JP2005279719A - 鋳造用鋳型製造方法 - Google Patents
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Abstract
ガスキュア型コールドボックス法の鋳造用鋳型製造方法では、鋳型製造に使った後の第三級アミン触媒は、排ガス処理装置で回収し、回収に使用した鉱酸水溶液と共に産業廃棄物として廃棄されている。これは、産業廃棄物の増加、環境に対する負荷増加、資源の有効利用という観点から望ましくない。
鋳型製造に使用した後に回収した第三級アミン触媒の有効利用、廃棄物として廃棄する量の低減が課題である。
【解決手段】
解決手段は、排ガス処理装置で第三級アミン触媒を回収した鉱酸水溶液に触媒第三級アミンより塩基性の強い塩基性物質を加えて塩基性にして、触媒第三級アミンを鉱酸水溶液の液面上部に液体層として分離した後、この溶液に水蒸気蒸留を行って触媒第三級アミンを回収し、再度、鋳型硬化用触媒として利用することである。
Description
「新版 鋳型造型法」、社団法人鋳造技術普及協会発行、1988年、p.163
フェノール樹脂溶液、イソシアネート溶液及び粒状耐火性骨材を混練機で各成分が均一に混合するように混練する。粘結剤溶液は比較的低粘度なので、どのようなタイプの混練機でも容易に混練できるが、混練時に骨材の温度が上昇したり、粘結剤に含まれている溶剤が蒸発しやすい混練機は避けるべきである。粘結剤と骨材は−10〜50℃の範囲で混練するのが好ましい。鋳型製造用粘結剤組成物と粒状耐火性骨材とを混練して調製した混練砂は外気と極力接触しないようにする。混練砂はサンドホッパーに直接落とし込むのが好ましい。混練砂は、手込めあるいはブロー方式で、造型機の型枠に充填する。
硬化のために、型枠に充填された混練砂へ送り込んだ第三級アミンとキャリアガスの混合気体は、ポリオールであるフェノール樹脂とイソシアネート化合物の反応に対する触媒として作用した後、型枠から排出される。第三級アミンを含んだ気体を大気中に放出するのは、環境上好ましくなく、また鋳型製造の作業環境を劣悪にするので、排ガス処理装置で第三級アミンを回収して実質上無臭状態にしてから大気中へ放出する。排ガス処理装置としては、リン酸水溶液中に排ガスをスクラビングして第三級アミンを吸収する方法が一般的である。また、多量に処理する方法としては、洗浄塔方式があり、中和液として硫酸水溶液が使用されている。
排ガス処理装置から触媒第三級アミンを回収したリン酸水溶液、硫酸水溶液を耐食性の容器、槽に移しかえる。耐食性の容器、槽としては、ステンレス製容器、ガラスを被覆した金属容器、ポリエチレン製などの樹脂容器などが使用できる。
リン酸水溶液を用いた場合は、第三級アミンを分離回収する時にリン酸水溶液に添加する塩基性物質は水酸化カルシウムが好ましい。なぜならば、リン酸水溶液に水酸化カルシウムを添加するとリン酸はリン酸カルシウムとなり沈殿物として分離回収でき、排ガス処理装置で触媒第三級アミン回収用に用いたリン酸水溶液が最終的には、単なる水として排水処理ができるからである。水酸化カルシムでなく水酸化ナトリウムを用いた場合は、最終的にはリン酸ナトリウムが溶解した水溶液として廃水処理されるので、河川の汚染、富栄養化等の問題を生じる可能性がある。
鋳型製作時に試験鋳型製作用金型を通気したトリエチルアミンを含むガスは、試験鋳型製作用金型に接続された塩化ビニル製のパイプを通じて塩化ビニル製の容器に入れられた30wt%リン酸水溶液に通しトリエチルアミンをリン酸水溶液に溶解、回収した。リン酸水溶液のpHが4以上になるとトリエチルアミンがリン酸水溶液に溶解する量、すなわち、回収効率が急激に低下するので、pHが4になったらリン酸水溶液を交換する。トリエチルアミンが溶解した上記のリン酸水溶液を、塩化ビニル製の容器に移し替え、このリン酸水溶液に水酸化カルシウムを添加して、トリエチルアミンを溶液上部に液状の層として分離した後、この溶液に水蒸気蒸留を行ってトリエチルアミンを回収した。回収したトリエチルアミンは再度、鋳型の硬化触媒として使用する。具体的な水酸化カルシウムの添加量は、トリエチルアミンが溶解したpH4の30wt%リン酸水溶液1000g当たり、262gであり、水蒸気蒸留で回収できたトリエチルアミンの量は238gであった。また、トリエチルアミンが溶解したリン酸水溶液に水酸化カルシウムを添加するとリン酸はリン酸カルシウムとなり沈殿するので、沈殿物を濾過することによって、トリエチルアミン回収に利用したリン酸は単なる水となり、工業排水として処理した。更に、この排水には、リン酸が含まれていないので、河川の汚染、富栄養化等の公害問題を生じない。
鋳型製作時に試験鋳型製作用金型を通気したトリエチルアミンを含むガスは、試験鋳型製作用金型に接続された塩化ビニル製のパイプを通じて塩化ビニル製の容器に入れられた10wt%硫酸水溶液に通しトリエチルアミンを硫酸水溶液に溶解、回収した。硫酸水溶液のpHが4以上になるとトリエチルアミンが硫酸水溶液に溶解する量、すなわち、回収効率が急激に低下するので、pHが4になったら硫酸水溶液を交換する。トリエチルアミンが溶解した上記の硫酸水溶液を、塩化ビニル製の容器に移し替え、この硫酸水溶液に水酸化ナトリウムを添加し、トリエチルアミンが溶液上部に液状の層として分離した後、この溶液を水蒸気蒸留してトリエチルアミンを回収した。回収したトリエチルアミンは、再度、鋳型の硬化触媒として使用する。具体的な水酸化ナトリウムの添加量は、トリエチルアミンが溶解したpH4の10wt%硫酸水溶液1000g当たり、127gであり、水蒸気蒸留で回収できたトリエチルアミンの量は179gであった。また、トリエチルアミンが溶解した硫酸水溶液に水酸化ナトリウムを添加すると硫酸は硫酸ナトリウムとなる。この硫酸ナトリウム水溶液は10倍量の水で希釈して工業排水として処理した。
Claims (9)
- ガスキュア型コールドボックス法の鋳型製造用型枠内に充填、成形された、フェノール樹脂とイソシアネート化合物で被覆された粒状耐火性骨材に対して、気体状の第三級アミンを硬化触媒として通気して鋳型を製造する際に、気体状の第三級アミンが該鋳型製造用型枠の内部に注入された後、該鋳型製造用型枠の外部に最終的に流出した際に、該気体状の第三級アミンを、鉱酸水溶液に吸収させて第三級アミンが大気中に放出するのを防止し、第三級アミンが溶解した鉱酸水溶液に、該第三級アミンよりも塩基性の強い塩基性物質または塩基性水溶液を加えて、鉱酸水溶液を塩基性にして第三級アミンを鉱酸水溶液上部に液層として析出させた後、この溶液に水蒸気蒸留を行って第三級アミンを液体として回収し、脱水することにより、回収した第三級アミンを再度、鋳型製造用硬化触媒として使用することを特徴とする鋳造用鋳型製造方法。
- 前記した鉱酸水溶液がリン酸水溶液または硫酸水溶液である、請求項1記載の鋳造用鋳型製造法。
- 前記した鉱酸水溶液が硫酸水溶液である、請求項1または請求項2記載の鋳造用鋳型製造法。
- 前記した第三級アミンよりも塩基性の強い塩基性物質が、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウムから選択される1種類または、2種類以上の混合物である、請求項1〜3のいずれかの項に記載の鋳造用鋳型製造法。
- 前記した塩基性物質が水酸化ナトリウムである請求項4記載の鋳造用鋳型製造法。
- 前記した塩基性水溶液が、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウムから選択される1種類または、2種類以上の混合物の水溶液である、請求項1記載の鋳造用鋳型製造法。
- 前記した塩基性水溶液が水酸化ナトリウム水溶液である請求項6記載の鋳造用鋳型製造法。
- 前記した鋳型製造用型枠の外部に流出した第三級アミンを吸収する鉱酸水溶液がリン酸水溶液であり、前記した塩基性物質が水酸化カルシウムまたは水酸化カルシウム水溶液である請求項1記載の鋳造用鋳型製造法。
- 前記した鋳型製造用型枠の外部に流出した第三級アミンを吸収する鉱酸水溶液が硫酸水溶液であり、前記した塩基性物質が水酸化ナトリウムまたは水酸化ナトリウム水溶液である請求項1記載の鋳造用鋳型製造法。
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JP2010516470A (ja) * | 2007-01-22 | 2010-05-20 | アルケマ フランス | 鋳物用成形中子および鋳造用金属のためのアミンブレンドの使用 |
JP2010269289A (ja) * | 2009-05-25 | 2010-12-02 | Cs Engineering:Kk | 排気ガスの脱臭方法 |
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