CH689202A5 - Verfahren zum Regenerieren von Giesserei-Altsand mit Anteilen von schwach magnetischen Stoffen. - Google Patents

Description

  
 



  Die Erfindung betrifft ein Verfahren, wie es im Oberbegriff von Anspruch 1 beschrieben ist. 



  Bei einem bekannten Verfahren (DE 3 642 916 C2) wird ein stark oolithisierter Giesserei-Altsand nacheinander den Stufen Sieben, Glühen, Prallstrahlen, Trennen im Schwachfeldmagnet und Trennen im Starkfeldmagnet unterzogen. 



  Der gesamte Verfahrensablauf ist insbesondere durch die Glühstufe sehr aufwendig und weist einen hohen Energieverbrauch auf. 



  Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist dagegen die Schaffung eines Verfahrens der eingangs genannten Art, wobei der Altsandstrom schon vor einer Regenerierung geteilt wird in leicht regenerierbaren Altsand und in schwer regenerierbaren Altsand. Dies gelingt über die Trennstufe eines Hochleistungsmagneten (2), der den Sandstrom (1) in einen weniger magnetischen (3) und in einen stärker magnetischen (4) Teilstrom teilt. Der Einfachheit halber im weiteren als magnetischer (4) und nicht magnetischer (3) Teilstrom bezeichnet. 



  Anhand der einzigen Zeichnung, welche schematisch den Verfahrensablauf beim Regenerieren von Giesserei-Altsand zeigt, wird das erfindungsgemässe Verfahren nachfolgend näher erläutert. 



  Grundlage der Erfindung ist das physikalische Phänomen, dass Betonite, die in der Natur mit einem Fe2O3 bzw. Fe3O4-Gehalt von 1-5% vorkommen, schwach magnetische Eigenschaften aufweisen. 



  Weiterhin liegt die Erfahrung zugrunde, dass z.B. die mechanische oder thermische Regenerierung umso aufwendiger ist, je höher der Gehalt an Bentonit oder der sogenannte Oolithisierungsgrad, der Gehalt an totgebranntem Bentonit im Altsand ist. Bei einem durchschnittlichen Mischaltsand mit einem Oolithisierungsgrad von etwa 12%, beträgt die Regenerierdauer 30 bis 35 Minuten und der Reststoffanfall 30 bis 40% der Gesamtausgangsmenge. 



  Als dritter Punkt liegt dem erfindungsgemässen Verfahren die Beobachtung zugrunde, dass bei einem Grossteil der Giessereien, wie zum Beispiel einer Motorengiesserei, der Altsand (1) aus einem Gemisch von Quarzkörnern, die mit einer Bentonitschicht umhüllt sind (oolithisierter Formsand) und Quarzkörnern, die völlig frei sind von Bentonit, die jedoch höchstens Reste von organischen Bindern enthalten (sauberer Kernsand) besteht. Diese Materialeigenschaften sind eine wesentliche Voraussetzung für die Durchführbarkeit des Verfahrens. 



  Durch die Verwendung eines Hochleistungsmagneten (2), vorzugsweise eines Permanentmagneten, gelingt es, diese beiden Sandarten weitgehend zu trennen. Sinnvollerweise jedoch erst, wenn der Formsandanteil im Gemisch kleiner als 65% ist. Die Trennschärfe des Verfahrens ist dabei umso grösser, je weniger Formsandanteile im Gemisch enthalten sind. 



  Gegebenenfalls kann vor der Magnettrennung eine Dichtetrennung und/oder eine Kornformtrennung erfolgen. 



  Bei einem Motorengiesserei-Altsand konnte die Trennung derart durchgeführt werden, dass in der nicht magnetischen Fraktion (3)  5/7 als weitgehend sauberer Kernsand, und in der magnetischen Fraktion (4) 2/7 als aufkonzentrierter Formsand anfielen. 



  Da in der nicht magnetischen Fraktion (3) immer noch geringe Spuren von Formsand mit Bentonit enthalten sind, kann dieser Sand nicht direkt als Kernsand wiederverwendet werden, sehr wohl gelingt aber eine mechanische Regenerierung (5) bereits in höchstens 15 Minuten der halben Prozessdauer, bei einer Halbierung der anfallenden Reststoffmenge. 



  Die erfindungsgemässe Trennung des Altsandes bewirkt also eine drastische Verringerung der Regenerierkosten und des noch zu entsorgenden Reststoffes. Der wieder aufkonzentrierte Formsand aus der magnetischen Fraktion (4) kann wieder dem Formsandkreislauf zugeführt werden, da dort in der Regel ein Sandmangel ausgeglichen werden muss. Noch vorhandene Wertstoffe wie aktiver Bentonit und Kohlenstoff werden dem System wieder zugeführt. 



  Ebenso ist eine vorhergehende Trennung sinnvoll bei dem Einsatz einer thermischen Regenerierung (5). Bentonithaltige Sande werden dann nicht aufgesintert und führen nicht zu einer pH-Steigerung des Regenerates. Vorversuche haben ergeben, dass ein über Hochleistungsmagnet getrennter Sand nach einer thermischen Behandlung eine um 30% höhere Kern-Festigkeit ergibt, als das Regenerat ohne vorhergehende Trennstufe. 



  Des weiteren ist das Verfahren anzuwenden, um sogenannte exotherme Speiser, die ebenfalls Eisenoxyd als Sauerstoffdonator enthalten, aus dem Altsand (1) oder aus dem Regenerat (6) zu entfernen. Diese Speiser sind in der Regel mit wasserglashaltigen Bindern versehen und stören dadurch die Wiederverwendung eines regenerierten Sandes erheblich. 



  Aufgrund ihrer schwach magnetischen Eigenschaften und der sehr feinen Korngrösse, lassen sie sich nur über Hochleistungsmagnete (2) aus dem Regenerat (6) entfernen. Vorzugsweise gelingt  eine Abtrennung der Teile jedoch auch schon aus dem vorliegenden Altsand (1). 



  Eine bevorzugte Sandanfallstelle ist der Altsand aus dem Strahlhaus, da dort die exothermen Speiser zerstrahlt werden und sich als feinkörniges Material mit dem Altsand vermischen. Versuche haben ergeben, dass nach einer magnetischen Abtrennung der Speiserbestandteile der im Strahlhaus anfallenden Altsand (1) durchaus mechanisch regenerierbar ist. 



  Im Regenerat (6) enthaltene Mikropellets, aus Bentonitstaub zusammengesetze Partikel können vorteilhaft über einen Hochleistungsmagneten (7) ebenso nach einer mechanischen oder pneumatischen Regenerierstufe (5) entfernt werden. 



  Durch Abreibung beim Mischen des Altsandes sowie beim Giessprozess entstehen feinste Quarzpartikel, die sich im Altsand mit Bindeton vermengen und zu sogenannten Mikropellets von einer Korngrösse kleiner als 2 mm verbinden. Diese Mikropellets sind unter Umständen in einer mechanischen Regenerierung nur schwer aufzuschliessen, verbleiben daher im Regenerat (6). Eine anschliessende Magnettrennung (7) sortiert diese aus dem Regenerat heraus und verbessert die Eigenschaften des regenerierten Sandstromes (8). Pilotversuche haben auch hier eine 25-30%ige Steigerung der Kernfestigkeiten ergeben. Der abgetrennte Reststoffstrom (9) kann verworfen oder wieder in den Regenerierkreislauf zurückgeführt werden. 



  Eine weitere Einsatzmöglichkeit ist die Reinigung des umlaufenden Formsandes (1) durch Hochleistungsmagnete. Als magnetische Anteile werden dabei ausgetragen, die bereits totgebrannten Bentonit-Partikel, der nicht mehr bindefähige Bentonit und die Reste von exothermen Speisern. 



  Noch eine zusätzliche Möglichkeit ist die Reinigung des in der Giesserei eingesetzten Neusandes. Insbesondere Länder mit derzeit noch geringem industriellem Entwicklungsstand, besitzen  oft Neusandaufbereitungsanlagen mit unzureichenden Reinigungsstufen. Infolgedessen muss zur Kernherstellung mit schlecht aufbereitetem Neusand mit bis zu 30%ig erhöhtem Kunstharzbinder gearbeitet werden. 



  Durch eine Trennung des Neusandes (1) über Hochleistungsmagnete (2) in eine magnetische Fraktion (4) und eine nicht-magnetische Fraktion (3), kann die gereinigte nicht magnetische Fraktion (3) direkt als Kernsand verwendet werden, bei einem Minderbedarf an Binder von bis zu 30%. 

Claims (8)

1. Verfahren zur Regenerierung von Giesserei-Altsand mit Anteilen von schwach magnetischen Stoffen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Altsandstrom, der höchstens 65% Formsandanteile aufweist, über einen oder mehrere Hochleistungsmagnete in mindestens zwei Teilströme aufgeteilt wird, wobei der weniger magnetische Teilstrom, welcher geringere Mengen an Bentonit aufweist, einer Regenerierung zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilstrom mit der geringeren Menge an Bentonit, einer mechanischen und/oder pneumatischen und/oder thermischen Regenerierung zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Giesserei-Altsand über einen Hochleistungsmagneten mit einer Abwurfgeschwindigkeit von mindestens 0,2 bis 1,0 m/sec getrennt wird.

4.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer Magnetstufe eine Kombination oder Einzelstufen der Verfahrensschritte Zerkleinern, Sieben, Sichten, Trocknen vorgeschaltet wird/werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Formstoffkennwerte Schlämmstoffgehalt und/oder Methylenblauwert und/oder elektrische Leitfähigkeit, gemessen im Eluat des Materials und/oder aufgrund des Oolithisierungsgrads, im magnetischen Teilstrom mindestens das 1,3fache der Werte des Sandes im weniger magnetischen Teilstrom betragen.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es so gesteuert wird, dass der gewichtsmässige Anteil des magnetischen Teilstroms nicht grösser ist als 40% der Ausgangsmenge an Altsand.

7.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bereits in den Giesserei-Altsand einfliessender Neusand über einen Hochleistungsmagneten getrennt wird und dass ein magnetischer Teilstrom ausgeschleust wird.

8. Verfahren zur Regenerierung von Giesserei-Altsand mit Anteilen von schwach magnetischen Stoffen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Altsandstrom, der höch stens 65% Formsandanteile aufweist, über einen oder mehrere Hochleistungsmagnete in mindestens zwei Teilströme aufgeteilt wird, und dass der weniger magnetische Teilstrom direkt in einen Formsandkreislauf zurückgeführt und der magnetische Teilstrom aus dem Formsandkreislauf ausgeschleust wird.