Bei der Behandlung von Oberflächen werden verschiedenste saure Lösungen auf wässriger Basis verwendet, die sich jedoch mit der Zeit mit gelöstem Metall anreichern. Im konkreten Fall des Werkstoffes Aluminium reichern sich Anodisierelektrolyte nach und nach mit gelöstem Aluminium an. Diese müssen dadurch in regelmäßigen Abständen vorzeitig verworfen beziehungsweise aufgearbeitet werden, da ein zu hoher Metallgehalt in der Lösung zu einem ineffektivem Prozess mit erhöhtem Stromverbrauch und einer schlechteren Oberflächenqualität führt.
Hohe Betriebskosten entstehen deshalb für Chemikalien zum Ansetzen neuer Prozesslösungen inklusive Neutralisationschemikalien sowie für die Entsorgung der großen Abwassermengen und von nachgelagert entstehenden Schlämmen. Aus ökologischer und ökonomischer Sicht macht es daher Sinn, eine nachhaltige Regenerierung der Anodisierelektrolyte anzustreben.
Diffusionsdialyse: Umweltfreundliches Verfahren zur Säureregenerierung und Metallausschleusung
Die Diffusionsdialyse ist ein geeignetes, umweltfreundliches Verfahren zur Aufarbeitung von Anodisierelektrolyten. Grundsätzlich basiert das Verfahren auf der Durchströmung zweier Kanäle mit zwei verschiedenen Fluiden, die durch eine semipermeable Membran getrennt sind. Ein Stofftransport erfolgt vereinfachend von konzentrierten zu verdünnten Fluiden bis der vorhandene Konzentrationsunterschied ausgeglichen ist. So können, mit einer selektiven Membran, gezielt bestimmte Bestandteile aus dem konzentrierten Fluid entfernt werden, im chemischen Verständnis eine Stofftrennung.
Bei der herkömmlichen Plattentechnologie gab es bisher erhebliche Probleme, die das Verfahren der Diffusionsdialyse wirtschaftlich uninteressant machten. Ein hoher Platzbedarf, enorme Schwierigkeiten bei der Dichtigkeit der Dialysezellen und hohe Kosten führen dazu, dass diese Form der Diffusionsdialyse in der Industrie selten zum Einsatz kommt.
Innovative Technik ermöglicht wirtschaftlich lukrative Diffusionsdialyse
Bei den Membranspiralwickelmodulen der Spiraltec GmbH kommt das Verfahren der Diffusionsdialyse im Gegenstrombetrieb in einer Zylindergeometrie zum Einsatz. Durch den gewickelten Aufbau weist das Membranspiralwickelmodul eine hohe Packungsdichte auf, so dass bei gleichem Platzbedarf wesentlich mehr Metall aus der Prozesslösung entfernt werden kann als bei konventionellen Membranmodulen. Mit jedem
Wickelmodul kann bei einem Gesamtvolumen unter 20 Liter bis zu 15 l/h Badlösung regeneriert werden.
Bei Einsatz der Technologie von Spiraltec kann jetzt mittels Diffusionsdialyse eine über 90%-ige Rückgewinnung von freier Säure bei mehr als 95% Rückhalt von gelösten Metallionen, somit auch von Aluminium, und damit ein wirtschaftlich lukrativer Rahmen erreicht werden.
Die patentierte und standardisierte Konstruktion zeichnet sich durch optimale Investitionskosten und einen geringen Wartungsaufwand im Vergleich zur herkömmlichen Plattenbauweise aus. Die Betriebskosten fallen durch den geringen Abwasseranfall und der hohen Recyclingrate gegenüber Alternativerfahren deutlich niedriger aus. In einer Vergleichsrechnung beim Praxiseinsatz wurde ermittelt, dass im Vergleich zu einer Entsorgung von Anodisierbädern ohne Aufbereitung mit der Diffusionsdialyse eine Kostenreduzierung von 79 % erreicht wird. Dazu trägt bei, dass die Abwassermenge nur unwesentlich erhöht und der Frischsäurebedarf durch die Regenerierung stark minimiert wird. Demzufolge werden der geringste Neutralisationsbedarf und die kleinste Salzfracht für das Abwasser bei Gegenüberstellung aller verfügbaren Behandlungsverfahren erreicht.
- www.spiraltecgmbh.de
Text zum Titelbild: Die Module lassen sich zur Anpassung der Kapaziätt problemlos stapeln
