Metallrückgewinnung
In der Vergangenheit war die Abwasserbehandlung hauptsächlich ein Verfahren zur Entfernung der Schadstoffe. Heute verlagert sich der Fokus zunehmend auf die Rückgewinnung von Rohstoffen und Wertmetallen zur Wiederverwendung. Die Abfallverbrennungsanlagen, einschließlich der Schlammendverarbeiter, konzentrieren sich ebenfalls auf die Wiederverwendung. Dies betrifft oft die Rückgewinnung von Phosphat als endlichem Rohstoff, aber es gibt auch Möglichkeiten für seltene, knappe und Schwermetalle. Durch Inventarisierung der Gehalte der Metalle in den unterschiedlichen Stoffströmen werden Rückgewinnungstechnologien für unterschiedliche Metalle / Metallgruppen ausgewählt.
Elektrolyse
Der Prozess der Rückgewinnung von Metallen basiert auf einem Elektrolyseprozess. Bei der Elektrolyse wird eine Flüssigkeit mit inerten Elektroden und einer Spannungsquelle unter eine elektrische Gleichspannung gesetzt. Durch Anlegen dieser Spannung an das Abwasser werden Elektronen zwischen den Elektroden und der Flüssigkeit ausgetauscht. Die Elektronen können verwendet werden, um Metallionen in festes Metall umzuwandeln. Dieses feste Metall scheidet sich an der Kathode ab. Das gereinigte Abwasser verlässt dann die Elektrolysezelle und kann in vielen Fällen wiederverwendet werden. Das Verfahren ist am besten anwendbar, wenn nur eine Metallverunreinigung in ausreichend hoher Konzentration in der zu behandelnden Flüssigkeit vorhanden ist. Bei komplexen Mischungen ist die Rückgewinnung von Metall und Wasser schwieriger.
Die Hauptanwendung der Elektrolyse liegt in der Metallindustrie zur Reinigung von Spülwässern aus Beiz- oder Galvanikbädern.
Zu diesen Anwendungen gehören:
- Rückgewinnung von Metallen und verbrauchten Elektrolyten;
- Die Entgiftung von Nitrit und Cr (VI);
- Die Rückgewinnung von Silber aus Fixierbädern im grafischen Bereich.
Wenn eine Elektrolyse mit niedrig konzentrierten Lösungen nicht möglich ist, werden herkömmliche Techniken zur Erhöhung der Konzentration verwendet, wie z.B. Ionenaustausch- oder Membrantechniken, gefolgt von einer Elektrolyse des Regenerats.
Membranelektrolyse
Eine weitere Variante der Elektrolyse ist die Membranelektrolyse. Anwendung findet diese Technik unter anderem in der Chlorgaserzeugung, im Bereich der Oberflächenbehandlung, Standzeitverlängerung von Beizbädern, Metallrückgewinnung aus Spülbädern etc.
Auch der Wechsel von Chrom(VI) zu Chrom(III) ist eine immer wiederkehrende Anwendung. Hier finden sich Restkonzentrationen von < 0,1 mg/l Chrom (VI). Um eine hohe Stromausbeute (80 bis 90 %) zu erreichen, sollte der pH-Wert kleiner als 3 bis 4 bleiben. Umweltaspekte sind dabei wichtig. Die Abscheidung des Metalls auf der Elektrode bildet das Restmaterial, das möglicherweise wiederverwendet werden kann. Für den Austrag der verbrauchten Lauge und Säure werden chemische Hilfsmittel benötigt, um die erreichten pH-Werte zu korrigieren.
Der Markt für Metallrückgewinnung wird aufgrund der zunehmenden Aufmerksamkeit für die Umwelt in Zukunft immer intensiver werden, um die Abfallentsorgung von Metallen zu minimieren.
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