METHOD OF RINSING DURING THE PHOSPHATIZING OF METALS

Abstract: 1. Rinsing process in connection with the application of phosphate coatings on metals, in which process the metal surfaces are passed to at least one prerinse stage, a phosphatizing stage and at least two post-rinse stages and rinse water of the first post-rinse stage is purified from contaminating anions and cations by an addition of precipitants and after removal of sludge is re-used for rinsing purposes, characterized in that practically the total quantity of the purified rinse water after passing solely the second post-rinse stage (NS2) is introduced into the pre-rinse stage (VS) and thereafter recycled into the first post-rinse stage (NS1).

Description: Spülverfahren bei der Aufbringung von Phosphatüberzügen auf Metallen wrr Die Erfindung betrifft ein Spülverfahren bei der Aufbringung von Phosphatüberzügen auf Metallen, wobei die Metalloberfläche mindestens eine Vorspülstufe, eine Phosphatierstufe und mindestens zwei Nachspülstufen durchläuft und Spülwasser der ersten Nachspülstufe durch Zugabe von Fällungsmitteln von störenden Anionen und Kationen befreit und nach Schlammabtrennung wieder zu Spülzwecken eingesetzt wird. Der für Phosphatierverfahren typische Verfahrensgang besteht in der Reinigung der Metalloberflächen, der Vorspülung vor der Phosphatierung, der Phosphatierung selbst und der Nachspülung, die üblicherweise in mindestens -zwei Stufen erfolgt. Insbesondere in jüngerer Zeit hat es nicht an Bemühungen gefehlt, Spülverfahren zu entwickeln, die sich der Kreislaufführung der Spülbäder bedienen, um einerseits den Frischwasserbedarf zu reduzieren und andererseits die Abwasserbehandlung zu erleichtern bzw. die Abwassermengen zu senken. So ist es aus der DE-OS 2527853 bekannt, bereits verwendetes und von störenden Verunreinigungen befreites Spülwasser im Gegenstrom zur Bewegung der Metalloberflächen erst durch die zweite Nachspülstufe, dann durch die erste Nachspülstufe, danach durch die letzte Vorspülstufe und schliesslich zurück in die Reinigungsvorrichtung zu führen. Andere bekannte Verfahren beschränken sich auf eine Kreislaufführung über die zweite Nachspülstufe, die erste Nachspülstufe und die Reinigungsvorrichtung (H. Blum, "Die Entwicklung rohstoffsparender und umweltfreundlicher Phosphatierverfahren" in Jahrbuch Oberflächentechnik, Band 34 (1978), Metall-Verlag GmbH, Berlin, Seite 197 insbesondere Seite 202). Nachteilig bei den bekannten Verfahren ist, dass entweder die Frischwasserersparnis nicht befriedigt und insbesondere dass ihre Anwendung praktisch nur auf bestimmte, vorzugsweise mit Wasserstoffperoxid als Beschleuniger betriebene Phosphatierverfahren beschränkt ist. Von Wasserstoffperoxid verschiedene Beschleuniger lassen sich durch die üblichen Reinigungsverfahren für das Spülwasser praktisch nicht entfernen und reichern sich demzufolge auf Werte an, die die Folgebehandlung, beispielsweise die Lackierung, erschweren oder unbefriedigend ausfallen lassen. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Spülverfahren zur Verfügung zu stellen, das einen reduzierten Frischwasserbedarf hat und auch universell für praktisch alle bekannten Phosphatierverfahren anwendbar ist. Die Aufgabe wird gelöst, indem das eingangs genannte Spülverfahren entsprechend der Erfindung derart ausgestaltet wird, dass man praktisch das gesamte gereinigte Spülwasser direkt der Vorspülstufe (VS) zuführt und danach verwirft oder/ilnEirekt nach Durchgang allein durch die zweite Nachspülstufe (NS2) zuführt und anschliessend in die erste Nach spülstufe (NSi) zurückführt. Bei der ersten Ausführungsform arbeitet man üblicherweise derart, dass Frischwasser der zweiten Nachspülstufe zugeführt, von dort in die erste Nachspülstufe überführt, dann in der Reinigungsvorrichtung gereinigt und anschliessend in die Vorspülstufe geleitet wird. Nach Austritt aus der Vorspülstufe wird das Spülwasser verworfen. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass das Spülverfahren praktisch für jegliche Phosphatierungsverfahren eingesetzt werden kann, da eine Anreicherung von z. B. Beschleunigern nicht erfolgen kann. Die Frischwassereinsparung liegt bei dieser Ausführungsform bei etwa 60 %, gemessen an einer Frischwasserversorgung jeder einzelnen Spülstufe. Bei der zweiten Ausführungsform wird das in der Reinigungsvorrichtung gereinigte Wasser in die zweite Nachspülstufe und von dort in die Vorspülstufe geleitet. Anschliessend wird das Spülwasser der Vorspülstufe in die erste Nachspülstufe geführt. Diese Ausführungsform, die ein in sich geschlossenes System darstellt, gestattet eine Frischwassereinsparung von etwa 90 C/o. Dieses Verfahren ist vorzugsweise für Phosphatierungsverfahren geeignet, die mit Wasserstoffperoxid-Beschleunigern arbeiten. Bei beiden Ausführungsformen besteht die Möglichkeit, die Vorspülstufe in zwei Behandlungszonen aufzuteilen. In diesem Fall wird das Wasser, das der Vorspülstufe zugeführt wird, entweder auf beide Behandlungszonen aufgeteilt, oder aber zunächst der zweiten und danach der ersten Spülzone der Vorspülstufe - in Richtung des Flusses der Metalloberflächen gesehen - zugeführt. Je nach gewählter Ausführungsform der Erfindung wird das Spülwasser danach verworfen oder aber in die erste Nachspülstufe zurückgeführt. In ähnlicher Weise lässt sich auch die zweite Nachspülstufe in zwei Spülzonen aufteilen. In diesem Fall wird das Spülwasser der letzten Nachspülzone der zweiten Nachspülstufe der ersten Nachspülzone zugeleitet und von dort entweder der ersten Nachspülstufe oder aber der Vorspülstufe zugeführt. Bei Rückführung des Spülwassers aus der Vorspülstufe in die Nachspülstufen sollte zunächst die erste Spülzone der Nachspülstufe beaufschlagt werden, bevor anschliessend das Spülwasser in die erste Nachspülstufe eingeleitet wird. Im Bedarfsfall können die aus der zweiten Nachspülstufe austretenden Metalloberflächen noch einer weiteren Spülbehandlung mit Frischwasser unterworfen werden, das dann der zweiten Nachspülstufe zuläuft. In den einzelnen Spülstufen kann im Tauchen und/oder im Spritzen gearbeitet werden. Die Beseitigung der störenden Anionen und Kationen erfolgt in an sich bekannter Weise. Phosphate und Schwermetalle können beispielsweise durch Neutralisation mit Erdalkalihydroxyd, insbesondere Kalkmilch, ausgefällt werden. Die Reaktionsmischung wird dabei auf einen pH-Wert von etwa 8,5 gebracht. Gelöste Alkaliionen werden nicht ausgefällt, stören im allgemeinen aber weniger, zumindest solange nicht eine übermässige Anreicherung in den Spülbädern eintritt. Eine derartige übermässige Anreicherung kann vermieden werden, indem man z. B. bei der Formulierung der Entfettungs- und der Phosphatierbäder im Rahmen des Möglichen die Verwendung von Ionen vermeidet, die bei der Behandlung mit Erdalkalihydroxyd lösliche Salze ergeben. Der bei der Neutralisation des abgezogenen Spülbades entstehende Niederschlag kann durch die bekannten Methoden der Schlammabtrennung, z.B. durch Sedimentation undloder Filtration, von der Lösung entfernt werden. Besonders vorteilhafte Ergebnisse lassen sich durch Einsatz eines Schrägklärers erzielen. Der abgetrennte Schlamm kann zur weiteren Einengung einem Schlammeindickbehälter und einer Filterpresse zugeführt werden. Sofern erforderlich kann das Spülwasser über einen Tensidadsorber geleitet werden. Dies empfiehlt sich, wenn in der Entfettungsstufe eine tensidhaltige Lösung eingesetzt wird und das vorliegende Verfahren in der Ausgestaltung mit Rückführung des Spülwassers- aus der Vorspülstufe in die ec,ce Nachspülstufe eingesetzt wird. Weiterhin ist die Möglichkeit gegeben, den in der Phos phatierungsstufe anfallenden Schlamm in die hrbeitsweise zur Reinigung des Spülwassers einzubeziehen. Die Schlamm abtrennung erfolgt dabei in der üblichen Weise, jedoch wird der Dünnschlamm mit in die Aufbereitungsanlage zur Reaktion mit geeigneten Fällungsmitteln eingeführt. Das erfindungsgemässe Spülverfahren wird anhand der Figuren 1 und 2 näher und beispielsweise erläutert. Die Figuren stellen Fliessschemata für das Spülwasser dar. Bei Fig. -1 werden die zunächst entfetteten Metalloberflächen durch die Vorspülstufe VS, die Phosphatierstufe P, die erste Nachspülstufe NS1 und die zweite Nachspülstufe NS2 geführt. Das Spülwasser gelangt dabei-aus der Reinigungsvorrichtung R zunächst in die zweite Nachspülstufe NS2 und von dort in die Vorspülstufe VS. Nach Austritt aus der Vorspülstufe VS wird es in die erste Nachspülstufe NS1 zurückgeführt und anschliessend der Reinigungsvorrichtung R aufgegeben. Spülwasserverluste infolge von Verdampfung oder mechanischem Austrag werden durch Zugabe von Frischwasser, das zweckmässigerweise der Nachspülstufe NS2 zugeführt wird, ausgeglichen. Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 2 durchlaufen die zuvor gereinigten Metalloberflächen ebenfalls Vorspülstufe VS, Phosphatierstufe P, Nachspülstufe NS1 und Nachspülstufe NS2. Das in der Reinigungsvorrichtung R gereinigte Spülwasser der Nachspülstufe NS1 gelangt jedoch hier in die Vorspülstufe und wird anschliessend verworfen. Frischwasser wird der Nachspülstufe NS2 und von dort der Nachspülstufe NS1 zugegeben. Falls erwünscht, kann ein Teil des aus der Nachspülstufe 2 kommenden Spülwassers direkt der Vorspülstufe VS aufgegeben werden. Bei beiden Fig. deuten die Pfeile an der Reinigungsvorrichtung R den Austrag von Schlamm an.

Claims: Patentanspruch Spülverfahren bei der Aufbringung von Phosphatüberzügen auf Metallen, wobei die Metalloberfläche mindestens eine Vorspülstufe, eine Phosphatierstufe und mindestens zwei Nachspülstufen durchläuft und Spülwasser der ersten Nachspülstufe durch Zugabe von Fällungsmitteln von störenden Anionen und Kationen befreit und nach Schlammabtrennung wieder zu Spülzwecken eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass man praktisch das gesamte gereinigte Spülwasser direkt der Vorspülstufe (VS) zuführt und danach verwirft oder ihr indirekt nach Durchgang allein durch die zweite Nachspülstufe (NS2) zuführt und anschliessend in die erste Nachspülstufe (NS1) zurückführt.

Inventors: DAVIS, GEOFFREY L.
Applicants: METALLGESELLSCHAFT AG, SOCIETE CONTINENTALE PARKER
Application year: 1980
Main classification: C23F7
IPC codes: C23C22