DE709751C - Verfahren zum Auffrischen von Beizbaedern - Google Patents

Description

Zum Beizen von Eisen und anderen Metallen ist es bekannt, als Beizbad Salzsäure in fettigem Mittel, etwa in Gemisch mit Fettsäuren, und in Gegenwart eines Alkohols zu gebrauchen, welcher weder mit Wasser noch mit den vom Beizen herrührenden Metallsalzen mischbar ist. Die Salze fallen somit gleich beim Entstehen aus, sammeln sich am Boden des Beizgefäßes und werden schließ-Hch entfernt, während dem Beizbad frische Reagenzien zugesetzt werden müssen, wodurch sich das Verfahren unwirtschaftlich gestaltet.

Demgegenüber bezieht sich die Erfindung

auf das Auffrischen von Beizbädern, die aus Schwefelsäure in \väßriger Lösung bestehen und in denen die entstehenden Sulfate in Lösung bleiben.

Die Auffrischung solcher Bäder erfolgt, nachdem die Menge der gelösten Sulfate im Bad einen bestimmten Höchstwert erreicht hat, durch Abkühlen und fraktionierte Kristallisation, da die Lösbarkeit der Sulfate von Eisen und besonders von Kupfer in der Wärme viel größer ist als in der Kälte. Man kann zu diesem Zweck so verfahren, daß as man in den Bädern, die sich im allgemeinen auf einer Temperatur von etwa 70° C befinden, eine natürliche Kristallisation vor sich gehen läßt, indem man die Ablauge einer natürlichen Abkühlung aussetzt. Dieses Verfahren geht langsam vor sich, und es werden eine große Zahl von Kristallisationsgefäßen benötigt. Man kann aber auch vorteilhafter eine beschleunigte Kristallisation ausführen, indem man die Ablauge in Berührung mit einer Kühlwand bringt oder indem man sie einer Verdampfung unter Unterdruck aussetzt. Nach dem Ausscheiden der Kristalle kann das gegebenenfalls aufgefrischte und von neuem erhitzte Bad wieder zum Beizen verwendet werden, bis die Erhöhung der Konzentration an gelöstem Metall oder gelösten Metallen eine neue fraktionierte Kristallisation erforderlich macht.

In der Praxis ergibt dieses Verfahren eine nur unvollkommene Regenerierung, denn die

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aufgefrischte Lösung enthält immer noch eine Sulfatmenge, welche der Sättigung in der Kälte entspricht. Im Falle von Eisen oder Stahl, wo beispielsweise die Lösung für gewohnlich regeneriert werden mulj, sobald der Gehalt an Eisen etwa iiog im Liter Lösung betragt, enthält das regenerierte und auf sein ursprüngliches Volumen durch Zusatz einer dem Volumen des beispielsweise bei 20° C ίο abgeschiedenen Sulfates entsprechenden Wassermenge aufgefüllte Bad immer noch im allgemeinen 50 bis 60 g Eisen im Liter, so daß also 11 dieses Bades nur 50 bis 60 g Eisen lösen kann, worauf das Bad einer 'S neuen Auffrischung unterzogen werden muß. Es ergibt sich also die Notwendigkeit, wiederholte Regenerierungen durchzuführen, was einen sehr großen Nachteil bedeutet, wenn die Masse der zu beheizenden Metalle groß "· ist. Dieser Nachteil wird noch dadurch erhöht, wenn es sich um ein als eine Vorbereitung für eine Metallisierung dienendes Abbeizen handelt, denn in diesem Falle liegt die. zulässige Grenze für den Sulfatgehalt des Bades weit unter iiog im Liter, und zwar infolge des schädlichen Einflusses des Salzes auf das Aussehen der Oberschicht der Metallunterlage.

Die vorliegende Erfindung beseitigt diesen v> Nachteil und gestaltet eine* praktisch vollkommene vollständige Auffrischung der Beizbäder. Die Erfindung beruht auf der Beobachtung, daß die Metallsulfate, im besonderen die Sulfate von Eisen und Kupfer, fast vollständig aus ihren wäßrigen sauren Lösungen durch Zusatz einer genügenden Menge eines aliphatischen Alkohols, wie Methylalkohol oder Äthylalkohol, gefällt werden. . Gemäß der Erfindung wird zu dem aulzufrischenden Bad ein mit Wasser mischbarer Alkohol zugesetzt, um den größten Teil des aufgelösten Sulfates oder der aufgelösten Sulfate· zu fällen.

Das Verfahren kann in der Weise durchgeführt werden, daß man das aufzufrischende Bad bis auf etwa 40° C oder weniger abkühlt und dann Methylalkohol im Volumen ungefähr gleich dem Volumen des zu regenerierenden Bades zusetzt. Vorzugsweise kühlt man die Mischung unter Rühren bis auf die gewünschte Endtemperatur ab.

Man trennt dann die Flüssigkeit von den Festbestandteilen, und zwar entweder^tlurch Abklären oder vorzugsweise durch Abschleudern, was den Vorteil hat, daß die erhaltenen Kristalle von anhaftenden Mutterlaugen befreit werden. Die Mutterlaugen werden in einem Destilliergefäß aufgefangen, welches eine Wiedergewinnung des Alkohols durch fraktionierte Destillation ermöglicht, worauf der Alkohol dann in den Herstellungszyklus I 1 zurückgeführt wird. Der Destillationsrück ■ stand ist eine wäßrige Lösung von Schwefel säure, die nur eine sehr geringe .Menge vor

I gelösten Salzen enthält.

Beispielsweise enthält ein erschöpftes Bad welches zum Beizen von Stahl verwendet worden ist und 550g Eiscnsulfat und 140g Schwefelsäure im Liter bei 65 C enthält, nach der Auffrischung mittels des Verfahrens gemäß der Erfindung nicht mehr als 3 g Eiscnsulfat im Liter.

Es ist vorteilhaft, die Abscheidung des Alkohols durch fraktionierte Destillation nicht so weit zu treiben, daß die letzten Spuren von Alkohol ausgeschieden werden, da die Gegenwart geringer Mengen des Alkohols im Beizbad zur Wirkung hat, daß die Einwirkung der Säure auf die zu beizenden Metalle begrenzt wird.

Die beiliegende Zeichnung zeigt schematisch als Ausiührungsbeispiel eine zur Durchführung des. Verfahrens gemäß der Erfindung geeignete Anlage.

Die warmen Ablaugen, die das erschöpfte und zu regenerierende Bad bilden, werden in einem Bottich 1 gesammelt, von wo sie mittels der Pumpe 2 in den Mischer und Abscheider 3 gefördert werden, der mit einer Kühlschlange 4 und einem Rührer 5 versehen ' ist. Sobald die Temperatur genügend tief ist, beispielsweise etwa 30 C, setzt man die notwendige AJkoholmeiige zu, die dem Meßgefäß 6 entnommen wird. Sobald das Salz gefällt ist, setzt man den Kühler und die Rührvorrichtung außer Betrieb.

Nach einer kurzen Ruhezeit wird der Inhalt des Mischers in die Schleuder 7 geleitet, welche die feinen, im Behälter 3 gebildeten Sulfatkristallc zurückhält, während die Mutter- '° laugen in den Behälter 9 abiließen. Die abgeschleuderten Kristalle werden dann in den Förderwagen S entleert.

Man kann auch eine vorhergehende Abklärung durchführen, d.h. man läßt die Kri- ^|OC stalle am Boden des Mischers 3 absetzen und zieht die Mutterlaugen beispielsweise durch Heber ab, wobei die Mutterlaugen dann unmittelbar in den Behälter 9 entleert werden. In diesem Falle werden die Kri- "« stalle in die Schleuder eingebracht und der Rest an Mutterlaugen von den Kristallen abgeschleudert.

Aus dem Behälter 9 werden die Mutterlaugen mittels der Pumpe'io in den Behälter

II gepumpt, der die Kolonne 12 versorgt, in welcher der Alkohol durch fraktionierte Destillation ausgeschieden wird. Am Austragende der Kolonne 12 wird der Alkohol in dem Kondensgefäß 13 oder in den Kondens- ■'■> jefäßen 13 kondensiert, von wo aus der Alkohol in das Meßgefäß 6 geleitet wird.

Claims (5)

1. Der Destillationsrückstand, der aus einer Mischung von Wasser und Schwefelsäure bestehr, wird bei 14 aufgefangen und mittels der Pumpe 15 in den Ausgangsbottich r gedrückt. Durch einen Zusatz von Wasser und gegebenenfalls Säure wird die Lösung auf das ursprüngliche Volumen und den Titer gebracht. Das Beizbad ist also vollständig aufgefrischt.

   Das Beizen kann, selbst wenn die obere Aufnahmegrenze an gelöstem Metall immer sehr niedrig bleiben muß, beispielsweise Sog Eisen im Liter nicht überschreiten soll, auf diese Weise in einem geschlossenen Kreislauf durchgeführt werden, wobei man immer eine Ilöchstmcnge von Metallen behandelt, da das aufgefrischte Bad praktisch frei von Metallsalzen ist.

   Das gleiche Verfahren ist anwendbar bei ßeizbädern, die aus einer Mischung von Schwefelsäure und Salzsäure bestehen, die bei ihrer Einwirkung auf Eisen das entsprechende Sulfat und Chlorür ergeben. Der Zusatz einer geeigneten Menge eines aliphatischen Alkohols erzeugt dann ausschließlich die Fällung des Eisensulfates, während das Eisenchlorid in Lösung bleibt, was einen Vorteil bedeutet, denn nur das im Überschuß vorhandene Sulfat ist schädlich und erfordert die Auffrischung des Bades.

   Abwandlungen können je nach den Erfordernissen an der dargestellten Einrichtung und an dem beschriebenen Ausführungsverfahren durchgeführt werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.

   1 \\ τ ι·: ν τ λ χ s ι· R ü cm::

   ι. Verfahren zum Auffrischen von Schwcfelsäurebädcrn, die zum Bci/cn von Metallen benutzt worden sind, dadurch in gekennzeichnet, daß dem Bad ein mit Wasser mischbarer aliphatischen Alkolmt, wie Methylalkohol oder Äthylalkohol, zugesetzt wird, um das in der Lösung enthaltene Metallsulfat oder die Metallsulfate zu fällen.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz des Alkohols zum Bad nach dem Abkühlen des Bades auf eine Temperatur unter 40 C erfolgt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch L, dadurch gekennzeichnet, daß der Alkohol im Volumen ungefähr gleich dem Volumen des zu regenerierenden Bades zugesetzt wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Alkoholzusatz gefällten Sulfatkrisialle in einer Schleuder abgeschieden werden, während die Mutterlaugen einer frak- Su tionierten Destillation unterworfen werden, ^im den Alkohol wiederzugewinnen, der für eine neue Auffrischung verwendet werden kann.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Destillation dos Alkohols vor dem Austreiben der letzten Spuren von Alkohol unterbrochen wird, damit eine geringe Alkoholmenge im Beizbad verbleibt. 7"

   Hierzu 1 Watt Zeichnungen

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