Metallverarbeitung: Säure- und Ätzrückgewinnung

Metalloberflächen können Verunreinigungen enthalten, die Einfluss darauf haben können, ob das Produkt für die Weiterverarbeitung wie Gllätten oder Lackieren verwendet wird. Beispielsweise wird bei verschiedenen Stahlherstellungsprozessen der rostfreie Stahl in einen Bottich mit Beizlauge (eine saure Lösung, typischerweise Schwefel-, Salz-, Phosphor-, Salpeter- oder Flusssäure) getaucht, um Verunreinigungen zu entkalken, zu reinigen und zu entfernen und die Oberfläche zur weiteren Behandlung zu modifizieren. Das Beizbad besteht aus einem Verhältnis zwischen Säure und Metallionen, um eine ebene Metalloberfläche zu erzeugen.

Andererseits wird Aluminium (und einige andere Metalle) häufig in Natronlauge (NaOH) geätzt, um ein mattes Finish zu erzielen, bevor es anodisiert wird (Anodisieren ist ein elektrochemischer Prozess, der die Metalloberfläche in ein dekoratives, dauerhaftes und korrodierendes Material umwandelt -resistentes Finish). Flugzeughersteller verwenden beispielsweise Ätznatron, um Flugzeugteile auf eine bestimmte Dicke chemisch zu ätzen, um Gewicht zu sparen.

Aufgrund der zeitaufwendigen und arbeitsintensiven Wartung des Beizbades suchen Unternehmen nach Möglichkeiten, den Beizprozess kontinuierlich durchzuführen, indem sie Verunreinigungen aus der Beizflüssigkeit entfernen. Dank der Membrantechnologie konnten diese Unternehmen kontinuierliche Beizbäder betreiben und die Wartungszeit verkürzen.

EIGENSCHAFTEN DES SAUREN UND ÄTZENDEN BEIZBADES

Das für Edelstahl verwendete Säurebeizbad ist typischerweise eine Mischung aus 150 g/L Salpetersäure (HNO3) und 50 g/L Flusssäure (HF). Die Temperatur für diesen Prozess wird typischerweise zwischen 25 und 40 °C (77 und 104 °F) eingestellt und der pH-Wert liegt unter null. In einigen Fällen kann Schwefelsäure (H2SO4) oder Wasserstoffperoxid (H2O2) verwendet werden.

Unlegierter Stahl wird typischerweise in schwefel- oder salzsäurehaltigen (HCl) Beizbädern verarbeitet, ebenfalls mit einer Temperatur zwischen 25 und 40 °C (77 und 104 °F) und einem pH-Wert unter null.

Ätznatron (NaOH) wird hauptsächlich zum Beizen oder Ätzen von Aluminium verwendet. Durch das chemische Ätzen löst sich Natriumaluminat (NaAlO2) in der Natronlauge. Die Prozesstemperatur des chemischen Ätzens wird üblicherweise bei 80 °C (176 °F) durchgeführt.

VERFAHREN UND PARAMETER ZUR RÜCKGEWINNUNG VON SÄUREN UND LAUGEN

Die Konzentration an Schwebstoffen und Schwermetallionen steigt im Bad während des Beizprozesses an. Das zunehmende Vorhandensein von Feststoffen und Schwermetallionen verringert schnell die Wirksamkeit und die Beizgeschwindigkeit der Beizflüssigkeit. Durch Entfernen der Feststoffe und Schwermetalle aus dem Bad in einem zweistufigen Membranfiltrationsverfahren kann die Beizgeschwindigkeit stabilisiert werden, wodurch die Wirtschaftlichkeit und die Lebensdauer des Bades verbessert werden.

Die verbrauchte Beizlauge wird in zwei Filtrationszyklen verarbeitet. Die Mikrofiltration (MF) wird im ersten Schritt zur Behandlung und Entfernung von Partikeln und Ölen aus der Beizflüssigkeit eingesetzt. Das Filtrat aus dem MF-Schritt wird dann einem Nanofiltrationssystem (NF-System) zugeführt, um die verbrauchte Beizflüssigkeit weiter zu behandeln. Das Filtrat der NF-Stufe wird in das Beizbad zurückgeführt und das Konzentrat entsorgt.

Beizen von Stahl (saure Lösung)

1. SEPRODYN® Röhren-Mikrofiltrationsmodule können verwendet werden, um Feststoffe, Öle und Kieselsäure zurückzuhalten. In dieser Stufe werden in erster Linie alle Schwebeteilchen entfernt, die die NF-Elemente in der zweiten Stufe des Filtrationsprozesses beschädigen können. Die Lösung sollte auf mindestens 60 °C abgekühlt werden. Diese Module können pH 0-14 verarbeiten.
2. SPIRA-CEL® OY NP030 Nanofiltrationselemente können in der zweiten Stufe des Filtrationsprozesses verwendet werden. Die maximale Prozesstemperatur beträgt 80 °C. Diese Elemente vertragen pH 0-12.

Beizen von Aluminium (Ätzlösung)

1. SEPRODYN® Röhren-Mikrofiltrationsmodule können verwendet werden, um Feststoffe, Öle und Kieselsäure zurückzuhalten. In dieser Stufe werden hauptsächlich Schwebeteilchen bewegt, die die NF-Elemente in der zweiten Stufe des Filtrationsprozesses beschädigen können. Die Lösung sollte auf mindestens 60 °C abgekühlt werden. Diese Module können pH 0-14 verarbeiten.
2. SPIRA-CEL® OX NP030 Nanofiltrationselemente können in der zweiten Stufe dieses Filtrationsprozesses verwendet werden. Die maximale Prozesstemperatur beträgt 80 °C. Diese Elemente vertragen pH 2-14.