Central oparbejdning af galvanisk affald

Renere Teknologi Katalog

14. Udkrystallisering

14.1. Praktiske anvendelsesområder
14.2. Nye anvendelsesområder
14.3. Udkrystalliseringsteknik
14.4. Erfaringer, fordele og ulemper

14.1  Praktiske anvendelsesområder

Nedenfor er listet de dokumenterede anvendelsesområder for udkrystallisering inden for metaloverfladebehandling:

• Regenerering af svovlsyrebejdesebad ved udkrystallisation af jernsulfat
• Regenerering af svovlsyreætsebad ved udkrystallisation af kobbersulfat
• Fjernelse af carbonat fra cyanidbade ved udkrystallisering
• Regenerering af rustfri stålbejdse ved udkrystallisering af jernfluorid

14.2 Nye anvendelsesområder

Udkrystallisering er en klassisk kemisk enhedsopration, som kan have en række fremtidige anvendelsesmuligheder. Her skal nævnes nogle idéer, hvoraf kun enkelte har været prøvet eller undersøgt:

 Rensning og genbrug af NaOH ætsebade til aluminium

• Regenerering af saltsyre bejdsebade

14.3. Udkrystalliseringsteknik

Metalioner kan udfældes som metalsalte fra en opløsning, når saltets opløselighedsprodukt overskrides. Opløseligheden er afhængig af temperaturen - jo højere temperatur, jo mere salt kan holdes i opløsning. Ved udkrystallisering vil man normalt sænke temperaturen så meget, at en del af saltet udskilles som krystaller. Metoden er derfor først og fremmest velegnet til salte med forholdsvis begrænset opløselighed i vand.

Metalchlorider er generelt lettere opløselige end sulfater, og derfor vil de fleste praktiske anvendelser drejer sig om udkrystallisering af metalsulfater eller andre metalsalte med begrænset opløselighed. Dette princip udnyttes f.eks. ved udkrystallisering af jern fra en saltsyrebejdse ved tilsætning af svovlsyre. Metoden kræver, at man anvender en blandingsbejdse af saltsyre og svovlsyre, hvilket er teknisk muligt, da denne blanding har de fleste af saltsyrebejdsens fordele. Metoden har været problematisk at færdigudvikle, og den anvendes ikke i Danmark.

Ser vi på et ætsebad med svovlsyre og brintperoxid, kan de forskellige faktorers indflydelse belyses. Et sådant ætsebad indeholder typisk 20% svovlsyre og 35 g kobber pr. liter. Arbejdstemperaturen kan være 45’C. Sænkes temperaturen i dette bad f.eks. til 10’C, kan der kun være 12 g/l kobber i opløsning. Man kan altså ved nedkøling fjerne 23 g/l. Hvis svovlsyreindholdet er højere, kan der være endnu mindre kobber opløst.

Selve krystaldannelsen har stor betydning for processens effektivitet. Også kølesystemet og afvandingssystemet for krystallerne har afgørende betydning for effektiviteten.

14.4 Erfaringer, fordele og ulemper

Ved udkrystalliseringen fjerner man ikke alene metallerne fra opløsningen, men man fjerner også syreresten, og det kan være en ulempe. I et bejdse- eller ætsebad ville det ideelle være, at man kun fjerner metalforureningen samtidig med, at syreresten laves om til den oprindelige syre. Det er dog ikke muligt, når procesbade regenereres ved udkrystallisering. Derfor må vi tilføre ny syre i takt med, at metalsaltet fjernes.

Situationen er lidt anderledes i de cyanidholdige procesbade, hvor vi skal fjerne carbonat ved udkrystallisering. Her er det syreresten, vi ønsker at fjerne, og med den fjernes også natrium. Her er det natriumhydroxid, der skal tilsættes badet, når vi udkrystallisere natriumcarbonat.