Feuerverzinkung

Investitionsvorhaben Beizsäureaufbereitung

Die beim Feuerverzinken anfallenden Mischbeizen enthalten neben freier Salzsäure im wesentlichen Zink und Eisen. Mit dem HYC-Verfahren werden aus der Mischbeize Eisen- und Zinkchlorid gewonnen: Mittels Aktivkohle-Adsorption werden Entfetter, Inhibitoren und andere Nebenbestandteile entfernt. In einer zweistufigen Zementation werden Schwermetalle ausgefällt. Die Trennung von Eisen und Zinkchlorid erfolgt in einer zinkspezifischen Flüssig-Flüssig-Extraktion. Nach mehreren Nachreinigungsstufen werden die FeCl2- und die ZnCl2-Lösung auf die gewünschte Konzentration eingedampft. 

 

Zusammenfassung

Das Feuerverzinken ist ein bewährtes Beschichtungsverfahren für Stahlbauteile. Durch Eintauchen der Werkstücke in flüssiges Zink bildet sich auf der Oberfläche eine etwa 70 Mikrometer dicke Schicht aus, die einen äußerst wirksamen Schutz der Stahloberfläche gegen Korrosion bietet. Voraussetzung für die Bildung einer qualitativ hochwertigen Schicht ist eine rost- und fettfreie Oberfläche der Werkstücke. Die Entfernung von Rost und Zunder erfolgt durch Behandlung mit Salzsäure, dem sogenannten Beizen.

Während des Beizprozesses sinkt der Salzsäuregehalt, während sich der Gehalt an Metallionen in der Beize erhöht. Ab einer bestimmten Metallkonzentration wird die Beize unwirksam und muss als Abfallbeize entsorgt werden. Da neben den Stahlwerkstücken auch zinkbehafteten Gestelle und fehlbeschichtete Teile gebeizt werden, entstehen die so genannten Mischbeizen, die neben freier Salzsäure im wesentlichen Zink und Eisen in höheren Konzentrationen enthalten.

Die Entsorgung dieser Mischbeizen erfolgt traditionell durch Behandlung in chemisch/physikalischen Behandlungsanlagen und Ablagerung der entstandenen Neutralisationsschlämme ein Vorgang, der als Abfallbeseitigung einzustufen ist. Eine stoffliche Verwertung dieses Gemisches ist ohne Trennung von Zink und Eisen nicht möglich. 

Nach dem HYC-Verfahren werden aus der Mischbeize hochwertige Rohstoffe (Eisen- und Zinkchlorid) gewonnen, die wieder in den Wirtschaftskreislauf integriert werden.

In einem mehrstufigen Verfahren werden die den Aufbereitungsprozess bzw. in den Produkten störenden Nebenbestandteile entfernt. Mittels einer Aktivkohle-Adsorption werden Entfetter, Inhibitoren, usw. selektiert. In einer 2-stufigen Zementation, die durch ein Patent geschützt ist, werden die durch den zu verzinkenden Stahl und das zur Anwendung kommende Zink eingetragenen Schwermetalle ausgefällt. Das Kernstück der Anlage bildet eine zinkspezifische Flüssig-Flüssig-Extraktion, in der Eisen- und Zinkchlorid voneinander getrennt werden. Nach dem Durchlaufen mehrerer Nachreinigungsstufen werden sowohl die FeCl2- als auch die ZnCl2-Lösung in einer Eindampfungsanlage auf die gewünschte Konzentration gebracht.

 

Verwertung von Abfallbeizen aus der Feuerverzinkung 

 

Projekt aus dem Programm "Investitionen zur Verminderung von Umweltbelastungen" abgeschlossen

Die Firma Hydro Chemicals Deutschland hat an ihrem Standort in Oberhausen eine Anlage zur Verwertung von Abfallbeizen aus der Feuerverzinkung errichtet. 

 

Ausgangssituation 

Abfallbeizen entstehen in der Feuerverzinkerei beim Beizen von Stahlteilen und zinkbehafteten Gestellen in Salzsäure. Wurden diese Beizvorgänge im gleichen Beizbad durchgeführt, entstehen so genannte Mischbeizen, die neben freier Salzsäure im wesentlichen Zink und Eisen in höheren Konzentrationen enthalten. Eine stoffliche Verwertung dieses Gemisches ist ohne Trennung von Zink und Eisen nicht möglich. Die Entsorgung dieser Mischbeizen erfolgt traditionell durch Behandlung in chemisch/physikalischen Behandlungsanlagen und Ablagerung der entstandenen Neutralisationsschlämme. Dieser Vorgang ist als Abfallbeseitigung einzustufen. 

 

Neues Verfahren entwickelt 

Lange vor dem Inkrafttreten des Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetzes (KrW/AbfG) hatte die Firma Hydro Chemicals Deutschland ein Verfahren entwickelt, mit dem aus bisher unverwertbaren Abfällen Sekundärrohstoffe hergestellt werden können. Aus der zink- und eisenhaltigen Mischbeize, die gewöhnlich mit toxischen Schwermetallen wie Cadmium, Blei und Chrom verunreinigt ist, werden in einem mehrstufigen Verfahren Eisenchlorid und Zinkchlorid als Lösungen von hoher Reinheit gewonnen. Diese Lösungen können in verschiedenen Prozessen der Chemischen Industrie eingesetzt werden, wo sie Primärrohstoffe ersetzen.

Die Entscheidung zum Bau der Anlage barg sowohl in technischer als auch in finanzieller Hinsicht ein hohes unternehmerisches Risiko. Im Vorfeld musste zunächst eine Abstimmung mit den Feuerverzinkereien erreicht werden, durch die sichergestellt wurde, dass von Seiten der Abfallerzeuger keine den Aufbereitungsprozess störenden Stoffe in die Abfallbeizen eingebracht wurden. 

Nachdem die verfahrenstechnische Entwicklung abgeschlossen war, ergab sich ein weiteres Investitionshemmnis: Das Ziel, eine Anlagentechnik zu entwickeln, mit der die Verwertung zum gleichen Preis wie die Beseitigung angeboten werden konnte, schien zwar erreichbar. Nicht garantiert werden konnte aber, dass die zur Verwertung geeigneten Abfallsäuren auch tatsächlich in die Verwertungsanlage gelangten. Vielmehr wurde befürchtet, dass sie den Weg in billigere Beseitigungsanlagen nehmen würden. 

Erst mit der Verabschiedung einer Muster-Verwaltungsvorschrift zur Vermeidung und Verwertung von Abfällen aus der Feuerverzinkerei, in der die stoffliche Verwertung von Mischbeizen ausdrücklich gefordert wird, konnte die Hydro Chemicals Deutschland grünes Licht zum Bau der Aufbereitungsanlage geben. 

Der Bau der Anlage wurde im Rahmen des Investitionsprogramms zur Verminderung von Umweltbelastungen mit Mitteln des Bundesumweltministeriums gefördert. (Die fachliche Betreuung lag beim Umweltbundesamt).

Projektbeteiligte

Durchführende Institution

Hydro Chemicals Deutschland GmbH

Weitere Projektdaten

Projekttitel: Investitionsvorhaben Beizsäureaufbereitung

Projektnummer: 6024

Projektzeitraum: 1993 - 1996

Projektansprechpartner:

Frau Fischer

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+49 (340) 2104 3067

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Quelle: Umweltbundesamt (UBA)