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Membranverfahren

Beim Diffusionsdialyse-Prozess werden Ionenaustauschermembranen eingesetzt, die - in einen Metallstapel eingebaut - zwei verschiedene Flüssigkeiten trennen: die verbrauchte Säure und entsalztes Wasser.

Das Konzentrationsgefälle zwischen den beiden Lösungen ist die treibende Kraft des Prozesses.

Die speziellen Anionenaustauschermembranen, die in ihrer Polimerstruktur positive Oberflächenladungen besitzen, ermöglichen die Diffusion von dissoziierter Säure (Anionen) durch die Membran, während die Kationen (Metalle) durch ihre positiven Ladungen zurückgehalten werden. Das Wasserstoffion bildet hier eine Ausnahme. Es gelangt durch seine geringe Größe mit den Anionen durch die Membran.

Die Membranen sind in einem Membranstapel, ähnlich einer Filterpresse eingebaut.

Membranrahmen, die zwischen den Membranen angeordnet sind, bilden Zellen mit den entsprechenden Abständen und sorgen für eine saubere Abstützung der Membranen. Das entsalzte Wasser nimmt die freie Säure auf und das entstehende Diffusat wird dem Beizprozess wieder zugeführt. Der andere Teilstrom, das Dialysat, wird meistens der Neutralisation zugeführt. In bestimmten Fällen kann auch dieser Teilstrom wiederverwendet bzw. weiter aufbereitet werden.

diffusionsdialyse

Bereits seit Jahren wird das Verfahren der Diffusionsdialyse zur Rückgewinnung von Schwefelsäure, Salzsäure, Salpetersäure und Flusssäure sehr erfolgreich eingesetzt. Es ist möglich, bis zu 95 % der freien Säuren der verbrauchten Beizlösungen zu entziehen und in gereinigter Form mit ca. 5 - 10 % Metallverunreinigung dem Beizprozess wieder zuzuführen.

dd schema

In der Praxis wird die filtrierte, verbrauchte Säure und das Wasser in zwei Hochbehälter gepumpt und fließt von dort durch den Membranstapel.

Die notwendigen Kontrollsysteme sind Durchflussmesser und Niveaugeber für die einzelnen Behälter. Somit ist eine Automatisierung des Prozesses leicht möglich und eine ständige Kontrolle durch Bedienungspersonal nicht notwendig.

Bereits erprobte Anwendungen des Verfahrens

  • Rückgewinnung von Mischsäuren aus Edelstahlbeizen (HF/HNO3)
  • Rückgewinnung von H2SO4/HNO3 oder H2SO4/HCl aus Beizanlagen für Nichteisenmetalle wie Zink und Aluminium
  • Rückgewinnung von H2SO4, HNO3 und HCl aus Stahl- und Buntmetallbeizen

Vorteile des Verfahrens

  • sehr geringer Energiebedarf
  • drastische Reduktion des Frischsäurebedarfs
  • drastische Reduktion der Neutralisations- und ggf. der Deponiekosten
  • erhebliche Reduktion der Schadstofffracht
  • vollautomatischer Betrieb
  • sehr geringe Wartungskosten
  • lange Membranstandzeiten
  • hohe Wirtschaftlichkeit
  • kurze Amortisationszeit