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DE4232612A1 - Entfernung von Magnetitbelägen in wasserführenden Systemen - Google Patents

Entfernung von Magnetitbelägen in wasserführenden Systemen

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Publication number
DE4232612A1
DE4232612A1 DE19924232612 DE4232612A DE4232612A1 DE 4232612 A1 DE4232612 A1 DE 4232612A1 DE 19924232612 DE19924232612 DE 19924232612 DE 4232612 A DE4232612 A DE 4232612A DE 4232612 A1 DE4232612 A1 DE 4232612A1
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DE
Germany
Prior art keywords
acid
range
water
component
components
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19924232612
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English (en)
Inventor
Sieglinde Springer
Karl-Heinz Schroeder
Thomas Wershofen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henkel AG and Co KGaA
Original Assignee
Henkel AG and Co KGaA
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Publication date
Application filed by Henkel AG and Co KGaA filed Critical Henkel AG and Co KGaA
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Priority to EP93920770A priority patent/EP0662931A1/de
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F5/00Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
    • C02F5/08Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents
    • C02F5/10Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances
    • C02F5/105Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances combined with inorganic substances
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23GCLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/02Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
    • C23G1/08Iron or steel
    • C23G1/088Iron or steel solutions containing organic acids

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Description

Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung einer Kombination aus einer Phosphonsäure, einem Oxidationsmittel und mindestens einer speziellen, kurzkettigen organischen Carbonsäure in sauren, wäßri­ gen Lösungen zur Entfernung von Magnetitbelägen von den Substrat­ oberflächen wasserführender Systeme, die ständig mit Wasser in Be­ rührung stehen. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Ver­ fahren zur Entfernung von Magnetitbelägen in wasserführenden Sy­ stemen mit Hilfe der vorstehend genannten Kombination.
Bei Erhitzern, Kurzzeiterhitzern, beispielsweise in der Getränke­ industrie, sowie Kesselhäusern, Kühltürmen und anderen Gerätschaf­ ten, die mit sogenanntem Kreislaufwasser beaufschlagt werden, be­ steht die Gefahr der Bildung von festhaftenden Magnetitbelägen (FeO · Fe2O3). Im druckschriftlichen Stand der Technik sind eine Reihe von Mitteln zur Entfernung solcher oder ähnlicher Beläge bekannt.
So beschreibt die US-A-3,854,996 ein Verfahren zur Entfernung von Magnetitbelägen von einem metallischen Substrat, umfassend das In- Kontakt-Bringen der Beläge mit einer wäßrigen Lösung, die wenig­ stens 0,5% einer Polyphosphonsäure oder eines Alkalimetall- oder Aminsalzes dieser Säure und ein Oxidationsmittel enthält. Hiermit kann bei pH-Werten im Bereich von 4 bis 10,5 und bei Temperaturen im Bereich von 80° bis 150°C gearbeitet werden. Der bevorzugte pH-Wert der Lösungen liegt jedoch im alkalischen Bereich.
Aus der US-A-4 666 528 ist ein Verfahren zur Entfernung von Eisen und Kupfer enthaltenden Belägen von einer metallischen Oberfläche bekannt, wobei diese Beläge mit einer Lösung in Kontakt gebracht werden, die aus einer Mischung aus Aminopolycarbonsäuren, beispiels­ weise Ethylendiamintetraessigsäure, oder einem Alkalimetallsalz, Ammoniumsalz oder Aminsalz der Aminopolycarbonsäure und einer Phos­ phonsäure, beispielsweise Aminotrimethylenphosphonsäure, oder einem Alkalimetallsalz oder Amin- oder Ammoniumsalz der Phosphonsäure besteht. Die Aminopolycarbonsäure oder deren Salz und die Phosphon­ säure und/oder deren Salz liegen in den Zusammensetzungen in einer Menge vor, die ausreichend ist, um ein Stoffmengenverhältnis von Aminopolycarbonsäuren zu Phosphonsäuren im Bereich von 1 : 9 bis 39 : 1 einzustellen.
Aus der US-A-3,806,459 sind Zusammensetzungen zur Entfernung von Eisenoxiden bekannt, die neben einer Phosphonsäure, ausgewählt aus Hydroxyethanphosphonsäure oder Aminomethylphosphonsäure, eine Amino­ essigsäure enthalten.
Aus der DE-B-17 71 188 ist die Verwendung einer phosphonsäurehalti­ gen Lösung zur Entfernung von Bremsbackenpartikeln von den Außen­ seiten von rollendem Eisenbahnmaterial sowie von Milchstein und Bierstein bekannt. Im Beispiel 2 wird unter anderem ein Gemisch aus Hydroxyethan-1,1-diphosphonsäure und Oxalsäure beschrieben.
Im praktischen Stand der Technik haben sich jedoch die genannten Mittel nicht durchsetzen können, so daß nach wie vor Probleme bei der Entfernung dieser schwarzen, festhaftenden und kompakten Magne­ titbeläge bestehen. Marktübliche Mittel, die die Ablagerung von Magnetit entfernen, basieren auf Flußsäure. Flußsäure wird teil­ weise am Ort der Reinigung durch Gemische aus Salzsäure mit Natri­ umfluoriden hergestellt.
Flußsäurehaltige Mittel haben jedoch gravierende Nachteile, bedingt durch die stark ätzende Wirkung des Fluoridions, insbesondere durch den Angriff von Edelstahl. Diese sind daher gesundheitlich und öko­ logisch sehr bedenklich.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demgegenüber in der Entwicklung einer Möglichkeit, die eine relativ rasche und sichere Entfernung derartiger festhaftender und kompakter Magnetitbeläge gewährleistet, bei der keine Fluoride Verwendung finden.
Dementsprechend betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung einer Kombination aus
  • a) mindestens einer Phosphonsäure,
  • b) mindestens einem Oxidationsmittel und
  • c) mindestens einer kurzkettigen organischen Carbonsäure, ausge­ wählt aus Ascorbinsäure, Weinsäure, Ameisensäure, Oxalsäure und Citronensäure,
in sauren, wäßrigen Lösungen, die einen pH-Wert im Bereich von 0 bis 3 aufweisen, zur Entfernung von Magnetitbelägen in wasserfüh­ renden Systemen, wobei die Gesamtmenge von (a) und (b) 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die wäßrige Lösung, beträgt und das Gewichts­ verhältnis von (a) zu (b) im Bereich von 5 : 1 bis 1 : 10 sowie das Ge­ wichtsverhältnis von (a) + (b) zu (c) im Bereich von 5 : 1 bis 1 : 5 liegen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Ent­ fernung von Magnetitbelägen in wasserführenden Systemen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Substratoberflächen der Systeme, die mit dem Wasser in Berührung kommen, mit sauren wäß­ rigen Lösungen, die eine Kombination der Komponenten (a), (b) und (c), wie vorstehend beschrieben, enthalten, in Kontakt bringt.
Mit Hilfe derartiger wäßriger Lösungen ist es möglich, innerhalb einer relativ kurzen Zeit, beispielsweise von 30 Minuten, bei etwa 80°C Magnetitbeläge von den inneren Substratoberflächen wasserfüh­ render Systeme zu entfernen, ohne daß eine Korrosionsgefahr für gegebenenfalls vorliegende Metallsubstrate besteht.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird als Komponente (a) vor­ zugsweise eine Phosphonsäure, ausgewählt aus 1-Hydroxyalkan-1,1-di­ phosphonsäuren mit 2 bis 6 C-Atomen im Alkanrest, Amino-tris(methy­ lenphosphonsäure), 2-Phosphonobutan-1,2,4-tricarbonsäure, N,N,N′,N′- Ethylendiamin-tetra(methylenphosphonsäure), und N,N,N′,N′-Hexame­ thylendiamin-tetra(methylenphosphonsäure), eingesetzt. Von derar­ tigen Phosphonsäuren wird erfindungsgemäß die 1-Hydroxyethan-1,1- diphosphonsäure besonders bevorzugt. Solche Phosphonsäuren sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt und werden beispielsweise in der vorstehend zitierten US-A-3 854 996 beschrieben.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird ferner als Komponente (b) vorzugsweise ein Oxidationsmittel, ausgewählt aus wasserlöslichen Permanganatsalzen, wasserlöslichen Bromatsalzen, wasserlöslichen Persulfatsalzen, Alkalimetallperoxiden, Wasserstoffperoxid, Harn­ stoff-Wasserstoffperoxid, Salpetersäure und Harnstoffnitrat, ein­ gesetzt. Wenn hier von wasserlöslichen Salzen die Rede ist, so wer­ den darunter vorzugsweise Alkalimetallsalze, insbesondere die Na­ triumsalze, verstanden. Im Falle der wasserlöslichen Permanganat­ salze wird vorzugsweise Kaliumpermanganat eingesetzt. Von den vor­ stehend genannten Oxidationsmitteln wird erfindungsgemäß Harnstoff­ nitrat bevorzugt eingesetzt.
Von den vorstehend angeführten kurzkettigen, organischen Carbon­ säuren, die erfindungsgemäß als Komponente (c) Verwendung finden, wird im Sinne der Erfindung vorzugsweise Ascorbinsäure oder Oxal­ säure, insbesondere die Ascorbinsäure, eingesetzt.
Im Sinne der Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung ist es von besonderer Bedeutung, daß alle drei der vorstehend erörterten Kom­ ponenten (a), (b) und (c) Verwendung finden. Insbesondere bei An­ wesenheit der genannten kurzkettigen organischen Carbonsäuren als Komponente (c) resultieren besonders gute Reinigungsergebnisse bei der Entfernung dieser festhaftenden und kompakten Magnetitbeläge von den Oberflächen wasserführender Systeme, wobei diese meist rela­ tiv kürzere Behandlungszeiten bedingen. Erfindungsgemäß kommt gera­ de dem Zusammenwirken dieser drei erfindungswesentlichen Komponen­ ten eine entscheidende Bedeutung zu, wobei auch der geringe pH-Wert der wäßrigen Anwendungslösungen und die vorstehend angeführten Mengenverhältnisse der einzelnen Komponenten zueinander wichtig sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt die Gesamtmenge der Komponenten (a) und (b), d. h. Phos­ phonsäuren und Oxidationsmittel, 2 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die saure, wäßrige Anwendungslösung. Das Gewichtsverhältnis der Kompo­ nente (a) zur Komponente (b) liegt vorzugsweise im Bereich von 2 : 1 bis 1 : 5, und das Gewichtsverhältnis der Summe der Komponenten (a) und (b) zur Komponente (c) liegt vorzugsweise im Bereich von 2 : 1 bis 1 : 3.
Zur Einstellung des gewünschten pH-Wertes der sauren, wäßrigen An­ wendungslösungen sind in der Regel keine zusätzlichen Additive er­ forderlich. Vielmehr werden die vorstehend angegebenen Werte des pH-Bereiches durch saure Bestandteile der erfindungswesentlichen Komponenten eingestellt. Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, daß die wäßrigen Lösungen einen pH-Wert im Bereich von 0 bis 1,5 aufweisen.
Für die Anwendung der erfindungsgemäßen Kombination aus den Kompo­ nenten (a), (b) und (c) bestehen grundsätzlich verschiedene Mög­ lichkeiten: Einerseits ist es möglich, die genannten Komponenten in einem wäßrigen Konzentrat zu vereinigen und dieses dann, beispiels­ weise erst am Anwendungsort, auf die erforderliche Anwendungskon­ zentration zu verdünnen. Andererseits können auch die Komponenten (a) und (b), d. h. Phosphonsäure und Oxidationsmittel, zusammen in einem wäßrigen Konzentrat konfektioniert werden und dann zusammen mit der getrennt konfektionierten Komponenten (c) zur Anwendung gelangen. Auch ist es möglich, alle drei Komponenten getrennt zu konfektionieren und sie erst am Anwendungsort in die sauren, wäß­ rigen Anwendungslösungen zu überführen. Wäßrige Konzentrate sind hierbei zwar bevorzugt, jedoch nicht die allein mögliche Konfek­ tionierungsform. Generell kann die erfindungsgemäße Kombination der Komponenten auch beispielsweise in Form pastöser Konzentrate oder pulverförmiger Mittel vorliegen.
Das erfindungsgemäße Verfahren bedingt ein In-Kontakt-Bringen der sauren, wäßrigen Anwendungslösungen mit den Substratoberflächen der wasserführenden Systeme, auf denen sich die festhaftenden Magne­ titbeläge befinden. Dieses In-Kontakt-Bringen der sauren, wäßrigen Anwendungslösungen mit den Substratoberflächen der wasserführenden Systeme kann gleichfalls in verschiedener Art und Weise erfolgen. Im allgemeinen, insbesondere bei geschlossenen Systemen, wird man die Anwendungslösung so lange im Kreislauf führen, bis eine hin­ reichende Entfernung der vorhandenen Magnetitbeläge sichergestellt ist. Andererseits läßt sich dieses In-Kontakt-Bringen auch in der Weise durchführen, daß man, beispielsweise bei offenen oder ge­ schlossenen Lagerbehältern, die betroffenen Behälter oder Gerät­ schaften mit einer sauren, wäßrigen Behandlungslösung im Sinne der Erfindung befüllt und gleichfalls diese darin für eine hinreichende Einwirkungszeit beläßt. Ebenfalls ist es möglich, beispielsweise im Falle kleinerer Anlagenteile, die Anlagenteile in geeignete Behäl­ ter, die die wäßrige Anwendungslösung enthalten, einzutauchen. Vor­ zugsweise wird jedoch, insbesondere bei Rohrsystemen, die saure, wäßrige Anwendungslösung im Kreislauf gefahren.
Die sauren, wäßrigen Reinigungslösungen im Sinne der Erfindung kön­ nen durchaus bei Temperaturen im Bereich der Raumtemperatur einge­ setzt werden. Natürlich ist bei solch relativ niederen Temperaturen eine längere Einwirkungszeit erforderlich als bei höheren Tempe­ raturen, da höhere Temperaturen eine verstärkte Wirkung der erfin­ dungsgemäßen sauren, wäßrigen Anwendungslösungen bedingen. In die­ sem Sinne ist es erfindungsgemäß bevorzugt, daß die wäßrigen Lö­ sungen eine Temperatur im Bereich von 80 bis 100°C, vorzugsweise im Bereich von 80 bis 95°C, aufweisen.
Für die Dauer der Einwirkungszeit der sauren, wäßrigen Anwendungs­ lösungen und damit für die Durchführung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens lassen sich keine festen Werte angeben, da die Einwir­ kungszeit sowohl von der Temperatur der wäßrigen Lösungen als auch von der Dicke und Festigkeit der vorhandenen Magnetitbeläge abhän­ gig ist. Dickere Magnetitbeläge erfordern selbstverständlich eine längere Einwirkungszeit und gegebenenfalls eine höhere Einwirkungs­ temperatur als dünnere Beläge. Im allgemeinen liegt die Dauer der Einwirkungszeit der sauren, wäßrigen Lösungen im Sinne der vorlie­ genden Erfindung im Bereich von 10 Minuten bis zu 3 Stunden, ins­ besondere im Bereich von 30 Minuten bis zu 1 Stunde. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es jedoch durchaus möglich, inner­ halb von einer Zeit von bis zu 30 Minuten und bei Temperaturen der wäßrigen Lösung im Bereich von ca. 80 bis 95°C auch festhaftende Magnetitbeläge aus wasserführenden Systemen zu entfernen.
Wie bereits vorstehend ausgeführt, ist es durchaus möglich, die einzelnen Komponenten der erfindungsgemäßen Kombination getrennt voneinander zu konfektionieren und auch getrennt voneinander der wäßrigen Anwendungslösung zuzusetzen. In diesem Sinne ist es zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt, daß man die einzelnen Komponenten (a), (b) und (c) der wäßrigen Lösung einander zeitlich versetzt, entweder vollständig oder portionswei­ se, zudosiert. So läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren bei­ spielsweise in der Art und Weise durchführen, daß man zunächst eine saure, wäßrige Anwendungslösung bereitet, die nur die Komponente (a), d. h. die Phosphonsäure oder -säuren enthält, diese Anwen­ dungslösung sodann auf die gewünschte Anwendungstemperatur erhitzt und mit den Substratoberflächen des wasserführenden Systems in Kon­ takt bringt. Die erfindungsgemäßen Komponenten (b) und (c) werden hierbei erst nachträglich, d. h. im Verlauf der Einwirkungszeit der wäßrigen Lösung dieser zugefügt. Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, insbesondere die Komponente (c), d. h. die kurzkettigen organischen Carbonsäuren, erst im Verlauf der Einwirkungszeit der sauren, wäßrigen Anwendungslösung zuzudosieren, welche bereits die Komponenten (a) und (b) enthält. Bevorzugt wird die Komponente (c) erst dann der sauren, wäßrigen Anwendungslösung zudosiert, wenn dieselbe bereits auf die gewünschte Anwendungstemperatur erhitzt worden ist. In diesem Falle wird man also eine saure, wäßrige An­ wendungslösung, die lediglich die Phosphonsäure und das Oxidations­ mittel enthält, in dem wasserführenden System auf die gewünschte Anwendungstemperatur erhitzen und im Kreislauf durch dieses System leiten. Bei Erreichen der gewünschten Anwendungstemperatur wird dann die erforderliche Menge der erfindungsgemäßen Komponenten (c) der sauren, wäßrigen Anwendungslösung, vorzugsweise portionsweise, zudosiert. Es hat sich nämlich gezeigt, daß insbesondere bei Ver­ wendung von Ascorbinsäure als Komponente (c) diese bei einer por­ tionsweisen Zugabe zu der bereits erhitzten, sauren, wäßrigen An­ wendungslösung eine weit größere Aktivität erzeugt, als eine Ver­ wendung der Ascorbinsäure bereits am Anfang des Reinigungsverfah­ rens.
In gleicher Weise ist es natürlich ferner möglich, auch das Oxida­ tionsmittel erst im Verlaufe der Einwirkungszeit der sauren, wäßrigen Anwendungslösung zuzugeben. In diesem Falle wird man bei­ spielsweise so verfahren, daß zunächst eine saure, wäßrige Anwen­ dungslösung, die die Phosphonsäure und gegebenenfalls eine kurzket­ tige organische Carbonsäure enthält, in das System eingebracht und auf die gewünschte Anwendungstemperatur erhitzt wird. Anschließend wird dann das ausgewählte Oxidationsmittel in der erforderlichen Menge entweder vollständig oder portionsweise zugegeben.
Generell liegt es jedoch gleichfalls im Rahmen des erfindungsgemä­ ßen Verfahrens, von Anfang an solche sauren, wäßrigen Anwendungs­ lösungen zu verwenden, die bereits alle erfindungswesentlichen Kom­ ponenten enthalten. Hierbei können beispielsweise wäßrige Anwen­ dungslösungen eingesetzt werden, die 0,1 bis 10 Gew.-%, insbeson­ dere 0,1 bis 5 Gew.-%, 1-Hydroxyethan-1,1-diphosphonsäure, 0,1 bis 10 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 6 Gew.-%, Harnstoffnitrat und 0,1 bis 10 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 5 Gew.-%, Ascorbinsäure ent­ halten. In diesem Falle können durchaus wäßrige Konzentrate, die die genannten Komponenten in den erfindungsgemäßen Mengenverhält­ nissen enthalten, Verwendung finden, wobei diese Konzentrate durch Verdünnen mit Wasser auf die gewünschte Anwendungskonzentration eingestellt werden müssen. Andererseits können auch solche wäßrigen Konzentrate Verwendung finden, die nur Phosphonsäure und Oxidations­ mittel, d. h. Komponenten (a) und (b), beispielsweise in einer Ge­ samtmenge im Bereich von 15 bis 80 Gew.-%, enthalten. Hierbei ist natürlich die nachträgliche Zugabe der erfindungsgemäßen Komponen­ te (c) zu der sauren, wäßrigen Anwendungslösung erforderlich. Wie bereits vorstehend ausgeführt, ist es im Sinne der vorliegenden Erfindung bevorzugt, die Komponente (c) der wäßrigen Anwendungslö­ sung erst im Verlauf der Einwirkungszeit und insbesondere erst nach Erreichen der gewünschten Temperatur der wäßrigen Anwendungslösung beizufügen.
Außer den bereits vorstehend diskutierten erfindungswesentlichen Komponenten können den sauren, wäßrigen Anwendungslösungen auch noch weitere Additive zugefügt werden. Hierzu eignen sich die üb­ lichen Bestandteile von Reinigungsmitteln, die dem Fachmann aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt sind, beispielsweise Tenside, wie anionische, kationische oder nichtionische Tenside, Buildersub­ stanzen, Polycarboxylate, Lösungsmittel, Lösungsvermittler, Schaum­ inhibitoren oder Korrosionsinhibitoren.
Beispiele
Für die nachfolgenden erfindungsgemäßen Beispiele 1 bis 7, sowie die Vergleichsbeispiele 1 bis 6 wurde jeweils eine Probe von 0,5 g eines aus der Praxis gewonnenen Magnetit-Belags eingesetzt. Hierbei handelte es sich um einen schwarzen, harten und kompakten Magnetit, gewonnen aus dem Kühlturm einer Zuckerfabrik, der noch geringe Men­ gen an Verschmutzungen und Calciumcarbonat (Härtebestandteile des Kühlturmwassers) enthielt.
Die zerkleinerten Magnetit-Proben wurden jeweils in 1 l einer wäß­ rigen Behandlungslösung eingebracht, die anschließend auf Tempera­ turen im Bereich von 88 bis 92°C erwärmt wurde. Für den Ansatz der Behandlungslösungen wurde jeweils vollentsalztes Wasser verwendet, um die Vergleichbarkeit der erhaltenen Ergebnisse zu gewährleisten.
Bei den erfindungsgemäßen Beispielen 1 bis 7 enthielt die jeweilige Behandlungslösung zu Beginn des Versuches nur jeweils die Kompo­ nenten (a) und (b) in den in Tabelle 1 angegebenen Mengen. Die Kom­ ponente (c) wurde jeweils erst nach Erreichen der vorstehend ange­ gebenen Temperatur der Behandlungslösung zugefügt; die entsprechen­ den Mengen sind gleichfalls aus Tabelle 1 ersichtlich. Bei den Ver­ gleichsbeispielen 2, 3, 5 und 6 wurde in analoger Weise verfahren.
Die Behandlungsdauer der Magnetit-Proben in den jeweiligen Behand­ lungslösungen betrug je 30 Minuten. Vor und nach der Behandlung wurden die trockenen Magnetit-Proben jeweils gewogen; aus den je­ weiligen Gewichtsdifferenzen resultiert die "Auflösungsrate", die zu den einzelnen Beispielen und Vergleichsbeispielen in Prozent­ werten, bezogen auf das Ausgangsgewicht, gleichfalls in Tabelle 1 angegeben ist. Tabelle 1 zeigt - neben den bereits vorstehend erwähnten Werten bezüglich der Zusammensetzung der Behandlungslö­ sungen - ferner die pH-Werte der jeweiligen Lösungen. Bis auf die Vergleichsbeispiele 2 und 3 resultierten diese pH-Werte alleine aufgrund der in den jeweiligen Behandlungslösungen enthaltenen Komponenten; im Falle der Vergleichsbeispiele 2 und 3 wurde der pH-Wert jeweils durch Zugabe von Natronlauge eingestellt.
In Tabelle 1 wurden folgende Abkürzungen verwendet:
HEDP = 1-Hydroxyethan-1,1-diphosphonsäure,
PBTC = 2-Phosphonobutan-1,2,4-tricarbonsäure.
Im Sinne der Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung sind Auf­ lösungsraten von weniger als ca. 15% nicht akzeptabel. Aus den in Tabelle 1 gezeigten Ergebnissen ist ersichtlich, daß mit den erfin­ dungsgemäßen Kombinationen zum Teil sehr gute Auflösungsraten (<60%), zum Teil gute bis befriedigende Auflösungsraten (<20%) er­ zielt werden können. Demgegenüber bedingen die in den Vergleichs­ beispielen geprüften Kombinationen der Inhaltsstoffe sowie die pH-Werte der Behandlungslösungen nur mangelhafte bis ungenügende Auflösungsraten (12%).
Tabelle 1
Tabelle 2

Claims (11)

1. Verwendung einer Kombination aus:
  • a) mindestens einer Phosphonsäure,
  • b) mindestens einem Oxidationsmittel und
  • c) mindestens einer kurzkettigen organischen Carbonsäure, aus­ gewählt aus Ascorbinsäure, Weinsäure, Ameisensäure, Oxal­ säure und Citronensäure,
in sauren, wäßrigen Lösungen, die einen pH-Wert im Bereich von 0 bis 3 aufweisen, zur Entfernung von Magnetitbelägen in wasser­ führenden Systemen, wobei die Gesamtmenge von (a) und (b) 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die wäßrige Lösung, beträgt und das Ge­ wichtsverhältnis von (a) zu (b) im Bereich von 5 : 1 bis 1 : 10 sowie das Gewichtsverhältnis von (a) + (b) zu (c) im Bereich von 5 : 1 bis 1 : 5 liegen.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Komponente (a) eine Phosphonsäure, ausgewählt aus 1-Hydroxyal­ kan-1,1-diphosphonsäuren mit 2 bis 6 C-Atomen im Alkanrest, Amino-tris(methylenphosphonsäure), 2-Phosphonobutan-1,2,4-tri­ carbonsäure, N,N,N′,N′-Ethylendiamintetra(methylenphosphonsäu­ re), N,N,N′,N′-Hexamethylendiamin-tetra(methylenphosphonsäure) und insbesondere 1-Hydroxyethan-1,1-diphosphonsäure, einsetzt.
3. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Komponente (b) ein Oxidationsmittel, ausgewählt aus wasserlös­ lichen Permanganatsalzen, wasserlöslichen Bromatsalzen, wasser­ löslichen Persulfatsalzen, Alkalimetallperoxiden, Wasserstoff­ peroxid, Harnstoff-Wasserstoffperoxid, Salpetersäure und ins­ besondere Harnstoffnitrat, einsetzt.
4. Verwendung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß man als Komponente (c) Ascorbinsäure oder Oxalsäure, vorzugsweise Ascorbinsäure, einsetzt.
5. Verwendung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Gesamtmenge der Komponenten (a) und (b) 2 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die wäßrige Lösung, beträgt und das Gewichtsverhältnis von Komponente (a) zur Komponente (b) im Bereich von 2 : 1 bis 1 : 5 sowie das Gewichtsverhältnis der Summe der Komponenten (a) und (b) zur Komponente (c) im Bereich von 2 : 1 bis 1 : 3 liegen.
6. Verwendung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung einen pH-Wert im Bereich von 0 bis 1,5 aufweist.
7. Verfahren zur Entfernung von Magnetitbelägen in wasserführenden Systemen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Substratoberflä­ chen der Systeme, die mit dem Wasser in Berührung kommen, mit sauren wäßrigen Lösungen, die eine Kombination der Komponenten (a), (b) und (c) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 enthalten, in Kontakt bringt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die wäß­ rigen Lösungen eine Temperatur im Bereich von 50 bis 100°C, vorzugsweise im Bereich von 80 bis 95°C, aufweisen.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die einzelnen Komponenten (a), (b) und (c) der wäßrigen Lösung einander zeitlich versetzt, entweder vollständig oder portionsweise, zudosiert.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man zu­ nächst mit einer wäßrigen Lösung, enthaltend die Komponenten (a) und (b), arbeitet und die Komponente (c) dieser wäßrigen Lösung erst im Verlauf der Einwirkungszeit, vorzugsweise erst nach Erreichen der gewünschten Temperatur, zudosiert.
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