NO902410L - Fremgangsmaate for rekondisjonering av stoeperisand. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for rekondisjonering av støperisand.

Den våte, mekaniske, termiske eller kombinerte regenerering av støperisand som kvartssand, olivin, zirkon, kromittsand og lignende med organiske eller uorganiske bindemidler er kjent. Formålet for slike regenereringsprosesser er å tilveiebringe en rekondisjonert sand som kan anvendes på nytt i stedet for eller som ny sand. Samtidig skal substanser i støperisand som er skadelige for miljøet fjernes ved regenereringen. Sandbundne organiske substanser behøver vanligvis bare å bli regenerert termisk, hvis de ikke inneholder basiske, sure eller andre forstyrrende komponenter som verken forbrennes eller fordamper.

Monosand eller blandet sand som er bundet uorganisk, spesielt sand som opprinnelig er behandlet med bentonitt må termisk og mekanisk regenereres for å fremstille en sand som kan anvendes på nytt.

Ulempen ved disse kjente metoder, for eksempel for organiske bindemiddelsystemer med basiske eller sure komponenter som er vanskelige eller umulige å fjerne og spesielt for monosand eller blandet sand med uorganiske bindemidler, er at regene-ratsanden har egenskaper som avviker fra ny sand, for eksempel pH-verdien, den elektriske ledningsevne, graden av aggregatdannelse, slaminnhold og lignende. Egenskapene av sådan regeneratsand er mer eller mindre ufordelaktige særlig for fornyet anvendelse ved fremstilling av kjerner. De dårligere egenskaper av slik regeneratsand vedrører særlig dens bruk som kjernesand med syntetisk harpiksbindemiddel og bevirker redusert stivhet, redusert behandlingstid for sandblandingene og økt forbruk av bindemidler og lignende.

Formålet for den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte av den ovenfor beskrevne type hvormed termisk og/eller mekanisk regenerert sand kan behandles slik at den deretter er lik ny sand eller likner denne.

Denne oppgave løses ved oppfinnelsen ved at sand inneholdende et organisk bindemiddel etter termisk regenerering eller sand inneholdende uorganisk bindemiddel etter en termisk og mekanisk regenerering nøytraliseres med en passende base eller syre avhengig av dens pH-verdi etter regeneringen ved hjelp av en måleprosedyre, for eksempel ved titrering, slik at den deretter har en pH-verdi mellom 6 og 8.

Disse og andre trekk ved oppfinnelsen er angitt i patent-kravene.

Oppfinnelsen består spesielt deri at for eksempel de opprinnelig med organiske og/eller uorganiske bindemidler

(bentonitt) tilsatte sandkorn som kvartskorn etter en termisk behandling og en mekanisk etterrensing ytterligere våtnøytra-liseres og etterrenses, for spesielt å få sandens pH-verdi og dens elektriske ledningsevne til å likne de tilsvarende

verdier for ny sand.

Det organiske bindemiddel blir omhyggelig forbrent eller det uorganiske bindemiddel, for eksempel leire eller bentonitt, dødbrennes ved den termiske og mekaniske behandling og blir deretter ekstrahert og separert fra sandkornene ved den mekaniske rensing. I samsvar med oppfinnelsen blir regene-ratsanden deretter nøytralisert i fuktig tilstand i beholdere og renset. Blandingen omrøres eller omstyrtes i behandlings-beholderen for å understøtte og påskynde prosessen.

De nødvendige mengder av nøytraliseringstilsetningsmidler kan fordelaktig bestemmes ved titrering av en 50 til 100 g sandprøve, nemlig når sanden er i sin termiske eller eventuelt sin mekaniske regenerasjonstilstand.

Forsøk har overraskende vist at en viss turbiditet av den vandige oppløsning oppstår når det tilsettes en passende syre som nøytraliseringsmidlet til regeneratsand som var bundet uorganisk. Øyensynlig bevirkes en svak separering av smuss eller slam eller bindemiddel som fremdeles er festet til sandkornene ved nøytraliseringen. En mulig elektrostatisk binding og adhesjon av kornene blir også eliminert.

Etter nøytraliseringen og eventuelt en vasking og etterføl-gende tørking, har den behandlede sand når den iakttas under mikroskopet allerede et klart renere utseende enn tidligere og har egenskaper som er de samme eller lignende ny sand som vist i de etterfølgende eksempler I og II.

Eksempel I

Eksempel II

En nøytralisering av regenerert sand er illustrert i den vedføyde tegning.

Sanden som allerede er regenerert tilføres en nøytralise-ringsbeholder 3 fra et sandlager 1 over en beltevekt for å innstille vekten pr. porsjon. Sammen med tilførselen av sand pumpes en nøytralisasjonsoppløsning ut av en lagerbeholder 4 ved hjelp av en pumpe 5 inn i nøytralisasjonsbeholderen 3 styrt ved hjelp av en fyllingsnivåkontroll (ikke vist). En omrøring eller omvelting av materialet foregår i beholderen 3 ved skjematisk illustrerte røreinnretninger under fyllepro-sessen og under nøytraliseringen. Etter nøytraliseringen trekkes oppløsningen ut gjennom et platefilter 6, en pumpe 7 og et filter 8 og føres tilbake til lagerbeholderen 4. En oppfrisking av den anvendte nøytralisasjonsoppløsning med vaskevann eller friskt vann og tilsetning av ny syre eller base foregår ved hjelp av en beholder 16. Etter nøytralisa-sjon foregår en vasking og rensing av det nøytraliserte regenerat ved å innføre en vaskeoppløsning fra lagringsbeholderen 13 inn i beholderen 3 når røreprosessen fortsettes. Blandingen av sand/vaskevann pumpes så ut av beholderen 3 ved hjelp av en pumpe 9 inn i en syklon 10. Sanden og slamholdig vann separerer i syklonen 10. Slamvannet renses i et filter 12 og føres tilbake til lagringsbeholderen 13 ved hjelp av en pumpe 11. Friskt vann tilsettes her til det anvendte vaskevann. Den separerte, rensede og nøytraliserte sand fra syklonen 10 tørkes ved hjelp av en vibrasjonstørke 14 og transporteres så til en lagringsbunker 15.

Nøytraliseringen og vaskingen eller rensingen foregår alternativt i to respektive lukkede sirkulasjonssystemer. For å innstille nøytraliteten av vaskeoppløsningen kan baser også tilsettes for eksempel når det nøytraliseres med en syre eller også vice versa. Beltevekten kan også fylle flere nøytralisasjonsbeholdere ved hjelp av et fordelingsbelte hvor også flere sykloner kan anvendes.

Nøytralisasjons- og renseprosessene gjennomføres i lukkede kretsløp med minst mulig forbrukt vannmengde av miljøhensyn. Nøytralisasjonsoppløsningen etter fullført reaksjon trekkes ut av beholderen sammen med den ekstraherte slamfraksjon og føres deretter gjennom et filter for å separere slammateria-let. Om nødvendig blir den filtrerte og anvendte nøytralisa-sjonsoppløsning oppfrisket med ny syre eller base og med friskt vann eller vaskevann og føres hele tiden tilbake.i kretsløpprosessen for den neste behandling, for eksempel ved hjelp av en mellomliggende beholder.

Et ytterligere eksempel er vist i det følgende på en blandet sand som er uorganisk bundet, hvor den initiale gamle sand blir termisk og mekanisk behandlet til å gi regeneratsand som deretter nøytraliseres og renses.

En styrketest er foretatt med særlig følsomme sandblandinger for kald-kassekjerner ved forskjellige behandlingstrinn sammenlignet med ny sand.

Eksempel III

Sammenligning av bøyestyrke i N/cm<2>på kald-kasse-sandprøver:

sandblanding: 30 % ny sand, AFS omtrent 60

7 0 % termisk-mekanisk regenerat

0,8 % syntetisk harpiks 352 T 14

0,8 % syntetisk harpiks 652 TEA 700

Claims (11)

1. Fremgangsmåte for rekondisjonering av mono-støperisand eller blandet støperisand inneholdende organiske og/eller, uorganiske bindemidler, karakterisert ved at sanden som inneholder organisk bindemiddel etter en termisk regenerering eller sanden inneholdende uorganisk bindemiddel etter en termisk og mekanisk regenerering nøytraliseres med en passende base eller syre avhengig av dens pH-verdi bestemt etter regenerering ved hjelp av en måleprosedyre slik at sanden deretter har en pH-verdi mellom 6 og 8.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at pH-verdien av sanden er mellom 6,8 og 7,5 etter nøytralisering.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at sanden underkastes våtrensing og etterfølgende tørring etter nøytralisering.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at for nøytralisering anvendes NH4 OH som base og svovelsyre eller fluss-syre anvendes som syre.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det for nøytralisering tilsettes konsentrert svovelsyre i en mengde på 3 til 50 ml pr. kg sand til sand som er basisk etter regenereringen.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det for nøytralisering tilsettes konsentrert svovelsyre i en mengde på 8 til 12 ml pr. kg sand til sanden som er basisk etter regenerering.

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det for nøytralisering tilsettes 3 til 40 ml 25 % NH4 OH pr. kg sand til sanden som er sur etter regenerering.

8. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at for nøytralisering tilsettes 12 ml 25 % NH4 OH pr. kg sand til sanden som er sur etter regenerering.

9. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at nøytraliseringen og rensingen gjennomføres i et lukket sirkulasjonssystem og alternativt i en enkelt beholder.

10. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 6, karakterisert ved at den nøytraliserende oppløsning etter bruk renses ved filtrering og anvendes på nytt ved nøytralisasjonsprosessen etter å være blitt oppfrisket med vaskevann.

11. Rekondisjonert støperisand oppnådd etter termisk og/eller mekanisk behandling i avhengighet av bindemidlet inneholdt deri og som deretter er blitt nøytralisert slik at dens pH-verdi ligger mellom 6,8 og 7,5.