TR201608569A2 - Atik döküm kumunun geri̇ kazanim yöntemi̇ - Google Patents

Abstract

Metal döküm prosesi sonucunda, kömür tozu, bentonit ve reçine gibi kirleticileri içerebilen atık silis kumunun tekrar kullanılabilmesini sağlayan bir atık döküm kumunun geri kazanım yöntemidir. Buna göre; bir atık silis kumu yıkama ve süzme adımında (61); en azından ilk yıkamada bazik özellikteki suyun kullanılması ve atık silis kumunun hareketlendirilmesi ile karakterize ediliyor olmasıdır.

Description

TARIFNAME ATIK D'OKUM KUMUNUN GERI KAZANIM Y'ONTEMI TEKNIK ALAN Bulus, metal döküm prosesi sonucunda, kömür tozu, bentonit ve reçine gibi kirleticileri içerebilen atik silis kumunun tekrar kullanilabilmesini saglayan bir atik döküm kumunun geri kazanim yöntemi ile ilgilidir.

Metal döküm sektöründe silis kumu (SiOg) bentonit, kömür tozu ve reçine gibi baglayici maddelerle karistirilarak kalip olarak kullanilmaktadir. Ülkemizde 1000rin üzerinde döküm isletmesi olup, bu isletmeler dünyadaki üretimin yaklasik %1 ,5iini karsilamaktadir. Silis kumu döküm sektörünün temel girdilerinden biri olmaktadir. Silis kumu, kullanim sonrasi genellikle atik hale gelmektedir. Bunun sebebi, kalip kum baglayicisi olarak kullanilan bentonit, reçine ve kömür tozunun, kum taneciklerinin çevresinde bir tabaka olusturmasi sonucu, silis kumunun özelligini yitirmesi olmaktadir. Sonuç olarak silis kumu özelliklerini yitirdigi için genellikle atilmaktadir. Bu durum özellikle büyük ölçekli döküm isletmelerinde maliyetin önemli bir bölümünü olusturdugu gibi, çevre sorunlarina da neden olmaktadir. Atik sahasi bulmak, nakliye sirasinda olusan kirlilik, kamyon trafigi gibi sorunlar da giderek önem kazanmaktadir.

Mevcut teknikte, döküm kumunun geri kazanimi, yaygin olmamakla birlikte atil durumdaki kum mekanik çarpma yöntemi ile %70-75 oraninda geri kazanilabilmektedir. Ancak bu yöntem hem çok pahalidir hem de çarpma esnasinda silis kumu asinarak ciddi zararlar görmektedir. Bu yöntemle bir süre sonra kum taneleri kullanilamayacak düzeyde toz haline gelmektedir.

Sonuç olarak, yukarida bahsedilen tüm sorunlar, ilgili teknik alanda bir yenilik yapmayi zorunlu hale getirmistir.

BULUSUN KISA AÇIKLAMASI Mevcut bulus yukarida bahsedilen dezavantajlari ortadan kaldirmak ve ilgili teknik alana yeni avantajlar getirmek üzere, atik döküm kumunun geri kazanim yöntemi ile ilgilidir.

Bulusun ana amaci, dökümde kullanilan atik silis kumunun geri kazanimini saglayan bir yöntem ortaya koymaktir.

Bulusun bir diger amaci, atik silis kumla birlikte bulunan kömürün geri kazanimini saglayan bir yöntem ortaya koymaktir.

Yukarida bahsedilen ve asagidaki detayli anlatimdan ortaya çikacak tüm amaçlari gerçeklestirmek üzere mevcut bulus, metal döküm prosesi sonucunda, kömür tozu, bentonit ve reçine gibi kirleticileri içerebilen atik silis kumunun tekrar kullanilabilmesini saglayan bir atik döküm kumunun geri kazanim yöntemidir. Buna göre söz konusu bir atik silis kumu yikama ve süzme adiminda; en azindan ilk yikamada bazik özellikteki suyun kullanilmasi ve atik silis kumunun hareketlendirilmesi ile karakterize ediliyor olmasidir. Böylece bazik özellikteki suyun bentonit, kömür gibi kirleticileri çözme yetenegi artmakta ve hareketlilikle birlikte hem suyun silis kumuna nüfuzu artirilabilmekte hem de taneciklerin birbirine ve kabin (10) cidarlarina sürtünmesi saglanabilmektedir.

Bulusun tercih edilen bir yapilanmasi, suyun baziklestirilmesinde sodyum hidroksit kullanilmasidir.

Bulusun tercih edilen bir diger yapilanmasi, en azindan ilk yikamada kullanilacak suyun pH'inin 8-10 araliginda olmasidir. Böylece suyun kirleticileri çözme yetenegi oldukça yüksek olmaktadir.

Bulusun tercih edilen bir diger yapilanmasi, atik silis kumu yikama ve süzme adiminda; atik silis kumunun hareketlendirilmesinde en az bir karistiricinin kullanilmasidir. Böylece silis kumunun direkt olarak dibe çökmesinin engellenerek hareketliliginin saglanmasi yoluyla kirleticilerin suda çözülerek hizla uzaklasmasi saglanabilmektedir.

Bulusun tercih edilen bir diger yapilanmasi, otomatik sistemde bahsedilen atik silis kumu yikama ve süzme adiminda; atik silis kumunun hareketlendirilmesinde konteynir ile iliskilendirilen en az bir kaldirici pervanenin kullanilmasidir. Böylece silis kumunun direkt olarak dibe çökmesinin engellenerek hareketliliginin saglanmasi yoluyla kirleticilerin suda çözülerek hizla uzaklasmasi saglanabilmektedir.

Bulusun tercih edilen bir diger yapilanmasi, kömür ve bentonitin birbirinden ayrilmasinda en az bir spiral ayiriciyi içermesidir. Böylece kömür kirleticiden arindirilmis olarak tek basina elde edilebilmektedir.

Bulusun tercih edilen bir diger yapilanmasi, kömür ve bentonitin birlikte sudan ayrilmasini saglayan en az bir su tikineri içermesidir. Su içindeki kömür ve bentonit kalintilari flokulant yardimiyla çökeltilmesi ve sistemden atilmasi saglanmaktadir.

Bulusun tercih edilen bir diger yapilanmasi, bahsedilen su tikinerden ayrilan kömür ve bentonitin sikistirilarak kullanilabilir hale getirilmesini saglayan en az bir presi içermesidir. Böylece sikistirilmis bentonit ve kömür kullanilabilir hale gelmektedir.

SEKILIN KISA AÇIKLAMASI Sekil 1' de atik döküm kumunun geri kazanim yönteminin adimlarini gösteren temsili bir görünüm verilmistir.

Sekil 2' de atik döküm kumunun geri kazanim yönteminin manuel olarak yapildigi sistemin temsili bir görünümü verilmistir.

Sekil 3! te atik döküm kumunun geri kazanim yönteminin otomatik olarak yapildigi sistemin unsurlari ve birbirleriyle iliskilerini gösteren temsili bir görünüm verilmistir.

Sekil 4! te atik döküm kumunun geri kazanim yönteminin otomatik olarak yapildigi alternatif bir diger sistemin unsurlari ve birbirleriyle iliskilerini gösteren temsili bir görünüm verilmistir.

SEKILDE VERILEN REFERANS NUMARALARI Kap 12 Karistirici 14 Tepsi Tank 24 Tasiyici 28 Konteynir 282 Ust çikis 284 Alt çikis 36 Susuzlandirma elegi 40 Su tikiner 42 Pres 44 Spiral ayirici 48 Kurutucu 52 Silo 60 Su baziklestirme adimi 61 Atik silis kumu yikama ve süzme adimi 62 Kurutma adimi BULUSUN DETAYLI AÇIKLAMASI Bu detayli açiklamada bulus konusu atik döküm kumunun geri kazanim yöntemi, sadece konunun daha iyi anlasilmasina yönelik hiçbir sinirlayici etki olusturmayacak örneklerle açiklanmaktadir.

Sekil 1ie atfen; bulus konusu atik döküm kumunun geri kazanim yöntemi manuel ya da makine yardimi ile otomatik olarak uygulanabilmekte olup genel olarak; yikamada kullanilacak su baziklestirme adimi (60), atik silis kumu yikama ve süzme adimi (61) ve kurutma adimini (62) içermektedir.

Sekil 2rye atfen; atik döküm kumunun geri kazanim yönteminin manuel olarak uygulanmasi durumu: Su baziklestirme adimi (60): Oncelikle uygun büyüklükteki bir kaba (10) su doldurulmaktadir. Suyun dogal haldeki pH'i genellikle 6-7 civarinda olup atik silis kumundaki kirleticilerin çözünürlügü çok yüksek olmamaktadir. Suyun çözme yetenegi çözünürlügü su baziklestikçe artmaktadir. Atik silis kumunun içerdigi kil, kömür ve reçinelerin en ideal çözünmesi suyun pH degeri 9-10 civarinda iken gerçeklesmektedir. Kaptaki (10) suya bazik özellikteki bir kimyasal eklenmekte ve suda çözününceye kadar karistirilmaktadir. Bazik kimyasal olarak tercihen sodyum hidroksit (NaOH) kullanilmaktadir. Suyun pH degerinin 9-10 araliginda olup olmadigini anlamak üzere tercihen pH indikatör kagidi kullanilabilmektedir.

Atik silis kumu yikama ve süzme adimi (61): Bazik durumdaki suya, atik silis kumu eklenmektedir. Atik silis kumun kaba (10) koyulma miktarindaki önemli kriter, silis kumunun üzerinde su kütlesi kalacak ve suyun silis kumuna iyi nüfuz edebilecek oranda koyulmasi olmaktadir. Tercihe bagli olarak, kapta (10) atik silis kumu var iken kaba (10) sonradan su verilebilmektedir. Bu durumda, kabin (10) dibindeki atik silis kumunun hareketliligini saglamak üzere kabin (10) dibinden su verilebilmektedir. Suyun kaba (10) verilmesinde bir hortum kullaniliyorsa. hortum kabin (10) dibine daldirilmakta ve bu sekilde su atik silis kumuna verilmektedir.

Tercihen, kabin (10) hacminin yarisi kadar silis kumu suya eklenmektedir. Kaptaki (10) silis kumu bir karistirici (12) yardimi ile veya el yordami ile karistirilmaya baslanmaktadir. Bahsedilen karistirici (12) tercihen bir kepçe olabilmektedir.

Karistirma islemi sayesinde, hem suyun atik silis kum taneciklerine iyi nüfuz edebilmesi saglanmakta hem de taneciklerin birbirine ve kabin (10) cidarlarina sürtünmesi saglanabilmektedir. Bu sayede atik silis kumu bünyesinde bulunan kömür ve bentonit hizla çözülerek suda yukari dogru çikmaktadir. Yogunlugu sudan daha büyük olan kum ise kabin (10) dibine çökmektedir. Karistirma islemi yeterince yapildiktan sonra, bentonit ve kömür içerikli su siyahimsi bir renk almaktadir. Silis kumunun üstünde kalan bu su, dikkatli bir sekilde süzülmekte ve süzme isleminin ardindan silis kumunun üzerine yeniden temiz su eklenmektedir.

Atik silis kumundaki tüm bentonit ve kömürün suda çözüldügüne emin olunmasi adina bazik su ile yikama islemi gerektiginde 2-3 kez tekrarlanabilmektedir.

Sonradan kullanilan temiz sularin bazik olmasina gerek kalmamaktadir. Tekrar karistirma islemi yapilmakta ve su bulandiginda dikkatlice su süzülmektedir. Temiz su ekleyerek yikama, karistirma ve süzme islemleri; kaptaki (10) suyun karistirildiktan sonra berrak kaldigi görülünceye kadar tekrarlanmaktadir. Bu islemlerin sonunda bünyesindeki tüm bentonit, kömür ve reçine kirleticileri uzaklastirilan silis kumu kabin (10) dibine çökmektedir. Kapta (10) kalan su da dikkatlice süzülmektedir.

Kurutma adimi (62): Silis kumu, dogasi geregi suyu emmedigi için kurutma islemi kolay olmaktadir. Kurutma yapilabilmesi için tercihen yayvan metal bir tepsiye (14) silis kum tanecikleri koyulmaktadir. Kurutma islemi bir kurutucu (48) ile yapilabilmektedir. Bahsedilen kurutucu (48) olarak tercihen elektrikli bir firinda önceden hesaplanan bir sicakta önceden hesaplanan bir sürede bekletilmesi suretiyle kaptaki (10) silis kumu kurutulmaktadir. Kurutulan silis kumunun topaklasan kalintilardan arindirilmasi amaciyla tercihen bir elekten geçirilebilmektedir. Bu islem sonrasinda silis kumu dökümde tekrar kullanilabilir hale gelmektedir.

Bulus konusu atik döküm kumunun geri kazanim yöntemi sayesinde atik silis kumunun neredeyse %1007ü geri kazanilabilmektedir. Silis kumunun bünyesindeki bentonit (kil), reçine, kömür kalintilari gibi istenmeyen maddelerin neredeyse tamami kumdan uzaklastirilabilmektedir. Bu sayede, atik durumdaki silis kumu daha kaliteli hale gelmektedir. Silis kumundaki atigin içerigini kuma katilan bentonit ve bir miktar kömür kalintisi olusturmaktadir. Atik silis kumundaki kalinti içerigi yaklasik olarak %15 dolaylarinda olabilmektedir. Atik döküm kumunun geri kazanim yönteminde çevreye zarar verecek hiçbir kimyasal madde kullanilmamaktadir. Uygulanan islemler sonrasinda silis kum tanecikleri hiçbir fiziksel degisime ugramamaktadir. Sürekli olarak ayni silis kumu kullanilabilmektedir.

Sekil 3 ve 4re atfen; atik döküm kumunun geri kazanim yönteminin otomatik bir sistemde (tesiste) uygulanmasi durumu: Otomatik sistem, manuel sistemde bahsedilen adimlarin tümünü içermekte olup. daha çok miktardaki atik silis kumlarinin geri kazandirilabilmesi daha pratik bir sekilde saglanabilmektedir. Buna göre; Su baziklestirme adimi (60): Atik silis kumunun yikanmasinda kullanilacak su tercihen bir tankta (20) depolanmaktadir. Bahsedilen tanka (20) yeterli miktarda NaOH eklenerek suyun pHJinin 9-10 araligina getirilmesi saglanmaktadir.

Atik silis kumu yikama ve süzme adimi (61): Atik silis kumu tercihen bir tasiyici (24) yardimiyla bir konteynira (28) tasinmaktadir. Bahsedilen tasiyici (24) tercihen bir helezon tasiyici (24) olabilmektedir. Helezon tasiyiciya (24) bir miktar tanktan (20) su beslenmektedir. Konteynirin (28) dip kisminda temizlenen kumun disari çikarilabilmesi için bir alt çikis (284) bulunmaktadir. Konteynira (28) tanktan (20) bazik su beslenmektedir. Böylece yikama islemi baslamaktadir. Silis kumunun direkt olarak dibe çökmesinin engellenerek hareketliliginin saglanmasi yoluyla kirleticilerin suda çözülerek hizla uzaklasmasinda istege bagli olarak karistirici (12) kullanilabilmektedir. Karistirici (12) olarak, tercihen konteynir (28) ile iliskilendirilen bir kaldirici pervane kullanilabilmektedir. Karistirici (12) içeren konteynir (28) kullanildiginda, tanktaki (20) su yalnizca tasiyiciya (24) verilmektedir. Karistirici (12) vasitasiyla tanktan (20) gelen su ile atik silis kumu konteynira (28) ulasmaktadir. Bazik su sayesinde kömür ve bentonit kalintilari suda çözünmeye baslayarak silis kumundan uzaklasmaktadir. Kum, konteynirdaki (28) bahsedilen alt çikistan (284) bir susuzlandirma elegine (36) geçis yapmaktadir. Bahsedilen susuzlandirma eleginden (36) geçirilen silis kumu kurutma islemine hazir hale gelmektedir. Susuzlandirma eleginde (36) kalan su konteynirin (28) üst kisminda bulunan bir üst çikis (282) vasitasiyla bir su tikinere (40) yönlendirilmektedir. Kömür ve bentonit kalintilari da bahsedilen su tikinere (40) geçis yapmaktadir. Su tikiner (40), su içindeki kömür ve bentonit kalintilari flokulant yardimiyla çbkeltilmekte ve sistemden atilmasina yardimci olan su havuzlari olarak tanimlanabilmektedir. Su tikinerden (40) kömür ve bentonit karisimi elde edilebilmektedir. Kömür ve bentonit karisimi bir pres (42) yardimi ile preslenmekte ve kullanima hazir hale gelmektedir.

Karisimin içerigindeki bentonit, kömür yakitinin içinde bir miktar safsizlik olusturmaktadir.

Su tikinerde (40) bentonit ve kömür ayrildiktan sonra kalan su tekrar tanka (20) beslenebilmektedir. Yani suyun tekrar tekrar kullanimi söz konusu olabilmektedir.

Istege bagli olarak, konteynirda (28) silis kumundan ayrilan kömür ve bentonit karisimi su tikinere (40) gönderilmeden direkt olarak bir spiral ayiriciya (44) gönderilebilmektedir. Bahsedilen spiral ayirici (44) sayesinde bentonit ve kömür karisimi birbirinden ayrilabilmektedir. Bu sayede, kalori degeri yüksek bir yakit olan kömür daha saf bir sekilde elde edilmekte ve tekrar kullanim sansi olmaktadir.

Kurutma adimi (62): Susuzlandirma eleginden (36) geçirilen silis kumunun kurutulmasi bir kurutucu (48) ile gerçeklestirilebilmektedir. Kurutulan silis kumu tercihen bir siloda (52) depolanabilmektedir.

Atik döküm kumunun geri kazanim yönteminin otomatik bir sistemde yapilmasi sayesinde yikama mekanize oldugundan dolayi çok kisa sürede, istenilen hassaslikta ve miktarda atik silis kum kolaylikla geri kazanilabilmektedir. Bununla birlikte, silis kumunun yaninda kalori deger oldukça yüksek bir yakit olan kömürün de geri kazanimi saglanmaktadir.

Bulusun koruma kapsami ekte verilen istemlerde belirtilmis olup kesinlikle bu detayli anlatimda örnekleme amaciyla anlatilanlarla sinirli tutulamaz. Zira teknikte uzman bir kisinin, bulusun ana temasindan ayrilmadan yukarida anlatilanlar isiginda benzer yapilanmalar ortaya koyabilecegi açiktir. 60 61 l 2

Claims (1)

1. ISTEMLER . Metal döküm prosesi sonucunda, kömür tozu, bentonit ve reçine gibi kirleticileri içerebilen atik silis kumunun tekrar kullanilabilmesini saglayan bir atik döküm kumunun geri kazanim yöntemi olup özelligi; bir atik silis kumu yikama ve süzme adiminda (61); en azindan ilk yikamada bazik özellikteki suyun kullanilmasi ve atik silis kumunun hareketlendirilmesi ile karakterize ediliyor olmasidir. . istem 1ie göre bir atik döküm kumunun geri kazanim yöntemi olup özelligi; suyun baziklestirilmesinde sodyum hidroksit kullanilmasidir. . istem 1'e göre bir atik döküm kumunun geri kazanim yöntemi olup özelligi; en azindan ilk yikamada kullanilacak suyun pHrinin 8-10 araliginda olmasidir. . istem 1ie göre bir atik döküm kumunun geri kazanim yöntemi olup özelligi; atik silis kumu yikama ve süzme adiminda (61); atik silis kumunun hareketlendirilmesinde en az bir karistiricinin (12) kullanilmasidir. . Onceki istemlerden herhangi birine göre bir atik döküm kumunun geri kazanim yöntemi olup özelligi; otomatik sistemde bahsedilen atik silis kumu yikama ve süzme adiminda (61); atik silis kumunun hareketlendirilmesinde konteynir (28) ile iliskilendirilen en az bir kaldirici pervanenin kullanilmasidir. . Istem 1Je göre bir atik döküm kumunun geri kazanim yöntemi olup özelligi; kömür ve bentonitin birbirinden ayrilmasinda en az bir spiral ayiriciyi (44) içermesidir. . Istem 1°e göre bir atik döküm kumunun geri kazanim yöntemi olup özelligi; kömür ve bentonitin birlikte sudan ayrilmasini saglayan en az bir su tikineri (40) içermesidir. . istem ?e göre bir atik döküm kumunun geri kazanim yöntemi olup özelligi; bahsedilen su tikinerden (40) ayrilan kömür ve bentonitin sikistirilarak kullanilabilir hale getirilmesini saglayan en az bir presi (42) içermesidir.