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Verfahren zur Vermeidung von schädlichen Abwässern beim Beizen von
Eisen und Eisenlegierungen Beim Beizen von Eisen und Eisenlegierungen in der bisher
gebräuchlichen Weise werden die Beizbäder dann, wenn- die darin enthaltene Säure,
meist Schwefelsäure, nur etwa zur Hälfte ausgenutzt ist, praktisch unbrauchbar und
müssen weggeschüttet werden. Die in den verbrauchten Beizlösungen enthaltenen Eisensalze
und die noch vorhandene freie Säure verursachen eine erhebliche Verunreinigung der
Abwässer, die noch verstärkt wird durch das beim Beizen anfallende Waschwasser.
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Es sind auch Blankb.eizbäder bekannt, bei welchen durch Hydrolyse
die gelösten Eisensalze als unlösliche Verbindungen ausfallen. Solche Bäder sind
nicht geeignet zum Beizen stark verzunderten oder verrosteten Eisens, da die Beizdauer
zu groß wird.
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Gemäß der Erfindung ist nun ein Beizverfahren geschaffen worden, das
diese Nachteile vermeidet.
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Es wird hierbei mit zwei Beizbädern gearbeitet, einem Vorbeizbad,
in dem der Zunder aufgelöst oder gelockert wird, und einem Nachbeizbad, in dem das
Beizgut blank gebeizt wird -und das gleichzeitig in der Lage ist, die Beizlösung
des Vorbeizbades allmählich aufzunehmen. Die in der Vorbeizlösung nocb enthaltene
freie Säure wird im Blankbeizbad ausgenutzt, und die gelösten Eisensalze, die mit
der Vorbeizflüssigkeit in das Nachb.cizbad gelangen, werden hier als -unlösliche
Eisenverbindungen ausgeschieden.
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So wurden beispielsweise gute Ergebnisse erzielt, wenn das für die
Aufnahme einer verbrauchten Vorbeizlösung bestimmte Nachbeizbad auf mehr als 5o°
C erwärmt wurde, weniger als o, 5 o,/o freier Säure und bis zu 5% eines Salzes enthielt,
dessen Anion von dem der Säure des Nachbeizbades verschieden ist und dessen Kation
unedler ist als Eisen, wobei die Bestandteile des Nachbeizbades so gewählt werden
müssen, daß eine oxydierend(, Wirkung erzielt wird.
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Als zweckmäßige Zusammenstellungen für das Nachbeizbad wurden beispielsweise
gefunden: Salpetersäure ; lösliches Sulfat, Schwefelsäure + Nitrat oder Chlorat.
Zweckmäßig wird der Beizprozeß so gestaltet, daß die Vorbeizlösung in das Nachbeizbad
in dem Maße verbracht wird, daß in der Zeiteinheit so viel Eisensalz aus dem Vorbeizbad
in das Nachbeizbad gelangt, als sich im Verlauf des Beizens im Vorbeizbad neues
Eisensalz bildet, so daß die Konzentration des Eisensalzes im Vorbeizbad praktisch
auf einer gewünschten Konzentration, z. B. 5o g%1, bleibt. Der Flüssigkeitsverlust,
der im Vorbeizbad durch das Umfüllen und etwaige Verdampfung entsteht, wird durch
Zugießen
neuer, verdünnter Beizsäure wieder ergänzt, so daß das
Vorbeizbad dauernd voll avirksam bleibt.
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Da \Tachbeizbäder bei höheren Tempera= turen, z. B. bei 7o bis 8o°
C, verwendet werden und dabei ständig durch Verdampfung Flüssigkeit verlorengeht,
wird durch das Umfüllen die Fiüssigkeitsm--nge im Nachbeizbad auf etwa gleichem
Stand erhalten und praktisch nicht vermehrt. Wenn b=ei d=er beispi=elsweise angegebenen
Eisensalzkonzentration im Vorbeizbad die umzufüllende Menge Vorbeizflüssigkeit größer
wird als der Verdampfungsverlust im Nachbeizbad, so kann unbedenklich der Eisensalzgehalt
irr Vorbeizbad beträchtlich gesteigert werden, weil die dadurch bedingte Verschlechterung
des Beinergebnisses im Vorbeizbad durch.die Nachbehandlung im zweiten Beinbad, dem
Blankbeizbad, wieder restlos ausgeglichen wird.
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Um die mehr oder weniger große Menge an z«°eiwertigen Eisensalzen,
die mit der Vorbeizflüssigkeii in das Nachbeizbad gebracht werden, in basische Verbindungen
umzuwandeln, ist es notwendig, daß das Nachbeizbad dauernd eine genügend große Menge
oxydierend wirkender Mittel, z. B. Salpetersäure oder Nitrate oder Nitrite oder
Chlorate oder ähnliche Verbindungen, enthält. Wird die Umwandlungsgeschwindigkeit
der zweiwertigen Eisensalze in basische Verbindungen mit der Zeit zu klein, so ist
der Gehalt an oxydierenden Mitteln zu ergänzen. Je größer die Menge der umzuwandelnden
.Eisensalze wird, um so größer wird auch der Verbrauch an Oxydationsmitteln.
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Ist der Anfall an zw eiwertigen Eisenverbindungen im Vorbeizbad bei
angestrengtem Beinbetrieb so groß, daß der Verbrauch an Oxydationsmitteln über das
Maß der Wirtschaftlichkeit wachsen würde, so läßt sich das Verfahren dadurch vereinfachen,
daß die Eisensalzkonzentration in d=em nun höher zu erwärmenden Vorbeizbad weit
über das übliche Maß mit dem Erfolg erhöht wird, daß die Eisensalze nach dem Abkühlen
der Lösung auskristallisieren und :entfernt werden können. Die säurehaltige Mutterlauge
wird zum Ansetzen eines neuen Bades wieder verwendet, so daß praktisch ein Säureverlust
nicht eintritt.
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Wird einer Beizung in einer solchen Geizlösung eine Blankbeizung nicht
angeschlossen, so erhält man nur sehr mangelhafte Beinergebnisse. Das Geizgut kommt
mit einem gräuen, fest anhaftenden Belag aus dem Beinbad und ist für die Weiterverarbeitung
ungeeignet, wenn es nicht mit Sand oder Stahlbürsten gescheuert wird. Durch das
Blankbeizbad wird dieser graue Belag umgewandelt in einen Belag, der nur ganz 'locker
am Beizgut haftet. Nach der Entfernung dieses Belags kommt die metallisch reine
Oberfläche des Beizgutes zum Vorschein.
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In diesem Fall arbeitet das Verfahren gemäß der Erfindung in der Weise,
daß in das Nachbeizbad im wesentlichen nur die dem Beizgut beim Umsetzen anhaftend-2
Menge Vorbeizflüssigkeit verbracht und vollends verbraucht bzw. umgewandelt wird.
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Nach dem Ergebnis der Versuche scheint der hohe Eisensalzgehalt auch
noch den Angriff der Säure auf das Eisen des Beizgutes zu vermindern. Eine Beeinträchtigung
der Blankbeizwirkung des Nachbeizbades wurde selbst bei den höchsten Eisensalzkonzentrationen
im Vorbeizbad nicht beobachtet. ' Durch das Beizverfahren gemäß der Erfindung ist
die Möglichkeit geschaffen, die zum Beizen verwendete Säure praktisch restlos auszunutzen
und dadurch die Kosten für das Beizen zu vermindern. Außerdem bietet es die Möglichkeit,
die anfallenden Eisensalze nutzbringend zu verwerten, z. B. als Farbkörper, als
Ausgangsmaterial für Eisensalze anderer Zusammensetzungen, zur Verhüttung usw. Als
weiteren technischen Fortschritt kann das Verfahren für sich in Anspruch nehmen,
daß die lästigen, säure-und eisensalzhaltigen Beizereiabwässer praktisch restlos
vermieden werden.
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Es hat sich gezeigt, daß auch das Waschivasser, das in Beizereien
einen viel erheblicheren Teil der Abwässer ausmacht als die Beinflüssigkeiten selbst,
vollkommen unschädlich ist, da es nur geringe Mengen löslicher dreiwertiger Eisensalze
"nthält, die sich bei Verdünnung sehr rasch in basische Verbindungen um=wandeln
und abfiltriert werden können, so daß das Wasser genügend rein wird, um wieder in
den Betrieb gegeben werden zu können. Der Gehalt des Waschwassers an freier Säure
ist selbst bei sehr langem Gebrauch so klein, daß die Säure sich nur in Spuren nachweisen
läßt.