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FP7

TIGI — Ergebnis in Kürze

Project ID: 218390
Gefördert unter: FP7-SME

Verunreinigungen aus Passivierungsbädern entfernen

Die Galvanikindustrie der EU stellt Stahlteile mit umfassendem Korrosionsschutz her. Neuartige Technologie zur Qualitätssteigerung und gleichzeitigen Kostensenkung verspricht, die Wettbewerbsfähigkeit auf dem Markt signifikant zu erhöhen.
Verunreinigungen aus Passivierungsbädern entfernen
Anstiege von Material- und Betriebskosten in Verbindung mit Konkurrenz aus Niedriglohnländern haben zu einem deutlichen Rückgang der europäischen Produktion von verzinkten Metallen geführt. Ein großes europäisches Konsortium initiierte das EU-finanzierte Projekt "Towards an innovative galvanic industry" (TIGI), um eine Technologie zur Senkung von Kosten und Umweltauswirkungen zu entwickeln und damit die Wettbewerbsfähigkeit Europas in dieser Branche zu steigern.

Zum Korrosionsschutz mit Zink (Zn) beschichtete Stahlteile werden häufig einer abschließenden Nachbehandlung namens Passivierung unterzogen. Die Teile werden in ein verdünntes Säurebad gelegt – herkömmlicherweise in Salpetersäure, doch zunehmend wird auch umweltfreundliche Zitronensäure verwendet. Die Säure entfernt Verunreinigungen, beispielsweise Eisenpartikel (Fe) und bildet eine chemisch unreaktive (passive) Deckschicht aus einem sehr dünnen, korrosionsbeständigen Chromoxidfilm.

Die Lebenszeit des Passivierungsbades wird durch die Ansammlung von Zn2+- und Fe3+-Verunreinigungen stark eingeschränkt. Dies stellt finanzielle und ökologische Belastungen dar, da die Verunreinigungen regelmäßig entsorgt und die Materialien ersetzt werden müssen. Außerdem hat die Europäische Kommission Beschränkungen hinsichtlich der Verwendung von Chrom auferlegt, und neue chromfreie Passivierungsflüssigkeiten sind sehr viel teurer.

Die TIGI-Wissenschaftler haben sich zum Ziel gesetzt, die Lebensdauer der Passivierungsbäder von sechs Wochen auf zwei Jahre zu erhöhen. Die selektive Trennung von Zn2+- und Fe3+-Verunreinigungen ohne die Entfernung des Chroms oder anderer notwendiger Bestandteile konnte durch die Emulsion-Pertraktions-Technologie (EPT) erreicht werden. EPT kombiniert die Effizienz von Flüssig-Emulsionsmembranen mit der Wirtschaftlichkeit und dem geringen Energieverbrauch von Hohlfaser-Querstromsystemen.

Industrielle Anlagen wurden mittels Modellierung und Vorprüfungen optimiert. Langzeitversuche von Industriebetrieben zeigten, dass das EPT-System einen Anstieg der Fremdeisenkonzentration mit der Zeit verhinderte. Tatsächlich wurden fast alle gesetzten Projektziele übertroffen, darunter Selektivität, Lebensdauerverlängerung des Bades, Abfallverminderung und verbesserte Produktqualität. Außerdem hob eine Lebenszyklusanalyse die Vorteile der Verwendung des Systems hervor, und der Preis je Einheit lag innerhalb des angestrebten Bereichs.

Passivierung ist für viele High-Tech-Bauteile für medizinische Geräte sowie die Luft- und Raumfahrt entscheidend, und etwa 80 % aller Unternehmen in der Galvanikindustrie setzen das Verfahren ein. Die Implementierung der TIGI-Technologie hat das Potenzial, die Wettbewerbsposition dieser Branche durch Kostensenkungen und gesteigerte Produktqualität zu verbessern.

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