188124. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fémek szennyvízhulladék nélküli galvanikus felületkezelésére
1 188 124 2 A találmány tárgya eljárás a fémek szennyvízhulladék nélküli galvanikus felületkezelésére és egyidejűleg elektrolit oldat megtakarítására. Mind anyaggazdálkodási, mind vízgazdálkodási, mind környezetvédelmi szempontból fontos a felületkezelő fürdők víz- és anyagforgalmának hatékony korszerűsítése a hulladékmentes technológiára való törekvés. Az 1978. évben kigyűjtött galvánipari adatok szerint egyetlen üzemmel évente mintegy 3,4 t réz, 22 t nikkel, 50 t cink, 4,8 t kadmium, 18 t króm kerül hulladékként szennyvízbe, ill. szennyvíziszapba. A galvánipari fémionveszteség kiküszöbölésének sok objektív akadálya van, amelyek a jelenlegi technológiából adódnak:- a mindenkori elektrolit kihordás,- a felületről az elektrolit eltávolítása, a vizes öblítés, ami a felületkezelés elengedhetetlen velejárója. Mind az anyagfelhasználás, mind a szennyvízkezelés miatt célszerű az áthordást alacsony értéken tartani. Az áthordás a tárgy fürdőből való kilépésének idejétől függ. Kísérleteink szerint a lecsepegés idejének 10 sec fölé növelése már nem eredményez jelentős csökkenést az áthordásban. A nagyság, a forma, a kiemelés irányának célszerű megválasztása, a felületi feszültség csökkentő adalékok adagolása további jelentős kihordás csökkenést eredményezhet. A kihordás mértéke továbbá jelentősen függ a felületkezelő oldat kémiai összetételétől: pl. alkálikus oldatban az oldat nagyobb viszkozitása miatt kétszeres öblítővíz mennyiséggel kell számolni, mint ami a savak esetében szükséges. További befolyásoló tényező a koncentráció és a hőmérséklet. Mindezek figyelembevétele után végül is marad egy lamináris film a kiemelt tárgy felületén, amit ugyan a fürdő turbulenciája is befolyásol, de van egy végső mennyiség, ami már nem befolyásolható (0,1-0,2 I/m2). E végső réteggel kihordott anyagmennyiséget az eddigi eljárásoknál csak az öblítővízzel lehetett eltávolítani. Alkatrészek, szerelvények nedves megmunkálásánál, folyadékokban történő kezelési (felületelőkészítő, ill. felület kikészítő) eljárásoknál, pl. maratás, zsírtalanítás, galvanizálás, a tárgyak felületét, bemélyedéseit nedvesítő folyadék oldott anyagait el kell távolítani azért, hogy a következő nedves művelet kezelő fürdőjének működését ne zavarja, az utolsó műveletet követő száradásnál utólagos korróziót ne okozzon, vagy esztétikailag kifogásolható foltok ne maradhassanak vissza. Ezt szolgálják az öblítési eljárások. Az öblítővíz utánpótlására szakaszos és folyóvizes öblítési eljárásokat ismerünk. A szakaszos öblítési eljárások közé tartozik az öblítés takaréköblítő(k)ben, öblítés keringetett takaréköblitő rendszerben, a lépéskombinációs öblítés elektrolit viszszanyerő takaréköblítő(k)ben. A folyóvizes öblitési eljárások közé tartozik az öblítés folyóvizes öblítő(k)ben, öblítés folyóvizes ellenáramú kaszkád öblítődben, megemlíthető az öblítés ioncserélt vizet használó kaszkád öblítőben is. A fémion veszteség és a rendszertelen, túlzott vizhasználás a technológiai fegyelem be nem tartása miatt fellép, és ez a jelenlegi 50-60%-ban kézi üzemű galvanizáló egységekben szinte kiküszöbölhetetlen. Az öblítők vizéből a fémionok közvetlenül vagy kémiai előkezelés után a közművek csatornáiba jutnak, ill. az utóbbi időben a nagyobb üzemek semlegesítéssel, fémhidroxid iszapkinyeréssel igyekeznek elkerülni a szennyvízbírságot. A kiszűrt fémhidroxid iszapnak napjainkban még nincs gyűjtése, feldolgozásmódja, így csak a hányóra kerül. Találmányunk célja ebbe a technológiai rendszerbe olyan változtatás bevitele, amely kiküszöböli vagy minimálisra csökkenti a vizes öblítő oldatok k épződését. Az eljárás az alábbi műszaki feltételeket elégíti ki:- a műveleti fürdő elektrolitja közel eredeti fiirdőtöménységben nyerhető vissza és adagolható vissza a galvanizálási folyamatba, a furdőoldat veszteség 90%-ban megszüntethető, gyakorlatilag a párolgási veszteség marad;- a találmány szerint a víz- és ionmentesítés során keletkező öblitő folyadék újratisztítható, majd recirkuláltatható";- a találmányi eljárás szerint - ha esetleg szükséges is - vizes öblítés, ennek vízfelhasználása a jelenleginek nagyságrenddel kisebb értékére csökken;- gyakorlatilag kiküszöbölhetővé válik a galvánüzemekben szokásos szennyvízkezelés, közömbösítés, iszapkinyerés, deponálás, méregtelenítés. A találmányi eljárás szerinti leglényegesebb felismerés a vizes öblítő rendszer helyettesítése más, nem vizes öblítő folyadékkal. A nem vizes öblítő folyadéknak az alábbi feltételeket kell kielégítenie: 1. vízzel nem elegyedhet, a kölcsönös oldhatóság gyakorlatilag nulla legyen; 2. a párolgási sebessége ne legyen nagy, hogy ne legyen nagy az oldószerveszteség, tehát üzemi körülmények között folyadék állapotban maradjon; 3. fajsúlya jelentősen térjen el a víz fajsúlyútól, hogy vizes elektrolit oldattól gyorsan elváljon; 4. a vizes fémfelületről a vizet ki tudja szorítani, nedvesítő képessége a fém felületén jó legyen; . 5. könnyen regenerálható, tisztítható legyen. Mindezen feltételeknek részlegesen vagy teljesen eleget tevő oldószercsoportokat lehet kiválasztani az alifás, kis szénatomszámú klórozott szénhidrogének sorából. Ezen vegyületcsoportoknak a vízben való oldhatósága kisebb mint 0,1%. Az elektrolit oldhatósága méréseink szerint 60-100 mg/1 fémion/ szerves fázis. Ez a telítés érték, amelynél többet a szerves fázis bármilyen hosszú érintkezési idő után sem vesz fel az elektrolitból. A párolgási veszteség a molekulasúly és a szubsztitúciós arány függvénye, reális értéktartománya 1-2 mg/sec dm2 (20 °C-on). Ezek az oldószerek 1,5 g/cm3 sűrűségű anyagok, a vizes fázistól az elválás igen gyors. Pl. 1:10 elektrolitszerves fázis aránynál 2 perc rázási idő után a teljes szétválás ideje 20 sec. Több olyan vegyületcsoport található a halogénezett - elsősorban klórozott kis szénatomszámú alifás szénhidrogének között, amelyek nem tartoznak a mérgező anyagok közé. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
