DE4004553C1

DE4004553C1 -

Info

Publication number: DE4004553C1
Application number: DE4004553A
Authority: DE
Inventors: Hermann W. Dipl.-Ing. Dr. 8089 Emmering De Sommer
Original assignee: SAZ SOMMER ALUMINIUM ZUG AG ZUG CH
Current assignee: ERE EMMER RECYCLING UND ENTSORGUNG GMBH, 90596 SCH
Priority date: 1990-02-14
Filing date: 1990-02-14
Publication date: 1991-10-10
Anticipated expiration: 2010-02-15
Also published as: PT94164A; CS219190A2; FI902822A; HUT58008A; DK149890D0; NO902410L; CN1054021A; DD297087A5; FI902822A0; BR9003152A; PL285083A1; HU903815D0; CA2022769A1; DK149890A; KR910015345A; JPH03238141A; NO902410D0; EP0446402A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wiederaufbereiten von Gießereisand.

Es ist bekannt, Gießereisand wie Quarzsand, Olivin-, Zirkon-, Chromiterzsand und dergleichen mit organischen oder anorga nischen Bindern naß, mechanisch, thermisch oder in kombinier ter Form zu regenerieren. Ziel derartiger Regenerierungsver fahren ist es, einen aufbereiteten Sand zu schaffen, der an stelle oder wie Neusand wiedereingesetzt werden kann. Mit dem Regenerieren sollen gleichzeitig die Umwelt gefährdenden Stoffe des Gießereisandes eliminiert werden (VDG-Mappe mit Vortragsunterlagen vom 19.3.1987 der VDG-Weiterbildung im Ver ein Deutscher Gießereifachleute in Düsseldorf "Möglichkeiten und Grenzen der Sandregenerierung" und Edwin Weller, Wetzlar in DE-Z Gießerei 76, 1989, Nr. 10/11, S. 350-358.

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 wiedergebrauchs fähigen Sand zu erzeugen.

Ein Nachteil dieser bekannten Verfahren besteht darin, daß beispielsweise bei organischen Bindersystemen mit schlecht oder nicht-eliminierbaren basischen oder sauren Komponenten und insbesondere bei Mono- oder Mischsand mit anorganischen Bindern das Regenerat gegenüber Neusand abweichende Eigen schaften wie beispielsweise im pH-Wert, in der elektrischen Leitfähigkeit, im Oolithisierungsgrad, im Schlämmstoffge halt und dergleichen aufweist. Somit sind Eigenschaften der artiger Regenerate vor allem bei Wiedereinsatz in der Kern fertigung mehr oder minder beeinträchtigt. Herabgesetzte Ge brauchseigenschaften solcher Regenerate ergeben sich vor al lem bei der Anwendung als kunstharzgebundener Kernsand und wirken sich in verminderter Festigkeit, reduzierter Verarbei tungszeit der Sandmischungen, erhöhtem Binderverbrauch und dergleichen aus.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren der oben umrissenen Art anzugeben, mit welchem ther misch und/oder mechanisch regenerierter Sand so behandelt wird, daß er anschließend ähnlich oder wie Neusand ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der or ganische Bindemittel enthaltende Sand nach einem thermischen Regenerieren bzw. der anorganische Bindemittel enthaltende Sand nach einem thermischen und mechanischen Regenerieren in Abhängigkeit seines nach dem Regenerieren durch einen Meßvor gang 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 Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Das Wesen des erfindungsgemäßen Vorschlages besteht also ins besondere darin, beispielsweise die ursprünglich mit organi schem und/oder anorganischem Binder (Bentonit) beaufschlag ten Sandkörner wie Quarzkörner nach einer thermischen Behand lung und einem mechanischen Nachreinigen zusätzlich naß zu neutralisieren und nachzureinigen, um insbesondere seinen pH-Wert und seine elektrische Leitfähigkeit den entsprechenden Neusandwerten anzugleichen.

Durch die thermische und mechanische Behandlung wird z. B. die organische Bindung weitgehendst verbrannt oder bei an organischer Bindung z. B. der Ton oder Bentonit totgebrannt und über die mechanische Reinigung weitgehendst vom Sand korn abgelöst und ausgeschieden. Gemäß Erfindung werden die so gewonnenen Regenerate anschließend in Behältern naß neu tralisiert und gereinigt. Zum Unterstützen und Beschleunigen des Prozesses erfolgt ein Umrühren bzw. Umwälzen des Gemi sches in dem Behandlungsbehälter.

Besonders vorteilhaft können an 50- bis 100 g-Sandproben die notwendigen Mengen an Neutralisationszusätzen durch Titrie ren bestimmt werden, und zwar dann, wenn der Sand in seinem thermischen und gegebenenfalls mechanischen Regenerierungszu stand vorliegt.

Versuche haben überraschend gezeigt, daß z. B. bei Zugabe einer geeigneten Säure als Neutralisator zu Regeneraten mit anorga nischer Bindung eine schlagartige Trübung der wäßrigen Lösung einsetzt. Offensichtlich wird durch die Neutralisation eine leichte Ablösung noch an den Sandkörnern anhaftenden Staubes oder Schlämmstoffes oder Binders bewirkt; dabei wird auch eine eventuelle elektrostatische Bindung zwischen Körnern und Anhaf tungen aufgehoben.

Nach dem Neutralisieren und gegebenenfalls einem Waschen und abschließendem Trocknen zeigt der so behandelte Sand schon gegenüber vorher unter dem Binokular ein deutlich sauberes Aussehen und Eigenschaften, die dem Neusand gleich oder ähn lich sind, wie sich die aus den folgenden Beispielen I und II ergibt.

Beispiel I

Quarzsand-Regenerat: AFS 60,3

Beispiel II

Quarzsand-Regenerat: AFS 45

In der beigefügten Zeichnung ist schematisch eine Neutralisie rung von regeneriertem Sand dargestellt.

Der bereits regenerierte Sand wird von einer Sandaufgabe 1 zwecks Gewichtseinstellung pro Charge über eine Bandwaage 2 in einen Neutralisierungsbehälter 3 geführt. Mit der Sandauf gabe wird eine Neutralisierungslösung aus einem Vorratsbehäl ter 4 über eine Pumpe 5 in den Neutralisierungsbehälter 3 gepumpt, kontrolliert über eine Füllstandsanzeige (nicht ge zeigt). Während des Füllprozesses und der Neutralisierungs dauer erfolgt im Behälter 3 mit einem schematisch dargestell ten Rührwerk ein Rühren bzw. Umwälzen des Gutes. Nach erfolg ter Neutralisierung wird die Lösung über eine Filterplatte 6, eine Pumpe 7 und ein Filter 8 abgesaugt und in den Vorrats behälter 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 Wa schen und Reinigen des neutralisierten Regenerates durch Ein leitung von Spüllösung aus einem Vorratsbehälter 13 in den Be hälter 3 bei anhaltendem Rührprozeß. Danach wird das Sand- Spülwassergemisch aus dem Behälter 3 über eine Pumpe 9 in ei nen Zyklon 10 gepumpt. Im Zyklon 10 setzen sich Sand und schlamm haltiges Wasser ab. Das Schlammwasser wird über eine Pumpe 11 in einem Filter 12 gereinigt und dann in den Vorratsbehälter 13 zurückgeführt. Dabei wird verbrauchtes Spülwasser mit Frisch wasser aufgefüllt. Der abgesetzte, gereinigte und neutralisier te Sand aus dem Zyklon 10 wird mit Hilfe eines Schwingtrock ners 14 getrocknet und danach in einen Vorratsbunker 15 trans portiert.

Das Neutralisieren und das Spülen bzw. Reinigen erfolgen ab wechselnd 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 Reinigungs verfahren in einem geschlossenen Kreislauf mit möglichst gerin gem Wasserverbrauch. Die Neutralisationslösung wird nach abge schlossener Reaktion aus dem Behälter zusammen mit den abgelö sten Schlämmstoffanteilen abgezogen und anschließend zur Abschei dung des Schlämmstoffes durch einen Filter geschickt. Erfor derlichenfalls wird die gefilterte verbrauchte Neutralisations lösung mit frischer Säure bzw. Base und Frischwasser oder Spül wasser aufgefrischt und zur nächsten Behandlung z. B. über Zwi schenbehälter immer wieder in den Kreislaufprozeß zurückgeführt.

Nachfolgend wird ein weiteres Beispiel eines anorganisch gebun denen Mischsandes, dargestellt über Ausgangsaltsand, thermisch und mechanisch hergestelltes Regenerat und dessen anschließen de Neutralisation und Reinigung angegeben.

Dazu wird ein Festigkeitsvergleich an besonders empfindlich reagierenden Cold-box-Kernsandmischungen der verschiedenen Behandlungsstufen im Vergleich zu Neusand vorgenommen.

Beispiel III

Vergleich der Biegefestigkeit in N/cm² an Cold-box Sandproben:
Sandmischung:
30% Neusand, AFS ca. 60
70% therm.-mech. Regenerat
0,8% Kunstharz 352 T 14
0,8% Kunstharz 652 TEA 700

Claims

1. Verfahren zum Wiederaufbereiten von organische und/ oder anorganische Bindemittel enthaltendem Mono-/Mischgießerei sand, dadurch gekennzeichnet, daß der organische Bindemittel enthaltende Sand nach einem thermi schen Regenerieren bzw. der anorganische Bindemittel ent haltende Sand nach einem thermischen und mechanischen Rege nerieren 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-Wert des Sandes nach dem Neutralisieren zwischen 6,8 und 7,5 eingestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sand nach dem 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 Neutrali sieren 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 Neutrali sieren 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 40 ml 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 gekenn zeichnet, daß die Neutralisierungslösung nach Gebrauch durch Filtrieren gereinigt und nach Auffrischen mit Spülwasser in dem Neutralisierungsverfahren wiederverwendet wird.