DE4231879C2 - Verfahren zum Beizen von Aluminiumoberflächen unter Gewinnung von Natriumaluminatlösung - Google Patents

Description

Als Vorbehandlung für das Anodisieren und zur Aluminiumoberflächen­ behandlung allgemein werden Aluminiumteile, insbesondere Profile für die Architektur zunächst gereinigt bzw. entfettet und gebeizt.

Aufgabe des Beizens ist es, eine gleichmäßig matte und dekorative Oberfläche zu schaffen: das sogenannte E6-Finish. Bei dem Extrudieren der Profile und Walzen von Blechen entstandene Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche, wie Riefen, sollen überdeckt bzw. entfernt werden. Auch gefügebedingte Unregelmäßigkeiten, wie Stegabzeichnungen und Schweißnähte sollen möglichst weitgehend so mattiert werden, daß sie dekorativ nicht störend sind.

Eine weitere Aufgabe des Beizens ist, natürliche Oxidschichten von Aluminium zu entfernen, die bei vorhergehenden Reinigungsschritten noch verblieben sind. Dabei können auch Oxidschichten von vorher z. B. fehlerhaft anodisierten Oberflächen entfernt werden und Gestellteile, auf die zu behandelnde Aluminiumwerkstücke aufgesteckt bzw. mit denen sie elektrisch kontaktiert werden, wieder von elektrisch isolierenden Oxidschichten befreit werden.

Hier wird keine dekorative Oberfläche gefordert. Oberflächenfehler wie Preßriefen bleiben weitgehend erhalten: es entsteht das sogenannte E0- Finish.

Beide Beizarten können in einem Beizbad durchgeführt werden. Meist sind jedoch in Anodisierbetrieben dafür zwei, jeweils spezialisierte Bäder installiert.

Das Beizen, insbesondere das dekorative Beizen wird vorwiegend in alkalischen Lösungen und dabei überwiegend in sogenannten Natronlauge- Beizen durchgeführt.

In dem Buch "DIE PRAXIS DER ANODISCHEN OXIDATION DES ALUMINIUMS" von W. Hübner und C.-Th. Speiser, 4. und vollständig überarbeitete Auflage 1988, Aluminium Verlag Düsseldorf, ist im Kapitel 6.3.1 das Natrontauge-Beizen beschrieben:

Badzusammensetzung: Chemikalien: Technische Natronlauge oder Ätznatron in Schuppen oder Stücken (technische Qualität) und Leitungswasser. Ansatz: 15% Ätznatron in Wasser, oder Natronlauge, Dichte 1,17 (21° Bé, 34° Twaddle). Das Bad enthält 175 g/l NaOH. Dieser Normalansatz kann für bestimmte Zwecke von 5 bis 40% variiert werden.

Badtemperatur: Diese beträgt normalerweise 40 bis 60°C. Leichtes Entfetten von sauberen Gegenständen (z. B. Schilderplatten) erfolgt bei einer Badtemperatur von 15 bis 20°C. Für starke Mattierungen und das Abbeizen von Hilfselektroden kann die Temperatur auf 80°C gesteigert werden.

Badunterhalt: Nach Bedarf sind Kontrollanalysen des Bades zu machen. Das Bad wird durch entsprechende Zugabe von Ätznatron oder Natronlauge immer wieder auf den Sollgehalt eingestellt oder verstärkt; das verdunstete Wasser und die ausgeschleppte Flüssigkeit werden täglich ersetzt. Im Laufe des Betriebs bildet sich eine Ablagerung am Boden, an den Wänden und auf den Heizelementen. Wenn diese Ausflockung oder Steinbildung ("Aluminiumstein", Aluminiumoxidhydrate) eine Dicke erreicht hat, die das Arbeiten behindert oder eine Gefahr für die Heizelemente darstellt, wird das Bad abgelassen und gereinigt. Gründliches Ausspülen und Lösen des Rückstandes ist notwendig. Unlösliche Rückstände werden mechanisch entfernt. Der harte Belag erfordert oft ein vorsichtiges Arbeiten mit dem Hammer oder der Spitzhacke. Manchmal hilft ein kurzes einschalten der Heizelemente im leeren Bad, wodurch der Belag abspringt (Vorsicht vor fliegenden Bruchstücken!). Vorsichtige Verwendung von verdünnter Salzsäure ist unter Umständen angezeigt.

In den letzten Jahren sind verschiedene Neuentwicklungen bekannt geworden, die bestimmte Oberfläckeneffekte aufweisen und außerdem in ihrer Arbeitsweise Vorteile gegenüber den einfachen Ätznatronlösungen haben. Die aus präparierten Salzen bzw. Lösungen hergestellten Beizen enthalten Inhibitoren und Stabilisatoren, wodurch die Wirksamkeit der Beize beeinflußt werden kann. Die bei Ätznatronlösungen im Laufe der Zeit auftretende Verkrustung der Heizschlangen bzw. das Absetzen des angereicherten Aluminiumhydrats auf dem Boden und an den Wänden der Beizbehälter tritt bei präparierten Beizen nicht auf. Noch wichtiger ist, daß die bei allen auf Ätznatronbasis aufgebauten Beizlösungen gelegentlich entstehende Grübchenbildungen auf der Metalloberfläche bei entsprechend zusammengesetzten Beizlösungen nicht zu beobachten ist.

Gut bewährt hat sich ein Zusatz von 3% Zucker oder Natriumglukonat (bezogen auf NaOH) oder 6% Melasse. Es bildet sich glukonsaures Natrium, und das Aluminium bleibt in Lösung. Es findet nur noch eine Ausflockung, jedoch keine Verhärtung mehr statt. Die Bäder können, sobald sie erschöpft sind, auf einfache Weise durch Absaugen vollständig entleert und der Vernichtung (Neutralisierung und Ausfällung oder Rezyklisierung) zugeführt werden. Zitat Ende.

In der Praxis haben sich die sogenannten Langzeit-Beizlösungen in den letzten Jahren bewährt und werden in Europa überwiegend eingesetzt. In dem oben genannten Buch ist dazu auf Seite 125 beschrieben:

Die Pennwald-Chemicals Corp., U.S., Pat. 3314890. (1974), hat ein Verfahren entwickelt, das auch bei höheren Gehalten an Aluminium (60 bis 150 g/l Al) ein einwandfreies Beizen und Ätzen gestattet. Den Laugebädern wird vorzugsweise Chromat (z. B. Natriumchromat), synthetische Netzmittel (z. B. Alkylarylsulfonat) und Chelatbildner (z. B. Natriumglukonat) zugesetzt. Das Chromat verhindert "Galvanizing", das Netzmittel verhindert die "pin­ burns" und verbessert die Spülung und das Geliermittel hält Aluminium in Lösung und verbessert ebenfalls die Spülung. Es entstehen keine festen Niederschläge und Krusten. Dadurch erhöht sich die Betriebsspanne eines Natronlauge-Beizbades beträchtlich und auch die Ausnützung ist besser. Damit ist aber noch ein zusätzlicher Vorteil verfahrenstechnischer Natur verbunden.

Wenn man mit einem Bad, welches neben der nötigen Menge Lauge die günstigste Menge von 20 g/l Aluminium sowie die entsprechenden Zusätze enthält, zu arbeiten beginnt, dann geht im Laufe der Zeit stets mehr Aluminium in Lösung, wobei auch gleichzeitig die Viskosität des Bades zunimmt. Bei jeder Partie geätzter Aluminiumware wird ein Teil der Ätzlösung aus dem Bad mitgenommen. Durch die ständige Erhöhung der Viskosität wird im Verlaufe des Arbeitens in vermehrtem Maße Ätzbad ausgeschleppt, und zwar so lange, bis der Aluminiumgehalt der ausgeschleppten Lösung jedesmal durch die Werkstücke Aluminiumkonzentration im Bad konstant bleiben. Auf diese Weise kann das Ätzbad während sehr langer Zeit, theoretisch unbegrenzt, verwendet werden. Dieser Gleichgewichtszustand stellt sich, je nach Arbeitsbedingungen, bei ca. 60 bis 120 g/l Aluminium ein. Für die auftretende Abwasserprobleme sei auf Kap. 20 verwiesen.

Nach Feststellungen aus der Praxis können Störungen dieses Systems durch Anreicherung verschiedener Begleitelemente, wie z. B. Zink, oder aber durch die angestiegene Viskosität im Beizbad entstehen, weshalb die Einhaltung der genauen Anwendungsbedingungen unerläßlich ist. Dieser Beiztyp hat sich auf dem Markt in den letzten Jahren gut durchgesetzt, wobei jedoch vorwiegend chromatfreie Produkte (Abwasser!) zum Einsatz gelangen.

Gut eingeführt hat sich auch die sogenannte "Unendlichbeize". Das Bad enthält 30 bis 70 g/l NaOH und 10 bis 20 g/l Beizzusatz "Al 14". Die Beizzeit beträgt 10 bis 15 min. bei 55 bis 70°C.

Der Beizzusatz ist flüssig und enthält Chelatbildner und weitere Komplexierungsmittel, die das Entstehen fester Niederschläge verhindern und eine gleichmäßige Beizwirkung gewährleisten. Das Produkt enthält, was für die Abwasserbehandlung wichtig ist, weder Chromat noch Nitrate und Nitrite. Beim Gebrauch steigt der Aluminiumgehalt des Bades stetig und erreicht bei 100 bis 150 g/l Al das Gleichgewicht zwischen Neubildung und Ausschleppung. Freie Lauge und Zusatz sind täglich analytisch zu bestimmen und durch entsprechende Zugaben auf den Sollgehalt zu bringen. Gut unterhaltene Bäder haben damit praktisch unbegrenzte Lebensdauer. Voraussetzung dazu ist allerdings, daß die Gegenstände, im Gegensatz zur meistgeübten Arbeitsweise bei der üblichen Natronlaugebetze, vorgereinigt und vorentfettet werden, da sich sonst der Schmutz im Laufe der Zeit im Bad konzentrieren und zur Unbrauchbarkeit führen kann. Der erreichte Beizaspekt unterscheidet sich in gewissem Maße von der mit anderen Beizverfahren erzielten optischen Wirkung, was zu Schwierigkeiten führen kann, wenn mehrere Lieferanten gemeinsam an einem Objekt beteiligt sind.

Abbeizen von Hilfselektroden aus Aluminium: In den Natronlauge- Beizbädern werden auch die Hilfselektroden, Gestelle und Vorrichtungen aus Aluminium abgebeizt, um die Oxidschicht zu entfernen und sie wieder einsatzfähig zu machen. Dabei wird sehr viel Natronlauge Verbrauch und Aluminium gelöst, was zur Erschöpfung der Beizbäder wesentlich beträgt. Da es jedoch schade ist, eingestellte Beizbäder oder konfektionierte Beizlösungen mit Abbeizen von Gestellen zu beanspruchen und den gewünschten Beizeffekt auf der Ware zu beeinträchtigen, werden in vielen Fällen die Gestelle und Hilfselektroden in einem gesonderten Beizbad abgebeizt. Dieses Bad weist meistens eine höhere Temperatur und Konzentration auf und muß nicht so streng überwacht und gewartet werden. Zitat Ende.

Wesentlichstes Merkmal der sogenannten Langzeitbeizen ist, daß eine Anreicherung von gelöstem Aluminium stattfindet die mit einer Viskositätssteigerung verbunden ist. Durch die Viskositätssteigerung nimmt die Ausschleppung in das nachfolgende Spülbad zu. Die Konzentration an gelöstem Aluminium pendelt sich so auf einen Gleichgewichtswert von meist 100 bis 150 g/l ein. Derartige Langzeitbeizen enthalten vorzugsweise Komplexbildner wie Gluconat, Sorbit und andere Derivate aus der Zuckerchemie, die eine Ausfällung, insbesondere kristalline Ausfällungen, von Aluminiumhydroxid verhindern. Eine Steigerung der Aluminiumkonzentration über 150 g/l hinaus bedingt eine wesentlich höhere Dosierung dieser Komplexbildner oder eine Erhöhung der Konzentration an freiem Natriumhydroxid. Es muß also zwangsläufig eine Verschleppung in das nachfolgende Spülbad erfolgen, was zu einer Belastung des Abwasserbehandlungsanlage führt. Das ins Spülwasser gelangte Natriumaluminat wird in der Abwasserbehandlungsanlage neutralisiert, dabei fällt Aluminiumhydroxid aus, das in der Regel in Filterpressen zu einem deponiefähigen Filterkuchen mit Feuchtigkeitsgehalten um 25% abgepreßt wird. Dies ist zwar eine bodennahe, d. h. tonartige Substanz, die problemlos selbst auf Hausmülldeponien gelagert werden kann, aber erheblichen Deponieraum und entsprechende Deponiekosten verursacht.

Die sogenannten E0-Beizen bzw. die Beizbäder zum Abbeizen der Hilfselektroden und Gestelle werden nach Erreichen einer bestimmten Aluminumkonzentration verworfen, d. h. zumindest Teile davon werden dann in der Abwasserbehandlungsanlage neutralisiert und das entsprechende Badvolumen mit Natriumhydroxid-Lösung neu angesetzt bzw. ergänzt.

Neu entwickelte Langzeitbeizen enthalten neben den beschriebenen als Komplexbildner oder Kristallisationsverhinderer fungierenden Substanzen wie Gluconat, Sorbit und anderen Derivaten aus der Zuckerchemie oder Mischungen davon noch häufig sulfidbildende Substanzen um Schwermetalle, die in Aluminiumlegierungen stets zumindest in Spuren vorhanden sind, auszufällen. Die dabei gebildeten Sulfide, bei Architekturaluminum weitausüberwiegen ausschließlich Eisensulfide, bilden dabei eine schwarze Suspension, die auch sedimentierbar ist. Als Fällmittel werden Alkalimetallsulfide oder auch z. B. Natriumthiosulfat verwendet. Daneben können noch Substanzen enthalten sein, die ein gleichmäßigeres Beizfinish bewirken, wie Tenside, inhibierend wirkende Oxidationsmittel, zusätzlich komplexierend wirkende Substanzen und ggf. auch Reaktionsbeschleuniger wie Nitrit und Nitrat.

Angesichts der nachteiligen Abwasserbelastung durch die hochviskosen Beizlösungen stellte sich somit die Aufgabe, die Abwasserbelastung zu verringern und gleichzeitig die Beizbedingungen und die beeinflussenden Parameter so wählen zu können, daß ein optimales, dekoratives Beizfinish erzielt werden kann. Zwar sind in anderen galvanotechnischen Verfahren Methoden der Kaskadenspültechnik und der Wasserrückführung unter Einbeziehung einer sogenannten Standspüle bekannt und gelten als Stand der Technik, jedoch führte dies im speziellen Fall der Alumiumoberflächenbehandlung zu unkontrollierbaren Konzentrationssteigerungen in den Beizbädern. Einerseits kam es in den Langzeitbeizlösungen zu Steigerungen der Aluminiumkonzentration über die als kritisch anzusehende Grenze von ca. 150 g/l hinaus und Ausfällungen und Schlammbildung im Beizbad waren die Folge. Oder in Kaskadenspülbädern war die Konzentration an Natriumhydroxid und/oder den stabilisierenden Komplexbildnern soweit abgesenkt, daß es hier zu Ausfällungen und steinartigen Ablagerungen kam. Insbesondere bei Aluminiumteilen, die sehr kleine Hohlräume aufweisen, wird in der Praxis das E0-Beizbad manchmal unmittelbar nach dem E6-Beizbad genutzt, um eine bessere Abspülbarkeit dieser Aluminiumwerkstücke zu gewährleisten; die daraus resultierende verstärkte Kontaminierung des E0-Bades macht dann jedoch einen häufigeren Badwechsel mit entsprechenden Entsorgungsproblemen erforderlich.

Zusätzlich stellte sich die erfindungsgemäße Aufgabe, eine Natriumaluminatlösung als Wertstoff zu gewinnen, die z. B. zur Phosphatfällung in kommunalen Kläranlagen Verwendung finden kann und so ein wesentliche Abfallvermeidung in Anodisierlinien zu bewirken.

In der DE 40 15 141 ist ein Verfahren beschrieben, das in einem Vor- oder Nachbehandlungsbad, dessen Standzeit den fortlaufenden Betrieb der Anlage begrenzt, frische Behandlungsflüssigkeit 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 der Anlage zugeführt wird. Dabei wird jedoch lediglich aus einem externen Behälter frische Behandlungslösung einem Vor- oder Nachbehandlungsbad zugeführt, aus diesem dann Behandlungslösung in der notwendigen Menge abgezogen und so eine relativ konstante Badzusammensetzung erreicht. Auf das Problem der Konstanthaltung von Beizlösungen in der Aluminiumoberflächenbehandlung ist dieses Verfahren nur sehr eingeschränkt anwendbar, weil auch die Ausschleppungsmenge nicht wesentlich verringert werden kann.

Überraschenderweise ergab sich mit einer Kombination von Kaskadenspültechnik und Dosiertechnik unter Einbeziehung von beiden funktionellen Beizbädern, dem E0 und E6 Bad, in einer Anodisierlinie eine Lösung des Problems. Die Erfindung lehrt, daß dem E6-Beizbad mit einer sogenannten Langzeitbeize unmittelbar ein E0-Beizbad nachgeschaltet wird, wobei aus dem E0-Beizbad kontinuierlich oder taktweise, ggf. niveaugesteuert die E0-Beizlösung mit vergleichsweise hoher Natriumhydroxid-Konzentration und geringerer Aluminiumkonzentration in das E6-Beizbad zurückdosiert wird. Zusätzlich kann aus der nach dem E0- Bad folgenden Spüle kontinuierlich oder taktweise, ggf. niveaugesteuert alkalisches und aluminiumbelastetes Spülwasser in die E0-Beize zurückgeführt werden. Aus dem E6-Beizbad wird kontinuierlich oder taktweise Beizlösung entnommen, um die Konzentrationssteigerung an gelöstem Aluminium über die kritische Löslichkeitsgrenze hinaus zu verhindern. Die entnommene Natriumaluminatlösung stellt einen Wertstoff dar, der, falls geeignete Beizzusatzstoffe verwendet werden direkt, ggf. mit nachgeschalteter Konfektionierung, Filtration oder Sedimentation, z. B. für die Phosphatfällung in kommunalen Kläranlagen verwertet werden kann.

Zur Verwertung für die Phosphatfällung und für andere Zwecke kann die mit einem Aluminiumgehalt von bis zu 170 g/l entnommene Natriumaluminatlösung z. B. in folgender Weise konfektioniert werden: Verdünnung mit Wasser auf 70 bis 120 g/l Aluminium um die Viskosität zu senken und die Stabilität zu erhöhen und/oder Zusatz von Natriumhydroxidlösung auf 80 bis 300 g/l freies NaOH und/oder Zusatz von stabilisierenden Substanzen wie Sorbit oder andere Derivate aus der Zuckerchemie und/oder Filtration zur Entfernung von suspendierten Schwermetallsulfiden und -hydroxiden.

Die Nachdosierung an sich beim Beizprozeß verbrauchendem Natriumhydroxid erfolgt vorzugsweise in das E0-Beizbad, wobei dort eine erhöhte Konzentration aufrechterhalten wird; die Nachdosierung an durch unvermeidliche Ausschleppung und Verbrauch erforderlichen Menge an Beizadditiven erfolgt vorzugsweise in dem E6-Beizbad, wobei vorteilhaft unnötige Verschleppungen in das Spülbad vermieden werden. Zusätzlich können Korrekturdosierungen in beiden funktionellen Beizbädern erfolgen.

Arbeitet man nach dem erfindungsgemäßen Verfahren so kann die Konzentration an Wirkstoffen und Aluminium in dem E6-Beizbad in optimalen Bereichen gehalten werden, die zur Erzeugung eines dekorativen Beizfinishs erforderlich sind. Gleichzeitig arbeitet das E0-Beizbad sehr aktiv, um die effiziente Entfernung von Oxidschichten zu gewährleisten. Die gesamte Abwasserbelastung sinkt signifikant. Die Belastung mit gelöstem Aluminium kann um ca. 50 bis 80% gesenkt werden und damit wird gleichzeitig eine entsprechen Abfallmenge an zu deponierenden Aluminiumhydroxid-Filterkuchen aus der Abwasserbehandlungsanlage vermieden. Es kann vielmehr statt Abfällen eine Natriumaluminatlösung als Wertstoff gewonnen werden, die ggf. nach weiterer Reinigung durch Filtration und/oder Sedimentation und/oder Konfektionierung z. B. durch Verdünnung, Natriumhydroxidzusatz, Zusatz bestimmter weiterer Wirkstoffe, vielfältigen Verwertungsmöglichkeiten zugeführt werden kann. Insbesondere bietet sich die Verwertung zur Phosphatfällung in kommunalen Kläranlagen an.

Die Dosiertechnik kann nach Erfindung empirischer betriebsspezifischer Faktoren (wie z. B. Produktionsdurchsatz in Quadratmetern, Badgrößen, Badanzahl, geometrische Form der zu beizenden Teile) unter Verwendung computergesteuerter Dosierpumpen automatisch erfolgen. Die Konzentrationen in den Bädern können durch Leitfähigkeitsmessung, Titroprozessoren und Dichtemessungen zusätzlich überwacht und zusätzlich zur Niveauregelung gesteuert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wurde in der Praxis erprobt. Tabelle 1 gibt die Betriebergebnisse im Zeitraum Juni 1992 wieder.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlich erläutert. Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäß typische Badabfolge für den Beizteil in einer Anodisierline, die im übrigen eine Vielzahl von Behandlungsbädern aufweist, in denen unterschiedliche Behandlungen durchgeführt werden. Die hier schematisch dargestellten Bädern können jeweils auch mehrfach vorhanden sein.

In Fig. 1 ist dargestellt, daß dem E6-Beizbad (1) zur Erzeugung eines dekorativen Oberflächenfinishs ein E0-Beizbad (2), das sonst vorzugsweise nur der Entfernung von Oxidschichten auf Gestellen und Hilfselektroden dient, unmittelbar in der Ablauffolge nachgeschaltet ist. Danach erfolgt eine Spülung der Werkstücke in einem oder mehreren Spülbädern (3). In dem E6-Beizbad (1) befindet sich ein Beizelektrolyt vom Typ einer sogenannten Langzeitheize mit relativ hoher Viskosität. Je m² gebeizter Oberfläche werden bei Profilen und Blechen für die Architektur ca. 100 g Aluminium in Lösung gebracht. Durch die relativ hohe Viskosität werden je m² zu beizender Oberfläche 500 bis 1000 ml des Beizelektrolyten in das nachfolgende E0-Beizbad verschleppt. Über eine Pumpe (4), die kontinuierlich oder taktweise als Dosierpumpe betrieben wird, wird Elektrolyt aus dem E0-Beizbad in das E6-Beizbad zurückgefördert. Der Anstieg der Aluminiumkonzentration im E6-Beizbad über eine kritische Grenze hinaus wird durch kontinuierlich oder taktweise Entnahme über eine weitere Pumpe (5) vermieden. Diese Entnahme kann auch niveaugesteuert (6) im freien Überlauf und/oder durch gesteuerte Auslaßventile anstelle der Pumpen (4, 5) erfolgen.

Die entnommene Natriumaluminatlösung aus dem E6-Beizbad (1) kann durch Sedimentation in einem geeigneten Behälter geklärt werden, wobei die sedimentierten Stoffe über einen Auslaß (8) der Abwasserbehandlung oder einer Filtration zugeführt werden. Oder die entnommene Lösung wird direkt filtriert über ein geeignetes Filter (9) und in einen Lagerbehälter (10) geleitet. In den Lagerbehälter (10) wird auch der Überlauf einer ggf. installierten Sedimentationsstufe (7) münden. In dem Lagerbehälter (10) kann auch die Konfektionierung der Natriumaluminatlösung über Dosierpumpen (11), die Wasser, Natriumhydroxidlösung oder gewünschte Additive zufügen, erfolgen. Die erforderliche Mischung erfolgt über ein Rührwerk (12) oder Preßluft und die fertig konfektionierte Natriumaluminatlösung kann als Wertstoff über das Auslaßventil (13) entnommen werden oder direkt aus dem Behälter abgepumpt werden.

In die funktionellen Beizbäder E6 (1) und E0 (2) werden die Fehlmengen an Wirkstoffen kontinuierlich oder taktweise über Dosierpumpen (14, 15) zugegeben. In das E6-Beizbad (1) wird vorzugsweise die notwendige Menge des Beizadditivs über die Dosierpumpe (14a) ergänzt; die Natriumhydroxid-Ergänzung erfolgt zusätzlich zur Rückdosierung über die Pumpe (4) zusätzlich durch eine weitere Dosierpumpe (15a). In die E0- Beize wird vorzugsweise Natriumhydroxidlösung über eine Dosierpumpe (15 b) kontinuierlich oder taktweise dosiert. Dabei kann die Natriumhydroxidkonzentration in dem E0-Beizbad (2) so eingestellt werden, daß allein durch die Rückdosierung durch Überlauf oder die Pumpe (4) der Natriumhydroxidbedarf des E6-Beizbades (1) ausgeglichen wird. Hilfsweise können auch gewünschte Additive über eine zusätzliche Dosierpumpe (14 b) zugeführt werden. Im Rahmen der Erfindung liegt es, daß sämtliche Dosierpumpen computergesteuert und in einem abgestimmten Zeittaktintervall aufeinander abgestimmt betrieben werden.

Zur weiteren Minimierung der Abwasserbelastung kann aus dem Spülbad (3) Wasser zum Niveauausgleich in das E0-Beizbad (2) geleitet bzw. über eine niveaugesteuerte Pumpe (16) zurückdosiert werden.

Tabelle 1

Claims (11)

1. Verfahren zum Beizen von Aluminiumoberflächen unter Gewinnung von Natriumaluminatlösung, dadurch gekennzeichnet, daß einem E6-Beizbad zur Erzeugung dekorativer Aluminiumoberflächen mit einer sogenannten Langzeitbeize unmittelbar ein E0-Beizbad, das üblicherweise zur Entfernung von Oxidschichten von Hilfselektroden und Gestellen dient und einen höheren Natriumhydroxid- und geringeren Aluminiumgehalt als das E6 Beizbad aufweist, nachgeschaltet wird, wobei aus dem E0-Beizbad kontinuierlich oder taktweise die E0-Beizlösung in das E6-Beizbad zurückdosiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich aus einer dem E0-Beizbad folgenden Spüle kontinuierlich oder taktweise alkalisches und aluminiumbelastetes Spülwasser in die E0-Beize zurückgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem E6-Beizbad kontinuierlich oder taktweise Beizlösung entnommen wird, und so die Konzentrationssteigerung an gelöstem Aluminium über die kritische Löslichkeitsgrenze hinaus verhindert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum E6-Beizbad kontinuierlich oder taktweise die durch Ausschleppung und Entnahme fehlende Menge an Beizadditiven und Natriumhydroxid zudosiert wird und so die Badzusammensetzung weitgehend konstant gehalten wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum E0-Beizbad kontinuierlich oder taktweise die durch Ausschleppung und Rückdosierung ins E6-Beizbad fehlende Menge insbesondere an Natriumhydroxid zudosiert wird und so die Badzusammensetzung weitgehend konstant gehalten wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Natriumhydroxidkonzentration im E0-Beizbad so gewählt und durch Dosierung aufrechterhalten wird, daß der Bedarf an Natriumhydroxid im E6-Beizbad durch Rückdosierung weitgehend gedeckt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiervorrichtungen zur Rückdosierung, Ergänzung der Fehlmengen und der Entnahme von Natriumaluminat- Lösung so rechnergesteuert verknüpft werden, daß der gesamte Beizprozeß mit weitgehend konstanten Konzentrationen in den Behandlungsschritten ablaufen kann.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahme der Natriumaluminatlösung aus dem E6-Beizbad bei gleichzeitiger Filtration erfolgt.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiertechnik leitfähigkeitsabhängig gesteuert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in den Beizlösungen neben sulfidbildenden Substanzen nur Additive wie Sorbit die keine schwermetallkomplexierenden Eigenschaften aufweisen, enthalten sind.

11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahrensanwendung zur Gewinnung einer Natriumaluminatlösung dient, die in kommunalen Kläranlagen zur Phosphatfällung geeignet ist.