DD297087A5

DD297087A5 - Verfahren zum wiederaufbereiten von giessereisand

Info

Publication number: DD297087A5
Application number: DD90343469A
Authority: DD
Inventors: Hermann W Sommer
Original assignee: ��@��@��@��@��k��
Priority date: 1990-02-14
Filing date: 1990-08-15
Publication date: 1992-01-02
Also published as: KR910015345A; JPH03238141A; HUT58008A; NO902410D0; DE4004553C1; FI902822A0; CN1054021A; FI902822A; NO902410L; DK149890A; CA2022769A1; PL285083A1; BR9003152A; CS219190A2; EP0446402A1; PT94164A; DK149890D0; HU903815D0

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wiederaufbereiten von organische und/oder anorganische Bindemittel enthaltendem Mono-/Mischgieszereisand, wobei der organische Bindemittel enthaltende Sand nach einem thermischen Regenerieren bzw. der anorganische Bindemittel enthaltende Sand nach einem thermischen und mechanischen Regenerieren in Abhaengigkeit seines nach dem Regenerieren durch einen Meszvorgang bestimmten p H-Wertes mit einer geeigneten Base oder Saeure so neutralisiert wird, dasz er abschlieszend einen p Wert zwischen 6 und 8 aufweist. Figur{Aufbereitung; Gieszereisand; thermisches Regenerieren; mechanisches Regenerieren; Neutralisation}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wiederaufbereiten von Gießereisand. Es ist bekannt, Gießereisand wie Quarzsand, Olivin-, Zirkon-, Chromiterzsand und dergleichen mit organischen oder

anorganischen Bindern naß, mechanisch, thermisch oder in kombinierter Form zu regenerieren. Ziel derartiger

Regenerierungsverfahren ist es, einen aufbereiteten Sand zu schaffen, der anstelle oder wio Neusand wiedereingesetzt weroen

kann. Mit dem Regenerieren sollen gleichzeitig die Umwelt gefährdenden Stoffe des Gießereisandes eliminiert werden.

Organisch gebundener Sand braucht im Regelfall nur thermisch regeneriert zu werden, sofern er nicht basische, saure oder

andere störende Komponenten enthält, die weder zu verbrennen noch zu verflüchtigen sind.

Anorganisch gebundener Mono- oder Mischsand, insbesondere ursprünglich mit Bentonit beaufschlagter Sand muß thermisch

und mechanisch regeneriert werden, um einen wiedergebrauchsfähigen Sand zu orzeugen.

Ein Nachteil dieser bekannten Verfahren besteht darin, daß beispielsweise be! organischen Bindersystomen mit schlecht oder

nicht-eliminierbaren basischen oder sauren Komponenten und insbesondere bei Mono-oder Mischsand mit anorganischen Binderndas Regenorat gegenüber Neusand abweichende Eigenschaften wie beispielsweise im pH-Wert, in der elektrischen Leitfähigkeit, im

Oolithisierungsgrad, im Schlämmstoffgehalt und dergleichen aufweist. Somit sind Eigenschaften derartiger Regenerate vor allem

bei Wiedereinsatz in der Kernfertigung mehr oder minder beeinträchtigt. Herabgesetzte Gebrauchseigenschaften solcher Regenerateergeben sich vor allem bei der Anwendung als kunstharzgebundener Kernsand und wirken sich in verminderter Festigkeit, reduzierter

Verarbeitungszeit der Sandmischungen, erhöhtem Binderverbrauch und dergleichen aus. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren der oben umrissonon Art anzugeb i, mit welchem

thermisch und/oder mechanisch regenerierter Sand so behandelt wird, daß er anschließend ähnlich oder wie Neusand ist.

Diese Aufgebe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der organische Bindemittel enthaltene Sand nach einem thormischen Regenerieren bzw. der anorganische Bindemittel enthaltende Sand nach einem thermischen und mechanischen Regenerieren in Abhängigkeit seines nach dem Regenerieren durch einen Meßvorgang wie beispielsweise Titrieren bestimmten pH-Wertes mit

einer geeigneten Base oder Säure so neutralisiert wird, daß er abschließend einen pH-Wert zwischen 6 und 8 aufweist.

Zweckmäßige Ausgestaltungen des Verfahren ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Das Wesen des erfindungsgomtlßon Vorschlages besteht also insbesondere darin, belsplolswolso dig ursprünglich mit organischem und/odor anorganischem Blndor (Bontonlt) boaufschlagton Sandkörner wlo üuarzkörnor nach einor thermlsclien Behandlung und einem mechanischen Nachreinigen zusätzlich naß iu nouualieloron und nachzuroinigon, um Insbesondere seinen pH-Wert und seine elektrische Leitfähigkeit den entsprechenden Neusandwerten anzugleichen.

Durch die thermische und mechanische Behandlung wird z. B. dlo organische Bindung weitgehendst ve ι brennt oder bot anorganischer Bindung z.B. der Ton oder Bentonlt tolgobrannt und über die mechanische Rolnlgung woitgehondst vom Sandkorn abgelöst und ausgeschieden. Gemäß Erfindung werden die so gewonnenen Regenerato anschlioßond in Dohällorn naß neutralisiert und gereinigt. Zum Unterstützen und Beschleunigen des Prozessos erfolgt ein Umrühren bzw. Umwälzen des Gemisches in dem Behondlungsbohältor.

Besondere vorteilhaft können an 60· bis 100-g-Sandproben die notwendigen Mongon an Neutralisationszusätzen durch Titrieren bestimmt werden, und zwar dann, wonn der Sand In seinem thermischen und gegebenenfalls mechanischen Regenerierungszustand vorliegt.

Versuche haben überraschend gezeigt, daß z.B. bei Zugabe einor geeigneten Säure als Neutralisator zu Regeneraton mit anorganischer Bindung eine schlagartige Trübung der wäßrigen Lösung einsetzt. Offensichtlich wird durch die Neutralisation eine leichte Ablösung noch an den Sandkörnern anhaftenden Staubes oder Schlämmstoffee oder Binders bewirkt; dabei wird auch e'ne eventuelle elektrostatische Bindung zwischen Körnern und Anhaftungen aufgehoben.

Nach dem Neutralisieren und gegebenenfalls einem Waschen und abschließendem Trocknen zeigt der so behandelte Sand schon gegenüber vorher unter dom Binokular ein deutlich sauberes Aussehen und Eigenschaften; die dem Nousand gleich oder ähnlich sind, wlo sich dies aus den folgenden Beispielen I und Il ergibt.

Beispiel I Quarzsand-Rogenorat: AFS CO, 3

Merkmal	Ausgangs· rogenerat	Neutralisation mit 10ml konz. H₁SO₄ pro kg	Vergleichbarer Neusand
pH-Wert	9,6	7,4	ca. 7,0
Elektr. Leitfähigkeit in pS/cm	172	4	ca.O
Glühverlust (%)	0,17	0,14	co. O
Schlämmstoff- gehalt(%)	1,04	0,34	ca. 0,3
Oolithisierungsgrad	0,93	0,79	ca.O
Beispiel Il Quarzsand-Regenorat:	AFS 45
Merkmal	Ausgangs· regenerat	Neutralisation mit 12ml NH₄OH (25%) pro kg Sand
pH-Wert	3,6	7,2
Elektr. Leit fähigkeit in pS/crn	189	12

In der beigefügten Zeichnung ist schematisch eine Neutralisiorung von regeneriertem Sand dargostollt. Der bereits regenerierte Sand wird von einer Sandaufgabe 1 zwecks Gewichteinstellung pro Charge über eine Bandwaage 2 Ir einen Neutralisierungsbehältor 3 geführt. Mit der Sandaufgabe wird eine Neutrallslerungslösung aus einem Vorratsbehälter 4 über eine Pumpe 5 in den Neutralisierungsbehälter 3 gepumpt, kontrolliert über eine Füllstandsanzeige (nicht gezeigt). Während des Füllprozesses und der Neutralisiorungsdauer erfolgt im Behälter 3 mit einem schematisch dargestellten Rührwerk ein Rühren bzw. Umwälzen des Gutes. Nach erfolgter Neutralisierung wird dia Lösung über eine Filterplatte 6, eine Pumpe 7 und oin Filter 8 abgesaugt und in den Vorratsbehälter 4 rückgeführt. Eine Auffrischung der verbrauchten Neutralisationslösung mittels Spül- oder Frischwasser und Zugabe neuer Säure oder Base erfolgt unter Zwischenschaltung eines Behälters 16. Nach dem Neutralisieren erfolgt ein Waschen und Reinigen des neutralisierten Regenerates durch Einleitung von Spüllösung aus einem Vorratsbehälter 13 in den Behälter 3 bei anhaltendem Rührprozeß. Danach wird das Sand-Spülwasser-Gemisch aus dem Behälter 3 über eine Pumpe 9 in einen Zyklon 10 gepumpt. Im Zyklon 10 setzen eich Sand und schlemmhaltiges Wasser ab. Das Schlammwasser wird über eine Pumpe 11 i.i einem Filter 12 gereinigt und dann in den Vorratsbehälter 13 zurückgeführt. Dabei wird verbrauchtes Spülwasser mit Frischwasser aufgefüllt. Der abgesetzte, gereinigte und neutralisierte Sand aus dem Zyklon 10 wird mit Hilfee eines Schwingtrockners 14 getrocknet und danach in einen Vorratsbunker 15 transportiert. Das Neutralisieren und das Spülen bzw. Reinigen erfolgen abwechselnd in zwei jeweils geschlossenen Kreisläufen. Zwecks neutraler Einstellung der Spüllösung können beispielsweise beim Neutralisieren mittels Säure auch Basen zugegeben werden und umgekehrt. Die Bandwaage kann über ein Verteilerband auch mehrere Neutralisationsbehälter füllen, wobei auch mehrere Zyklone im Einsatz sein können.

Aus Umweltgründen erfolgt das Neutralisations· und Reinigungsverfahren in einem geschlossenen Kreislauf mit möglichst geringem Wasserverbrauch. Die Neu'ralisationslösung wird nach abgeschlossener Reaktion aus dem Behälter zusammen mit den abgelösten Schlämmstoffanteilen abgezogen und anschließend zur Abscheidung des Schlämmstoffes durch einen Filter

geschickt. Erforderlichenfalls wird die gefiltorto vorbrauchte Neutralisutlonslösung mit frische Säure b2v . Jane und Frischwasser oder Spülwasser aufgefrischt und nur nächsten Behandlung z, ti. über ZwIacliVibehBlicr immer wieder in den Kreislaufprozeß zurückgeführt.

Nachfolgend wird ein weiteres Beispiel eines anorganisch gebundenen Mischsandes, dargestellt übor Ausgangsaltsand, thermisch und mechanisch hergestelltes Regenerat und dessen anschließende Neutralijatioii und Reinigung angegoben. Dazu wild ein Festigkeitsvergleich an besonders empfindlich reagierenden Cold-box-Kernsandmiechungon der verschiedenen Behanalungsetufen im Vergleich zu Neusand vorgenommen.

Beispiel III

Siebanalyse	Bentonit-Altsand	0,2	Therm.-mech, regen.	0	Neutral, mit
		0,5	Sandvon I	0,7	10 ml Konz.
		3,6		6,1	HjSO₄ pro kg
		25,1		22,3	Sandvon I
	I	52,8	Il	48,0	III
0,71mm	14,2	21,0	0,1
0,5mm	3,3	1.8	0,9
0,355mm	0,3	0.1	5,7
0,25mm	0	0	21,5
0,18mm	0	0	50,2
0,125 mm	9,8	9.7	20,0
0,09 mm			1.5
0,063 mm	976	165	0.1
0,02mm	8,26	0,93	0
20,02 mm	2,57	0,17	0
pH-Wert	2,3	0,89	7,1
Elektr.Leitf.
in pS/cm	3
Schlämmst.%	0,32
Glühverl.%	0,14
Oolith. Grad	0,77

Vergle'^h der Biegefestigkeit in N/cm³ an Cold-box Sandproben: Sandmischung: 30% Neusand,AFSca. 60

70% therm.-mech. Regenerat 0,8% Kunstharz 352T14 0,8% Kunstharz 652 TEA 700

Prüfzeit	Sand Il	Sand III	100 Neusand
sofort	150	260	230
Vih	185	390	340
1h	190	420	410
2h	192	440	420
24 h	225	450	460

Claims

1. Verfahren zum Wiederaufbereiten von organische und/oder anorganische Bindemittel enthaltendem Mono/Mischgießereisand, dadurch gekennzeichnet, daß der organische Bindemittel enthaltende Sand nach einem thermischen Regenerieren bzw. der anorganischen Bindemittel enthaltende Sand nach einem thermischen und mechanischen Regenerieren in Abhängigkeit seines nach dem Regenerieren durch einen Meßvorgang bestimmten pH-Wertes mit einer geeigneten Base oder Säure so neutralisiert wird, daß er abschließend einen pH-Wert zwischen 6 und 8 aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wort des Sandes nach dem Neutralisieren zwischen 6,8 und 7,5 liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sand nach dun Neutralisieren einem Naßreinigen und einem anschließenden Trocknen unterworfen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Neutralisieren NH₄OH als Base bzw. Schwefelsäure oder Flußsäure eingesetzt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem nach dem Regenerieren basischen Sand zum Neutralisieren konzentrierte Schwefelsäure in einer Menge von 3 bis 50 ml pro kg Sand zugegeben wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem nach dem Regenerieren basischen Sand zum Neutralisieren konzentrierte Schwefelsäure in einer Menge von 8 bis 12 ml pro kg Sand zugegeben wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem nach dem Regenerieren sauren Sand zum Neutralisieren 3 bis 40ml 25%iger NH₄OH pro kg Sand zugegeben wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem nach dem Regenerieren sauren Sand zum Neutralisieren 12 ml 25%iger NH₄OH pro kg Sand zugegeben wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Neutralisieren und Reinigen in einem geschlossenen Kreislaufsystem und abwechselnd in einem einzigen Behälter durchgeführt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Neutralisierungslösung nach Gebrauch durch Filtrieren gereinigt und nach Auffrischen mit Spülwasser in dem Neutralisierungsverfahren wiederverwendet wird.

11. Wiederaufbereiteter Gießereisand, der dadurch erhältlich ist, daß er in Abhängigkeit von dem enthaltenen Bindemittel thermisch und/oder mechanisch aufbereitet und danach so neutralisiert wird, daß sein pH-Wert zwischen 6,8 und 7,5 liegt.