PT86342B - Processo para a aceleracao da adsorcao de agua por bentonite, especialmente como aditivo para areias de moldagem - Google Patents

Processo para a aceleracao da adsorcao de agua por bentonite, especialmente como aditivo para areias de moldagem Download PDF

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PT86342B
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Description

A presente invenção refere-se a um processo para a aceleração da adsorção de água por bentonite, especialmente como aditivo para areias de moldagem, como são utilizadas na técnica de fundição.
É conhecido na técnica de fundição o emprego de areias de moldagem sintéticas, que consistem essencialmente numa substância básica refractária granular e em materiais aditivos. Os materiais aditivos têm várias finalidades e devem especialmente contribuir para a melhoria de qualidade da superfície das peças de fundição. As areias de moldagem são adicionados, como ligadores, aglutinantes inorgânicos naturais, como argilas, sobretudo argilas conten do montmorilonite, designadas por bentonites. As bentonites têm, como aglutinantes de areia de moldagem, a vantagem de que pode ser efectuada uma nova preparação da areia de moldagem termicamente carregada , a não ser que a estrutura dos cristais tenha sido destruída pelo calor.
A nova preparação da areia de molda gem efectua-se através de renovada mistura de água na areia de moldagem. A água é depositada sobre a superfície de lamínulas de bentonite. Pela acumulação das moléculas de água sobre a superfície das lamínulas de betonite, ficam melhora das as características de resistência duma areia de moldagem comprimida.
Nas actuais fundições modernas, a carga térmica da areia de moldagem aglutinada por bentonite tem sido muito aumentada. A quantidade de areia empregue por tonelada de fundição tem-se reduzido. Ao mesmo tempo, a quantidade global de areia de moldagem no sistema tornou-se menor. A areia de moldagem circula num tempo mais curto. Frequentemente, o tempo de retardamento das peças fundidas na areia de moldagem tem sido adicionalmente aumentado, pa-3ra conseguir uma redução de tensões térmicas das peças fundidas. Em comparação com o que sucedia anteriormente, a areia usada, termicamente carregada, regressa hoje à repreparação para o misturador com teor em água mais reduzido e em geral temperaturas mais elevadas.
Os misturadores modernos de alto rendimento permitem na verdade tempos de mistura muito curtos, o que decerto significa que as areias de moldagem liga das por betonite, termicamente carregadas, muitas vezes não estão suficientemente desdobradas, porque nestas areias de moldagem, à saída do misturador, a água não está completamente depositada sobre as lamínulas de bentonite. A água não tem tempo suficiente para se infiltrar. Porém, no caso de água livre, há o perigo de penetração explosiva e defeitos devidos a gases. 0 perigo de fendimentos e erosões aparece, se a bentonite não pode desdobrar a sua força de coesêb,
A invenção tem por objectivo proporcionar um processo do género acima descrito, segundo o qual a água se distribua melhor e mais rapidamente do que até agora sobre a superficie e nas lamínulas de bentonite.
A invenção resolve este problema por um processo genérico em que é adicionado à bentonite um material estratificado, não intumescente em água, com capacidade de cisão marcadamente plana. A invenção parte do conhecimento de que as bentonites são argilas de origem vulcânica, cuja componente principal consiste em montmorilonite, um silicato de três camadas. A grelha de camada elementar consiste numa camada octaédrica de Al(OH)g, na qual se deposita de ambos os lados uma camada tetraédrica de SiC^. As grelhas de camada elementar de montmorilonite estão empilhadas umas sobre as outras em pacotes. Nestes pacotes, a água pode ser armazenada e alargar as camadas.
A capacidade dealargamento destas camadas elementares pela água depende muito de estarem depositados, por ex., iões de cálcio ou iões de sódio. Estes últimos possibilitam uma capacidade de alargamento muito alta, isto é, uma intumescência relativamente alta. Por consequência, substitui-se iões de cálcio depositados por iões de sódio, por meio do tratamento com soda da bentonite utilizada no âmbito da invenção. Tem-se demonstrado que, pela incorporação do material estratificado reivindicado numa tal bentonite, esta absorve a água melhor e mais rapidamente e, num tempo substan cialmente mais curto do que até agora, desenvolve as suas pro priedades aglutinantes. De acordo com uma forma preferida de realização da invenção, é utilizada grafite como material estratificado. Já reduzidos teores em grafite melhoram a humectação e a velocidade de desdobramento num grau muito considerável. Uma bentonite tratada com grafite, em comparação com bentonite pura após carga térmica de ambas, está de novo completamente desdobrada na metade do tempo. Quanto à grafite utilizada, pode tratar-se de grafite natural ou duma grafite electro/sintética. Convenientemente, a parte de material estratificado, ou seja, grafite adicionada, em relação à bentoniteempregue, é de 0,1% de peso até 20% de peso preferencialmente de 0,5% de peso até 5% de peso. No entanto outras percentagens podem então ser vantajosas, se por exem pio a bentonite for empregada como aditivo noutros produtos que são aplicados fora da técnica de fundição.
A adição de grafite pode ter lugar antes da activação da bentonite e/ou quando da operação de moer e/ou depois da operação de moer.
A invenção será em seguida explicada mais em pormenor com base em dois exemplos, em que é demonstrada a velocidade de desdobramento da bentonite contendo grafite, através do aumento da resistência à tracção a húmido.
12.Exemplo
Uma bentonite de cálcio em bruto foi homogeneizada e dividida. A uma metade foram juntos 3% de soda para a activação e 0,3% de grafite cristalina. A outra metade foi activada com 3% de soda. Ambas as amostras foram secas e moídas ao mesmo grau de finura. Com as duas bentonites foram feitas misturas de areia.
A mistura I foi constituída por
100 PP areia deteste (Areia de teste, relatório Técnico
No. 19 da VDG)
6,3 PP Bentonite, que continha 0,3 PP de grafite natural.
à mistura II foi constituída por
100 PP areia de teste (Areia de teste, Relatório Técnico
No.19 da VDG)
PP Bentonite.
Ambas as misturas foram tratadas durante dez minutos no moinho de mós verticais com um teor em água de 2,6%. Depois da subsequente secagem das areias a 150°C/2 h, as misturas de areia foram novamente misturadas com 2,6% de água num misturador de pás rotativo, e foi medidc o acréscimo da resistência à tracção a húmido:
Tempo de mistura
Mistura I
Mistura II
Resistência à tracção a húmido min. a seco/ 90 seg. a húmido 0,19 N/cm min. a seco/ 120 seg. a húmido 0,20 N/cm min. a seco/ 180 seg. a húmido 0,20 N/cm min. a seco/ 240 seg. a húmido 0,20 N/cm
0,12 N/cm2
0,13 N/cm2
0,14 N/cm2
0,18 N/cm2
2Q. Exemplo
Uma bentonite de cálcio activada com soda foi dividida.
Para uma metade foram dadas e moidas 10 PP de grafite sobre
100 PP de bentonite. A outra parte foi moida sem adicional.
Com as duas bentonites foram feitas misturas de areia.
A mistura I foi constituída por
100 PP Areia de teste (Areia de teste, Relatório Técnico No.19 da VDG)
6,6PP Bentonite, que continha 0,6 PP de grafite natural incorporada.
A mistura II foi constituída por
100 PP areia de teste (Areia de teste, Relatório Técnico No.19 da VDG)
PP Bentonite.
Ambas as misturas foram tratadas durante dez minutos no moinho de mós verticais com um teor em água de 2,6%. Após uma secagem das areias a 150°C/2h, as misturas de areia foram novamente misturadas com 2,6% de : água num misturador rotativo e foi medido o acréscimo da resistência à tracção a húmido.
Mistura no misturador rotativo
Mistura I
Mistura
II
Tempo de mistura
Resistência à tracção a húmido
min. a seco/ 90 seg. a húmido 0,27 N/cm 0,10 N/cm
min. a seco/120 seg. a húmido 0,29 N/cm^ 0,13 N/cm
min. a seco/240 seg. a húmido 0,35 M/ 2 N/cm 0,26 N/cm
A mistura I foi melhor humedecida
A água foi adsorvida mais rapidamente pela bentonite. As medições da resistência confirmam a observação visual.

Claims (4)

  1. REIVINDICAÇÕES lâ. - Processo para a aceleração da adsorção de água por bentonite, especialmente como aditivo para areias de moldagem, caracterizado pelo facto de ser adicionado à bentonite um material estratificado, n não intumescente em água com capacidade de cisão marcadamente plana.
  2. 2â. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de ser utilizada grafite como material estratificado.
  3. 3â. - Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo facto de ser adicionado de 0,1% de peso até 20% de peso, preferencialmente de 0,5% de peso até 5% de peso, de grafite, em relação à bentonite aplicada.
  4. 4â. - Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo facto da grafite ser adicionada antes duma activação da bentonite e/ou quando da operação de moer e/ou depois da operação de moer a bentonite.
PT86342A 1987-02-14 1987-12-11 Processo para a aceleracao da adsorcao de agua por bentonite, especialmente como aditivo para areias de moldagem PT86342B (pt)

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