FLUX FOR DRY GALVANIZATION

Abstract: 1. A flux, containing zinc chloride and ammonium chloride, for the "dry" fluxing process, characterized in that it additionally contains, individually or in admixture, hydroxides and carbonates of sodium or potassium, with the proviso that the molar ratio of zinc to sodium or potassium is from 1:0.02 to 1:2, it contains from 0.05 to 4 moles of ammonium chloride per mole of zinc, and the total content of ammonium chloride and sodium or potassium hydroxides does not exceed 60% by weight.

Description: flussmittel für die Trockenverzinkung Bei der Feuerverzinkung nach dem Trockenverfahren müssen die zu verzinkenden eisernen Gegenstände vor dem Eintauchen in das flüssige Zink einer Vorbehandlung unterzogen werden, die im wesentlichen aus Entfetten, Beizen der Oberflächen mit Säuren, insbesondere Salzsäure, Spülen in Wasser, Eintauchen in eine wässerige Flussmittellösung und anschliessendem Trocknen besteht. Das Spülen der gebeizten Gegenstände ist erforderlich, um die an der Oberfläche des Beizgutes anhaftenden BeizflAssig- keitsreste, die erhebliche Mengen an Säure und Eisensalzen enthalten, weitgehend zu entfernen. Ein Verzicht auf diese Zwischenspülung würde bei der Trockenverzinkung zu einer starken Anreicherung von freier Säure und von Eisensalzen in der Flussmittellösung führen. Die hohe Eisensalz-Konzentration bedingt eine starke Verschlechterung der Abkochfä- higkeit des Flussmittels und führt damit verbunden leicht zu Fehlverzinkungen. Ausserdem fällt beim Verzinken mehr Hartzink an und die Zinkasche enthält einen unerwünscht hohen Eisengehalt. Auch freie Säure ist im Flussmittelbad im allgemeinen unerwünscht. Bei ausreichend hohen Temperaturen wird sie nämlich im Trockenofen praktisch quantitativ abgespalten und mit der Trockenluft emittiert. Da sie sehr korrosiv ist, muss nicht nur der Trockenofen, sondern es müssen auch die Einrichtungen zur Abluftabführung aus korrosionsbestän aigen Materialien angefertigt werden. Auf der anderen Seite' wird bei vielen Verzinkereien das Verzinkungsgut wegen ungenügender Trocknungskapazität nicht ausreichend getrocknet, so dass in diesen Fällen die mit dem Gut aus dem Flussmittelbad ausgeschleppte Säure mehr oder weniger vollständig in das Zinkbad eingebracht wird, was zu erhöhter Aschebildung führt, wobei letzere wiederum unter diesen speziellen Bedin- gungen am Verzinkungsgut haftet, was Fehlverzinkungen zur Folge hat. Durch den, wie oben dargelegt, notwendigen Spülvorgang des Verzinkungsgutes zwischen Säurebeize und Flussmittelbad fallen saure Eisen- und in manchen Fällen Zinksalze enthaltende Abwässer an, die im Gegensatz zu den Abfall-Beizsäuren wegen ihrer relativ geringen Eisenkonzentration nicht auf andere Eisenverbindungen aufgearbeitet werden können, die aber andererseits wegen der bestehenden Umweltauflagen nicht in Vorfluter oder öffentliche Abwässer abgegeben werden dürfen. Die Entsorgung dieser Abwässer ist dadurch mit einem erheblichen Kostenaufwand verbunden, zu welchem sich bei den meist üblichen Durchlaufspülbädern die Kosten für einen entsprechend hohen Wasserverbrauch addieren. Es sind Verfahren bekannt geworden, bei denen keine sauren Abwässer aus der Spüle anfallen. So kann beispielsweise letztere als Standspüle benutzt werden. Bei der Zugabe von Frischsäure in das Beizbecken wird das zur Verdünnung derselben erforderliche Wasser der Standspüle entnommen und in letztere die entsprechende Menge Frischwasser zugegeben. Da in den meisten Fällen die dem Beizbecken aus der Standspüle zugeführte Wassermenge deutlich über der Säuremenge liegt, die mit dem Beizgut aus dem Beizbecken in die Standspüle eingeschleppt wird, ergeben sich in der Standspüle Säureund Eisenkonzentrationen, die meist nur bei 10 bis 30 derjenigen im Beizbecken liegen. sie aus der Standspüle in das Fluxbad eingeschleppten Eisen salze stören unter den erwähnten Voraussetzungen im allgemeinen nicht, da sie nur in seltenen Fällen Konzentrationen von 20 g Fell überschreiten. Die in das Flussmittelbad eingeschleppte Säure sollte dagegen aus den bereits erwähnten Gründen entfernt werden. Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, lagerfähige und sich nicht zersetzende Zinkchlorid- und Ammoniumchlorid-Flussmittel für die Trockenverzinkung zu schaffen, die gute Flusseigenschaften aufweisen, deren wässerige Lösungen in der Lage sind, eingeschleppte Säure, insbesondere Salzsäure, auch bei grösseren Mengen sehr schnell und vollständig ohne Hinterlassung unlöslicher Rückstände zu neutralisieren und in Verbindungen umzuwandeln, die die Eigenschaften der Flussmittel nicht negativ beeinflussen. Es wurde nun gefunden, dass diese Aufgabe bei einem Zinkchlorid und Ammoniumchlorid enthaltenden Flussmittel für die Trockenverzinkung dadurch gelöst werden kann, dass sie zusätzlich Hydroxide und Carbonate des Natriums oder Kaliums einzeln oder im Gemisch enthalten, mit der Massgabe, dass das Molverhältnis Zink : Natrium bzw. Kalium zwischen 1 : 0,02 und 1 : 2 liegt, je Mol Zink 0,05 bis 4 Mole Ammoniumchlorid enthalten sind und der Gesamtgehalt an Ammoniumchlorid und den Hydroxiden des Natriums oder Kaliums insgesamt 60 Gew.% nicht übersteigt. Überraschenderweise geben die erfindungsgemässen Flussmittel trotz des basischen Charakters der Zusätze bei der Lagerung in geschlossenen Gebinden, keinen Ammoniak ab. Auch bei der Eintragung in die wässerigen Flusslösungen oder bei längerer Einwirkung von feuchter Luft ist kein störender Ammoniakgeruch wahrnehmbar. tas Molverhältnis Zink : Natrium bzw. Kalium in den erfin- dungsgemässen Flussmitteln beträgt vorzugsweise von 1 0,02 bis l : 1,5. Der Gehalt an Ammoniumchloriden beträgt vorzugsweise 0,05 bis 2 Mol je Mol Zink. Die Flussmittel können weiterhin auch die Chloride des Natriums oder Kaliums enthalten, wobei darauf zu achten ist, dass das Molverhältnis Zink : Natrium bzw. Kalium nicht ge ändert wird und ebenfalls von 1 : 0,02 bis l : 2, vorzugsweise von 1 : 0,02 bis 1 : 1,5 beträgt, mit der Massgabe, dassder Gehalt an den beiden Chloriden maximal 1,2 Mol je Mol Zink beträgt. Neben diesen Hauptkomponenten des erfindungsgemässen Flussmittels, die zusammen mindestens etwa 80 Gew.% ausmachen, kann das Flussmittel auch andere übliche Zusätze, wie Korrosionsschutzmittel, Netzmittel, basisch reagierende Zinkverbindungen enthalten. Beispiel l In einer Verzinkungsanlage wird das Verzinkungsgut nach dem Beizen in Salzsäure in einer Standspüle gespült, deren Säuregehalt im Mittel bei 3 Gew.% liegt. Die Ausschleppverluste aus der Standspüle durch das Verzinkungsgut liegen bei 5 lit Durchsatz. Die zu verzinkenden Gegenstände werden nach dem Spülen in der Standspüle in eine wässrige Flussmittellösung von 700C getaucht, getrocknet und verzinkt. Dem Flussmittelbad wird in gewissen Zeitabständen ein festes Flussmittel zugegeben, das aus 48 Gew.% ZnCl2, 32 Gew.% NH4Cl und 20 Gew.% K2C03 (Molverhältnis Zn : NH4Cl : K l:l,7:0,8) besteht. Die zugegebene Flussmittelmenge entspricht dem durch das Verzinkungsgut ausgeschleppten Flussmittel. Sie beträgt 1,8 kg/t Verzinkungsgut. Der pH-Wert in der Flussmittellösung zeigt nur geringe Schwankungen und liegt im Mittel bei 5, woraus sich ergibt, dass die eingeschleppte Säure vollständig neutralisiert wird. Der Eisengehalt der Flussmittellösung beträgt 13 g/l und zeigt auch über einen längeren Zeitraum nur relativ geringe Abweichungen in beiden Richtungen von dem genannten Wert. Die Qualität des Gutes nach dem Verzinken ist einwandfrei. Beispiel 2 In einer ebenfalls mit Standspüle arbeitenden Verzinkerei beträgt der mittlere Salzsäuregehalt in der Standspüle 3,7 %, die Ausschleppverluste aus der Standspüle liegen bei 6 lit Verzinkungsgut. Dem Fluxbad werden zur Aufrechterhaltung einer gleichbleibenden Konzentration 2,5 kg/t Verzinkungsgut eines Flussmittels, bestehend aus 73,5 Gew. ZnC12, 11 Gew. NH4Cl, 12,5 Gew.% KOH und 3 Gew.% NaOH (Molverhältnis -ZnCl2: NH4Cl : Na + K = 1:0,38:0,55) zugegeben. Der pH-Wert der Flussmittellösung liegt im Mittel bei 4,5, der Eisengehalt bei 16 gil. Die Qualität des Gutes nach dem Verzinken ist einwandfrei. Beispiel 3 In der in Beispiel 1 beschriebenen Verzinkungsanlage wird statt des dort angeführten Flussmittels ein solches, bestehend aus 47 Gew.% ZnCl2, 37 Gew.% NH4Cl und 16 Gew.% KOH (Mol-Verhältnis Zn : NH4C1 : K = 1:2:0,83) verwendet. Alle sonstigen Bedingungen entsprechen denen des Beispiels 1. Es wird ein fehlerfrei verzinktes Gut erhalten. Beispiel 4 In der in Beispiel 2 beschriebenen Verzinkerei wird ein Flussmittel eingesetzt, das aus 66 Gew.% ZnCl2, 8 Gew.% NH4Cl, 16 Gew.% Na2CO3 und 10 Gew.% NaCl besteht (Molverhältnis : : NH4Cl : Na 1:0 > 31:0,97). J Der mittlere pH-Wert und der Eisengehalt der Lösung ent- n sprechen denen des Beispiels 2. Es wird ein einwandfrei verzinktes Gut erhalten. Beispiel 5 In einer Verzinkungsanlage wird das Verzinkungsgut nach dem Beizen in Salzsäure in einer Standspüle gespült, deren Säuregehalt im Mittel bei 2,2 % liegt. Die Ausschleppverluste aus der Standspüle durch das Verzinkungsgut liegen bei 5,4 lit Durchsatz. Die zu verzinkenden Gegenstände werden nach dem Spülen in der Standspüle in eine wässerige Flussmittellösung getaucht, in einem Trockenofen getrocknet und verzinkt. Dem Flussmittelbad wird zur Aufrechterhaltung der Konzentration von Zeit zu Zeit ein festes Flussmittel zugegeben und zwar in einer Menge von 2 kg/t durchgesetztes Verzinkungsgut. Das Flussmittel besteht aus 55 % ZnC12, 36,5 % NHCl, 7,5 % ZnO und 2 % Soda. (Molverhältnis Zn : NH4Cl Na : ,376:0,038). Das Zinkoxid liegt in den Flussmittel nicht als solches sondern als basisches Zinkchlorid bzw. Zinkaminchlorid vor. Der pH-Wert der Flussmittellösung liegt im Mittel bei 4,8, der Eisengehalt bei 11 gll. Es wird ein fehlerfrei verzinktes Gut erhalten.

Claims: Patentansprüche 1. Zinkchlorid und Ammoniumchlorid enthaltende Flussmittel für die Trockenverzinkung, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich Hydroxide und Carbonate des Natriums oder Kaliums einzeln oder im Gemisch enthalten, mit der Massgabe, dass das Molverhältnis Zink : Natrium bzw. Kalium von 1 : 0,02 bis 1 : 2 beträgt, je Mol Zink 0,05 bis 4 Mole Ammoniumchlorid enthalten sind und der Gesamtgehalt an Ammoniunchlorid und den Hydroxiden des Natriums oder Kaliums insgesamt 60 Gew.% nicht über steigt. 2. Flussmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich Chloride des Natriums und/oder Kaliums enthalten, wobei das Molverhältnis Zink : Na trium bzw. Kalium von 1 : 0,02 bis 1 : 2 beträgt, mit der Massgabe, dass der Gehalt an den Chloriden maximal 1,2 Mol je Mol Zink beträgt. 3. Flussmittel nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass das Molverhältnis Zink : Natrium bzw. Ka lium von 1 : 0,02 bis 1 : 1,5 beträgt, und dass sie pro Mol Zink 0,05 bis 2 Mole Ammoniumchlorid enthalten.

Inventors: APPL, MAX, DR., GIESLER, ERICH, DR., VOELKL, ERFRIED, DR.
Applicants: BASF AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1979
Main classification: C23C1
IPC codes: C23C2