Способ регенерации отработанной смеси литейного производства с вяжущими в виде гидроалюмината и гидрограната кальция — SU 1090484 (original) (raw)
Изобретение относится к литейномупроизводству и может быть использованодля регенерации отработанных формовочных и стержневых смесей, содержащих вкачестве вяжущих гидроалкминаты илигидрогранаты кальция.Известен способ регенерации отрабо- .танных смесей, заключающийся в том,что отработанную формовочную и стержневую смесь подвергают дроблению сепарации, прокаливанию и дополнительному селективному измельчению минеральных вяжущих 111.Данный способ характеризуется неполным восстановлением вяжущего в процес.се регенерации, что исключает возможность соединения безотходной технологии.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемомурезультату является способ регенерацйиотработанной смеси на основе песка свяжущими в виде гидроалюмината и гидрограната кальция, представляющими собой химическое соединение на основе океси кальция и окиси алюминия,.заключающийся в том, что на отработаннуюсмесь после ее дробления и сепарациивоздействуют растворителем (водой иливодяным паром) при 25-180 С и примассовом соотношении в поЛученной пульпе твердого к жидкому 1:(2-5) в течение 1-5 ч в условиях интенсивного перемешивания с последующим отделениемиз пульпы твердого осадка песка из расчворителя и прокаливанием его при 300410 С до получения частично дегидрабти,юванного вяжущего и охлаждениемдо 18 25 оС 23Однако предлагаемая технология регенерации отработанной смеси с вяжущими ввиде гидроалюм ината и гидрограната кальция не обеспечивает длительное повторноеиспользование вяжущего в среде с кварцевым песком, что понижает механические и технологические свойства смесей "за счет постепенного накопления кремнезема в отвердителе,Иелью изобретения является повыше.ние полноты. восстановления вяжущего,а также улучшение физико-механическихи технологических свойств отработаннойсмеси в сочетании с восстановленнымвянущим.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу регенерации отработанной смеси литейного производствас вяжущими в виде гидроалюмината илигидрограната кальция - химических соединений на основе окиси кальция и окиси алюминия, включающий дробление и сенарацию отработанной смеси, воздействиена нее растворителя с последующим отдеелением песка от растворителя, на отра ботанную смесь воздействуют в течение 1-8 ч растворителем в виде 1018%-го водного раствора едкого натрапри массовом соотношении последнегос отработанной смесью, соответственно 1 О (10-15):1 и при температуре 50-98 С,отдеапбт растворитель от песка и восстанавливают его до исходного водногораствора, едкого патра путем обработкирастворителя в течение 1-5 ч окисью 15 или гидроокисью алюминия, соответственно (2,95-3,05):1 и при температуре80-95 С с последующим возвращениемводного раствора едкого патра на опера цию воздействия растворителя на отра ботанную смесь, а остаток в виде восстановленного вяжущего промывают водой, смешивают с песком и термообрабатывают полученную смесь при 300410 С, причем песок до смешивания с 25 восстановленным вяжущим очищают отокиси кальция путем воздействия на него в течение 1-6 ч соляной или азотнойкислотой.Очистку песка с содержащейся в нем 30 окисью кальция проводят соляной илиазотной кислотой при молярном соотноше.нии окиси кальция и кислоты в пересчетена сухое вещество 1:(1,01-1,02),Сущность изобретения. состоит в слеЗ 5 дующемОтработанная смесь, содержащая кварцевый песок и гидрогранатовые соедине-,ния состава 5 СаО А 005. 510 подвергается отработке 10-15%-ным вод О ным раствором едкого натра при 50985 С 15 чВыбор концентрационного интервала, щелочного раствора МаОН обусловленследующим.45 При концентрации водного раствораКоОН ниже 10% и температуре нижео80 С степень регенерации вяжущего составляет всего 6070%.Концентрация водного раствора йаОН 50 выше 15% и температура выше 95 Стехнологически нецелесообразны, так как, дальнейшее увеличение концентрацииймОН в водном растворе приводит кувеличению содержания кремнезема иполучению на дальнейшей стадии гидрогранатов с повышенным содержанием 510(более 0,3 мольных долей 510) а повйшение температуры приводит к сильномупарообразованию.3 1090484 4При выдержке пульпы (отработанная, после термообработки нри 300 10 С,смесь + щелочной раствор) меньше 1 ч образует непрерывный ряд частично-деизвлечение А 02 О из гидрограната кааба гидратированных соединений составация составляет всего 50-60%, а при ЗСс 10 АО О х 510 (7,6-х)Н Овыдержке более 5 ч в щелочном раство 2 З 22ре МаОН имеется избыточное количест- которые являются вяжущими веществаво кремнезема, что затрудняет восста= ми-отвердителями.новление гидрограната кальция с задан- Температурный интервал обработкиным соотношением. обусловлен тем, что при температуреУпомянутую гидрохимическую обработ. 40 ниже 300 С, полнота образования даннооку отработанной смеси для гидрограна- го соединения недостаточна, а при темпетового вяжущего можно представить в ратуре больше 410 С оно разлагаетсявиде реакции на алюминаты кальция и Са 0.Для получения качественного кварцеЗСООАЮ 0 х 510+рН О+ЯОН =(3-У)Сс(0 Й+ 15 вого песка его после щелочной обработки+у С. О хао+2 АЕ(ОН)- г 4подвергают действию минеральной кислоты, например НС, НМ 0 з и т.д. ЭтаВ соответствии с этой реакцией пос- диерация является необходимой для вывеле такой обработки в твердой фазе полу- дения избыточного 1(ОН)г и гидросиличается (3-Ъ ) Сс(ОН)2 и гидроксила катов кальция состава СаО. х 5102. РН О2 яты кальция состава у Со О х 51 О, из формовочного песка. Процесс выведегде х=1-3,=1-2, р=1-2, а в жидкой ния этих соединений осуществляется вфазе содержатся ионы РР(ОН), ОН,Ма соответствии.с реакцией Сб(ОН)+2 НСфВ этом случае получается алюминатный "-СаСС +2 Н О;растворсодержащий 10-15 вес. 0 МАГОН и 3-5 вес,АС 2 О,ах 51 О 2 РН О+НИ=УСюСЮ +х 510+рН ОДля очистки щелочно-ааоминатного Из этих реакций видно, что молярноераствора и возвращения его на стадию соотношение кислоты(НСР, НМО ): СаДгидрохимической обработки полученный должно составлять 1.,01-1,03, что обеоюраствор обрабатывают известью (окисью, З печивает полноепрохождение реакциикальция) при молекулярном отношении извлечения СаО из Са(ОН) и гидросиСа 0: А 02 О =2,95-3,05 при 50-95 оС ликата кальция,1-5 ч. При этом протекает реакция син- После этой операции кварцевый песоктеза гидрогранатовых соединений смешивают с восстановленным отверди 3 Д СЯО 6 2 ) Я 0 35 елем и смесь термообрабатгвают при23 г 2 300-410 С и охлаждают до 18-25 оС,по Реакции Готовую самоотверждаюшую формовочЗСОО+2 И(ОН)хй 502 +3 Н О-З Оную и стержневую смесь получают путем2 4 2смешивания Регенератора, содержащего, 2 3 1 21 120 2(х+4) ОН + 40 восстановленный отвердитель, с сульфит+2 хН 20 . но-дрожжевой бражкой.Молекулярное отношение Сс 0АР О9Способ осуществляется следующимравное 2,95-3,05, определяется стехио- образомметрией. синтезируемого соединения, При Отработанную смесь в количестведозиРовке СаО МгО ниже 2,95 гидро Б 10,5 кг, содержащую 10 кг кварцевогогранатовые соединейия не образуются. песка(51 Ог)и 0,5 кг ЗСаО И О .0510гз"2При дозировке СаОА( О бопьше 3,05 в "подвергают Размоду, сепарации черезподученном соединении остается в из- сито с размером ячеек ЗхЗ мм до полбытке Сс(ОН)2 . При температуре ни- ного прохождения смеси через сито, обже 50 С и продолжительности менее, 50 Рабатывают 131,25 кг 10%-го раствочем на 1 ч образуется всего 50 70Ра КсОН (Ж:Т=12,5) при 75 С и выгидрогранатовых соединений, а темпера- держивают пульпу 3 ч. После этого пультура более 95 С и. продолжительность пу Разделяют на лабораторной фильтровыдержки пульпы более 5 ч экономючески вальной воронке на щелочно-алюминатнецелесообразны вследствие повышенного у Ра Р, количество которого сос-,ный раствооасхода пара иэнергии на процесс синтезтавляет 126,79 кг (10 мас.% йаОНПосле отделения и промывки и 1,43 мас.% АбаО ) и производятчд ( 2 )Н О обработку ра твора кти ной ись калдиннЮ ция при соотношении Са 0 дЗаказ 2987/11 Тираж 775ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал,ППП патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 7 1090484 8Из данных приведенных в юблице, при возрастании числа циклов регенераследует, что предлагаемый способ обеспе ции от 1 до 3. чивает более высокую степень восстанов- При годовом расходе смеси, подверления песка и отверднтеля в процессе ре- гаемой регенерации (1 млн 55 тыс.тонн) генерации,что благоприятно отражается 5 экономический эффект, обеспечиваемый на уровне показателей физико-механичес- предлагаемым способом, составляет ких свойств самоотверждающих смесей 250 тыс, руб.1