NO753583L

NO753583L -

Info

Publication number: NO753583L
Application number: NO753583A
Authority: NO
Inventors: F Dyvik; A Follo
Original assignee: Norske Zinkkompani As
Priority date: 1975-10-24
Filing date: 1975-10-24
Publication date: 1977-04-26
Also published as: DE2640096A1; SE7609694L

Description

Ifølge den alminnelige praksis er det vanlig at stål og stållegeringer blir gitt en overflatebeisning før metallet gis den avsluttende overflatebehandling. Beisingen foregår vanligvis ved at godset som skal bearbeides, blir be-handlet i et bad, som oftest er på saltsyrebasis eller svovelsyrebasis, og hensikten er som regel at glødeskall, korrosjons-produkt eller også at mer eller mindre vellykkede belegninger fra returgods skal fjernes før den avsluttede prosess. Under' bruk blir disse badene anriket på en rekke metallsalter, vanligvis i første rekke. jernsalter, samtidig som innholdet av fri syre i badene synker til en så lav verdi at badene ikke lenger er tilstrekkelig.virksomme. Det er da nødvendig å skifte dem ut med nye og mer virksomme beisebad.

Disponeringen av de brukte beisebadene representerer i dag et stort problem for mange bedrifter. Mens man tidligere har praktisert at badene ble sluppet ut i nærmeste resipient (vassdrag, fjord, havsområde), anses dette ikke lenger som akseptabel praksis. De brukte beisebad forlanges renset og avgiftet før eventuelt utslipp, og myndighetene har trukket retningslinjer for tillatt restinnhold av avfallsstoffer.

Det finnes i dag flere alternative muligheter for valg av prosess for denne avgiftningen av beisebad. I visse alternativ transporteres de jernholdige beisebad - som da ofte forutsettes å være så godt som fri for andre oppløste metallsalter enn jern - til større, sentrale behandlingsanlegg, som kan være basert på røsting, pyrolyse, jonebytting, væske-væske-ekstraksjonsteknikk, eller.lignende.

Felles for disse prosessalternativ,er at behand-lingsanleggene vil være meget kapitalkrevende og også relativt komplisert i drift. De kan derfor utelukkende komme på tale for de relativt sett store bedrifter, eller for bedrifter som ligger gunstig - lokalisert geografisk i forhold til et sentral-anlegg, slik at t-ransporten av de méget korrosive beisebad forenkles.

For de øvrige bedrifter synes det eneste realist-iske alternativ være bygging av fellingsanlegg for konvensjo-nell felling av metallhydroksyder og deponering av faststoffer.

Også denne fremgangsmåte er belastet med vesentlige svakheter. Det er kjent at man ved den konvensjonelle praksis for felling, av hydroksyder av jern, krom,, sink, kobber, kadmium m.fl. får meget voluminøse fellinger, som har meget dårlige avvanningsegenskaper. I de konvensjonelle fellingsanlegg inngår derfor vanligvis både en fortynningsoperasjon, en pH-styrt dosering av nøytralisasjonsmiddel (til pH 8 - 10),

en fortykningsoperasjon og bruken av filterpresse for avvanning av faststoffet. Som sluttprodukt får man en filterkake av betydelig volum, og med et karakteristisk vanninnhold på 75 - 80%. Mengde filterkake vil fra et beisebad med eksempelvis 100 g/l Fe 2 + utgjøre ca. 1,2 - 1,3nr ^ pr. mJ ^ opprinnelig beisebad.

Deponeringen av en slik filterkake kan ofte .by

på betydelige problem.

Ifølge foreliggende oppfinnelse kan man ved enkle midler forenkle disse operasjonene meget vesentlig, - noe som åpner mulighet for en betydelig forenklet fremgangsmåte utstyrs-messig. Oppfinnelsen bygger på det overraskende funn at man ved å optimalisere fellingsbétingelsene for jern og andre opp-løste metallsalter kan få frem oksydiske fellinger av de samme• metaller, som har slike fysikalske og kjemiske egenskaper at en rekke fordeler oppnås.. Det er vist ved laboratorieforsøk at man ved samtidig å sørge for opprettholdt følgende beting-elser -

1) høy temperatur i oppløsningen (t > 80°C),

2) langsomt tilsetning av nøytralisasjonsmiddel, og

3) en tilsvarende langsom oksydasjon av Fe 2 + til Fe<3+>

har lykkedes i å felle ut så godt som hele oppløsningens innhold av oppløst jern i en form som gjør at faststoffet antar tidligere helt ukjente egenskaper, og som eksempelvis gjør bruk av filter for væske/faststoffseparasjonen unødvendig. Faststoffet består for en vesentlig del av Fe^ O^.

Dersom oppløsningen i tillegg til jern, også - inneholder sink og andre metall-joner i lavere konsentra-sjoner hvilket i regelen er tilfellet om beisebadet er 'fra varmforsinkningsbedrifter, er det også mulig å oppnå en selektiv utfelling av jernet som ovenfor beskrevet ved en pH på < 5j0, hvoretter man i neste trinn utfører en varm utfelling (t > 80°C) av sink og andre metalljoner ved langsom tilsetning av nøytralisasjonsmiddel til en.slutt-pH på 9,0 - 11,0. Ved denne fremgangsmåten fremstilles en felling av sink, som i det vesentlige har de samme gunstige fysikalske egenskaper som før beskrevet for jernfellingen.

Fordelene ved prosessen er beskrevet i det følg-ende eksempel, som likevel ikke representerer noen begrensning for prosessen:

E ksempel 1.

2 liter beisebad fra en varmforsinkerbedrift med

følgende analyse:

Fe<2+>=119 g/l, Zn<2+>= 68 g/l, HC1 = 18 g/l - ble tilsatt kalkmelktil pH ca. 1,0, oppvarmet til 90°C i en reaksjonsbeholder med røreverk og tilsatt findispergert luft som oksydasjonsmiddel. Deretter ble pH justert til 3 3,5 og opprettholdt ved gjentatte tilsetninger av kalkmelksuspensjonen. Etter 18 timer ble reaksjonen avsluttet, slammet satt til bunn-felling og den klare oppløsningen dekantert fra faststoffet.

Oppløsningen fra foregående trinn ble.igjen oppvarmet til ca. 90°C, det ble tilsatt ytterligere kalkmelk over 4-6 timer, inntil pH var bragt opp til 9»0 - 10,0. Suspen-sjonen ble så satt til sedimentering og dekantering, - og faststoffet fikk drenere seg ved avrenning av filtrat. Analyser: Påsatt beisebad: Fe 2 +..= 119 g/l Zn<2+>= 68 g/l HC1 = 18 g/l Jernfelling

Etter dekantering: H20 = 20$ Analyse på uvasket

tørrstoff: Fe = kj>%

Zn = 3,0$

Ca = h, 0%

Cl = 8, 3%

Litervekt for slam: 2,4 kg/l S lamvolum: 12% av opprinnelig beise-badsvolum.

A nalyse av vasket tørrstoff:

Fe = 60,0$

Zn = 0,02$

Ca = 0, 2%

Cl_= 0, 8 %

A nalyse av filtrat fra jernfelling:

Zn = 68,0 g/l

Fe = 0,3 "

PH = 3,5

A nalyse av sinkfelling:

Zn = 26,00$?

Fe = 0,50$ Ca = 12,2 %

Cl = 21,5 %

An alyse av filtrat fra sinkfelling:

Zn = 3,0 mg/l

Fe = 1,0 mg/l

p-H = 10,0

Avhengig av forholdene i den aktuelle prosess velger man etter den foregående beskrivelse enten å isolere jernfellingen fra den sekundære fellingen av sink - og eventuelle andre metallforbindelser, - eller man velger å utføre en kombinert utfelling.

I det. første alternativ har man anledning til å utfelle eventuelle verdifulle komponenter i "oppløsningen i en slik form at de kan disponeres for en separat behandling, - f. eks. med' tanke på opparbeidelsen ved resirkulering.

I det andre alternativ oppnår man forutsetningene for en enkel teknisk løsning av avløps/deponeringsproblemene.

Prosessen som er beskrevet i det foregående er velegnet både for beisebad på saltsyrebasis og for bad på svovelsyrebasis.

Claims

1. Prosess for behandling av jernholdige beisebad fra overflatebéhandlingsbedrifter,karakterisertved at oppløsningen oppvarmes til en temperatur på mellom

60°C og kokepunktet for oppløsningen, pH reguleres til 2-5, fortrinnsvis 3 4, ved at det tilsettes langsomt et egnet nøytralisasjonsmiddel for å opprettholde oppløsningens pH innen de gitte grenser, samtidig som man ved et egnet oksydasjonsmiddel sørger for at det finner sted en langsom oksydasjon av oppløsningens innhold av toverdige jernjoner. 2. Prosess ifølge krav 1,karakterisertved at det jernholdige beisebad er fremkommet fra beising av stål i forbindelse med varmforsinkning.

3. Prosess ifølge krav 1 og 2,'karakterisert vedat man etter fullført utfelling av oppløs-ningens jerninnhold langsomt hever oppløsningens pH til 9 - 10,0, ved temperatur mellom 60°C og oppløsningens kokepunkt, hvorved også oppløsningens innhold av sink og andre metall-joner utfelles i et slam som har meget gunstige fysikalske egenskaper.

4. L Prosess ifølge krav 1-3,karakterisert vedat anvendte oksydasjonsmiddel er et av følgende oksydasjonsmidler: luft, oksygen, klor, klorat, hypoklorit, persulfat, peroksydisulfat, permanganat, mangandioksyd, hydro-genperoksyd.

5. Prosess ifølge krav 1-4,karakterisert vedat oksydasjonen skjer med en slik hastighet at mellom 2 og 20 g/l - fortrinnsvis ca. 3 - 6 g/l jern bringes til å oksydere og utfelle pr. time.

6. Prosess ifølge krav 1.-3,karakterisert vedat tilsetningen av nøytralisasjonsmiddel for den sekundære utfelling av sink og andre oppløste.metalljoner skjer over en tidsperiode på minimum 4-6 timer, fortrinnsvis 10 - 20 timer. '

7. Prosess ifølge krav 1-6,karakterisert vedat det som nøytralisasjonsmiddel anvendes et av følgende nøytralisasjonsmidler: CaO, Ca(0H)2, NaOH, CaCO^, Na^ O^, NH^OH.