CS219190A2 - Method of recovered foundry sand treatment - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu zpracování regenerovanéhoslévárenského písku.

Mokrá, mechanická, termická anebo takto kombinovanáregenerace slévárenského písku, jakým je například písekkřemenný, olivinický, zirkonový a chromitový v kombinacis organickými nebo anorganickými pojivý, je známa. Cílemtěchto regeneračních postupů je získat upravený písek, kte-rý může být opětovně použit jako částečná nebo úplná ná-hrada nového písku. Regenerací použitých pískových formo-vacích směsí se rovněž dosáhne toho, že potom není nezbyt-né vyvážet tento životní prostředí ohrožující balastní ma-teriál na skládky. U organicky pojeného písku stačí obvykle provést pouze tepelnou regeneraci za předpokladu, že tento orgá-ne ob sáhu je nicky pojený písek/také další bázické, kyselé a další ru-šivé složky, které se z písku při uvedené tepelné regene-raci neodstraní spálením nebo oddestilováním.

Anorganicky pojený homogenní nebo směsný písek,a to zejména písek, který byl původně ostříkán bentonitem,musí být regenerován tepelně a mechanicky za účelem získá-ní písku, který by byl schopen opětovného použití ve slé-várenských formovacích směsích.

I

Nevýhoda těchto známých regeneračních postupů spo-čívá v tom, že například při použití organických pojivo-vých systémů se špatně eliminovatelrými nebo neeliminova-telnými bazickými nebo kyselými složkami a zejména u homo-genního nebo směsného písku s anorganickými pojivý má tak-to regenerovaný písek vlastnosti, které se liší od vlast-ností nového písku. Jedná se zejména o hodnotu pH, elektric v kou vodivost, obsah kalové složky a stupen oolitizace. Tímdochází ke zhoršení vlastností takto získaných regenerova-ných písků, a to větší či menší měrou, což se nepříznivěodrazí především při použití takových písků v procesu vý-roby jader. Snížené aplikační schopnosti těchto regenero-vaných písků se projevují především při jejich použitíve funkci jádrového písku pojeného syntetickou pryskyřicía to ve snížené pevnosti pískové směsi, redukované dobězpracovatelnosti pískově směsi, zvýšené spotřebě pojiváa podobně. Cílem vynálezu je proto zlepšit výše uvedené rege-nerační postupy tak, aby se dodatečným zpracováním tepel-ně a/nebo mechanicky regenerovaného písku získal písek,který by byl podobný nebo totožný s novým pískem. Výše uvedené nedostatky značnou měrou eliminuje způsob zpracování homogenního nebo směsného slévárenskéhoan písku,obsahujícího organická a/nebo organická pojivá, po- -3- dle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se písek,obsahující organická pojivá, po tepelné regeneraci, popří-padě písek, obsahující anorganická pojivá, po tepelné amechanické regeneraci neutralizuje v závislosti na jehohodnotě pH, stanovené měřením po uvedené regeneraci, vhod-nou bází nebo kyselinou tak, že po neutralizaci má hodno-tu pH mezi 6 a 8.

Způsob podle vynálezu je výhodně vyznačen tím,že hodnota pH písku po neutralizaci leží mezi 6,8 a 7,5*

Způsob podle vynálezu je výhodně vyznačen tím,že se písek po neutralizaci podrobí čištění za mokra anáslednému sušení.

Způsob podle vynálezu je výhodně vyznačen tím,že se při neutralizaci použije NH^OH jako báze, popřípaděkyselina sírová nebo kyselina fluorovodíková.

Způsob podle vynálezu je výhodně vyznačen tím,že se při neutralizaci bázického písku použije koncentro-vaná kyselina sírová v množství 3 až 5θ ml na 1 kilogrampísku.

Způsob podle vynálezu je výhodně vyznačen tím,že se při neutralizaci bázického písku použije koncentro- váná kyselina sírová v množství 8 až 12 ml na 1 kilogrampísku.

Způsob podle vynálezu je výhodně vyznačen tím,že se při neutralizaci kyselého písku použije 3 až 40 ml2% roztoku NH^OH na 1 kilogram písku.

Způsob podle vynálezu je výhodně vyznačen tím,že se při neutralizaci kyselého písku použije 12 ml 25%roztoku NH^OH na 1 kilogram písku.

Způsob podle vynálezu je výhodně vyznačen tím,že se neutralizace a čištění za mokra provádí v uzavřenémcirkulačním systému a střídavě v jediné nádobě.

Způsob podle vynálezu je výhodně vyznačen tím,že se neutralizační roztok čistí po použití filtrací a podoplnění vody se vede zpět do neutralizačního stupně. Předmětem vynálezu je rovněž dodatečně zpracovanýregenerovaný slévárenský písek, který se získá tak, žese v závislosti na obsahu organického nebo anorganickéhopojivá tepelně a/nebo mechanicky regeneruje, načež se neutralizuje tak, že jeho hodnota pH po neutralizaci leží mezi 6,8 a 7,5· - Γ-

Podstata navrženého řešení podle vynálezu spočívátedy zejména v tom, že například písková zrna, jako napří-klad zrna křemenného písku, která byla původně ostříkánaorganickým a/nebo anorganickým /bentonit/ pojivém, se potepelném zpracování a mechanickém dočištění ještě za mokraneutralizují a dočištují za účelem toho, aby se zejménáhodnota pH a elektrická vodivost takto zpracovaného pískutéměř rovnaly nebo rovnaly hodnotě pH a elektrické vodi-vosti nového písku.

Tepelným a mechanickým zpracováním se napříkladorganická sloučenina téměř všechna spálí, zatímco anorga-nické pojivo, jakým je například jíl nebo bentonit, se odpískových zrn dokonale oddělí až po mechanickém zpracová-ní. Podle vynálezu se takoto získaný regenerovaný písekza mokra neutralizuje v nádrži, přičemž k urychlení pro-cesu se směs v této nádrži míchá a nechá cirkulovat.

Množství potřebné neutralizační přísady se s výho-dou stanoví titrací 50 až 100 g vzorku písku, přičemž te-dy se tento vzorek písku odebere až potom, co byl písektepelně a případně mechanicky regenerován.

Pokusy s překvapením ukázaly, že například po při-dání vhodné neutralizační kyseliny k regenerovanému písku,který byl anorganicky pojen, dojde k zakalení vodného po-

•WS .·,’.-»Λα32Λ4*.·χ: -6- což poukazuje na to, že zde v důsledku neutralizace došlozřejmě k oddělení jemných podílů prachu, kalových složeknebo pojivá, které ještě ulpívaly na pískových zrnech. Při-to dochází také ke zrušení případné elektrostatické vazbymezi zrny a na nich ulpělým nánosem.

Takto zpracovaný písek má po uvedené neutralizaci,promytí a následném vysušení jednoznačně čistčí vzhled vesrovnání s pískem, který nebyl takto zpracován. Kromě tohomá takto zpracovaný písek stejné nebo téměř stejné vlast-nosti jako nový písek, což je patrné z následujících pří-kladů 1 a 2.

-V Příklad 1

Regenerovaný křemenný písek: AFS 60,3

Vlastnost Výchozí rege-nerovanýpísek Neutralizace 10 ml konc.H2SO^ na 1 kgpí sku Srovnatelnýnový písek Hodnota pH 9,6 7,4 ca. 0

Elektrická vodivost//uS/cm/ 172 4 ca. 0 Ztráta žíhá-ním /%/ 0,17 0,14 ca. 0 Obsah kalovésložky /%/ 1,04 0,34 ca. 0,3 Stupeň ooliti-zace 1 ,04 0,34 ca. 0,3 Příklad 2

Regenerovaný křemenný písek: AFS 45

Vlastnost Výchozí regenerovanýpísek Neutralizace 12ml NH^OH /25%/na 1 kg písku Hodnota pH 3,6 7,2 Elektrická vodivost//uS/cm/ 189 12

Na připojeném obrázku je schematicky znázorněnneutralizační postup podle vynálezu regenerovaného písku.

Regenerovaný písek je ze zásobníku J_ veden přespásovou váhu 2 /za účelem nastavení hmotnosti přiváděnéšarže/ do neutralizační nádoby 3.· Lo této neutralizačnínádoby s takto předloženým regenerovaným pískem se taképřivádí ze zásobníku 4 přes čerpadlo 2 neutralizační roz-tok. Množství odvedeného neutralizačního roztoku ze zá-sobníku 4. se kontroluje stavoznakem /není zobrazen/. Vprůběhu plnění neutralizační nádoby 3. neutralizačním roz-tokem, jakož i v průběhu samotné neutralizace se směsv neutralizační nádobě 3. míchá a uvádí do cirkulace sche-maticky znázorněným míchadlem.

Po ukončení neutralizace se roztok z neutralizačnínádoby 3. odsává přes filtrační desku 6 a filter 8 čerpad-lem 2. zpět do zásobníku 4.· doplnění neutralizačního roz-toku oplachovou nebo čerstvou vodou a po přídavku novéhomnožství kyseliny nebo báze z nádrže 16 je neutralizačníroztok připraven k opětovnému použití v neutralizační ná-době 3..

Po neutralizaci se provede promytí a čištění neutra- lizovaného regenerovaného písku zaváděním výplachového roztoku ze zásobníku 13 do neutralizační nádoby 3. píi zastat -10 - veném míchání. Potom se směs písku a výplachové vody pře-čerpá z neutralizační nádoby 2 čerpadlem 9. do cyklónu 1 0. V tomto cyklonu 10 se oddělí písek od vody obsahukal.Tato kalová voda se potom čistí přečerpáním čerpadlem 11přes filtr 12. načež se zavádí do zásobníku 13. Přitom sespotřebovaná výplachová voda doplní čerstvou vodou. Oddě-lený vyčištěný a zneutralizovaný písek z cyklónu 1 0 se po-tom vysuší v nátřasné sušičce 14, načež se transportuje do zásobníku 1 5 *

Neutralizace a vypláchnutí, popřípadě čištění pís-ku se provádí střídavě ve dvou uzavřených okruzích. Za úče-lem nastavení neutrální reakce výplachového roztoku napří-klad při neutralizaci kyselinou se přidávají báze a naopak.Uvedená pásová váha může pomocí distribučního pásu plnitněkolik neutralizačních nádob, přičemž může být rovněž po-užito několik cyklónů. Z ekologických důvodů se neutralizační a čistícípostup provádí v uzavřeném okruhu s použitím pokud možnoco nejmenšího množství vody. Neutralizační roztok je poukončení neutralizační reakce odtažen z neutralizační ná-doby společně s odloučeným kalovým podílem a tyto odlouče-né kalové látky se od uvedeného roztoku oddělí na filtru. V případě potřeby se zfiltrovaný upotřebený neutralizačníroztok doplní čerstvou kyselinou, popřípadě bází a čerstvou --//- nebo výplachovou vodou, načež se zavádí například do zá-sobníku zařazeného mezi čerpadlem a neutralizační nádo-bou kde je připraven k dalšímu použití v neutralizačnímstupni. V následující části popisu bude uveden další pří-klad anorganicky pojeného směsného písku, získaného z po-užité pískové formovací směsi tepelnou a mechanickou re-generací a následnou neutralizací a čištěním. V tomtopříkladu je provedeno srovnání pevností obzvláště citlivěreagujících jádrových pískových směsí typu Cold-box a tov jednotlivých zpracovatelských stupních, jakož i v případě nového písku. '<·' Příklad 3 Sítová Bentonit-použitáformovacísměs

I %

Tepelně a me-chanicky rege-nerovaný písek I

II %

Neutralizace10 ml konc.H^SOna 1 kg písku I

III % 0,71 mm 0,2 0 0,1 0,5 mm 0,5 0,7 0,9 0,355mm 3,6 6,1 5,7 0,25 mm 25,1 22,3 21,5 0,18 mm 52,8 48,0 50,2 0,125mm 14,2 21,0 20,0 0,09 mm 3,3 1,8 1,5 0,063mm 0,3 0,1 0,1 0,02 mm 0 0 0 20,02 mm 0 0 0

Tabulka /pokračování/

Hodnota pH 9,8

Elektrickávodivost/yUS/cm/ 976 -13 9,7 165 7,1

Obsah kalo-vé složky/%/

Ztráta žíhá-ním /%/ 8,26 0,93 2,57 0,17

Stupen oolitizace 2,3 0,89 0,32 0,14 0,77 ^SSfeří!®

Srovnání pevnosti box: Písková směs: 3070 2 v ohybu /N/cm / vzorků písku typu Cold- 0,8 0,8 % nového písku, % tepelně a mechanicky regenerova-ného písku % syntetické pryskyřice 352 T 14% syntetické pryskyřice 652 TEA 700.

Testovací doba Písek II Písek III 1 00 Nový pís< Ihned 150 260 230 1/2 h 185 390 340 1 h 190 420 410 2 h 192 440 420 4 h 225 450 460

Claims (10)

1. :.ι ί·,ν ?'S.íjíIsí’í.’íL· -1S~- PATENTOVÉ

   1. Způsob zpracování homogenního nebo směsného slévá- renského písku, obsahujícího organická nebo/a anorganickápojivá, , vyznačený tím, že se písek, obsahující organic-ká pojivá, po tepelné regeneraci, popřípadě písek, obsa-hující anorganická pojivá, po tepelné a mechanické rege-neraci neutralizuje v závislosti na jeho hodnotě pH, sta-novené měřením po uvedené regeneraci, vhodnou bázi nebokyselinou tak, že po neutralizaci má hodnotu pH mezi 6 a 8.
2. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že hodnota pHpísku po neutralizaci leží mezi 6,8 a 7,5·
3. 3. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se písek poneutralizaci podrobí čištění za mokra a následnému sušení.
4. 4. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se při neutra-lizaci použije NH OH jako báze, popřípadě kyselina sírová 4 nebo kyselina fluorovodíková. - 1ζ -
5. 5. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se při neutra-lizaci bazického písku použije koncentrovaná kyselina sí-rová v množství 3 až 50 ml na 1 kilogram písku.
6. 6. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se při neutra-lazaci bázického písku použije koncentrovaná kyselina sí-rová v množství 8 až 12 ml na 1 kilogram písku.
7. 7. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se při neutra-lizaci kyselého písku použije 3 až 40 ml 25% roztoku NH^OHna 1 kilogram písku.
8. 8. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se při neutra-lizaci kyselého písku použije 12 ml 25% roztoku NH^OH na 1 kilogram písku.
9. 9. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se neutrali-zace a čištění za mokra provádí v uzavřeném cirkulačnímsystému a střídavě v jediné nádobě. 10. Způsob podle bodu 1 nebo 6, vyznačený tím, že se ? v //·:?;/νΐ/·-Λ·:<· '>·.'/·λ/·//.///./-//7-^/ :/. - - :' Ϊ..........-................

   neutralizační roztok čistí po použití filtrací a po doplnění vody se vede zpět do neutralizačního stupně.
10. 11. Dodatečně zpracovaný regenerovaný slévárenský písek,který se získá tak, že se v závislosti na obsahu organické-ho nebo anorganického pojivá tepelně a/nebo mechanickyregeneruje, načež se neutralizuje tak, že jeho hodnota pHpo neutralizaci leží mezi 6,8 a 7,5· Zastupuje: