ZERMEG II – Zero emission retrofitting method ... - Fabrik der Zukunft

In der Literatur werden als Einsatzgrenzen die Volumenzunahme, Membranstandzeiten undein möglichst geringer Metallschlupf (muss vorhanden sein) angeführt. Das Kosten/NutzenVerhältnis wird als gering bewertet.10.2.1.5 Elektrolytische VerfahrenAls umweltfreundlichste physikalisch-chemische Methode zur Stofftrennung undRückgewinnung werden elektrolytische Verfahren bezeichnet. Auf der einen Seite sind diesVerfahren zur Umwandlung in andere Wertigkeitsstufen, zum anderen Verfahren zurelektrolytischen Metallabscheidung in fester oder pulvriger Form. Bei Elektrolyse einerSalzsäure-Beizlösung entsteht an der Anode Chlorgas. Diese Chlorgasbildung kann durch denEinsatz selektiver Ionenaustauschermembranen oder Wolfram-Karbid-Elektrode verhindertwerden.Bei der ersten Verfahrensvariante wird FeCl 2 zu FeCl 3 in einer Anolytzelle oxidiert, die vomKatholyten durch eine hochselektive Ionenaustauschermembran getrennt ist. Dieentstehende FeCl 3 Lösung stellt nach Aufkonzentrierung ein verkaufsfähiges Produkt dar. Prokg Fe benötigt das Verfahren 3,5 kWh und 23 Mol Salzsäure. Eine kontinuierlicheRegeneration wird durch die automatische Überwachung der Prozessparameter ermöglicht.Bei der zweiten Variante wird die Beizlösung vollständig regeneriert und das Eisen in festerForm kathodisch abgeschieden. Die freie und die an das Fe gebundene Säure wird so zurückgewonnen. Zur Abscheidung von Fe aus einer Salzsäure-Beizlösung mit 55 g/l Fe brauchtman pro kg abgeschiedenes Fe ca. 4,5 kWh. Die Verfahrensweise ist vorzugsweise fürkleinere Anlagen geeignet, wo z. B. die Chloridfracht des Abwassers drastisch reduziertwerden muss.ElektrodialyseIn der Elektrodialyse lassen sich höhere Säurekonzentrationen durch Aufkonzentrierung derSäurelösung erreichen. Nachteilig ist der relativ hohe Stromverbrauch, der zu erhöhtenRegenerationskosten führt.Die Einsatzgrenzen des Verfahrens sind durch Grenzstromdichte, den Einsatz von Inhibitorenund den Wassertransport gegeben. Das Nutzen/Kosten Verhältnis wird in der Literatur mitgering beurteilt, die ökologische Bewertung fällt insgesamt vorteilhaft aus, es ist jedochEnergieaufwand erforderlich.[A15] 60 In einer Studie konnte nachgewiesen werden, dass der HCl-Fluss durch einhydrophobe Membran durch mehrere Effekte beeinflusst wird: Temperaturgradient zwischen Zulauf und Ablauf. Mit steigender Zulauftemperatur,steigt der HCl-Flux exponentiell an, es kommt aber auch zur Anreicherung vonDämpfen (Wasserdampf, HCl). Die Zulaufzusammensetzung beeinflusst die Zusammensetzung der Gasphase. BeiAnwesenheit von Salzen steigt der HCl-Dampfdruck. Bei niedriger HCl-Konzentrationsollte der Salzanteil hoch sein, um eine gute Trennung zu gewährleisten. Mit steigender Säurekonzentration auf der Destillatseite wird die Trennleistungschwächer.60 Separation and Purification Technology 22-23 (2001) 591–600, Recovery of hydrochloric acid from metal pickling solutions bymembrane distillation M. Tomaszewska, M. Gryta, A.W. MorawskiZERMEG - Ein Projekt der Fabrik der Zukunft gefördert von BMVIT und FFFEndbericht ZERMEG IISeite 118