FI95445C - Process for manufacturing alkali silicate adhesives for use in the manufacture of cores and molds - Google Patents

Process for manufacturing alkali silicate adhesives for use in the manufacture of cores and molds Download PDF

Info

Publication number
FI95445C
FI95445C FI935475A FI935475A FI95445C FI 95445 C FI95445 C FI 95445C FI 935475 A FI935475 A FI 935475A FI 935475 A FI935475 A FI 935475A FI 95445 C FI95445 C FI 95445C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
alkali
alkali hydroxide
process according
amorphous
alkali silicate
Prior art date
Application number
FI935475A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI935475A (en
FI935475A0 (en
FI95445B (en
Inventor
Pekka Leinonen
Eerik Toermae
Hannu Jylhae
Original Assignee
Greencast Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Greencast Oy filed Critical Greencast Oy
Priority to FI935475A priority Critical patent/FI95445C/en
Publication of FI935475A0 publication Critical patent/FI935475A0/en
Publication of FI935475A publication Critical patent/FI935475A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI95445B publication Critical patent/FI95445B/en
Publication of FI95445C publication Critical patent/FI95445C/en

Links

Description

95-44595-445

Menetelmä keemojen ja muottien valmistuksessa käytettävän alkalisilikaattisideaineen valmistamiseksi Förfarande för tillverkning av alkalisilikatbindemedel för 5 användning vid tillverkning av kämor och formar 10 Keksinnön kohteena on menetelmä keemojen ja muottien valmistuksessa käytettävän alkalisilikaattisideaineen valmistamiseksi.The invention relates to a process for the preparation of an alkali silicate binder for the manufacture of chemochemicals and molds. The invention relates to a process for the preparation of an alkali silicate binder for the manufacture of chemicals and molds.

Keemojen ja muottien valmistuksessa käytetään yleisesti epäorgaanisia sideaineita. Näiden sideaineiden valmistuksessa tunnetaan ennestään useita eri menetel-15 miä, joista parhaiten tunnettuna ja edelleenkin yleisesti käytössä olevana on ns. vesilasimenetelmä. Vesilasia (Na20 x n Sip , jossa n on suurempi kuin 1) valmistetaan soodan (natriumkarbonaatti; Na2C03) ja kvartsihiekan (piidioksidi; Si02) seosta sulattamalla korkeassa lämpötilassa. Tuloksena tästä saadaan amorfinen lasi. Saatu amorfinen lasi liuotetaan paineena!aisena kuumentaen 20 yleensä noin 5-10 keltaiseen vesimäärään, jolloin tuloksena on osittain hydro-·; lysoitunut jäykkäjuoksuinen vesilasiliuos. Tätä vesilasiliuosta käytetään yleisesti tunnetusti sideaineena ja vesilasin moolisuhde voi yleensä vaihdella välillä 1,7- 3,3. Myös vesilasiliuoksen viskositeettia voidaan muutella käyttötarpeen mukaan.Inorganic binders are commonly used in the manufacture of chemicals and molds. Several different methods are already known for the preparation of these binders, the best known and still commonly used of which are the so-called water glass method. A glass of water (Na 2 O x n Sip where n is greater than 1) is prepared by melting a mixture of soda ash (sodium carbonate; Na 2 CO 3) and quartz sand (silica; SiO 2) at high temperature. The result is an amorphous glass. The resulting amorphous glass is dissolved under pressure, heating to generally about 5-10 yellow amounts of water, resulting in a partially hydro-; lysed viscous water glass solution. This water glass solution is generally known to be used as a binder and the molar ratio of water glass can generally vary between 1.7 and 3.3. The viscosity of the water glass solution can also be varied according to the application.

25 Vesilasin reaktioyhtälö:25 Water glass reaction equation:

1400 °C1400 ° C

1. vaihe nSi02 + Na^Oj -------------> Na^ x nSi02 + C02 piidioksidi sooda amorfinen lasi hiilidioksidiStep 1 nSiO 2 + Na 2 O 3 -------------> Na 2 x nSiO 2 + CO 2 silica soda amorphous glass carbon dioxide

6 bar/160 °C6 bar / 160 ° C

2. vaihe Na20 x n Si02 + H20------------------> Vesilasiliuos amorfinen lasi 2 95^45Step 2 Na 2 O x n SiO 2 + H 2 O ------------------> Water glass solution amorphous glass 2 95 ^ 45

Vesilasin valmistusta ja käyttöä on yksityiskohtaisesti selostettu mm. kirjassa: "Valimotekniikka 2"; E. Autere, Y. Ingman, P. Tennilä, sivulta 152 alkaen.The manufacture and use of water glass have been described in detail e.g. in the book: "Foundry Technology 2"; E. Autere, Y. Ingman, P. Tennilä, starting on page 152.

Kuten edellä kuvatusta vesilasin reaktioyhtälöstä voidaan havaita, on vesilasili-5 uoksen valmistus suurta energiamäärää ja painetta vaativa monimutkainen suurteollisuusprosessi. Soodan ja kvartsihiekan sulatuksessa joudutaan käyttämään korkeaa, 1400 °C olevaa lämpötilaa ja puolestaan amorfisen lasin liuottamisessa veteen joudutaan käyttämään suuruusluokkaa 6 baria olevaa painetta ja 160 °C:n 10 lämpötilaa. Tällaisen prosessin toteuttaminen esimerkiksi keernoja käyttävässä tuotantolaitoksessa on taloudellisesti täysin kannattamatonta.As can be seen from the water glass reaction equation described above, the preparation of a water glass-5 solution is a complex large-scale industrial process requiring a large amount of energy and pressure. A high temperature of 1400 ° C has to be used for smelting soda and quartz sand, and a pressure of the order of 6 bar and a temperature of 160 ° C have to be used for dissolving amorphous glass in water. Implementing such a process in a plant using cores, for example, is completely economically unprofitable.

Nyt esillä olevan keksinnön päämääränä on saada aikaan uudenlainen menetelmä keernojen ja muottien valmistuksessa käytettävän alkalisilikaattisideaineen 15 valmistamiseksi, joka menetelmä tuo nykyisin käytössä oleviin menetelmiin nähden mukanaan olennaisen parannuksen. Tähän päämäärään pääsemiseksi on keksinnön mukaiselle menetelmälle pääasiassa tunnusomaista se, että menetelmässä käytetään raaka-aineina alkalihydroksidia, vettä ja amorfista hienojakoista piidioksidituhkaa siten, että ensin liuotetaan tarvittava alkalihydroksidimäärä 20 veteen voimakkaasti alkalisen ja eksotermisestä reaktiosta johtuen kuuman alkalihydroksidiliuoksen aikaansaamiseksi ja muodostettuun alkalihydroksidili-• uokseen lisätään amorfista hienojakoista piidioksidituhkaa seosta koko ajan sekoittaen ja annetaan piidioksidituhkan reagoida alkalihydroksidiliuoksen kanssa alkalisilikaattisideaineeksi.It is an object of the present invention to provide a novel process for the preparation of an alkali silicate binder 15 used in the manufacture of cores and molds, which process represents a substantial improvement over currently used processes. To achieve this object, the process according to the invention is mainly characterized in that alkali hydroxide, water and amorphous finely divided silica ash are used as raw materials, first dissolving the required amount of alkali hydroxide in water to give a strongly alkaline and exothermic reaction fine silica ash with constant stirring and reacting the silica ash with an alkali hydroxide solution to form an alkali silicate binder.

2525

Keksinnöllä saadaan aikaan tunnettuun tekniikkaan nähden useita merkittäviä - '· etuja, joista voidaan tässä yhteydessä tuoda esiin seuraavat. Keksinnön mukainen valmistusprosessi mahdollistaa alkalisilikaattisideaineen valmistuksen yleisesti tunnetuista raaka-aineista ja teollisuusjätteistä taloudellisesti kannattavalla 30 tavalla. Sideainetta voidaan yksinkertaisesti valmistaa pieninä tai suurina määrinä, jolloin keksinnön mukainen valmistusprosessi soveltuu käytettäväksi myös keernoja käyttävässä tuotantolaitoksessa taloudellisesti kannattavana prosessina.The invention provides several significant advantages over the prior art, of which the following can be pointed out in this connection. The manufacturing process according to the invention makes it possible to prepare an alkali silicate binder from generally known raw materials and industrial waste in an economically viable manner. The binder can simply be produced in small or large quantities, in which case the manufacturing process according to the invention is also suitable for use in a production plant using cores as an economically viable process.

I! 95^4 b 3I! 95 ^ 4 b 3

Vaikka alkalisilikaattisideaineen raaka-aineina käytetään jopa teollisuusjätteitä, saadaan lopputuotteena kaikesta huolimatta keernojen ja muottien valmistukseen riittävän puhdasta alkalisilikaattisideainetta. Valmistusprosessi on helposti hallittava ja vaadittava laitteisto yksinkertainen, sillä prosessissa tarvittavat 5 laitteet ovat pelkästään sekoitusastia ja sekoitin. Valmistuksessa ei myöskään tarvita korotettua painetta, eikä prosessiin tarvitse tuoda lämpöä prosessin ulkopuolelta. Energiatalouden kannalta on keksinnön mukainen valmistusprosessi näin ollen merkittävästi parempi kuin aiemmin käytetty vesilasin valmistusmenetelmä. Keksinnön muut edut ja ominaispiirteet käyvät yksityiskohtaisemmin 10 esille jäljempänä seuraavasta keksinnön yksityiskohtaisesta selostuksesta.Although even industrial waste is used as the raw material for the alkali silicate binder, the end product is nevertheless a sufficiently pure alkali silicate binder for the manufacture of cores and molds. The manufacturing process is easy to control and the equipment required is simple, as the 5 devices required in the process are just a mixing vessel and a mixer. Manufacturing also does not require increased pressure, and no heat needs to be introduced into the process from outside the process. From the point of view of energy economy, the manufacturing process according to the invention is thus significantly better than the previously used water glass manufacturing method. Other advantages and features of the invention will become more apparent from the following detailed description of the invention.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä alkalisilikaattisideaineen valmistamiseksi käytetään raaka-aineina alkalihydroksidia, vettä ja hienojajakoista amorfista piidioksidituhkaa. Menetelmässä käytetty alkalihydroksidi on edullisimmin 15 natrium- tai kaliumhydroksidia. Piidioksidituhka puolestaan voi olla ferropii-prosessissa jätteenä syntyvää tuhkaa, kuten lentotuhkaa, tai muuta epäpuhdasta amorfista ja hienojakoista piidioksidia.In the process according to the invention for the preparation of the alkali silicate binder, alkali hydroxide, water and finely divided amorphous silica ash are used as raw materials. The alkali hydroxide used in the process is most preferably sodium or potassium hydroxide. Silica ash, in turn, can be ash generated as waste in the ferrosilicon process, such as fly ash, or other impure amorphous and finely divided silica.

Keksinnön mukainen valmistusprosessi etenee siten, että ensin liuotetaan haluttu 20 määrä alkalihydroksidia tarvittavaan vesimäärään. Tämä reaktio on voimakkaasti eksoterminen ja reaktiotuloksena saadaan kuuma alkalihydroksidiliuos. Tähän kuumaan liuokseen lisätään amorfinen ja hienojakoinen piidioksidituhka liuosta koko ajan sekoittaen. Liuos on voimakkaasti alkalista ja eksotermisestä reaktiosta johtuen on liuoksen lämpötila yleensä yli 80 °C, jolloin tästä liuoksen voimak-25 kaasta alkalisuudesta ja liuoksen lämpötilasta johtuen piidioksidituhka reagoi edellä mainitun alkalihydroksidiliuoksen kanssa. Piidioksidituhka reagoi alkali-·* hydroksidiliuoksen kanssa alkalisilikaatiksi ja kun reaktio on käynyt loppuun, eli kun kaikki liuokseen lisätty tuhka on reagoinut alkalisilikaatiksi, saadaan reaktiotuotteena alkalisilikaattisideainetta.The preparation process according to the invention proceeds by first dissolving the desired amount of alkali hydroxide in the required amount of water. This reaction is strongly exothermic and results in a hot alkali hydroxide solution. To this hot solution is added amorphous and finely divided silica ash with constant stirring. The solution is strongly alkaline and due to the exothermic reaction, the temperature of the solution is generally above 80 ° C, whereby due to this strong alkalinity of the solution and the temperature of the solution, the silica ash reacts with the above-mentioned alkali hydroxide solution. The silica ash reacts with the alkali hydroxide solution to form an alkali silicate, and when the reaction is complete, i.e., when all the ash added to the solution has reacted to alkali silicate, an alkali silicate binder is obtained as the reaction product.

Syntyvän alkalisilikaattisideaineen koostumuksessa voidaan piidioksidin ja alkalimetallioksidin moolisuhde määrätä halutuksi ja käyttötarkoituksesta 30 4 $5^46 riippuen on tämä moolisuhde edullisesti välillä 0,5-4,0. Myös viskositeetti ja konsentraatio voidaan alkalisilikaattisideaineen valmistusprosessissa syntyvässä reaktiotuotteessa määrätä halutuksi. Täten voidaan sideaineen ominaisuuksia muutella halutulla tavalla eri käyttötarkoituksia varten.In the composition of the resulting alkali silicate binder, the molar ratio of silica to alkali metal oxide can be determined as desired, and depending on the application, this molar ratio is preferably between 0.5 and 4.0. Viscosity and concentration in the reaction product resulting from the alkali silicate binder production process can also be determined as desired. Thus, the properties of the binder can be modified as desired for different uses.

55

Valmistusprosessissa syntynyttä alkalisilikaattisideainetta voidaan käyttää keerno-jen ja muottien valmistuksessa sideaineena vastaavalla tavalla kuin yleisesti tunnettuja epäorgaanisia sideaineita. Itse valmistusprosessi sekä prosessissa tarvittavat laitteet ovat yksinkertaisia, sillä muita laitteita ei tarvita kuin sekoi-10 tusastia ja sekoitin. Valmistusprosessissa ei myöskään tarvitse käyttää korotettua painetta, eikä valmistusprosessiin tarvitse tuoda lämpöä prosessin ulkopuolelta. Prosessin paine on normaali ympäristön paine ja prosessin lämpötila on yleensä yli 80 °C. Tämäkin lämpötila johtuu itse reaktion eksotermisyydestä.The alkali silicate binder generated in the manufacturing process can be used as a binder in the manufacture of cores and molds in a manner similar to generally known inorganic binders. The manufacturing process itself as well as the equipment required in the process are simple, as no equipment other than a mixing vessel and a mixer is required. There is also no need to use elevated pressure in the manufacturing process, and there is no need to bring heat to the manufacturing process from outside the process. The process pressure is normal ambient pressure and the process temperature is usually above 80 ° C. This temperature is also due to the exotherm of the reaction itself.

15 Edellä on keksintöä selitetty esimerkinomaisesti viitaten sen yhteen edulliseen toteuttamismuotoon. Keksintöä ei kuitenkaan ole rajoitettu koskemaan pelkästään selitettyä toteutusmuotoa, vaan keksintö voi vaihdella oheisissa patenttivaatimuksissa määritellyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.The invention has been described above by way of example with reference to one preferred embodiment thereof. However, the invention is not limited to the described embodiment only, but the invention may vary within the scope of the inventive idea defined in the appended claims.

2020

Claims (6)

1. Förfarande för tillverkning av alkalisilikatbindemedel för användning vid till-verkning av kärnor och formar, kännetecknat därav, att vid förfarandet 5 används som rämaterial alkalihydroxid, vatten och amorf finfördelad kiseldioxidaska pä sädant sätt, att först en erforderlig mängd alkalihydroxid upplöses i vatten för ästadkommande av en starkt alkalisk och pä grand av exotermisk reaktion het alkalihydroxidlösning och i den bildade alkalihydroxidlösningen tillsätts amorf finfördelad kiseldioxidaska under ständig 10 omblandning av blandningen och kiseldioxidaskan tilläts reagera med alkalihydroxidlösningen tili ett alkalisilikatbindemedel.Process for the production of alkali silicate binder for use in the manufacture of cores and molds, characterized in that the process 5 is used as raw material alkali hydroxide, water and amorphous atomized silica ash, in order to first dissolve an required amount of alkali hydroxide in water. of a strongly alkaline and due to exothermic reaction hot alkali hydroxide solution and in the alkali hydroxide solution formed, amorphous finely divided silica ash is added during continuous mixing of the mixture and the silica ash is allowed to react with the alkali hydroxide solution to an alkali silicate solution. 2. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att den vid förfarandet använda kiseldioxidaskan är som avfall i en kiseljärnprocess 15 uppkommande eller annan liknande oren amorf och finfördelad kiseldioxidaska.Process according to Claim 1, characterized in that the silica ash used in the process is produced as waste in a silicon iron process or other similar impure amorphous and finely divided silica ash. 3. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att den vid förfarandet använda alkalihydroxiden är natrium- eller kaliumhydroxid. 203. A process according to claim 1, characterized in that the alkali hydroxide used in the process is sodium or potassium hydroxide. 20 4. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, känne tecknat därav, att molförhällandet mellan kiseldioxid och alkalimetalloxid *’ regleras tili det önskade i den vid förfarandet bildade reaktionsprodukten, fördelaktigt pä sädant sätt att molförhällandet är mellan 0,5 och 4,0. 254. A process according to any one of the preceding claims, characterized in that the molar ratio of silica to alkali metal oxide * 'is adjusted to the desired in the reaction product formed by the process, advantageously in such a way that the molar ratio is between 0.5 and 4.0. 25 5. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, känne tecknat därav, att viskositeten och koncentrationen av den vid förfarandet “ bildade reaktionsprodukten bestäms önskad enligt användningsändamälet.5. A process according to any of the preceding claims, characterized in that the viscosity and concentration of the reaction product formed in the process are determined as desired according to the purpose of use. 6. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, kanne-30 t e c k n a t därav, att förfarandet genomförs i omgivningens tryck och i den i processen alstrade reaktionsvärmen.6. A process according to any of the preceding claims, characterized in that the process is carried out under ambient pressure and in the reaction heat generated in the process.
FI935475A 1993-12-07 1993-12-07 Process for manufacturing alkali silicate adhesives for use in the manufacture of cores and molds FI95445C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI935475A FI95445C (en) 1993-12-07 1993-12-07 Process for manufacturing alkali silicate adhesives for use in the manufacture of cores and molds

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI935475A FI95445C (en) 1993-12-07 1993-12-07 Process for manufacturing alkali silicate adhesives for use in the manufacture of cores and molds
FI935475 1993-12-07

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI935475A0 FI935475A0 (en) 1993-12-07
FI935475A FI935475A (en) 1995-06-08
FI95445B FI95445B (en) 1995-10-31
FI95445C true FI95445C (en) 1996-02-12

Family

ID=8539094

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI935475A FI95445C (en) 1993-12-07 1993-12-07 Process for manufacturing alkali silicate adhesives for use in the manufacture of cores and molds

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI95445C (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI935475A (en) 1995-06-08
FI935475A0 (en) 1993-12-07
FI95445B (en) 1995-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Vinai et al. Production of sodium silicate powder from waste glass cullet for alkali activation of alternative binders
KR0143978B1 (en) Process for the hydrothermal production of crystalline sodium disilicate
RU1838273C (en) Molding composition
KR910014308A (en) Method for preparing crystalline sodium silicate
EP1051370A1 (en) Method of producing synthetic silicates and use thereof in glass production
NO20021961D0 (en) Binder system, core sand blend and process for making it
KR920703447A (en) Method for producing alkali metal silicate
KR20080016836A (en) A process for producing silica, sodium sulfite and sodium hydrogen sulfite with sodium sulfate
US5238668A (en) Process for production of potassium silicate solutions by the addition of tempered quartz to hydrothermally reacted quartz and koh, and hydrothermal reaction thereof
CN105460941B (en) A kind of method that utilization sodium sulphate produces sodium metasilicate
CN104449410B (en) A kind of inorganic adhesive and preparation method thereof
FI95445C (en) Process for manufacturing alkali silicate adhesives for use in the manufacture of cores and molds
MXPA04004100A (en) Method of recovering sulfurous components in a sulfur-recovery process.
KR930701361A (en) Method of manufacturing silica brick
CN107215878A (en) The production technology of high-quality industrial metasilicate
US3498807A (en) Silicate binder and process for making the same
ATE18142T1 (en) PROCESS FOR THE PRODUCTION OF MOLDINGS USING BINDERS BASED ON ALKALINE METAL SILICATE SOLUTIONS.
CN108751695A (en) A kind of glass releasing agent and preparation method thereof
CN105271276B (en) A kind of production technology of high mode liquid sodium silicate
WO2003037825A1 (en) Raw material for silicate fertilizer and method for production thereof
RU2188155C1 (en) Liquid glass manufacture process
KR910700202A (en) Thermo-Aqueous Preparation of Sodium Silicate Solution
CN106966403A (en) A kind of production method of liquid sodium silicate
US3929972A (en) Production of silico-dihydrogen sulfate
RU2379233C1 (en) Method for making potassium silicate

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Owner name: GREENCAST OY

BB Publication of examined application
MM Patent lapsed