EP0521201A1 - Verfahren zum Regenerieren von Giesserei-Altsand - Google Patents

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EP0521201A1
EP0521201A1 EP91250173A EP91250173A EP0521201A1 EP 0521201 A1 EP0521201 A1 EP 0521201A1 EP 91250173 A EP91250173 A EP 91250173A EP 91250173 A EP91250173 A EP 91250173A EP 0521201 A1 EP0521201 A1 EP 0521201A1
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sand
fluidized bed
water
inorganic
treated
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Hans-Klaus Dr.-Ing. Schott
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Kuettner GmbH and Co KG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C5/00—Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose
    • B22C5/18—Plants for preparing mould materials
    • B22C5/185—Plants for preparing mould materials comprising a wet reclamation step
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C5/00—Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose
    • B22C5/08—Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose by sprinkling, cooling, or drying

Definitions

  • the binder is bentonite or the like. - depending on the degree of heat during the casting process - fixed in a shell shape on the surface of the sand body by fireclaying (oolithization), while it is with molding sands with organic Binding agents in the course of the casting process lead to their thermal decomposition and thus to adherent residues of carbon-rich degradation products of the organic binders on the surface of the grains of sand.
  • the old sand is contaminated due to further additives, such as the formation of shiny carbon from additives.
  • used sand which at least consists predominantly of organic used sand
  • the binder casings and other contaminants of the old sand are usually so far removed that the used sand can be reused as molding sand.
  • this thermal treatment process does not lead to a satisfactory result for inorganic waste sands.
  • hydrocarbon compounds contain organic waste sand and glossy carbon and its formers cannot be removed sufficiently. These substances (like clayey components, for example) act as lubricants and hinder the desired abrasion, so that a sufficiently satisfactory regeneration result cannot be achieved even with multi-stage attrition.
  • the object of the present invention is to provide a method for processing (foundry) used sand which is satisfactory both in technical and in economic terms, while avoiding the above-mentioned and other disadvantages, in which relative (compared to the prior art) low technical and economic effort, a largely general-purpose regrind with relatively low pollutant components What can be achieved, which enables problem-free reuse instead of new sand for mold and core production in foundries.
  • the old sand to be treated is (initially) soaked with water and then placed in a heated fluidized bed in the moist state, the water present in the pores spontaneously evaporating and the shells by the shock heating of the old sand to be treated (at least) the (inorganic) binder is essentially blown off due to the considerable increase in volume that results, or at least loosened to such an extent that they can be separated from the quartz grains directly in the fluidized bed. Due to the usual drying of wet regenerated used sand using hot air at approx. 150 - 300 ° C in various apparatuses, such a blasting or loosening effect is not achieved as the binder requirement mentioned above has.
  • the used sand which may consist of any mixtures of organically and inorganically bound used sands, have to pass through an attraction stage that is otherwise necessary for wet regeneration when it is wetted or soaked. This results in considerable economic advantages due to the simplified method of working and the less complex equipment.
  • the water used to impregnate the old sand is kept at a pH value between 2-5 by adding acid, if necessary, and is circulated until a maximum salt concentration to be determined is reached. It can also be exchanged for fresh water continuously.
  • the circulating water passes a settling tank and possibly also a filter before each feed to the impregnation device, as a result of which the solids absorbed by the water from the sand are separated out as sludge and can be returned to the fluidized bed.
  • the shock-like heating of these solids which are soaked with water throughout, prevents sintering on the grains of sand and their organic components burn out.
  • carbon dioxide is used as the anionic component for the decomposition of the alkali silicates.
  • a basic pH value is established in the circulating water, but the alkalis are also removed from the old sand as carbonates.
  • the alkaline solution still adhering to this is washed off from the grains by rinsing on the drainage sieve with the fresh water required as a replacement.
  • the soda or potash solution obtained in this way can be evaporated with waste heat, brought to crystallization and the alkali can thus be recovered in a usable form.
  • the process according to the invention is highly satisfactory not only from a technical point of view, but also from an economic point of view, especially since, for example, the heated fluidized bed can itself consist of sand (possibly also of already processed used sand).
  • the ratio of the amount of fluidized bed sand to the amount of moist used sand supplied per minute can be selected in the range from approximately 50 to 100.
  • the fluidized bed is most preferably heated from above, preferably with high-speed burners, gaseous fuels having proven to be particularly useful as the additional fuel (in addition to the fuel components already contained in the used sand).
  • the temperature in the solid on the one hand and in the gas space above the fluidized bed on the other hand can be set differently, and also the dwell time of the used sand to be treated in the fluidized bed, namely depending on its nature.
  • the old sand to be moistened and to be treated is moistened in a vacuum.
  • the prepared used sand is fed from the intermediate container to a mixer 5 by means of a metering device 4, into which mixer 6 water and surface tension reducing agents are also added.
  • the water is heated to max. 95 ° C heated.
  • the moist sand is circulated in a conditioner 7 until the pores of the grain shells are completely moistened has been reached and then metered into the fluidized bed furnace 8.
  • the furnace discharge To cool the furnace discharge, it first passes through a fluidized bed cooler 12 in which the water required for the impregnation is preheated to 70 to 95 ° C. and the sensible heat of the sand is recovered in the form of steam or hot water.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regenerieren von Gießerei-Altsand, dessen Ursprungs-Formsand als Formstoff anorganische Bindemittel wie z.B. und insb. Bentonit (= "anorganischer Altsand") oder/und organische Bindemittel wie z.B. und insb. Phenol- oder/und Furanharze (= "organischer Altsand") enthielt, wobei, daß der aufzubereitende Altsand mit Wasser getränkt wird und anschließend im feuchten Zustand in eine erhitzte Wirbelschicht verbracht wird. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regenerieren von Gießerei-Altsand, dessen Ursprungs-Formsand als Formstoff anorganische Bindemittel wie z.B. und insb. Bentonit (= "anorganischer Altsand") oder/und organische Bindemittel wie z.B. und insb. Phenol- oder/und Furanharze (= "organischer Altsand") enthält.
  • Bei anorganisch gebundenen Formsanden wird das Bindemittel Bentonit od.dgl. - abhängig von dem Grad der Wärmeeinwirkung beim Gießvorgang - jeweils auf der Oberfläche der Sandkörper durch Schamottisierung (Oolithisierung) schalenförmig fixiert, während es bei Formsanden mit organischen Bindemitteln im Verlaufe des Gießvorganges zu deren thermischer Zersetzung und damit zu festhaftenden Rückständen kohlenstoffreicher Abbauprodukte der organischen Bindemittel auf der Oberfläche der Sandkörner kommt. Darüber hinaus kommt es aufgrund weiterer Zusätze zu Verunreinigungen des Altsandes, wie z.B. zur Bildung von Glanzkohlenstoff aus Zusätzen.
  • Während man (Gießerei-)Altsand früher zumindest überwiegend auf Deponien verkippt hat, ist es heutzutage wegen akuter Verknappung von verfügbarem Deponieraum und nicht zuletzt auch aus Kostengründen geboten, Altsand zu regenerieren, also aufzubereiten, daß er wiederverwendbar ist. Dieses setzt indes (zumindest für eine uneingeschränkte Verwendung) voraus, daß die vorstehend erwähnten Binderhüllen und sonstigen Verunreinigungen des Altsandes von den Quarzkörnern des Sandes abgetrennt und ausgeschieden werden.
  • Für eine Regenerierung von Altsand, der zumindest ganz überwiegend aus organischem Altsand besteht, ist es bekannt, diesen thermisch durch Glühen bei einer Temperatur von ca. 800° C und/oder ggf. pneumatisch zu behandeln. Dabei werden die Binderhüllen und sonstigen Verunreinigungen des Altsandes i.d.R. so weitgehend entfernt, daß der Altsand als Formsand wiederverwendet werden kann. Dagegen führt dieses thermische Aufbereitungsverfahren bei anorganischen Altsanden nicht zu einem befriedigenden Ergebnis.
  • Das aus der DE-PS 31 03 030 bekannte thermisch-mechanische Verfahren führt allenfalls dann zu brauchbaren Ergebnissen, wenn der Anteil an organischem Altsand relativ klein ist. Dieses Verfahren löst die obige Problematik mithin nicht, da anfallender Altsand i.d.R. zu mehr als zwei Drittel anorganischer Altsand ist.
  • Unter Berücksichtigung dieser Verhältnisse wurde mit der DE-PS 38 15 877 vorgeschlagen, das (bspw. gemäß der DE-PS 31 03 030) thermisch-mechanisch (vor-)behandelte Regenerat nachfolgend einer Ultraschallbehandlung in Wasser (als Kopplungsschicht) zu unterziehen. Dadurch sollen die auf die Sandkörner aufgesinterten Binderschalen zum Abplatzen gebracht und der Oolithisierungsgrad auf normale Werte gesenkt werden, wobei zugleich der basische pH-Wert des Regenerats auf einen nahezu neutralen Wert eingestellt werden soll.
  • Ganz abgesehen von dem zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens großen und aufwendigen apparativen Aufwandes sowie der hohen Betriebskosten für dieses Verfahren ergeben sich weitere Kosten dadurch, daß der aufbereitete Altsand danach noch getrocknet werden muß, wodurch die Wirtschaftlichkeit dieses mehrstufigen Verfahrens nicht mehr gegeben ist, und wobei i.ü. noch festzustellen ist, daß aufgrund eines relativ hohen Verschleißes der Sandkörner nur eine relativ geringe Regeneratausbeute hinreichender Qualität erzielbar ist.
  • Zum Regenerieren anorganischen Altsandes wurden Verfahren entwickelt, bei denen versucht wurde, die Binderhüllen auf nassem Wege von der Oberfläche der Sandkörner zu entfernen, und zwar dadurch, daß in einer wäßrigen Sandsuspension ein mechanischer Rührvorgang mit der Folge intensiver Reibung der Sandkörner untereinander durchgeführt wird, wobei dieser auch als Attrition bezeichnete Verfahrensschritt i.d.R. mehrfach wiederholt und ggf. durch Einstellen besonderer Sand-Wasser-Mischungsverhältnisse beeinflußt bzw. intensiviert wird (s. z.B. US-PS 27 83 511 oder DE-OS 30 19 096).
  • Nachteilig bei diesem Naßverfahren ist u.a. der Umstand, daß Kohlenwasserstoffverbindungen organischer Altsandanteile sowie Glanzkohlenstoff und seine Bildner nicht hinreichend entfernt werden können. Diese Stoffe wirken (wie z.B. auch tonige Bestandteile) gleichsam wie Schmiermittel und behindern den angestrebten Abrieb, so daß selbst bei mehrstufiger Attrition kein hinreichend befriedigendes Regenerationsergebnis zu erzielen ist.
  • Um diesbezüglich Abhilfe zu schaffen, wurde mit der AU-PS 387 921 vorgeschlagen, hinter jede Attritionsstufe eine Entschlämmung (mittels Klassierer) zu schalten, um auf diese Weise die "Schmiermittel" aus dem Umlaufwasser zu entfernen und somit den erstrebten Abrieb zu intensivieren. Aber selbst wenn bei drei-, vier- oder mehrfacher Attrition in technischer Hinsicht ein befriedigendes Ergebnis zu erzielen wäre, leidet dieses ersichtlich ganz erheblich aufgrund der hiermit verbundenen Kosten unter Wirtschaftlichkeitsgesichtspunkten. Es kommt hinzu, daß bei diesem Verfahren an der Kornoberfläche eine festhaftende Struktur aus fein verteilter, poröser Kieselsäure verbleibt, die bei Wiederverwendung des aufbereiteten Altsandes für (Gießerei-)Neusand einen erhöhten Binderbedarf zur Folge hat.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der vorstehend erwähnten und weiterer Nachteile ein sowohl in technischer als auch in wirtschaftlicher Hinsicht befriedigendes Verfahren zum Aufbereiten von (Gießerei-)Altsand zu schaffen, bei dem mit (im Vergleich zum Stand der Technik) relativ geringem technischen und wirtschaftlichen Aufwand ein weitgehend allgemein einsetzbares Regenerat mit relativ geringen Schadstoffbestandteilen zu erzielen ist, welches eine problemlose Wiederverwendung anstelle von Neusand für die Form- und Kernherstellung in Gießereien ermöglicht.
  • Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß der aufzubereitende Altsand (zunächst) mit Wasser getränkt und anschließend in feuchtem Zustand in eine erhitzte Wirbelschicht verbracht wird, wobei durch die dabei auftretende Schockerhitzung des aufzubereitenden Altsandes das in den Poren befindliche Wasser spontan verdampft und die Schalen (wenigstens) des (anorganischen) Bindemittels im wesentlichen aufgrund der dabei entstehenden erheblichen Volumenvergrößerung abgesprengt oder aber zumindest so stark gelockert werden, daß sie unmittelbar in der Wirbelschicht von den Quarzkörnern separierbar sind. Durch die bisher übliche Trocknung naßregenerierten Altsandes mittels Heißluft von ca. 150 - 300°C in verschiedenen Apparaten wird ein solcher Absprengungs- bzw. Lockerungseffekt nicht erzielt, wie der vorstehend erwähnte Bindemittelbedarf aufweist.
  • Die Wärmeabfuhr durch die Wasserverdampfung in unmittelbarer Nähe zum Quarzkorn verhindert außerdem die durch die schockartige Erwärmung der Quarzkörner mögliche Änderung der Kristallmodifikation bzw. auch den Kornzerfall. Außerdem wird das Aufsintern von Mullit, der durch die Hitzeeinwirkung aus Bentonit entstanden ist, auf den Quarzkörnern verhindert bzw. mindestens behindert.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es weiterhin nicht erforderlich, daß der Altsand, der aus beliebigen Gemischen von organisch und anorganisch gebundenen Altsanden bestehen kann, bei seiner Annäßung bzw. seiner Durchtränkung eine sonst für die Naßregenerierung erforderliche Attritionsstufe durchlaufen muß. Hieraus ergeben sich infolge der vereinfachten Arbeitsweise und der weniger aufwendigen apparativen Ausstattung beachtliche wirtschaftliche Vorteile.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es mithin keineswegs erforderlich (auch wenn dieses zumindest in bestimmten Fällen zweckmäßig sein mag) gleichsam im Vorfeld der Aufbereitung für eine grundsätzliche Trennung von organischen und anorganischen Altsanden zu sorgen, wobei es indes regelmäßig zweckmäßig ist, die organischen bzw. anorganischen Altsande im wesentlichen getrennt voneinander aufzubereiten, wenn sie ohnehin getrennt anfallen, wie dieses nicht selten der Fall ist.
  • Weiterhin ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhaft, daß praktisch keinerlei schadstoffbehaftete Restmengen anfallen, daß gemäß den vorstehenden Ausführungen für die Aufbereitung u.a. auch kein bestimmtes Mengenverhältnis unterschiedlicher Altsande einzuhalten ist, und daß ersichtlich überhaupt keinerlei getrennte Verfahrenszweige vorgesehen und aufeinander abgestimmt werden müssen, was bekanntlich insbesondere bei einem heißgehenden Prozeß in der Regel nicht unerhebliche Schwierigkeiten bereiten kann.
  • Es hat sich in der Regel als höchst zweckmäßig erwiesen, wenn der aufzubereitende Altsand so stark mit Wasser getränkt wird, wobei dem Wasser ggf. Mittel zur Senkung der oberflächenspannung zugegeben werden, so daß die zwischen den Kornschalen befindlichen Poren zumindest im wesentlichen mit Wasser gefüllt sind, um den oben bereits angedeuteten Effekt und damit letztlich die gesamte Altsandaufbereitung und die Qualität des Regenerates zu optimieren.
  • In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, die Tränkung des Altsandes mit im Kreislauf geführten Wasser vorzunehmen, um dadurch schädliche Elemente, insbesondere Alkalien, herauszulösen. Diese Arbeitsweise ist dann zweckmäßig, wenn Altsande infolge der Verwendung von Alkali-Silikaten oder Phenolaten als Binderkomponenten nennenswerte Mengen derartiger Ionen enthalten. Würden diese im Sandregenerat belassen, so würde die dadurch bedingte hohe Basizität seine Wiederverwendbarkeit entscheidend einschränken.
  • Das zur Tränkung des Altsandes benutzte Wasser wird durch ggf. laufenden Säurezusatz auf einen pH-Wert zwischen 2 - 5 gehalten und solange im Kreislauf geführt, bis eine jeweils festzusetzende maximale Salzkonzentration erreicht ist. Sein Austausch gegen Frischwasser kann dabei auch kontinuierlich erfolgen. Das umlaufende Wasser passiert vor jedem Zulauf zur Tränkungsvorrichtung ein Absetzbecken und ggf. auch noch einen Filter, wodurch die vom Wasser aus dem Sand aufgenommenen Feststoffe als Schlamm abgeschieden und dieser in die Wirbelschicht zurückgeführt werden kann. Die schockartige Erhitzung auch dieser durchgehend mit Wasser getränkten Feststoffe verhindert ein Aufsintern auf den Sandkörnern und ihre organischen Bestandteile brennen aus.
  • In einer weiteren Ausgestaltung dieser Verfahrensvariante wird, anstelle von Mineral- oder Karbonsäure, Kohlendioxid als anionische Komponente für die Dekomposition der Alkali-Silikate eingesetzt. Im Umlaufwasser stellt sich dabei ein basischer pH-Wert ein, die Alkalien werden jedoch ebenso und zwar als Karbonate aus dem Altsand entfernt. Die an diesem noch anhaftende alkalische Lösung wird durch Abbrausen auf dem Entwässerungssieb mit dem als Ersatz erforderlichen Frischwasser von den Körnern abgewaschen. Die auf diese Weise erhaltene Soda- bzw. Pottasche-Lösung kann mit Abwärme eingedampft, zur Kristallisation gebracht und das Alkali somit in nutzbarer Form zurückgewonnen werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist aber nicht allein unter technischen, sondern auch unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten höchst befriedigend, zumal bspw. die erhitzte Wirbelschicht auch ihrerseits aus Sand (ggf. also auch aus bereits aufbereitetem Altsand) bestehen kann.
  • Um für den erstrebten Effekt eine Wirbelschicht mit ausreichender Wärmekapazität zur Verfügung zu haben, kann das Verhältnis der Wirbelschicht-Sandmenge zur pro min zugeführten feuchten Altsandmenge im Bereich von ca. 50 bis 100 gewählt werden.
  • Erfindungsgemäß wird die Wirbelschicht höchst bevorzugt von oben beheizt, und zwar vorzugsweise mit Hochgeschwindigkeitsbrennern, wobei sich als Zusatzbrennstoff (über die in dem Altsand bereits enthaltenen Brennstoffanteile hinaus) gasförmige Brennstoffe als besonders zweckmäßig erwiesen haben.
  • Um die vorstehend bereits erläuterten Effekte zu erzielen, kann die Wirbelschicht bevorzugt auf einer Beharrungstemperatur von ca. 750 bis 950° C gehalten werden.
  • Gemäß weiteren bevorzugten Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung kann die Temperatur im Feststoff einerseits und im Gasraum oberhalb der Wirbelschicht andererseits unterschiedlich eingestellt werden sowie auch die Verweilzeit des aufzubereitenden Altsandes in der Wirbelschicht, nämlich abhängig von dessen Beschaffenheit.
  • Auf diese Weise wird ein vollständiger Ausbrand organischer Substanzen auch im Flugstaub und damit dessen Dekontaminierung bewirkt.
  • Um die Befeuchtung des aufzubereitenden Altsandes zu intensivieren und/oder zu beschleunigen, kann es vorteilhaft sein, wenn der zu befeuchtende, aufzubereitende Altsand in einem Vakuum durchfeuchtet wird.
  • Auch ist es in aller Regel höchst zweckmäßig, wenn die Wirbelgeschwindigkeit der Wirbelschicht in weiten Grenzen einstellbar ist, um die Betriebsverhältnisse den jeweiligen Bedürfnissen des aufzubereitenden Altsandes möglichst optimal anpassen zu können.
  • Weiterhin kann es zweckmäßig sein, in einem der Wirbelschicht nachgeschalteten Abscheider od.dgl. Sand abzuscheiden, wobei es dann weiterhin zweckmäßig sein kann, diesen abgeschiedenen Sand in die Wirbelschicht teilweise zurückzuführen.
  • Der insoweit aufbereitete Altsand (Regenerat) kann zweckmäßigerweise einer mechanischen Nachreinigung unterzogen werden.
  • Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf eine Zeichnung weiter erläutert.
  • Die Zeichnung zeigt in einer schematischen Darstellung einen Bunker 1, in dem der Altsand, bei dem es sich regelmäßig um ein Gemisch aus anorganischen und organischem Altsand handelt, gesammelt wird. Der aufzubereitende Altsand wird aus dem Bunker 1 einer Altsandvorbereitung 2 bestehend aus z.B. der Magnetscheidung von Fe-Teilen, dem Knollenzerkleinerer und Absiebung zugeführt und gelangt in einen Zwischenbunker 3.
  • Aus dem Zwischenbehälter wird der vorbereitete Altsand mittels einer Dosiereinrichtung 4 einem Mischer 5 zugeführt, in den ebenfalls dosiert Wasser 6 und oberflächenspannungsmindernde Mittel zugegeben werden. Das Wasser wird mittels Abwärme auf max. 95°C aufgeheizt.
  • Der feuchte Sand wird in einem Konditionierer 7 umgewälzt bis die eine völlige Durchfeuchtung der Poren der Kornschalen erreicht ist und gelangt danach dosiert in den Wirbelschichtofen 8.
  • Infolge des außerordentlich raschen Wärmeübergangs (und der guten Vermischung in der Wirbelschicht) wird der aufzubereitende nasse Altsand schlagartig auf eine Betriebstemperatur von 800 bis 850° erwärmt, wobei die oben bereits beschriebene Dampfbildung die Schamotteschalen von den (Quarz-)Sandkörnern abgesprengt bzw. zumindest ganz erheblich lockert und organische Schadstoffe vollständig verbrennen.
  • Das Ofenabgas wird in einem Wärmetauscher 11 unter Vorwärmung der Wirbelluft gekühlt.
  • Zur Kühlung des Ofenaustrags passiert dieser zunächst einen Wirbelschichtkühler 12, in dem das für die Tränkung erforderliche Wasser auf 70 bis 95° C vorgewärmt wird und die fühlbare Wärme des Sandes in Form von Dampf oder Heißwasser zurückgewonnen wird.
  • Eine abschließende Behandlung des erhaltenen Regenerats erfolgt in einer pneumatischen Reinigungseinrichtung 13 sowie einer Fraktionierung in (wenigstens) zwei Körnungen ("grob" und "fein"). Der aufbereitete Altsand ist universell wiederverwendbar, wobei die Körnung des aus dem aufbereiteten Altsand zu bildenden Neusandes (ggf. unter gewissem Zusatz von Neusand) durch Dosierung aus den einzelnen Fraktionen erfolgen kann, um einen Altsand mit vorgegebener mittlerer Körnung bzw. einem bestimmten Kornband zu erhalten.
  • Nach Kühlung und pneumatischer Reinigung des aufbereiteten Sandes fallen Regenerat und Filterstaub an. Der Filterstaub ist schadstoffrei und kann unbedenklich deponiert bzw. einer Verwendung bspw. als Bau- oder Zuschlagstoff zugeführt werden.
    • BEZUGSZEICHENLISTE (LIST OF REFERENCE NUMERALS)
    • 1
    Bunker
    2
    Sandvorbehandlung
    3
    Zwischenbehälter
    4
    Dosiereinrichtung Sand
    5
    Mischer
    6
    Dosiereinrichtung Wasser
    7
    Konditionierer
    8
    Wirbelschicht-Reaktor
    9
    Abscheider
    10
    Filteranlage
    11
    Wärmetauscher
    12
    Wirbelbettkühler
    13
    Sandnachbehandlung

Claims (27)

  1. Verfahren zum Regenerieren von Gießerei-Altsand, dessen Ursprungs-Formsand als Formstoff anorganische Bindemittel wie z.B. und insb. Bentonit (= "anorganischer Altsand") oder/und organische Bindemittel wie z.B. und insb. Phenol-oder/und Furanharze (= "organischer Altsand") enthielt, dadurch gekennzeichnet, daß der aufzubereitende Altsand mit Wasser getränkt und anschließend im feuchten Zustand in eine erhitzte Wirbelschicht verbracht wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aufzubereitende Altsand so stark mit Wasser getränkt wird, daß die zwischen den Kornschalen befindlichen Poren zunächst im wesentlichen mit Wasser gefüllt sind.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Tränkung des Altsandes benutzte Wasser im Kreislauf geführt und dadurch schädliche Alkaliionen herausgelöst werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das im Kreislauf geführte Wasser durch Zusatz von Mineral- oder Karbonsäuren auf einen pH-Wert zwischen 2 und 5 gehalten und insoweit durch Frischwasser ersetzt wird, daß eine vorzugebende Salzkonzentration im Kreislaufwasser nicht überschritten wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreislaufwasser im alkalischen Bereich mit CO₂ behandelt wird und dadurch die Alkalien als Karbonate zurückgewonnen werden.
  6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreislaufwasser bei jedem Umlauf geklärt und filtriert wird und der so erhaltene Schlamm in die Wirbelschicht zurückgeführt wird.
  7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erhitzte Wirbelschicht aus Sand besteht.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Wirbelschicht-Sandmenge zur pro min zugeführten feuchten Altsandmenge ca. 50 bis 100 beträgt.
  9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß anorganische und organische Altsande in beliebigen Gemischen miteinander mit Wasser getränkt und diese Gemische dann der Wirbelschicht zugeführt werden.
  10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei getrenntem Anfall von Altsanden mit (zumindest überwiegend) anorganischen bzw. (zumindest überwiegend) organischen Bindemitteln das Einbringen in die Wirbelschicht getrennt erfolgt.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei getrennter Zuführung von Altsand nur der anorganische Altsand mit Wasser getränkt wird.
  12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorliegen von ausschließlich organischem Altsand, auch dieser allein mit Wasser getränkt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser auf 70 - 95°C vorgeheizt wird.
  14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wasser oberflächenspannungsmindernde Mittel zugegeben werden.
  15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der anorganische Altsand einer mechanischen Vorreinigung unterzogen wird, insbesondere dann, wenn die abgetrennte Feinfraktion unbehandelt in den Prozeß zurückgeführt werden kann.
  16. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelschicht von oben beheizt wird.
  17. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelschicht mit einem gasförmigen Brennstoff als Zusatzbrennstoff beheizt wird.
  18. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelschicht auf einer Beharrungstemperatur von ca. 750 bis 950° C gehalten wird.
  19. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur im Feststoff einerseits und im Gasraum oberhalb der Wirbelschicht andererseits unterschiedlich eingestellt wird.
  20. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit des aufzubereitenden Altsandes in der Wirbelschicht einstellbar ist.
  21. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zu befeuchtende, aufzubereitende Altsand in einem Vakuum durchfeuchtet wird.
  22. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelgeschwindigkeit der Wirbelschicht in beiden Grenzen einstellbar ist.
  23. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem der Wirbelschicht nachgeschalteten Abscheider od.dgl. abgeschiedener Sand teilweise in die Wirbelschicht zurückgeführt wird.
  24. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der insoweit aufbereitete Altsand (Regenerat) mechanisch oder pneumatisch oder mechanisch/pneumatisch nachgereinigt wird.
  25. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelluft mit der Abgaswärme der Wirbelschicht vorgeheizt wird.
  26. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgas bei ca. 450 bis 150° C mittels Wasser gequenscht wird.
  27. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizung nahstöchiometrisch betrieben wird.
EP19910250173 1991-06-29 1991-06-29 Verfahren zum Regenerieren von Giesserei-Altsand Expired - Lifetime EP0521201B1 (de)

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ES91250173T ES2100205T3 (es) 1991-06-29 1991-06-29 Procedimiento para regenerar arena usada de fundicion.
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