BRPI0604327B1 - Processo para obtenção de bentonita sódica aditivada - Google Patents

Description

“PROCESSO PARA OBTENÇÃO DE BENTONITA SODICA ADITIVADA” A presente patente de invenção diz respeito a um processo de obtenção de bentonita sódica aditivada pela adição de dextrina e açúcar ou amido e açúcar em quantidades especificas, durante o processo de ativação da bentonita cálcica, através da incorporação de carbonato de sódio ao minério “in-natura”, tecnicamente denominado argila montmorilonítica. O produto em questão objeto do processo da presente patente de invenção pertence ao campo da indústria química e tem por finalidade suprir o mercado com uma argila ou bentonita aditivada para utilização na composição de areia a verde de moldagem de fundições, apresentando inúmeras vantagens sobre o estado da técnica como ficará descrito a seguir.

Estado da Técnica Tradicionalmente conhece-se do uso da bentonita cálcica ou sódica puras, na composição de areia a verde para uso em fundições de metais, cuja função é conferir propriedades mecânicas ao molde, especialmente uma elevada plasticidade e baixa friabilidade, evitando assim, a ocorrência de quebras do mesmo ou sua erosão durante o vazamento do metal.

Ocorre que nos últimos anos e em decorrência da utilização exacerbada de recursos naturais, a bentonita sódica, seja ela natural ou ativada, não mais apresenta um razoável grau de pureza, sendo que tal fator interfere na qualidade da areia a verde utilizada na elaboração de moldes de fundição e conseqüentemente nas peças obtidas. Com isso a aditivação da bentonita se faz necessária de modo a obter melhores resultado técnicos e de produção, visando minimizar e até reduzir tais inconvenientes.

Apenas a título de esclarecimento em relação ao estado da técnica, a areia a verde, composição indispensável para utilização em fundições, é composta da mistura em partes variáveis de areia de sílica, argila, conhecida por bentonita, água e pó de carvão mineral, também conhecido por pó cardiff.

Essa composição conhecida há vários anos em fundições é utilizada tanto em moldagem convencional quanto em máquinas de moldar de alta produtividade e para tanto necessita ter uma compactabilidade suficientemente elevada para garantir uma excelente plasticidade aos moldes, evitando desse modo sua quebra resultante do calor excessivo do metal derretido, e durante a extração dos moldes.

Desse modo, a areia a verde não poderá apresentar alta umidade, e o maior problema atualmente verificado na obtenção de uma areia a verde simultaneamente dotada de elevada compactabilidade e com baixa umidade, é o fato de que tais características são diretamente proporcionais, e na maioria das vezes não é possível o seu ajuste mediante simples modificação da adição de um dos componentes à mistura.

Assim, são várias as alternativas que as fundições podem utilizar de modo a obter uma composição de areia a verde com bons teores de compactabilidade e umidade, e um deles é através do uso da bentonita aditivada objeto da presente patente.

Importante esclarecer que a bentonita sódica, decorrente da ativação pelo carbonato de sódio, deve apresentar elevada estabilidade térmica, elevado inchamento e resistência à tração a úmido e resistência à compressão à areia a verde o mais elevado possível na areia de moldagem, propriedades estas decorrentes do fato do minério possuir um alto índice de adsorção de azul de metileno.

Ocorre que as jazidas brasileiras que possuíam tais minérios com elevada adsorção de azul de metileno, praticamente se esgotaram, e em função disso é necessário buscar alternativas eficazes à substituição de elementos na composição da areia a verde de modo a garantir a plasticidade dos moldes de fundição.

Fundamentos da Invenção Com base nos inconvenientes descritos o objeto da presente patente de invenção assim denominada “PROCESSO PARA OBTENÇÃO DE BENTONITA SODICA ADITIVADA” propõe um desenvolvimento técnico específico para obtenção de bentonita para uso na composição de areia a verde, que visa satisfazer as solicitações e necessidades requeridas pelo mercado pertinente ao assunto uma vez que vem proporcionar maior eficácia e qualidade na confecção de moldes para fundição de peças metálicas diversas, evitando a ocorrência de quebras dos mesmos e também a sinterização das peças fundidas decorrente da necessidade de se aumentar a umidade da areia e dos demais componentes, reduzindo custos e evitando o descarte excessivo de materiais poluentes à natureza.

Desse modo, o principal objetivo do uso da bentonita aditivada na areia a verde é a redução do refugo de peças fundidas, além de gerar outros ganhos adicionais para fundições, que podem consistir na redução da incidência das quebras de moldes durante a extração dos modelos e por ocasião do vazamento do metal, e também na redução do trabalho de rebarbação decorrente da melhora de acabamento das peças. A Invenção O objeto da presente invenção idealiza uma composição de bentonita sódica aditivada, obtida através da adição dos aditivos amido e açúcar ou dextrina e açúcar, especificamente durante o processo de transformação da bentonita cálcica em bentonita sódica conjuntamente à incorporação de carbonato de sódio ao minério “in natura”.

Cabe-nos enfatizar que a condição de adição de bentonita aditivada em questão à mistura da areia a verde, é estabelecida segundo critérios e parâmetros de correção elaborado de acordo com os tipos de minérios que fabricantes julgarem mais apropriados.

Desse modo, os aditivos utilizados podem consistir na combinação de dextrina e açúcar, ou na combinação de amido e açúcar, sendo que a quantidade de tais aditivos depende das necessidades, principalmente dos materiais já usados na modelagem inicial nas fundições que vierem utilizar o produto descrito, pois sua necessidade decorre das condições de análise da areia de moldagem.

Descrição percentual das quantidades químicas: A mistura ideal para obtenção de bentonita aditivada através de dextrina e açúcar refinado é definido conforme abaixo: - Dextrina - 3 (três) a 30% (trinta por cento), preferencialmente 10% (dez por cento). - Açúcar refinado (sacarose) - de 0,1 (um décimo) a 25% (vinte e cinco por cento), preferencialmente 5% (cinco por cento). A mistura ideal para obtenção de bentonita aditivada através de amido e açúcar é definido conforme abaixo: - Amido - de 5 (cinco) a 35% (trinta e cinco por cento), preferencialmente 15% (quinze por cento). - Açúcar refinado (sacarose) - de 0,1 (um décimo) a 25% (vinte e cinco por cento), preferencialmente 5% (cinco por cento).

Esclarecemos por fim que mesmo utilizando os melhores tipos puros de bentonitas e pó de carvão mineral atualmente existente e igualmente implantando-se um controle correto das variáveis mais importantes da areia a verde (tais como ótima eficiência de mistura, regulagem da exaustão dos finos inertes e uso de areia de retomo com baixa temperatura), ainda assim está-se tendo um aumento crítico de problemas não verificados há poucos anos, devido ao esgotamento, no Brasil e Argentina, das jazidas conhecidas de bentonita com elevadíssima adsorção de azul de metileno.

Assim sendo e desde que os fornecedores possuam um laboratório em condições de avaliar adequadamente a areia a verde das fundições os mesmos terão condições de elaborar bentonitas que compensem a queda de pureza, com destaque para o aumento da plasticidade e a redução da friabilidade dessa areia de moldagem e uma menor oxidação do metal durante o seu vazamento nos moldes, bastando para tanto, que utilizem a metodologia de obtenção de bentonita aditivada ora revelada.

Claims (3)

1. “PROCESSO PARA OBTENÇÃO DE BENTONITA SODICA ADITIVADA”, caracterizada pela adição de dextrina e açúcar refinado (sacarose) ou amido e açúcar refinado (sacarose) durante o processo de transformação da bentonita cálcica em bentonita sódica quando da incorporação de carbonato de sódio à bentonita “in-natura”.

2. “PROCESSO PARA OBTENÇÃO DE BENTONITA SODICA ADITIVADA” de acordo com a reivindicação 1 caracterizada pelo fato de que a quantidade dos aditivos a serem incorporados à bentonita, as concentrações de dextrina podem variar de 3,0 a 30%, preferencialmente 10% e de açúcar refinado de 0,1 a 25%, sendo a ideal de 5%.

3. “PROCESSO PARA OBTENÇÃO DE BENTONITA SODICA ADITIVADA”, de acordo com a reivindicação 1 caracterizada pelo fato de que a quantidade dos aditivos a serem adicionados na combinação de amido e açúcar refinado podem variar entre de 5 a 35% de amido, sendo a ideal de 15% e de 0,1 a 25% de açúcar, sendo a ideal de 5%.