Projekt

Umweltfreundliches Verfahren zum Beschichten von Stahloberflächen I. Ersatz von Cadmium durch Zink/Eisen, II. Recycling von elektroytange-reicherten Spülwässern

Metallverarbeitung
Branche:
Fertigung / produzierende Unternehmen
Herausgeber:
Umweltbundesamt (UBA)
Projektende:
20.07.1994

Cadmiumverbot und durch Zink nicht mehr erfüllbare Korrosionsanforderungen waren Anlass zur Entwicklung eines Verfahrens zum Beschichten von Stahloberflächen, das Cadmium durch Zink/Eisen in zahlreichen Anwendungen (Bergbau, Automobilindustrie) substituiert.
Durch eine in den Spülkreislauf integrierte dreistufige Umkehrosmoseanlage mit einem Rückhaltevermögen von über 99 % wird das elektrolytangereicherte Spülwasser vom Elektrolyt getrennt und in die Elektrolytbäder zurückgeführt.

 

Bei der Beschichtung von Werkstoffen wie Kfz-Bremsen, Stahlteilen für die Luftfahrt und Wehrtechnik wurde erstmals Cadmium durch den Einsatz der Werkstoffkombination Zink/Eisen substituiert.

Die Zink-/Eisenbeschichtung und die saure Verzinkung werden in geschlossenen Stoffkreisläufen durchgeführt. Die Halbkonzentrate der 3-stufigen Spülkaskade werden mittels Umkehrosmose aufbereitet und in das Prozessbad, und das salzfreie Retentat in die letzte Stufe der Spülkaskade zurückgeführt. Verdunstungsverluste werden durch vollentsalztes Wasser ersetzt. Durch lange Standzeiten der Chromatierbäder bei der Nachbehandlung der Zinkschichten muss die abfallintensive Entsorgung seltener durchgeführt werden. Die Spülwässer aus dem chemischen Nickelbad werden durch Umkehrosmose aufkonzentriert, Nickel wird elektrolytisch zurückgewonnen. Das geringfügig nickelhaltige Abwasser aus der Elektrolyse wird zur Abwasserbehandlung geleitet, wobei das Nickel im Eisen-/Chrom-Schlamm verbleibt. Die Prozessstufe galvanisch Nickel wurde als geschlossenes System ausgelegt. Der Bedarf an Spülwasser beim Verchromen ist durch eine Vierfach-Spülkaskade gering gehalten. Zur Kühlung der Prozessbäder wird ein Verdunster eingesetzt. Das Konzentrat aus dem Verdunster wird in das Prozessbad zurückgeführt. Das eisenhaltige Abwasser aus der Vorbehandlung (Beizen, Entzundern, Dekapieren) wird gemeinsam mit dem Abwasser aus der Vernickelung und Verchromung gereinigt, der anfallende Schlamm wird extern verwertet. Insgesamt wird der Galvanikprozess so optimiert, dass Rückstände vermieden oder nicht vermeidbare Rückstände in verwertbarer Form anfallen.

Nach Projektende zeigten sich deutliche Verschlechterungen der Produktqualität, so dass die Anlage nicht mehr in der konzipierten Form betrieben wird. Die gewählte Verfahrensart erwies sich somit nicht als praktisch umsetzbar.

 

Bezugsquelle: Der Abschlussbericht zum Vorhaben kann unter der Nummer 6017 beim Umweltbundesamt, Bibliothek, Postfach 14 06, 06813 Dessau, ausgeliehen werden.