Galvaniseren is een elektrochemisch proces dat wordt gebruikt om metalen oppervlakken te bedekken met een dunne laag van een ander metaal. Het doel is om de eigenschappen van het basismateriaal te verbeteren, zoals corrosiebescherming, hardheid, geleidbaarheid of esthetische aspecten.

Technische achtergrond

Het werkstuk wordt als kathode ondergedompeld in een galvaniseerbad dat een waterige oplossing van metaalionen bevat. Een externe gelijkstroombron zorgt ervoor dat de metaalionen uit de oplossing gereduceerd worden en neerslaan op het oppervlak van het werkstuk. Typische coatingmetalen zijn zink, nikkel, chroom, koper en zilver.

Processtappen

1. Voorbereiding van het oppervlak:

   • Mechanisch reinigen, bijv. schuren of borstelen.
   • Chemische reiniging door ontvetten en beitsen om oxides en onzuiverheden te verwijderen.

2. Galvanisch bad:

   • Samenstelling van de elektrolyt: metaalzouten, zuren, additieven om de coatingeigenschappen te verbeteren.
   • Temperatuur en pH-waarde worden nauwkeurig geregeld om de afzetsnelheid en de kwaliteit van de laag te regelen.

3. Coating:

   • Er wordt gelijkstroom toegepast, waardoor metaalionen worden afgezet op de kathode.
   • Tegelijkertijd wordt het anodemateriaal, dat de metaalionen levert, aan de anode geoxideerd.

4. Vervolgbehandeling:

   • Spoelen, drogen en, indien nodig, warmtebehandeling om de coatingeigenschappen te optimaliseren.

Toepassingsgebieden

• Auto-industrie: Corrosiebescherming van carrosseriedelen door galvaniseren.
• Elektronica: verbetering van de geleidbaarheid en soldeerbaarheid van componenten door vergulden of verzilveren.
• Machinebouw: slijtagebescherming door chroom- of nikkelcoatings.
• Juwelenindustrie: Esthetische verfijning door vergulden of rhodineren.

Milieu- en veiligheidsaspecten

Galvanische processen genereren afvalwater dat zware metalen en zuren bevat. Deze moeten worden gezuiverd in speciale afvalwaterzuiveringsinstallaties, vaak in combinatie met precipitatie- en flocculatieprocessen. Naleving van de wettelijke vereisten van de Duitse afvalwaterverordening is essentieel.

Afvalwaterbehandeling bij galvaniseren

Afvalwater van de galvanische industrie bevat vaak hoge concentraties zware metalen, zuren, basen en organische complexvormers. Deze vormen een aanzienlijke belasting voor het milieu en moeten grondig worden behandeld voordat ze worden geloosd of hergebruikt. De behandeling van afvalwater in de galvano-industrie bestaat uit verschillende stappen die specifiek ontworpen zijn om verschillende verontreinigende stoffen te verwijderen.

1. neutralisatie neerslag

De eerste fase van afvalwaterbehandeling bestaat uit neutralisatie en precipitatie. Zuren of basen worden toegevoegd om de pH-waarde van het afvalwater te regelen. Bij een optimale pH-waarde slaan zware metalen neer als slecht oplosbare hydroxiden. Deze kunnen dan worden verwijderd door bezinking of filtratie.

Het slib dat ontstaat tijdens precipitatie en filtratie bevat hoge concentraties zware metalen en moet worden afgevoerd in overeenstemming met de wettelijke vereisten. Mechanische ontwatering met kamerfilterpersen of decanteerders vermindert het slibvolume en vergemakkelijkt verdere behandeling.

2. chemisch-fysische processen

Chemisch-fysische processen zoals de toevoeging van precipitanten en flocculanten dragen bij tot de verdere zuivering van het afvalwater. Deze processen zijn vooral effectief bij het verwijderen van fijne deeltjes en verbindingen van zware metalen die niet volledig zijn afgescheiden door neutralisatie.

Chromaat reductie

Afvalwater van galvaniseren bevat vaak zeswaardig chroom (Cr(VI)), dat zeer giftig is. Reductie tot driewaardig chroom (Cr(III)) wordt bereikt door reductiemiddelen zoals natriumbisulfiet te gebruiken. Het Cr(III) wordt vervolgens verwijderd als chroomhydroxide door neutralisatieneerslag.