Metall

Umweltfreundliches Verfahren zur Kreislaufschließung im Beizprozess

Das entwickelte Nanofiltrationsverfahren erlaubt die direkte Rückgewinnung freier Beizsäuren und ist sowohl umweltfreundlich, energiesparend und kosteneffizient. Durch die Weiterbehandlung der entstehenden Konzentrate mittels Kristallisation bzw. Elektrolyse ist die vollständige Schließung der Wasser- und Säurekreisläufe der Beizprozesse möglich. Ferner weist das Verfahren einen geringeren Chemikalienbedarf auf und vermeidet Abfälle.

Zusammenfassung

Zum Schutz vor Oxidation bzw. zur Vorbehandlung werden Metalloberflächen gebeizt, d.h. mit einem Säure- oder Laugengemisch bearbeitet. Da die Beizwirkung jedoch nach einiger Zeit stark nachlässt, muss die Beize ersetzt und als Sondermüll entsorgt werden. Obwohl es bereits Verfahren zur Regeneration gibt, fallen auch bei diesen noch Abwässer mit hohen Metall- und Nitratkonzentrationen an. Während die Metalle als Hydroxide ausgefällt und der anfallende Schlamm deponiert wird, belasten die Nitrate aufgrund ihrer hohen Löslichkeit biologische Kläranlagen und Gewässer.

Ziel des Projektes war daher die praxisnahe Entwicklung und betriebliche Erprobung eines neuartigen, prozessintegrierten Kreislaufprozesses auf Basis der Membranfiltration zur Rückgewinnung der in verbrauchten Edelstahlbeizen enthaltenen Metalle und Mischsäuren. Dies soll eine vollständige Schließung der Wasser- und Säurekreisläufe in Beizprozessen ermöglichen.

Ergebnisse:

Grundlage des neuen Verfahrens ist die Nanofiltration, mit der aus einer Mischsäure Metalle aufkonzentriert und freie Säuren zurückgewonnen werden können.
Die Kristallisation kann wegen der hohen Sättigungskonzentration der Metalle in der Mischsäure nicht als Metallsenke dienen.
Eine Nanofiltrationsmembran auf Basis von Polyethersulfon war für die Anwendung in Mischsäuren am besten geeignet.
Insgesamt ergeben sich höhere Permeatleistungen bei geringeren Säuregehalten.
Als vorteilhaft erweisen sich in dem Verfahren die verringerten Chemikalien- und Abwassermengen, die Vermeidung von Abfallstoffen, die vollständige Rückgewinnung der freien Säuren sowie die Verwertbarkeit der gebundenen Säuren und Metalle.
Als Vorfiltrationssystem zum Schutz der Nanofiltrationsmembran vor Schädigungen eignet sich eine kontinuierliche Mikrofiltration mit permeatseitiger Rückspülung.

Projektbeteiligte

Förderung

Weitere Projektdaten

Projekttitel: Verbundprojekt: Integrierter Umweltschutz in der Metallerzeugung; Verbundvorhaben: "Umweltfreundlicher Kreislaufprozess für Beizsäuren in der Edelstahlproduktion"

Projektnummer: 01RW0150, 01RW0152, 01RW0301

Projektzeitraum: 2002 - 2006

Projektort: Deutschland (Rheinland-Pfalz, Hessen, Nordrhein-Westfalen)

Projektansprechpartner:

Dr. Meyer-Blumenroth

Schmidt

Herr Dr.-Ing. Rögener

+49 (0)211 / 6707 315

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Quelle: Technische Informationsbibliothek Hannover (TIB)