage (4), in der die in der Metallbe arbeitungsstation eingesetzte Eisenchlorid-Lösung auf chemischem oder insbesondere elektrochemischem Wege rück standslos regeneriert wird,
eine Spülstation (6), in der aus der Oberfläche des chemisch bearbeiteten Produktes die zu seiner Bearbeitung eingesetzten Chemikalien rückstandslos entfernt werden und
ein Spülwasseraufkonzentrierungsaggregat (7), in dem die Konzentration der abgespülten Chemikalien auf den ge wünschten Sollwert erhöht wird.
eine Vorbehandlungsstation (1), in der die Metalloberfläche von grobem Zunder, Rost und sonstigen Oxidschichten be freit wird,
eine Metallbearbeitungsstation (3), in der das zu behan delnde metallische Produkt chemisch mittels Eisen(III)-chlorid lösung bearbeitet, insbesondere geätzt oder gebeizt wird und das gewünschte Bearbeitungsfinishing erreicht wird,
eine Regenerationsanlage (4), in der die in der Metallbe arbeitungsstation eingesetzte Eisenchlorid-Lösung auf chemischem oder insbesondere elektrochemischem Wege rück standslos regeneriert wird,
eine Spülstation (6), in der aus der Oberfläche des chemisch bearbeiteten Produktes die zu seiner Bearbeitung eingesetzten Chemikalien rückstandslos entfernt werden und
ein Spülwasseraufkonzentrierungsaggregat (7), in dem die Konzentration der abgespülten Chemikalien auf den ge wünschten Sollwert erhöht wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Regenerationsanlage aus einem Elektrolysezellenbe
hälter besteht, der mit Hilfe wenigstens einer Ionenaustau
schermembran in einen mit einem Katholyten gefüllten
Katholytraum mit wenigstens einer Kathode und in wenigstens
einen mit der Behandlungslösung als Anolyten gefüllten
Anolytraum mit jeweils einer Anode, einer kontinuierlich
zumindest teilweise verbrauchte Eisenchloridlösung zufüh
renden Zuleitung und einer kontinuierlich regenerierte
Lösung abführenden Rückführleitung unterteilt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Regenerationsanlage zur kontinuierlichen
elektrochemischen Oxidation einer zumindest teilweise ver
brauchten, zur Behandlung von Metallen eingesetzten sauren
Eisen(III)-chloridlösung, bestehend aus einem Elektrolyse
zellenblock, der mit Hilfe wenigstens einer Ionenaustau
schermembran (104) in einen mit einem Katholyten gefüllten
Katholytraum mit wenigstens einer Kathode und in wenigstens
einen mit der Eisenchloridlösung als Anolyten gefüllten
Anolytraum mit jeweils einer Anode, einer kontinuierlich
zumindest teilweise verbrauchte Eisenchloridlösung zufüh
renden Zuleitung und einer kontinuierlich regenerierte Ei
senchloridlösung abführenden Rückführleitung unterteilt
ist mit zumindest einer hochselektiven Ionenaustauschmembran,
die die Eigenschaft besitzt, ausschließlich für Chlorid
ionen permeabel zu sein, ausgestattet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Elektrolysezellenblock aus mehreren
hintereinander angeordneten Elektrolysezellen (101) be
steht, wobei jede Elektrolysezelle (101) zwei zueinander
parallele plattenförmige Elektroden (102, 103) in einem
Zellentrog aufweist und zwischen benachbarten Elektroden
(102, 103) jeweils eine zu diesen parallele Membran (104)
angeordnet ist und wobei die Zellentröge jeweils aus vier,
die Elektroden (102, 103) und Membranen (104) zwischen
sich aufnehmenden, Elektrolytraumhälften (105) bildenden
Profilplatten (106) aufgebaut und die Profilplatten (106)
der Zellentröge in einem Blockrahmen (107) mit zwei stirn
seitig angeordneten parallelen Blockendplatten (108, 109)
druckdicht miteinander verspannt sind.
5. Vorrichtung zur chemischen Metallbearbeitung, insbeson
dere zum Beizen oder Ätzen von metallischen Rohprodukten
und Halb- sowie Fertigprodukten, insbesondere nach einem
der Ansprüche 1 bis 4, mit einer Metallbearbeitungsstation
(201) und einer Spülstation (202), wobei die Metallbear
beitungsstation (201) einen Bearbeitungsbehälter (204) mit
einer Eisen(III)-chloridlösung (205), die über eine an den
Bearbeitungsbehälter (204) angeschlossene Regenerationsan
lage (206) im Kreislauf geführt ist, und die Spülstation
(202) einen Spülwasser (207) enthaltenden Spülbehälter
(208) mit einer Frischwasserzuleitung (209) aufweist, da
durch gekennzeichnet, daß der Spülstation (202) ein Spül
wasseraufkonzentrierungsaggregat (210) mit einer aus dem
Spülbehälter (208) herausgeführten Spülwassereinlaßleitung
(211), einer in den Spülbehälter (208) zurückgeführten
Eluatauslaßleitung (213) und einer in den Bearbeitungsbe
hälter (204) geführten Konzentratauslaßleitung (212) zuge
ordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das Spülwasseraufkonzentrierungsaggregat (210) aus
einem Verdampfer und/oder einem Elektrodialyseapparat be
steht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Konzentratauslaßleitung (212) über ein
zwischengeschaltetes Dosierglied (214) und eine Zweiglei
tung (215) zusätzlich in den Spülbehälter (208) geführt
ist und der Bearbeitungsbehälter (205) mit einem die
Dichte der Eisen(III)-chloridlösung (205) messenden Fühler
(216) einer Dichtesteuereinrichtung (217) ausgerüstet ist,
an die das Dosierglied (214) als Stellglied angeschlossen
ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Spülstation (202) als mehrstufige
Spülkaskade ausgeführt ist, deren erster Kaskade (202a)
die Spülwassereinlaßleitung (211) sowie ggf. die Zweiglei
tung (215) und deren letzter Kaskade (202c) die Frischwas
serzuleitung (209) sowie die Eluatauslaßleitung (213) zu
geordnet sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der Frischwasserleitung (209) ein von
einem Spülwasserniveaufühler (218) gesteuertes Stellglied
zwischengeschaltet ist.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914110423 DE4110423A1 (de) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | Vorrichtung zur chemischen metallbearbeitung |
DE9109848U DE9109848U1 (de) | 1991-03-29 | 1991-08-09 | Vorrichtung zur chemischen Metallverarbeitung |
EP19920105107 EP0506000A3 (en) | 1991-03-29 | 1992-03-25 | Apparatus for chemical treatment of metal |
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DE19914110423 DE4110423A1 (de) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | Vorrichtung zur chemischen metallbearbeitung |
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DE4110423A1 true DE4110423A1 (de) | 1992-10-01 |
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ID=6428523
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EP (1) | EP0506000A3 (de) |
DE (1) | DE4110423A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006012296A1 (de) * | 2006-03-15 | 2007-09-20 | Eilenburger Elektrolyse- Und Umwelttechnik Gmbh | Recycling-Ätzverfahren für die Feinstleiterplattentechnik |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0748396B1 (de) * | 1994-03-07 | 1998-12-30 | MIB METALLURGIE UND OBERFLÄCHENTECHNIK UND INNOVATION IN BERLIN GmbH & Co | Elektrolyseverfahren zum regenerieren einer eisen-iii-chlorid oder eisen-iii-sulfatlösung, insbesondere zum sprühätzen von stahl |
DE4419683C2 (de) * | 1994-06-06 | 2000-05-04 | Eilenburger Elektrolyse & Umwelttechnik Gmbh | Bipolare Filterpressenzelle für anodische Oxidationen an Platin |
DE10009823A1 (de) * | 2000-03-01 | 2001-09-06 | Sms Demag Ag | Verfahren und Anlage zum Feuerbeschichten von metallischen Bändern |
FR2839984A1 (fr) * | 2002-05-23 | 2003-11-28 | Afelec | Traitement electrochimique des bains de decapage uses |
CN111394729A (zh) * | 2020-04-26 | 2020-07-10 | 江苏地一环保科技有限公司 | 电解装置及其印制板酸性蚀刻废液再生及铜回收设备 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2434305C2 (de) * | 1974-07-17 | 1983-09-29 | Hans Höllmüller Maschinenbau GmbH & Co, 7033 Herrenberg | Ätzanlage |
FR2314900A1 (fr) * | 1975-06-18 | 1977-01-14 | Niso Ste Civile Etud Rech | Procede et installation de traitement des solutions de decapage de metaux |
US4468305A (en) * | 1979-05-08 | 1984-08-28 | The Electricity Council | Method for the electrolytic regeneration of etchants for metals |
FR2457331A1 (fr) * | 1979-05-23 | 1980-12-19 | Minemet Rech Sa | Procede ameliore pour le decapage d'objets metalliques |
JPS56108885A (en) * | 1980-02-04 | 1981-08-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Treatment of pickling rinse waste solution |
EP0346510A1 (de) * | 1988-06-15 | 1989-12-20 | Chema Chemiemaschinen Gmbh | Beizen von Halbzeugen |
-
1991
- 1991-03-29 DE DE19914110423 patent/DE4110423A1/de not_active Withdrawn
-
1992
- 1992-03-25 EP EP19920105107 patent/EP0506000A3/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006012296A1 (de) * | 2006-03-15 | 2007-09-20 | Eilenburger Elektrolyse- Und Umwelttechnik Gmbh | Recycling-Ätzverfahren für die Feinstleiterplattentechnik |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0506000A3 (en) | 1993-02-24 |
EP0506000A2 (de) | 1992-09-30 |
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