EP0968322B1 - Method and device for operating milling baths - Google Patents

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EP0968322B1
EP0968322B1 EP98916915A EP98916915A EP0968322B1 EP 0968322 B1 EP0968322 B1 EP 0968322B1 EP 98916915 A EP98916915 A EP 98916915A EP 98916915 A EP98916915 A EP 98916915A EP 0968322 B1 EP0968322 B1 EP 0968322B1
Authority
EP
European Patent Office
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milling
bath
aluminium
mixture
milling medium
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP98916915A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP0968322A1 (en
Inventor
Karsten LÖHR
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daimler AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Publication of EP0968322A1 publication Critical patent/EP0968322A1/en
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Publication of EP0968322B1 publication Critical patent/EP0968322B1/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/46Regeneration of etching compositions

Definitions

  • the invention relates to a method and apparatus for operating milling baths, in which a to be milled immersing a metallic workpiece in a milling medium containing a milling medium, oxidized by a chemical reaction between metal and milling medium, the metal and in a soluble complex is transferred, subjected to the resulting mixture of a separation is separated by the excess milling medium from the complex, the recovered Milling medium is used again for operating milling baths, and the Complex is subjected to a treatment process.
  • the milling bath described there is an alkaline milling bath in which workpieces made of aluminum are dissolved by means of sodium hydroxide solution according to the following equation: 2 Al + 2 NaOH + 6 H 2 O -> 2 NaAl (OH) 4 + 3 H 2
  • the aluminum was thus oxidized and converted into a water-soluble aluminate complex AL (OH) 4 .
  • the treatment process of the complex consists of splitting the aluminate complex into insoluble aluminum hydroxide and sodium hydroxide solution by adding water, which is carried out by the following equilibrium reaction:
  • the precipitated aluminum hydroxide is a valuable substance, for example, the Aluminum industry is fed, it corresponds approximately to the substance, after the usual Bayer process arises.
  • a disadvantage of the aforementioned method is that in the dialysis step, ie at the so-called diffusionsdialytica removal of caustic soda large amounts of water needed to maintain the concentration gradient for operating the dialysis.
  • the dialysis speeds are extremely low and it becomes a very high membrane area needed to be able to implement appropriate quantities.
  • WO 85/01 670 A1 discloses a process for the treatment of aqueous, metal-ion-containing Abfailitesen described.
  • the separation of the process products and their separation The solvent is water by a combination of reverse osmosis and a "water-splitting" process, such as electrodialysis.
  • electrodialysis By means of ion-selective Electrodialysis, the process products are separated from each other and by means of the reverse osmosis, the water is separated from the process products, the Order is arbitrary.
  • the various process streams become at least partially recycled.
  • the reverse osmosis is not ion selective and can therefore only in combination with another method such as electrodialysis for the separation of Process products are used.
  • the combination of two procedures requires an increased procedural effort. On the problem of electrodialysis has already been pointed out.
  • WO-A-9527681 discloses a method and apparatus for purification contaminated lyes and recovery of hydroxide from production plants of Food, biotechnology or pharmaceutical industries. there The contaminated solution is pressurized via a nanofiltration membrane guided. The membrane holds low molecular weight organic molecules of molecular weight back from at least 150.
  • milling is not only a understood minor superficial etching or pickling a piece of metal, but Also, a well-defined significant material removal, as otherwise only by cutting Processing is done.
  • missiles are essentially constructed of an aluminum skin. Due to manufacturing tolerances in the forming processes, for example for Formation of aircraft skin panels, it is necessary to use the already preformed parts to undergo a chemical etching or milling to be quite defined, often too only in certain areas significant amounts of material, ie aluminum, ablate.
  • the weight of the components plays a significant role Role, so it is common to molded components due to manufacturing tolerances hard to chemically mill to a certain weight.
  • the milling baths are very large, contents of 60 m 3 are possible to treat such large components. As a result, very high amounts of reprocessed milling baths are incurred.
  • the object is achieved in that the alkaline milling a Mixture of dissolved complexed aluminum ions and milling medium in one Concentration of dissolved complexed aluminum ions is taken that far below its saturation limit is that the separation is a nanofiltration, in which the milling medium using the principle of reverse osmosis of Mixture is separated, at the same time a concentration of the residue on complexed aluminum ions takes place.
  • the mixture from dissolved complexed aluminum ions and milling medium already at a relative taken from low concentration of complexed aluminum ions.
  • well controllable and defined etching or Milling conditions at relatively low concentrations of dissolved aluminate complex can be achieved, which become increasingly unfavorable with increasing concentration and control technology are difficult to detect.
  • the second important aspect of the invention now opens the possibility of a downstream economically meaningful processing because of the separation Concentration of the residue on the same time via nanofiltration complexed aluminum ions takes place.
  • the medium to be filtered is subjected to a pressure and there is an ion-selective membrane separation.
  • nanofiltration There are also the synonyms hyperfiltration and low pressure reverse osmosis. little one Molecules such as sodium hydroxide or water can easily membrane larger molecules, such as the aluminate complex, can pass through Membrane only difficult to happen. This allows both water and that Milling medium, such as sodium hydroxide, are separated from the Fräsbadgemisch, which then increases the concentration of aluminate complex in the remaining solution becomes.
  • the invention also relates to a device according to claim 9 for Implementation of the procedure.
  • the addition of water is controlled so that the resulting in the separation Filtrate compensates for the evaporation loss of the milling bath.
  • Milling baths are often at high temperatures, for example in the range of 75-80 ° C guided, so that a considerable amount of the water of the milling bath gradually evaporated.
  • a correspondingly dilute filtrate from the Processing process of Aluminatkomplexes nanofiltration corresponding amounts of water be fed, which together with the caustic soda through the membrane of the Nanofiltration pass and thus for a sufficient tracking of water to the milling bath.
  • the milling bath, the mixture of dissolved complexed aluminum ions and milling medium either running or taken in batches. Depending on the size of the system and the control technology Conditions, the mixture can be removed accordingly.
  • a further embodiment of the invention is the mixture of lye and Aluminate complex at aluminum bath concentrations in the range of 5-20 g / l Taken from aluminum.
  • This measure has the advantage that the bath at extremely low concentrations of aluminum is operated.
  • Aluminum concentrations in the bath is practically pure caustic soda, the so Concentrated and aggresive is that, for example, when immersing very large Sharing no uniform etch or milling result can be achieved because the first immersed areas are longer and therefore milled more than the later submerged areas.
  • the milling speed drops sharply and there is a risk of over-concentration points, so that precipitations take place.
  • the concentration of alkali is in the Milling bath in the range of 110-150 g / l sodium hydroxide. It will be at the Nanofiltration resulting sodium hydroxide continuously recycled so that in this In favorable areas the concentration is kept, so that an optimal and defined, thus easily controllable milling result can be achieved.
  • the nanofiltration is carried out in such a way that a concentration of aluminum up to 100 g / l takes place.
  • a milling bath 10 in which an aqueous solution of sodium hydroxide is contained as a milling medium.
  • the milling bath has a volume of about 60 m 3 and is operated at a temperature of 75-80 ° C, so that already escape considerable amounts of water vapor 12.
  • metal workpieces are immersed in aluminum, For example, large-scale curved aircraft fairing elements to an extent of several meters.
  • the aluminum of the workpiece reacts with the caustic soda to form hydrogen and a soluble sodium aluminate complex, NaAl (OH) 4 .
  • the nanofilter 14 is constructed so that an inner tube has a tubular support structure has, in which a membrane is placed. This pipe is from another pipe surround.
  • Such nanofilters are used as modular units, as for example under the Description SelRO Tubula Modul TM 1228 from Membrane Products Kiryat Weizmann Ltd., Rehovot / Israel.
  • the inserted membrane has the Specification MPT-34.
  • the membrane tube of a tube module has approximately a diameter of 10 mm
  • the Support body consists of a perforated, porous tubular support body on which the Membrane film MPT-34 is launched.
  • Such a module is guided in the cross-flow principle, i. the milling bath solution becomes, over one not shown here pump with a pressure of 1 - 6 MPa applied and in one Direction through the inner tube at a speed of 1 - 2 m / s out.
  • sodium hydroxide and water molecules pass through the membrane radial direction and will be converted into the so-called NaOH permeate, the the milling bath 10 is recycled.
  • the impoverished in water and sodium hydroxide Milling bath solution is concentrated after leaving the nanofilter 14 of aluminate complex.
  • the conditions are chosen so as to concentrate in the range of about 50-100 g / l of aluminum.
  • Al concentrate This liquid, referred to as Al concentrate, can now be subjected to a treatment process be supplied either on site or at a company that uses aluminum can be performed.
  • the Al concentrate is diluted according to the known Bayer method with water, and optionally with the addition of appropriate germs, the resulting aluminum hydroxide Al (OH) 3 is precipitated and centrifuged and fed as Al product, for example, the aluminum production.
  • the filtrate remaining in the separation of the precipitated Al (OH) 3 by filtration or centrifugation contains the sodium hydroxide solution formed during the decomposition of the sodium aluminate complex and, if appropriate, still dissolved unsplit sodium aluminate complex. This filtrate can be fed again to the nanofilter 14, where it is converted into the NaOH permeate and returned to the milling bath 10.
  • NaOH sodium hydroxide
  • the milling bath 10 of Fig. 1 is operated so that the concentration of Sodium hydroxide solution is about 120 g / l, the concentration of dissolved aluminum in about Range of 10 g / l.
  • the Milling speed is not so high that large parts during the dipping process are milled differently, but the milling speed is still sufficient and desirable high.
  • the concentration of aluminum is increased, as by the horizontal arrow is indicated to the right. You end up in the illustrated embodiment at an aluminum concentration of about 75 g / l. In this state is already About 70 - 80% of the sodium hydroxide solution contained in the milling bath was removed and into the NaOH permeate has been converted.
  • the aluminum hydroxide is precipitated and the precipitated aluminum hydroxide filtered off or, for example, centrifuged.
  • the resulting Filtrate contains in addition to residual amounts of the still uncleaved Natriumaluminatkomplexes Caustic soda, which has formed during the cleavage of the complex, that is, it will be again previously bound caustic soda free.
  • This filtrate is fed back to the nanofiltration, it is controlled so that the Sodium hydroxide permeate is diluted so that the evaporation losses of the Milling baths are compensated.
  • the described dilution step is therefore carried out first, since a direct Splitting the highly concentrated aluminate solution to a sodium hydroxide concentration in the filtrate, which is much higher than the solution desired in the bath.
  • Fig. 2 a conventional bath guide is shown with the dashed sawtooth curve.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben von Fräsbädern, bei dem ein zu fräsendes metallisches Werkstück in ein ein Fräsmedium enthaltendes Fräsbad eingetaucht wird, durch eine chemische Reaktion zwischen Metall und Fräsmedium das Metall oxidiert und in einen löslichen Komplex übergeführt wird, das entstandene Gemisch einer Trennung unterzogen wird, durch die überschüssiges Fräsmedium vom Komplex abgetrennt wird, das rückgewonnene Fräsmedium wieder zum Betreiben von Fräsbädern eingesetzt wird, und der Komplex einem Aufbereitungsprozeß unterworfen wird.The invention relates to a method and apparatus for operating milling baths, in which a to be milled immersing a metallic workpiece in a milling medium containing a milling medium, oxidized by a chemical reaction between metal and milling medium, the metal and in a soluble complex is transferred, subjected to the resulting mixture of a separation is separated by the excess milling medium from the complex, the recovered Milling medium is used again for operating milling baths, and the Complex is subjected to a treatment process.

Ein derartiges Verfahren ist aus der EP-A-0 465 822 bekannt.Such a method is known from EP-A-0 465 822.

Das dort beschriebene Fräsbad ist ein alkalisches Fräsbad in dem Werkstücke aus Aluminium mittels Natronlauge nach der folgenden Gleichung aufgelöst wird: 2 Al + 2 NaOH + 6 H2O -> 2 NaAl(OH)4 + 3 H2 The milling bath described there is an alkaline milling bath in which workpieces made of aluminum are dissolved by means of sodium hydroxide solution according to the following equation: 2 Al + 2 NaOH + 6 H 2 O -> 2 NaAl (OH) 4 + 3 H 2

Das Aluminium wurde somit oxidiert und in einen wasserlöslichen Aluminatkomplex AL(OH)4 übergeführt.The aluminum was thus oxidized and converted into a water-soluble aluminate complex AL (OH) 4 .

Bei dem in der EP-A-0 465 822 beschriebenen Verfahren zur Wiedergewinnung von Natriumhydroxid und zur Gewinnung von Aluminiumhydroxid wird das an Metallionkomplex hochkonzentrierte Fräsbadgemisch derart behandelt, daß zunächst ein Dialyseschritt durchgeführt wird. In diesem Dialyseschritt wird ein großer Teil des Natriumhydroxids vom Aluminatkomplex getrennt. Die beim Dialyseschritt erhaltene Natronlauge ist noch ausreichend konzentriert, um wieder einem Fräsbad zurückgeführt werden zu können. Die Aluminatlösung ist allerdings durch den Dialyseschritt erheblich verdünnt worden. Die Konzentration wurde etwa halbiert.In the process for recovering., Described in EP-A-0 465 822 Sodium hydroxide and to obtain aluminum hydroxide becomes the metal ion complex treated highly concentrated Fräsbadgemisch so that initially performed a dialysis step becomes. In this dialysis step, a large portion of the sodium hydroxide from Aluminate complex separately. The caustic soda obtained in the dialysis step is still sufficiently concentrated to be returned to a milling bath. The However, aluminate solution has been significantly diluted by the dialysis step. The Concentration was about halved.

Der Aufbereitungsprozeß des Komplexes besteht nun darin, den Aluminatkomplex durch Zugabe von Wasser in unlösliches Aluminiumhydroxid und Natronlauge aufzuspalten, was nach folgender Gleichgewichtsreaktion erfolgt:

Figure 00020001
The treatment process of the complex consists of splitting the aluminate complex into insoluble aluminum hydroxide and sodium hydroxide solution by adding water, which is carried out by the following equilibrium reaction:
Figure 00020001

Das ausgefällte Aluminiumhydroxid stellt einen wertvollen Stoff dar, der beispielsweise der Aluminiumindustrie zugeführt wird, er entspricht in etwa dem Stoff, der nach dem üblichen Bayer-Verfahren entsteht.The precipitated aluminum hydroxide is a valuable substance, for example, the Aluminum industry is fed, it corresponds approximately to the substance, after the usual Bayer process arises.

Nachteilig an dem eingangs genannten Verfahren ist, daß bei dem Dialyseschritt, also bei der sogenannten diffusionsdialytischen Entfernung der Natronlauge große Wassermengen benötigt werden, um das Konzentrationsgefälle zum Betrieb der Dialyse aufrecht zu erhalten. Die Dialysegeschwindigkeiten sind äußerst niedrig und es wird eine sehr hohe Membranfläche benötigt, um entsprechende Mengen umsetzen zu können.A disadvantage of the aforementioned method is that in the dialysis step, ie at the so-called diffusionsdialytischen removal of caustic soda large amounts of water needed to maintain the concentration gradient for operating the dialysis. The dialysis speeds are extremely low and it becomes a very high membrane area needed to be able to implement appropriate quantities.

Um überhaupt eine technisch sinnvolle Aufbereitung des Komplexes durchführen zu können, müssen ausgänglich im Fräsbad sehr hohe Aluminatkonzentrationen erzielt werden, denn sonst ist die Lösung durch die Verdünnung während des Dialyseschrittes so wenig konzentriert, daß eine sinnvolle Aufarbeitung nicht mehr möglich ist. In order to be able to carry out any technically sensible treatment of the complex, must be achieved in the long milling very high aluminate concentrations, because otherwise the dilution solution during the dialysis step will be so little concentrated that a meaningful work-up is no longer possible.

Es wurde aber festgestellt, daß es für das Fräsergebnis ungünstig ist, wenn im Fräsbad nach und nach sehr hohe Konzentrationen an Metallkomplex vorhanden sind, da dadurch die Fräsgeschwindigkeit stark verringert wird. Geht man beim Betrieb nahe an die Sättigungsgrenze des Metallkomplexes in dem Fräsbad heran, besteht die Gefahr, daß bei Fehlsteuerungen schon im Fräsbad Fällvorgänge stattfinden, was keinesfalls erwünscht ist, da die zu behandelnden Werkstücke dann kontaminiert werden und aufwendige Reinigungsschritte nachgeschaltet werden müssen.But it was found that it is unfavorable for the milling result, if in the milling after and after very high concentrations of metal complex are present, since thereby the Milling speed is greatly reduced. If you go near the operation of the Saturation limit of the metal complex in the milling bath, there is a risk that at Fault controls already in the milling pool Fällvorgänge take place, which is not desirable, because the workpieces to be treated are then contaminated and costly cleaning steps must be followed.

Aus der US-A-5 141 610 ist bekannt geworden, bei der Aufarbeitung von sauren oder alkalischen Fräsbädern die Abtrennung des Fräsmediums durch eine Elektrodialyse durchzuführen. Bei der Elektrodialyse wird über die Membran ein elektrisches Feld angelegt, bei der die Dialysemembran auf der einen Seite beispielsweise Natronlauge aufnimmt, auf der anderen Seite wieder abgibt. An den Elektroden finden Elektrolysevorgänge statt.From US-A-5 141 610 has become known in the workup of acid or alkaline milling baths to carry out the separation of the milling medium by electrodialysis. In electrodialysis, an electric field is applied across the membrane, at the dialysis membrane on the one hand, for example, receives sodium hydroxide, on the returns to another side. Electrolysis processes take place at the electrodes.

Diese Methode benötigt zwar weniger Membranfläche, erfordert jedoch einen hohen Energieaufwand und die für eine Elektrolyse notwendigen Elektroden werden von dem stark ätzenden Badmedium angegriffen. Dieses Verfahren ist nicht dafür geeignet, große Mengen von Fräsbadflüssigkeit im Bereich von mehreren Hundert Kubikmetern wirtschaftlich sinnvoll aufzuarbeiten.Although this method requires less membrane area, but requires a high Energy expenditure and the necessary electrodes for electrolysis of the strong corrosive bath medium attacked. This method is not suitable for large quantities From Fräsbadflüssigkeit in the range of several hundred cubic meters makes economic sense work up.

Gerade eine großtechnische wirtschaftliche Aufarbeitung ist aber ein wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung.But a large-scale economic work-up is an important aspect of present invention.

In der WO 85/01 670 A1 wird ein Verfahren zur Behandlung von wäßrigen, metallionenhaltigen Abfaillösungen beschrieben. Die Separation der Verfahrensprodukte und ihre Abtrennung vom Lösungsmittel Wasser erfolgt durch eine Kombination von Umkehrosmose und einem "wasserspaltenden" Prozeß, beispielsweise der Elektrodialyse. Mittels der ionenselektiven Elektrodialyse werden die Verfahrensprodukte voneinander separiert und mittels der Umkehrosmose wird das Wasser von den Verfahrensprodukten abgetrennt, wobei die Reihenfolge beliebig ist. Die verschiedenen Prozeßströme werden zumindest teilweise recycled. WO 85/01 670 A1 discloses a process for the treatment of aqueous, metal-ion-containing Abfaillösungen described. The separation of the process products and their separation The solvent is water by a combination of reverse osmosis and a "water-splitting" process, such as electrodialysis. By means of ion-selective Electrodialysis, the process products are separated from each other and by means of the reverse osmosis, the water is separated from the process products, the Order is arbitrary. The various process streams become at least partially recycled.

Die Umkehrosmose ist nicht ionenselektiv und kann daher nur in Kombination mit einem anderen Verfahren wie beispielsweise der Elektrodialyse für die Separation von Verfahrensprodukten eingesetzt werden. Die Kombination zweier Verfahren bedingt einen erhöhten verfahrenstechnischen Aufwand. Auf die Problematik der Elektrodialyse wurde bereits hingewiesen.The reverse osmosis is not ion selective and can therefore only in combination with another method such as electrodialysis for the separation of Process products are used. The combination of two procedures requires an increased procedural effort. On the problem of electrodialysis has already been pointed out.

In der WO-A-9527681 werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung verschmutzter Laugen und Wiedergewinnung von Hydroxid aus Produktionsanlagen der Lebensmittel-, Biotechnologie- oder pharmazeutischen Industrie beschrieben. Dabei wird die verschmutzte Lösung unter Überdruck über eine Nanofiltration-Membran geführt. Die Membran hält niedermolekulare organische Moleküle mit einem Molekulargewicht von mindestens 150 zurück.WO-A-9527681 discloses a method and apparatus for purification contaminated lyes and recovery of hydroxide from production plants of Food, biotechnology or pharmaceutical industries. there The contaminated solution is pressurized via a nanofiltration membrane guided. The membrane holds low molecular weight organic molecules of molecular weight back from at least 150.

In der US-A-5587083 wird ein Verfahren zur Nanofiltration konzentrierter wässriger Salz-Lösungen beschrieben. Dabei wird eine Salz-Lösung unter Überdruck über eine Nanofiltration-Membran geführt, wobei monovalente und multivalente lonen separiert werden.In US-A-5587083 a method for nanofiltration of concentrated aqueous Salt solutions described. This is a salt solution under pressure over a Nanofiltration membrane out, with monovalent and multivalent ions separated become.

Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird unter dem Begriff Fräsen nicht nur ein geringes oberflächliches Anätzen oder Beizen eines Metallstückes verstanden, sondern auch ein ganz definierter erheblicher Materialabtrag, wie er ansonsten nur durch spanabhebende Bearbeitung erfolgt.For the purposes of the present invention, the term milling is not only a understood minor superficial etching or pickling a piece of metal, but Also, a well-defined significant material removal, as otherwise only by cutting Processing is done.

In der Flugzeugindustrie werden große Bauteile aus Aluminium eingesetzt, beispielsweise sind Flugkörper im wesentlichen aus einer Aluminiumhaut aufgebaut. Aufgrund von Fertigungstoleranzen bei den Umformungsprozessen beispielsweise zur Bildung von Flugzeughautverkleidungen ist es notwendig, die bereits vorgeformten Teile einem chemischen Ätzen oder Fräsen zu unterziehen, um ganz definiert, oftmals auch nur in bestimmten Bereichen erhebliche Mengen an Material, also Aluminium, abzutragen. In der Flugzeugindustrie spielt das Gewicht der Bauteile eine erhebliche Rolle, so daß es üblich ist, geformte Bauteile, die aufgrund von Fertigungstoleranzen zu schwer sind, auf ein bestimmtes Gewicht chemisch zu fräsen.The aircraft industry uses large aluminum components For example, missiles are essentially constructed of an aluminum skin. Due to manufacturing tolerances in the forming processes, for example for Formation of aircraft skin panels, it is necessary to use the already preformed parts to undergo a chemical etching or milling to be quite defined, often too only in certain areas significant amounts of material, ie aluminum, ablate. In the aircraft industry, the weight of the components plays a significant role Role, so it is common to molded components due to manufacturing tolerances hard to chemically mill to a certain weight.

Dementsprechend sind die Fräsbäder sehr groß, Inhalte von 60 m3 sind möglich, um solch große Bauteile behandeln zu können. Demzufolge fallen sehr hohe Mengen an aufzuarbeitenden Fräsbädern an. Accordingly, the milling baths are very large, contents of 60 m 3 are possible to treat such large components. As a result, very high amounts of reprocessed milling baths are incurred.

Hier setzt nun die Erfindung an und es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein alkalisches Aluminium-Fräsbad derart zu betreiben, daß jeweils günstige und einfach zu steuernde Fräsbadbedingungen vorliegen, dennoch eine apparativ einfache und energetisch wenig aufwendige Aufbereitung des Fräsbades möglich ist.Here is where the invention and it is therefore an object of the invention, an alkaline To operate aluminum milling bath such that each cheap and easy to control Fräsbadbedingungen present, yet a simple apparatus and energetically little consuming preparation of the milling is possible.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß dem alkalischen Fräsbad ein Gemisch aus gelöstem komplexierten Aluminium-Ionen und Fräsmedium bei einer Konzentration an gelöstem komplexierten Aluminium-Ionen entnommen wird, die weit unter dessen Sättigungsgrenze liegt, daß die Trennung eine Nanofiltration ist, bei der das Fräsmedium unter Anwendung des Prinzips der umgekehrten Osmose vom Gemisch abgetrennt wird, wobei gleichzeitig eine Aufkonzentration des Rückstandes an komplexiertem Aluminium-Ionen stattfindet.According to the invention the object is achieved in that the alkaline milling a Mixture of dissolved complexed aluminum ions and milling medium in one Concentration of dissolved complexed aluminum ions is taken that far below its saturation limit is that the separation is a nanofiltration, in which the milling medium using the principle of reverse osmosis of Mixture is separated, at the same time a concentration of the residue on complexed aluminum ions takes place.

Es wird somit entsprechend einem ersten wichtigen Aspekt der Erfindung das Gemisch aus gelöstem komplexiertem Aluminium-Ionen und Fräsmedium schon bei einer relativ geringen Konzentration an komplexierten Aluminium-Ionen entnommen. Wie bereits erwähnt, wurde festgestellt, daß gut steuerbare und definierte Ätz bzw. Fräsbedingungen bei relativ geringen Konzentrationen an gelöstem Aluminatkomplex erzielt werden können, die bei zunehmender Konzentration immer ungünstiger werden und steuerungstechnisch schwierig zu erfassen sind.It is thus according to a first important aspect of the invention, the mixture from dissolved complexed aluminum ions and milling medium already at a relative taken from low concentration of complexed aluminum ions. As already mentioned, it was found that well controllable and defined etching or Milling conditions at relatively low concentrations of dissolved aluminate complex can be achieved, which become increasingly unfavorable with increasing concentration and control technology are difficult to detect.

Der zweite wichtige Aspekt der Erfindung eröffnet nun die Möglichkeit einer nachgeschalteten wirtschaftlich sinnvollen Aufbereitung deswegen, da durch die Trennung über eine Nanofiltration gleichzeitig eine Aufkonzentration des Rückstandes am komplexierten Aluminium-Ionen stattfindet.The second important aspect of the invention now opens the possibility of a downstream economically meaningful processing because of the separation Concentration of the residue on the same time via nanofiltration complexed aluminum ions takes place.

Bei der Nanofiltration wird das zu filtrierende Medium mit einem Druck beaufschlagt und es erfolgt eine ionenselektive Membrantrennung. Für den Begriff Nanofiltration existieren auch die Synonyme Hyperfiltration und Niederdruckumkehrosmose. Kleine Moleküle wie beispielsweise Natriumhydroxid oder Wasser können die Membran leicht passieren, größere Moleküle, wie beispielsweise der Aluminatkomplex, können die Membran nur erschwert passieren. Dadurch kann sowohl Wasser als auch das Fräsmedium, beispielsweise Natronlauge, aus dem Fräsbadgemisch abgetrennt werden, wodurch dann die Konzentration an Aluminatkomplex in der verbleibenden Lösung erhöht wird.In nanofiltration, the medium to be filtered is subjected to a pressure and there is an ion-selective membrane separation. For the term nanofiltration There are also the synonyms hyperfiltration and low pressure reverse osmosis. little one Molecules such as sodium hydroxide or water can easily membrane larger molecules, such as the aluminate complex, can pass through Membrane only difficult to happen. This allows both water and that Milling medium, such as sodium hydroxide, are separated from the Fräsbadgemisch, which then increases the concentration of aluminate complex in the remaining solution becomes.

Es wird bei der erfindungsgemäßen Betreibung des Fräsbades nicht abgewartet, bis in dem Fräsbad eine solche hohe Konzentration an Aluminatkomplex entstanden ist, die eine spätere wirtschaftlich sinnvolle Aufbereitung ermöglicht, sondern es wird aus dem Fräsbad bereits bei sehr geringen Konzentrationen entnommen. Bei der nachgeschalteten Nanofiltration wird das Fräsmedium und Wasser abgetrennt und somit gleichzeitig der Aluminatkomplex so aufkonzentriert, daß eine wirtschaftlich sinnvolle Aufbereitung des Komplexes durchführbar ist.It is not waited in the operation of the invention the Fräsbad, up in the Fräsbad such a high concentration of aluminate complex has arisen, the one later economically meaningful preparation allows, but it becomes from the Milling bath already taken at very low concentrations. In the Downstream nanofiltration, the milling medium and water is separated and Thus, at the same time the aluminate complex concentrated so that an economical meaningful preparation of the complex is feasible.

Somit wird die Aufgabe vollkommen gelöst.Thus, the task is completely solved.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung nach dem Anspruch 9 zur Durchführung des Verfahrens.The invention also relates to a device according to claim 9 for Implementation of the procedure.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, bei der bei dem Aufbereiten des Aluminatkomplex wieder Fräsmedium freigesetzt wird, wird die dabei resultierende Lösung ebenfalls der Nanofiltration zugeführt.In a further embodiment of the invention, wherein in the processing of the aluminate complex Milling medium is released again, the resulting solution also fed to the nanofiltration.

Greift man wieder auf das Beispiel der Aufarbeitung eines Natriumaluminatkomplexes zurück, so entsteht dabei wieder Natronlauge. Das heißt, im wässrigen Filtrat sind Natronlauge und auch noch Restmengen an Natriumaluminatkomplex enthalten. Durch die Zuspeisung dieser Lösung zu der Lösung, die der Nanofiltration zugeführt wird, kann das Natriumhydroxid, das bei der vorangegangenen Nanofiltration noch im Aluminatkomplex gebunden war, nun ebenfalls abgetrennt werden, und dem Fräsbad zurückgeführt werden. Dadurch ist es dann möglich, etwa die gesamte notwendige Natronlauge im Kreislauf zu führen, was bei großtechnischen Anlagen ein erheblicher ökonomischer und auch ökologischer Effekt bedeutet.Taking again the example of the workup of a Natriumaluminatkomplexes Back, it is again caustic soda. That is, in the aqueous filtrate are Sodium hydroxide and also residual amounts of Natriumaluminatkomplex included. By the feeding of this solution to the solution, which is fed to the nanofiltration can the sodium hydroxide, which in the previous nanofiltration still in the Aluminate complex was bound, now also be separated, and the milling bath to be led back. This makes it possible, as the whole necessary Caustic soda to lead in the circuit, which is a significant in large-scale facilities economic and ecological effect.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, bei der die Aufbereitung des Komplexes durch Verdünnen mit Wasser und Fällen und Abtrennen des Aluminiums als Hydroxid erfolgt, wird die Wasserzugabe so gesteuert, daß das bei der Abtrennung resultierende Filtrat den Verdampfungsverlust des Fräsbades ausgleicht.In a further embodiment of the invention, in which the treatment of the complex by diluting with water and precipitating the aluminum as hydroxide takes place, the addition of water is controlled so that the resulting in the separation Filtrate compensates for the evaporation loss of the milling bath.

Fräsbäder werden oftmals bei hohen Temperaturen, etwa im Bereich von 75 - 80°C geführt, so daß eine erhebliche Menge des Wassers des Fräsbades nach und nach verdampft. Durch Zugabe eines entsprechend verdünnten Filtrates aus dem Aufbereitungsprozeß des Aluminatkomplexes können der Nanofiltration entsprechende Wassermengen zugeführt werden, die zusammen mit der Natronlauge durch die Membran der Nanofiltration hindurchtreten und somit für eine ausreichende Nachführung an Wasser zum Fräsbad sorgen.Milling baths are often at high temperatures, for example in the range of 75-80 ° C guided, so that a considerable amount of the water of the milling bath gradually evaporated. By adding a correspondingly dilute filtrate from the Processing process of Aluminatkomplexes nanofiltration corresponding amounts of water be fed, which together with the caustic soda through the membrane of the Nanofiltration pass and thus for a sufficient tracking of water to the milling bath.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird dem Fräsbad das Gemisch aus gelöstem komplexierten Aluminium-Ionen und Fräsmedium entweder laufend oder batchweise entnommen. Je nach Größe der Anlage und den steuerungstechnischen Gegebenheiten kann das Gemisch entsprechend entnommen werden.In a further embodiment of the invention, the milling bath, the mixture of dissolved complexed aluminum ions and milling medium either running or taken in batches. Depending on the size of the system and the control technology Conditions, the mixture can be removed accordingly.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das Gemisch aus Lauge und Aluminatkomplex bei Aluminium-Badkonzentrationen im Bereich von 5 - 20 g/l Aluminium entnommen. Diese Maßnahme hat nun den Vorteil, daß das Bad bei äußerst günstigen Konzentrationen an Aluminium betrieben wird. Bei äußerst geringen Aluminiumkonzentrationen im Bad liegt praktisch reine Natronlauge vor, die so konzentriert und aggresiv ist, daß beispielsweise beim Eintauchen von sehr großen Teilen kein gleichmäßiges Ätz- bzw. Fräsergebnis erzielt werden kann, da die zuerst eingetauchten Bereiche länger und damit stärker gefräst werden als die später eingetauchten Bereiche. Bei sehr hohen Konzentrationen an Aluminium im Fräsbad nimmt die Fräsgeschwindigkeit stark ab und es besteht die Gefahr an Überkonzentrationsstellen, so daß Ausfällungen stattfinden.In a further embodiment of the invention is the mixture of lye and Aluminate complex at aluminum bath concentrations in the range of 5-20 g / l Taken from aluminum. This measure has the advantage that the bath at extremely low concentrations of aluminum is operated. At extremely low Aluminum concentrations in the bath is practically pure caustic soda, the so Concentrated and aggresive is that, for example, when immersing very large Sharing no uniform etch or milling result can be achieved because the first immersed areas are longer and therefore milled more than the later submerged areas. At very high concentrations of aluminum in the milling bath the milling speed drops sharply and there is a risk of over-concentration points, so that precipitations take place.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung liegt die Konzentration an Lauge im Fräsbad im Bereich von 110 - 150 g/l Natriumhydroxid. Es wird das bei der Nanofiltration entstandene Natriumhydroxid laufend so zurückgeführt, daß in diesen günstigen Bereichen die Konzentration gehalten wird, so daß ein optimales und definiertes, somit einfach steuerbares Fräsergebnis erzielt werden kann.In a further embodiment of the invention, the concentration of alkali is in the Milling bath in the range of 110-150 g / l sodium hydroxide. It will be at the Nanofiltration resulting sodium hydroxide continuously recycled so that in this In favorable areas the concentration is kept, so that an optimal and defined, thus easily controllable milling result can be achieved.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Nanofiltration so durchgeführt, daß eine Aufkonzentration des Aluminiums bis zu 100 g/l erfolgt.In a further embodiment of the invention, the nanofiltration is carried out in such a way that a concentration of aluminum up to 100 g / l takes place.

Durch Aufkonzentrationen in diese Größenordnungsbereiche entsteht eine übersättigte Lösung an Aluminatkomplex, die einer wirtschaftlichen Aufbereitung zugänglich ist. In dieser Lösung finden bereits spontan Auskristallisationsvorgänge statt. Concentrations in these orders of magnitude create a supersaturated Solution of aluminate complex, which is accessible for economic processing. In This solution already spontaneously crystallization processes take place.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die Erfindung wird nachfolgend an Hand einiger Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert.It is understood that the above and the still to explanatory features not only in the specified combinations, but also in Other combinations or alone can be used without the scope of to leave the present invention. The invention will be described below with reference to some Embodiments in conjunction with the accompanying drawings closer described and explained.

Es zeigen:

Fig. 1
schematisch eine Anlage mit der das erfindungsgemäße Verfahren betrieben wird, und
Fig. 2
ein Diagramm, bei dem die Konzentration an Fräsmedium gegenüber der Konzentration an gelöstem Aluminatkomplex aufgetragen ist, zur Erläuterung der Verfahrensführung.
Show it:
Fig. 1
schematically a plant with which the inventive method is operated, and
Fig. 2
a diagram in which the concentration of milling medium is plotted against the concentration of dissolved aluminate complex, to illustrate the process.

In Fig. 1 ist ein Fräsbad 10 ersichtlich, in dem als Fräsmedium eine wässrige Lösung von Natriumhydroxid enthalten ist. Das Fräsbad hat ein Volumen von etwa 60 m3 und wird bei einer Temperatur von 75 - 80°C betrieben, so daß bereits erhebliche Wasserdampfmengen 12 entweichen.In Fig. 1, a milling bath 10 can be seen, in which an aqueous solution of sodium hydroxide is contained as a milling medium. The milling bath has a volume of about 60 m 3 and is operated at a temperature of 75-80 ° C, so that already escape considerable amounts of water vapor 12.

In das Fräsbad 10 werden metallische Werkstücke aus Aluminium eingetaucht, beispielsweise großflächig gebogene Flugzeugverkleidungselemente mit einem Ausmaß von mehreren Metern.In the milling 10 metal workpieces are immersed in aluminum, For example, large-scale curved aircraft fairing elements to an extent of several meters.

Das Aluminium des Werkstückes reagiert mit der Natronlauge unter Bildung von Wasserstoff und einem löslichen Natriumaluminatkomplex, NaAl(OH)4.The aluminum of the workpiece reacts with the caustic soda to form hydrogen and a soluble sodium aluminate complex, NaAl (OH) 4 .

Im eingefahrenen Zustand der Anlage wird bereits bei einer Badkonzentration von etwa 10 g Aluminium pro Liter Badflüssigkeit diese entnommen und einem Nanofilter 14 zugeführt, in dem eine Nanofiltration durchgeführt wird. In the retracted state of the plant is already at a bath concentration of about 10 g of aluminum per liter of bath liquid taken this and a nanofilter 14th fed, in which a nanofiltration is performed.

Der Nanofilter 14 ist so aufgebaut, daß ein inneres Rohr eine rohrförmige Stützstruktur aufweist, in der eine Membran aufgelegt ist. Dieses Rohr ist von einem weiteren Rohr umgeben.The nanofilter 14 is constructed so that an inner tube has a tubular support structure has, in which a membrane is placed. This pipe is from another pipe surround.

Solche Nanofilter werden als Moduleinheiten eingesetzt, wie sie beispielsweise unter der Bezeichnung SelRO Tubula Modul TM 1228 von der Firma Membrane Products Kiryat Weizmann Ltd., Rehovot/Israel angeboten wird. Die eingesetzte Membran hat die Spezifizierung MPT-34.Such nanofilters are used as modular units, as for example under the Description SelRO Tubula Modul TM 1228 from Membrane Products Kiryat Weizmann Ltd., Rehovot / Israel. The inserted membrane has the Specification MPT-34.

Das Membranrohr eines Rohrmoduls weist etwa einen Durchmesser von 10 mm auf, der Stützkörper besteht aus einem perforierten, porösen rohrförmigen Stützkörper, auf dem die Membranfolie MPT-34 aufgelegt ist.The membrane tube of a tube module has approximately a diameter of 10 mm, the Support body consists of a perforated, porous tubular support body on which the Membrane film MPT-34 is launched.

Ein solches Modul wird im Querstromprinzip geführt, d.h. die Fräsbadlösung wird, über eine hier nicht dargestellte Pumpe mit einem Druck von 1 - 6 MPa beaufschlagt und in einer Richtung durch das innere Rohr mit einer Geschwindigkeit von 1 - 2 m/s geführt. Unter diesen Bedingungen treten Natriumhydroxid und Wassermoleküle durch die Membran in radialer Richtung hindurch und werde in das sogenannte NaOH-Permeat übergeführt, das dem Fräsbad 10 rückgeführt wird. Die an Wasser und Natriumhydroxid verarmte Fräsbadlösung ist nach Verlassen des Nanofilters 14 an Aluminatkomplex aufkonzentriert. Die Bedingungen sind so gewählt, daß eine Aufkonzentrierung in den Bereich von etwa 50 - 100 g/l Aluminium erfolgt.Such a module is guided in the cross-flow principle, i. the milling bath solution becomes, over one not shown here pump with a pressure of 1 - 6 MPa applied and in one Direction through the inner tube at a speed of 1 - 2 m / s out. Under In these conditions, sodium hydroxide and water molecules pass through the membrane radial direction and will be converted into the so-called NaOH permeate, the the milling bath 10 is recycled. The impoverished in water and sodium hydroxide Milling bath solution is concentrated after leaving the nanofilter 14 of aluminate complex. The conditions are chosen so as to concentrate in the range of about 50-100 g / l of aluminum.

Diese als Al-Konzentrat bezeichnete Flüssigkeit kann nunmehr einem Aufbereitungsprozeß zugeführt werden, der entweder vor Ort oder bei einem Unternehmen, das Aluminium herstellt, durchgeführt werden kann.This liquid, referred to as Al concentrate, can now be subjected to a treatment process be supplied either on site or at a company that uses aluminum can be performed.

Das Al-Konzentrat wird nach dem bekannten Bayer-Verfahren mit Wasser verdünnt, und gegebenenfalls unter Hinzugabe von entsprechenden Keimen wird das entstandene Aluminiumhydroxid Al(OH)3 ausgefällt und abzentrifugiert und als Al-Produkt beispielsweise der Aluminiumherstellung zugeführt. The Al concentrate is diluted according to the known Bayer method with water, and optionally with the addition of appropriate germs, the resulting aluminum hydroxide Al (OH) 3 is precipitated and centrifuged and fed as Al product, for example, the aluminum production.

Das bei der Abtrennung des ausgefällten Al(OH)3 durch Filtrieren oder Zentrifugieren verbleibende Filtrat enthält die bei der Aufspaltung des Natriumaluminatkomplexes entstandene Natronlauge und gegebenenfalls noch gelösten nicht gespaitenen Natriumaluminatkomplex. Dieses Filtrat kann erneut dem Nanofilter 14 zugespeist werden, dort in das NaOH-Permeat überführt werden und dem Fräsbad 10 rückgeführt werden.The filtrate remaining in the separation of the precipitated Al (OH) 3 by filtration or centrifugation contains the sodium hydroxide solution formed during the decomposition of the sodium aluminate complex and, if appropriate, still dissolved unsplit sodium aluminate complex. This filtrate can be fed again to the nanofilter 14, where it is converted into the NaOH permeate and returned to the milling bath 10.

Somit ist es möglich, bei großtechnischen Anlagen vor Ort das Natriumhydroxid (NaOH) in einem geschlossenen Kreislauf zu führen. Bedenkt man, daß bei einem Flugzeughersteller etwa 1.200 t Natriumhydroxid pro Jahr in Fräsbädern verwendet werden, wird die wirtschaftliche Dimension der Rückgewinnung und Rückführung von Natronlauge deutlich.Thus, it is possible in large-scale systems on site, the sodium hydroxide (NaOH) in to lead a closed cycle. Considering that at an aircraft manufacturer About 1,200 t of sodium hydroxide per year are used in milling baths, the economic will be Dimension of recovery and recycling of caustic soda significantly.

An Hand des Diagramms von Fig. 2 ist die vorteilhafte Verfahrensführung noch deutlicher ersichtlich. Das Fräsbad 10 von Fig. 1 wird so betrieben, daß die Konzentration an Natronlauge bei etwa 120 g/l liegt, die Konzentration an gelöstem Aluminium etwa im Bereich von 10 g/l liegt. Durch die Nanofiltration und die ständige Rückführung an entstandenem NaOH-Permeat können diese Badbedingungen andauernd aufrecht erhalten werden. In diesem Bereich sind optimale Ätz- bzw. Fräsergebnisse zu erzielen, d.h. die Fräsgeschwindigkeit ist nicht so hoch, daß große Teile während des Eintauchvorganges unterschiedlich gefräst werden, die Fräsgeschwindigkeit ist aber noch ausreichend und wünschenswert hoch.On the basis of the diagram of Fig. 2, the advantageous process control is even clearer seen. The milling bath 10 of Fig. 1 is operated so that the concentration of Sodium hydroxide solution is about 120 g / l, the concentration of dissolved aluminum in about Range of 10 g / l. Through nanofiltration and continuous recycling incurred NaOH permeate these bath conditions can be maintained permanently become. In this area, optimum etch or milling results are to be achieved, i. the Milling speed is not so high that large parts during the dipping process are milled differently, but the milling speed is still sufficient and desirable high.

Bei der Nanofiltration wird die Konzentration an Aluminium erhöht, wie das durch den horizontalen Pfeil nach rechts angedeutet ist. Man landet in dem dargestellten Ausführungsbeispiel bei einer Aluminiumkonzentration von etwa 75 g/l. In diesem Zustand ist bereits etwa 70 - 80 % der im Fräsbad enthaltenen Natronlauge entnommen worden und in das NaOH-Permeat übergeführt worden.In nanofiltration, the concentration of aluminum is increased, as by the horizontal arrow is indicated to the right. You end up in the illustrated embodiment at an aluminum concentration of about 75 g / l. In this state is already About 70 - 80% of the sodium hydroxide solution contained in the milling bath was removed and into the NaOH permeate has been converted.

Es wird zunächst ein Verdünnungsschritt mit Wasser durchgeführt, so daß diese Lösung entsprechend relativ an Natrium und Aluminium (in Form des gelösten Aluminatkomplexes) verarmt.It is first carried out a dilution step with water, so that this solution correspondingly relative to sodium and aluminum (in the form of the dissolved aluminate complex) impoverished.

Anschließend wird durch Hinzugabe von Keimen das Aluminiumhydroxid ausgefällt und das ausgefällte Aluminiumhydroxid abfiltriert oder beispielsweise abzentrifugiert. Das entstandene Filtrat enthält neben Restmengen des noch ungespaltenen Natriumaluminatkomplexes Natronlauge, die bei der Spaltung des Komplexes entstanden ist, das heißt, es wird wieder zuvor gebundene Natronlauge frei.Then, by adding germs, the aluminum hydroxide is precipitated and the precipitated aluminum hydroxide filtered off or, for example, centrifuged. The resulting Filtrate contains in addition to residual amounts of the still uncleaved Natriumaluminatkomplexes Caustic soda, which has formed during the cleavage of the complex, that is, it will be again previously bound caustic soda free.

Dieses Filtrat wird wieder der Nanofiltration zugeführt, es wird dabei so gesteuert, daß das Natriumhydroxid-Permeat so weit verdünnt wird, daß die Verdampfungsverluste des Fräsbades ausgeglichen werden.This filtrate is fed back to the nanofiltration, it is controlled so that the Sodium hydroxide permeate is diluted so that the evaporation losses of the Milling baths are compensated.

Der beschriebene Verdünnungsschritt wird deswegen zunächst ausgeführt, da ein direktes Aufspalten der hochkonzentrierten Aluminatlösung zu einer Natriumhydroxidkonzentration im Filtrat führen würde, die wesentlich höher ist als die im Bad gewünschte Lösung.The described dilution step is therefore carried out first, since a direct Splitting the highly concentrated aluminate solution to a sodium hydroxide concentration in the filtrate, which is much higher than the solution desired in the bath.

Durch die Rückführung des Filtrats nach der Fällung des Aluminiumhydroxides können die restlichen 20 - 30 % der im Fräsbad enthaltenen Natronlauge rückgewonnen und dem Kreislauf zurückgeführt werden, so daß letztendlich keine Natronlauge verbraucht wird.By recycling the filtrate after the precipitation of the aluminum hydroxide, the remaining 20-30% of the caustic soda solution contained in the milling and recovered the Circuit are returned, so that ultimately no sodium hydroxide is consumed.

Es ist einleuchtend, daß dieses Verfahren steuerungstechnisch sehr einfach zu erfassen ist, es braucht lediglich die Aluminiumkonzentration gemessen werden und dann entweder laufend oder batchweise das Gemisch aus dem Fräsbad abgeführt werden.It is obvious that this method is very easy to grasp control technology, All you need to do is measure the aluminum concentration and then either continuously or batchwise, the mixture be removed from the milling.

In Fig. 2 ist mit der gestrichelten Sägezahnkurve eine konventionelle Badführung dargestellt.In Fig. 2 a conventional bath guide is shown with the dashed sawtooth curve.

Beginnt man am linken oberen Ende der Sägezahnkurve, so ist ersichtlich, daß bei Badkonzentrationen mit etwa 150 g Natriumhydroxid pro Liter Lösung ausgegangen wird. Durch Reaktion mit dem Aluminiumwerkstück nimmt die Konzentration an Natronlauge ab und die Konzentration an gelöstem Aluminium zu, bis beispielsweise auf einen Wert im Bereich von 20 g/l Aluminium. Durch äußere Hinzugabe von Natriumhydroxid zum Fräsbad steigt dessen Konzentration wieder sprunghaft an und es geht der Fräsprozeß weiter, wobei wieder Natronlauge verbraucht wird und laufend die Konzentration an Aluminium im Fräsbad ansteigt. Bei Erreichen einer Konzentration von 30g Aluminium pro Liter Fräsbad wird erneut Natronlauge hinzugegeben, in diesem Zustand wird ein solches Bad bereits als ein schlechtes Bad bezeichnet Es kann dann bis an die Sättigungskurve herangefahren werden und dadurch bei diesen Bedingungen etwa maximal eine Konzentration von knapp 50 g/l Aluminium erreicht werden. Hier besteht aber schon die Gefahr, daß Ausfällungen stattfinden, da schon sehr nahe im Grenzbereich der Sättigung gearbeitet wird. Es ist ersichtlich, daß die Steuerung über die Sägezahnkurve erhebliche meßtechnische Apparaturen notwendig macht, die wesentlich aufwendiger sind als bei der Erfassung entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren.If you start at the upper left end of the sawtooth curve, it can be seen that at Bath concentrations with about 150 g of sodium hydroxide per liter of solution is assumed. By reaction with the aluminum workpiece, the concentration of sodium hydroxide solution decreases and the concentration of dissolved aluminum to, for example, to a value in Range of 20 g / l aluminum. By external addition of sodium hydroxide to the milling bath increases its concentration again leaps and it goes on the milling process, where Caustic soda is consumed again and continuously the concentration of aluminum in the milling bath increases. When reaching a concentration of 30g of aluminum per liter of milling bath is again Sodium hydroxide added, in this state, such a bath is already as a bad bath called It can then be approached to the saturation curve and thereby at these conditions, a maximum concentration of almost 50 g / l Aluminum can be achieved. But there is already the danger that precipitations take place, since it is already working very close to the boundary of saturation. It is It can be seen that the control over the sawtooth curve considerable metrological Requires equipment that are much more expensive than in the detection according to the method of the invention.

Mit der beschriebenen Badführung kann durch Arbeiten bei jeweils optimalen Fräsbedingungen eine Verdoppelung der Abtragsleistung von etwa 1 mm pro Stunde auf etwa 2 mm pro Stunde Materialstärke erzielt werden.With the described bath guide can work at each optimal Milling conditions doubling the removal rate of about 1 mm per hour about 2 mm per hour of material thickness can be achieved.

Ferner wird eine erhebliche Verminderung der Ausfallzeiten zur Baderneuerung festgestellt, bei dem Betrieb entsprechend der Sägezahnkurve bestehen etwa 30 % Ausfallzeiten, um nämlich das komplette Bad auszutauschen und durch ein frisches zu ersetzen, den Bodenkörper aus bereits angefallenem Al(OH)3 zu entfernen und um zyklisch Natronlauge zuzugeben.Furthermore, a significant reduction in downtime for bath renewal is found in the operation according to the sawtooth curve is about 30% downtime, namely to replace the entire bath and replace it with a fresh, remove the bottom body from Already incurred Al (OH) 3 and order Add sodium hydroxide solution cyclically.

Aufgrund der exakten Betriebsweise bei idealen Bedingungen ist es möglich, sehr nahe an die optimale Frästiefe steuerungstechnisch heranzugeraten, vorher waren allenfalls 90 % der optimalen Frästiefe zu erreichen, wobei iterative Meßverfahren durchgeführt werden mußten.Due to the exact operation in ideal conditions, it is possible to be very close to the optimum depth of cut was added to the control system, at most 90% of them had previously been used to achieve optimal milling depth, whereby iterative measuring methods are performed had.

Claims (10)

  1. Method for operating aluminium milling baths,
    a) in which an aluminium workpiece which is to be milled is immersed in a milling bath containing an alkaline milling medium,
    b) a chemical reaction between aluminium and milling medium oxidizes the aluminium and converts it into a soluble aluminate complex,
    c) the mixture formed is subjected to a separation step, by means of which excess milling medium is separated from the aluminate complex,
    d) the milling medium which has been recovered is reused for operating milling baths, and
    e) the aluminate complex is subjected to a treatment process,
    characterized
    f) in that a mixture of dissolved complexed aluminium ions and milling medium is removed from the milling bath at a concentration of dissolved complexed aluminium ions which is well below its saturation limit,
    g) in that the separation step is a nanofiltration step in which the milling medium is separated from the mixture using the reverse osmosis principle,
    h) with the residue of complexed aluminium ions being concentrated at the same time.
  2. Method according to Claim 1, in which during the treatment of the aluminate complex milling medium is released again, characterized in that the resulting solution is likewise fed to the nanofiltration step.
  3. Method according to Claim 2, characterized in that the treatment of the aluminate complex involves diluting with water and precipitating and separating off the aluminium as a hydroxide, and the addition of water is controlled in such a way that the filtrate which results during the separation compensates for evaporation losses from the milling bath.
  4. Method according to one of Claims 1-3, characterized in that the mixture of dissolved complexed aluminium ion and milling medium is removed continuously or batchwise from the milling bath.
  5. Method according to one of Claims 1-4, characterized in that the mixture of lye and aluminate complex is removed from alkaline milling baths for dissolution purposes at Al bath concentrations in the range from 5-20 g/l.
  6. Method according to Claim 5, characterized in that the concentration of lye is kept in the range from 110-150 g/l.
  7. Method according to one of Claims 1-6, characterized in that the nanofiltration step is carried out in such a way that aluminium is concentrated up to 100 g/l.
  8. Method according to one of Claims 1-7, characterized in that the nanofiltration step is carried out at pressures in the range from 1-6 MPa.
  9. Device for carrying out the method according to one of Claims 1-8,
    a) having a milling bath (10),
    b) having a device for removing and separating the mixture formed in the milling bath (10),
    c) having a device for returning the milling medium which has been separated off into the milling bath,
    d) having a device for treating the mixture residue which has been separated off,
    e) the separation device being a nanofilter (14), in which the milling medium can be separated from the mixture using the reverse osmosis principle,
    characterized
    f) in that the nanofilter is configured in such a manner that it retains aluminate complexes which are formed when an aluminium workpiece reacts with an alkaline milling medium.
  10. Device according to Claim 9, characterized
    m) in that the nanofilter is configured as a membrane tube which is surrounded by a second tube for returning the permeate.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013108375A1 (en) 2013-01-31 2014-07-31 Thomas König Process for the preparation of a pickling and / or anodizing bath and anodizing arrangement

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19844227C2 (en) * 1998-09-26 2002-04-18 Daimler Chrysler Ag Method and device for producing crystals from supersaturated solutions
JP3434750B2 (en) * 1999-09-30 2003-08-11 Necエレクトロニクス株式会社 Cleaning device line configuration and its design method
AT409350B (en) * 2000-06-28 2002-07-25 Kostjak Michael Dipl Ing Dr Te METHOD FOR DETACHING METALLIC ALUMINUM FROM ALUMINUM-CONTAINING SOLID WASTE
US7575687B2 (en) * 2005-08-16 2009-08-18 Ge Osmonics, Inc. Membranes and methods useful for caustic applications
US7909179B2 (en) * 2005-08-16 2011-03-22 Ge Osmonics, Inc. Modified polyamide matrices and methods for their preparation
ES2299317A1 (en) * 2005-11-08 2008-05-16 Corporacion Alimentaria Peñasanta, S.A. Method for continuous recovery of alkaline detergent used in industrial installations cleaning spot, involves separating suspended matter in flow of used detergent followed by nanofiltration of flow using nanofiltration membrane
JP5016973B2 (en) 2007-05-21 2012-09-05 株式会社野坂電機 Method and apparatus for alkali recovery of alkali etchant
US20090000884A1 (en) 2007-06-26 2009-01-01 Akebono Corporation (North America) Brake rotor
DE112009003274A5 (en) * 2008-11-03 2012-09-20 Thomas König Baking method and dressing
KR101704376B1 (en) * 2009-03-31 2017-02-08 쿠리타 고교 가부시키가이샤 Apparatus and method for treating etching solution
DE102012019731A1 (en) * 2012-10-09 2014-04-10 Overlack GmbH Coating surfaces of metallic elements with conversion layer in passivation zone with zirconium ion- or titanium ion-containing solution, comprises compensating fluid loss in passivation zone by supply of deionized water from first zone
US11545307B2 (en) * 2019-02-11 2023-01-03 Pacesetter, Inc. Fabrication of capacitors and recovery of capacitor fabrication matertials

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4655928A (en) * 1983-10-18 1987-04-07 Gnb Incorporated Membrane processes for metal recovery and pollution control in metal process industries
US5118399A (en) * 1988-04-19 1992-06-02 Vaughan Daniel J Electrodialytic recovery process
US5141610A (en) 1988-04-19 1992-08-25 Vaughan Daniel J Electrodialytic process for restoring sodium hydroxide etchants for aluminum
DE3815271A1 (en) * 1988-05-05 1989-11-16 Sandoz Ag METHOD FOR CLEANING INDUSTRIAL SEWAGE
US5198085A (en) * 1990-04-12 1993-03-30 Vaughan Daniel J Restoration of alkali hydroxide etchants of aluminum
CA2043717A1 (en) * 1990-07-06 1992-01-07 Thomas A. Davis Recovery of sodium hydroxide and aluminum hydroxide from etching waste
JPH04128392A (en) * 1990-09-19 1992-04-28 Fuji Photo Film Co Ltd Surface treatment of aluminum support for printing plate
JP2849881B2 (en) * 1992-02-04 1999-01-27 富士写真フイルム株式会社 Surface treatment method for aluminum plate for printing plate
US5403490A (en) * 1992-11-23 1995-04-04 Desai; Satish Process and apparatus for removing solutes from solutions
WO1995001670A1 (en) * 1993-06-29 1995-01-12 Square D Company Ac to dc power conversion system
IL109249A0 (en) 1994-04-07 1994-07-31 Weizmann Kiryat Membrane Prod Process and system for purifying a contaminated caustic feed solution
US5587083A (en) * 1995-04-17 1996-12-24 Chemetics International Company Ltd. Nanofiltration of concentrated aqueous salt solutions

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013108375A1 (en) 2013-01-31 2014-07-31 Thomas König Process for the preparation of a pickling and / or anodizing bath and anodizing arrangement
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