DE866751C

DE866751C - Verfahren zum Beizen von Eisen und Stahl unter Rueckgewinnung des Beizmittels

Info

Publication number: DE866751C
Application number: DEE4401A
Authority: DE
Inventors: Nils Herman Fil Lic Brundin
Original assignee: Ekstrand & Tholand
Current assignee: Ekstrand & Tholand
Priority date: 1950-10-04
Filing date: 1951-09-30
Publication date: 1953-02-12
Also published as: CH301459A

Description

Verfahren zum Beizen von Eisen und Stahl unter Rückgewinnung des Beizmittels Beim Beizen von Eisen oder Stahl wird im allgemeinen 2oo/oige Schwefelsäure angewendet, die die Oxyde (und auch das Metall) unter Bildung von Ferros:ulfat und gegebenenfalls: von anderen Sulfaten, löst. Die Säure kann jedoch nicht vollständig ausgenutzt werden, sondern die Beizflüssigkeit muß erneuert werden, wenn etwa V4 der Säure verbraucht worden ist, weshalb ein Säureverlust von etwa 25 o/o entsteht. Dies bedeutet naturgemäß einen beträcht@ lichen Nachteil bei den gegenwärtigenBeizmethoden.
Die nacht dem Beizen erhaltene sogenannte Beizlauge bietet sodann ein schweres Problem, indem dieselbe zufolge ihres Gehaltes an Eisen und freier Säure selten einfach in einen Fluß od. dgl. ohne ernste Konsequenzen abgelassen werden kann. Zahlreich sind die Vorschläge, die gemacht worden sind, um Beizlaugen unschädlich zu machen und/oder auszunutzen, wenige derselben können aber praktisch durchgeführt werden. Das einfachste und am häufigsten angewendete Verfahren besteht darin, die freie Säure mit Kalk zu neutralisieren (und gegebenenfalls auch das Eisen auszufällen), wonach die Lauge, gegebenenfalls nach Abfiltrieren des entstandenen Niederschlags, ohne Nachteile in einen Fluß od. dgl. abgelassen; werden, kann. Aber auch dieses einfache Verfahren verursacht nicht unwesentliche: Kosten.
Wenn demgegenüber die Durchführung des Betzens und die Behandlung der Beizlauge gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgen, erreicht man, nicht nur, daß der Säureverlust entfällt und das Beizlaugenproblem eliminiert, sondern auch, daß das angewendete Beizmittel (saures: Ammoniumssulfat) regeneriert wird, weshalb das Beizen theoretisch ohne Chemikalienverbrauch durchgeführt werden kann. In, der Praxis entstehen selbstverständlich doch immer Verluste, die ersetzt werden müssen.
Die vorliegende Erfindung fußt auf der experimentell festgestellten Tatsache, daß, die Zuführung von Ämmoniumsulfat die Fähigkeit einer Schwefelsäurelösung, Eisenoxyde zu lösen, nur unbedeutend verringert. Dagegen verringert sich erheblich mehr die Fähigkeit der Säure, metallisches Eisen zu lösen; was im vorliegenden. Fall insofern von Vorteil ist, als man beim Beizen natürlich möglichst wenig Eisen. aufzulösen wünscht (s.. Abb. i).
Gemäß der Erfindung wird dass Beizen, mit einer Lösung von saurem, Ammoniumsulfat in einer i5-bis 2oo/oigen Schwefelsäure entsprechender Konzentration durchgeführt, das ausgelöste Eisen unter Luftdurchblasung mit Ammoniak als. Ferrihydroxyd ausgefällt und abfiltriert, wonach dass Filtrat, welches nun; Ammoniumsulfat enthält, eingedampft und das erhaltene Ammonium#sulfat ' zwecks Regenerierens von ,saurem Ammoniumsulfat und Ammoniak bis etwa 37o° erhitzt wird.
In Abhängigkeit davon, ob das Ausfällen des Eisens in der verbrauchten Beizlösung erfolgt oder nicht, gibt es verschiedene Ausführungsformen für die Erfindung.
Wenn; das Ausfällen des Eisens in: der verbrauchten. Beizlösung erfolgt, so verläuft der Prozeß entsprechend der Darstellung in, Abb. 2. Das Beizbad wird durch Auflösen von saurem Ammoniumsulfat in Wasser zubereitet, und das Beizbad wird so lange angewendet, bis der größere Teil von freier S chwefelsäure verbraucht ist. Hiernach wird so viel Ammoniak zugeführt, daß das Beizbad neutralisiert wird und das Eisen zur Gänze in Form von Ferrihydroxyd unter Durohblasung von Luft ausgefällt und abfiltriert wird, wonach das: Filtrat, das nun Ammoniums.ulfat enthält, eingedampft und das erhaltene Ammoniumsulfat zwecks Regenerierung von saurem Ammoniumsulfat und Ammoniak bis 37o° erhitzfi wird.
Eire andere Ausführungsform der Erfindung wird durch den Umstand ermöglicht, daß, die Löslichkeit von, Ferrosulfat in Gegenwart von Ammoniumsulfat bedeutend niedriger ist. Dasselbe fällt dann in Form eines Doppelsalzes, nämlich als Ferroammoniwmsulfa't aus.
Wenn zum Beizen saures Ammoniumsulfat angewendet wird, kann man deshalb, nachdem das Geizbad ganz oder teilweise verbraucht worden ist, einen großen Teil dies Eisens als, Ferroammoniumsulfat' durch Abkithden ausfällen, wonach das Beizbad aufs neu angewendet wird, nach Zusatz von verbrauchtem, saurem Ammoniumsulfat. Das erhaltene Ferroammoniumsulfat wird, gegebenenfalls nach Auflöse>, mit Ammoniak unter Luftdurchblasen ausgefällt, wobei Ferrihydroxyd und Ammonnumsulfatlösung erhalten und abgetrennt werden, wonach saures Ammoniumsulfat und Ammoniak aus der letzteren durch. Eindampfen und Erhitzen. des. Ammoniumsulfates bis 370° regeneriert werden. Diese Ausführungsform ist in Abb. 3 veranschaulicht.
Die Durchführung des Prozesses, wird erleichtert, wenn man; im Beizbad neutrales Ammoniumsulfat auflöst, wodurch das Ausfällen des Ferroammoniumsulfates'vollständiger wird bzw. bei höherer Temperatur erfolgen kann.
Gemäß, der Erfindung ist es nicht notwendig, das Ferroammoniumsulfat intermittent, durch Abkühlen des ganzen Beizbades, auszufällen:, sondern Ferroammoniumsulfatkann, kontinuierlich herausgenommen werden dadurch, daß, Lösung ständig herausgenommen und und nach Abkühlen und Abtrennen des Ferroammoniumsulfates dem Beizgefäß. wieder zugeführt wird und zwar zusammen mit saurem Ammoniumsulfat in.einer Menge, die dem abgetrennten Ferroammoniumsulfat entspricht. Auf diese Weise wird die Zusammensetzung des Beizbades nie verändert, vorausgesetzt,, daß auch die Wasserverluste ersetzt werden.
Wasserverluste entstehen während des Prozesses teils infolge Abdunstens, teils. durch Kristallwasser und durch in dem abgetrennten Ferroammoniumsulfat okkludiertes Wasser.
Beim Beizen von legiertem Stahl werden auch Legierungsmetalle in das Beizbad übergehen, aus welchem sie mit Hilfe an und für sich bekannter Methoden herausgenommen werden können, gegebenenfalls nach Anreicherung im Beizbad.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren; zum Beizen von Eisengegenständen, dadurch gekennzeichnet, daß das Beizen mit einer Wasserlösung von saurem Ammvnnumsulfat durchgeführt, das ausgelöste Eisen unter Luftdurchblasen mit Ammoniak als Ferrihydroxyd ausgefällt und dieses abfiltriert wird, wonach das- Filtrat, das nun Ammonium,sulfat enthält, eingedampft und das erhaltene Ammoniumsulfat zwecks Regenerieren, von saurem Ammoniumsulfat und Ammoniak auf etwa 37o° erhitzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch. i, dadurch gekennzeichnet, daß. dass. Beizbad so lange angewendet wird, bis dasselbe ganz oder teilweise verbraucht ist, wonach so viel Ammoniak zugeführt wird, daß das Beizbad neutralisiert und das Eisen durch Luftdurchblasen als Ferrihydroxyd zur Gänze ausgefällt wird, welches Ferrihydroxyd abfiltriert wird, wonach das Filtrat, das, nun Ammoniumsulfat enthält, eingedampft und das erhaltene Ammoniumsulfat zwecks Regenerieren, von: saurem Ammonnumsulfat und Ammoniak bis 37o° erhitzt wird.
3. Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daßy nachdem das Beizbad ganz oder teilweise verbrauchet worden ist, ein großer Teil des Eisens durch Kühlen als Ferroammoniumsulfat ausgefällt wird, wonach das Beizbad aufs neue, nach Zusatz von -so viel saurem Ammon.iumsulfat angewendet wird, das dem abgeführten Ferroammoniumsulfat entspricht, währ rend das erhaltene Ferroammoniumsulfat, gegebenenfalls nach Auflösen, mit Ammoniak unter Luftdurchblasen zwecks Erhaltens von Ferrihydroxyd und Ammoniumsulfatlösung gefällt wird, wonach die letztere, nach Abtrennung von Ferrihydroxyd, zur Regenerierung von saurem Ammoniumsulfat und Ammoniak durch Eindunsten und Erhitzen des erhalteneniAmmoniumsulfates bis 37o° angewendet wird.
4. Verfahren nach Ansprüchen a und 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Beizbad neutrales Ammoniums.ulfat aufgelöst wird, so daß der Gehalt an Ammoniumsulfat wesentlich höher wird, als der Zusammensetzung des sauren Ammonium-@sulfates entspricht.
5. Verfahren nach Ansprüchen r, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß, ein Teil des Beizbades ständig herausgenommen, gekühlt, von Ferroammoniumsulfat befreit und dem Beizgefäß zurückgeführt wird, zusammen mit einer so großen Menge saurenAmmoniumsulfates, als:dem abgetrennten Ferroammoniumsulfat, und mit so viel Wasser, als den Wasserverlusten. während des Prozesses entspricht.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche beim Beizen von legiertem Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem angewendeten Beizbad befindlichen Legierungsmetalle mit Hilfe an und für sich, bekannter Methoden, gegebenenfalls nach Anreicherung im Beizbad, herausgewonmen werden.