DE3642916C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Regenerierung von Gießereialt­ sand. Dabei handelt es sich überwiegend um Quarzsand, der harz-, wasserglas- oder bentonitgebunden sein kann, oder auch um Gemische aus Quarzsand und Chromitsand, die eben­ falls gereinigt und getrennt werden sollen.

Bei einem bekannten Verfahren ( DE 31 03 030 ) durchläuft der gebrauchte Gießereisand nacheinander eine Schwach­ feldmagnetscheiderzone zur Abscheidung ferromagnetischer Teilchen, eine thermische Behandlungszone, eine Reini­ gungszone, wo eine Behandlung durch Gegenstromprallung erfolgt, wobei die Luftgeschwindigkeiten 20 m/s bis 50 m/s betragen sollen.

In dem Firmenprospekt "Altsand-Regenerierung" 1-392 d der KHD Humboldt Wedag aus dem Jahr 1984 ist ein ähnliches Verfahrensschema dargestellt.

Nach diesen Verfahren gehen bei "schwierigen" Gießerei­ altsanden erhebliche Mengen verloren, und das aufbereitete Material ist häufig nicht sauber genug. Unter schwierigen Sanden werden insbesondere bentonitgebundene Sande mit einem hohen Oolithisierungsgrad und Gemische aus Quarz- und Chromitsanden verstanden.

Unter dem Oolithisierungsgrad von Kreislaufsanden ver­ steht man den prozentualen Anteil an totgebrannten, auf den Sandkörnern fixierten Bindetonhüllen, bezogen auf den schlämmstofffrei gewaschenen, geglühten Sand.

Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren zur Regenerierung solcher schwieriger Sande.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch eine zusätzliche Trennstufe, ausge­ bildet als Starkfeld-Magnetscheider, oder daran anschlie­ ßend durch eine zusätzliche Dichtesortierung oder Korn­ formtrennung, unter Umständen selbst noch verbunden mit einer weiteren Starkfeld-Magnetscheidung, ist eine weit­ gehende Regenerierung und Trennung zu wieder verwendbaren Produkten möglich. Bei der Starkfeld-Magnetscheidung, werden die noch stark verschmutzten bentonitgebundenen Quarzkörner als ganzes entfernt. Das gezogene Produkt wird verworfen. Der dadurch entstandene Sandverlust von größenordnungsmäßig 10% ist bedeutend kleiner als etwa bei einer starken Attritionsbehandlung, bei der das Er­ gebnis doch nicht an die Qualität des Sandes nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herankommt. Insbesondere werden dadurch bentonit- oder wasserglasgebundene Sande mit hohem Oolithisierungsgrad überhaupt erst hinreichend wirtschaftlich regenerierbar, denn eine bloße Verlänge­ rung oder Verstärkung der bisherigen Behandlungsschritte, beispielsweise eine verlängerte Behandlung in der Prall­ mühle, führen keineswegs zu einer besseren Qualität des Sandes.

Es hat sich auch herausgestellt, daß das erfindungsgemäße Verfahren auch besonders geeignet ist zur Trennung von Gemischen aus Quarz- und Chromitsand. Dabei ist es erfor­ derlich, die Sandgemische mit unterschiedlichen Bindersy­ stemen auch unterschiedlich zu behandeln. Bei harzgebun­ denen Sanden wird gewöhnlich schon eine ausreichende Re­ generierung durch die Glühbehandlung erreicht, und der erfindungsgemäße Einsatz des Starkfeld-Magnetscheiders am Ende des Prozesses trennt in einer Stufe Chromit- und Quarzsand. Sowohl das gezogene als auch das nichtgezogene Produkt ergeben einen sauberen Chromit- bzw. Quarzsand, der Neusandqualität erreicht.

Bei bentonitgebundenen Quarz- und Chromitsandgemischen ist die Regenerierung aufwendiger. Das von dem Stark­ feldmagnetscheider gezogene Gut muß noch eine Attritions- und eine weitere Sortierstufe, bevorzugt auch wieder einen Starkfeld-Magnetscheider, durchlaufen. Bei bento­ nitgebundenen Sanden erreicht auch das nichtgezogene Pro­ dukt hier selten schon die geforderte Qualität, und es muß ähnlich wie oben beschrieben noch weiter behandelt werden, wenn Neusandqualität angestrebt wird. Beispiels­ weise durch eine Dichtetrennung oder durch ein Kornform­ trennung. Geeignet ist beispielsweise auch eine Sink- Schwimm-Trennung. Bei organischen Flüssigkeiten mit Dich­ ten um 2,63 g/cm³ und 2,32 g/cm³ werden ein sehr sauberes Quarzprodukt mit einem Massenanteil von 91,4%, ein "mittleres" Produkt mit 13,3% und "Abfall" von 5,2% erhalten.

Es gibt jedoch auch Fälle, wo die volle Regenerierung nicht erforderlich ist und wo beispielsweise ein nicht völlig regeneriertes Quarzsandprodukt als Hinterfüllmate­ rial Verwendung finden kann.

Ganz besonders vorteilhaft erweist sich das erfindungsge­ mäße Verfahren, wenn bei einem Betrieb sowohl harz- als auch bentonitgebundene Sande anfallen, sowohl Quarzsande als auch Chromitsande und Gemische daraus vorkommen und diese verschiedenen Sandarten alle wirtschaftlich rege­ neriert werden müssen. Für diese Aufgabe werden in einer Anlage zwei parallele, in vielen Einzelapparaten prak­ tisch übereinstimmende Verarbeitungslinien aufgebaut, wo­ bei aber viele Hilfsapparate (z. B. für die Abluftreini­ gung) nur einmal vorhanden sein müssen. Da bei den Gie­ ßereien gewöhnlich harz- und bentonitgebundener Altsand getrennt anfällt und auch getrennt gesammelt werden kann, ist gemäß der Erfindung eine besonders wirtschaftliche Altsandregenerierung möglich.

Die Aspekte des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden weiter beispiel­ haft erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 Verfahrensschema zur Regenerierung harz- und bentonitgebundener Sande;

Fig. 2 Regenerierung eines Quarzsandes mit hohem Oolithisierungsgrad.

Bei der Anlage, deren Verfahrensstammbaum in Fig. 1 skiz­ ziert ist, sind stark verschmutzte Altsandgemische aus Quarz- und Chromitsand aufzuarbeiten; sie fallen so an, daß sie je nach Bindersystem getrennt gesammelt werden können, sie werden in Bunkern (1, 2) zwischengelagert. Gewöhnlich brauchen nur die wasserglas- und bentonitge­ bundenen Sandsysteme abgesondert zu werden, die kunst­ harzgebundenen Systeme, hier im Behälter (1), sind be­ kanntlich einfacher, d. h. häufig allein thermisch zu regenerieren. Im Sieb (3) wird Überkorn (4), im Schwach­ feld-Magnetscheider (5) Magnetgut (6) in bekannter Weise abgetrennt.

Die thermische Behandlung erfolgt für alle Sande im glei­ chen Ofen (7). Er ist jedoch in zwei Abteilungen (8, 9) so unterteilt, daß jede Sandart für sich in einem Wir­ belbett geglüht werden kann und eine Reinigung des Ofens nach jeder Charge wie bisher nicht mehr erforderlich ist, da innerhalb der einzelnen Abteilungen immer die gleichen Sandarten behandelt werden. In dem Vorkühler (10) werden die thermisch behandelten Sande vorgekühlt. Auf dem Schutzsieb (11) wird noch einmal Überkorn abgesiebt und im Nachkühler (12) der Sand abgekühlt. Die zusätzliche Starkfeld-Magnetscheidung (13) am Ende des Prozesses ist ein wesentlicher Verfahrensschritt. Bei harzgebundenen Sanden kann durch ihn in einer Stufe hinreichend gut Chromit- und Quarzsand voneinander getrennt werden. Die in den Behältern (14, 15) gesammelten regenerierten Sande haben in der Regel Neusandqualität.

Der bentonitgebundene Altsand in (2) wird in einer eige­ nen Linie einer Starkfeld-Magnetscheidung (16) unterwor­ fen. Sowohl gezogenes (17) als auch nichtgezogenes (18) Produkt haben jedoch nur annähernd Neusandqualität. Es muß sich noch eine Attritionsbehandlung anschließen. Für den Chromitsand ist sie in dem Verfahrensstammbaum in Fig. 1 eingezeichnet. Erst in der Strahlmühle mit Sichter (19) werden die Sandkörner hinreichend gereinigt. Die während der Strahlmühlenbehandlung von der Oberfläche der Sande abgeriebenen Verunreinigungen werden von dem Sich­ ter abgetrennt und einem Staubfilter (23) zugeführt. Gegebenenfalls kann noch ein weiterer Schritt zur Entfer­ nung des Bindersystems erforderlich sein. Das im zweiten Starkfeld-Magnetscheider (20) gezogene Produkt ist ein Chromitsand (21), der bentonitgebunden war und der jetzt nahezu Neusandqualität hat.

Bei der in der Fig. 1 dargestellten Anlage wird ein Hin­ terfüllmaterial benötigt, für das sich der noch nicht ganz saubere bentonitgebundene Quarzsand als geeignet erwiesen hat. Das im Behälter (22) anfallende Produkt hat noch keine Neusandqualität, aber es könnte auch diese Qualitätsstufe noch durch Prallstrahlbehandlung und Klas­ sierung erreicht werden.

Die relativ hohe Ausbeute und die Qualität des regene­ rierten Sandes sind anhand des Schemas in Fig. 2 erläu­ tert. Das Ausgangsmaterial ist ein Gießereialtsand auf Quarzsandbasis mit einem Oolithisierungsgrad von 17,1%, also ein "schwieriger" Altsand, der bisher nicht auf Neu­ sandqualität regeneriert werden konnte. Der bei (30) ab­ gesiebte Altsand hat eine Korngröße unter 1 mm. An der Stelle (31) wird die aufgegebene Menge mit 100% ange­ setzt, der Quarzgehalt beträgt 82,7%, der Oolithisie­ rungsgrad 17,1%. Der Quarzgehalt von Kreislaufsanden wird in Prozenten des gesamten, ungewaschenen, trockenen ursprünglichen Sandes ausgedrückt. In dem Ofen (32) wird der Sand bei 600°C geglüht. Bei einer 75-minütigen Ver­ weildauer im Ofen (32) beträgt der Glühverlust (33) (praktisch nur durch das Bindemittel verursacht) 8,1%, so daß sich die Menge des thermisch behandelten Sandes (34) zu 91,9%, der Quarzgehalt zu 89,8% und der Oolithisierungsgrad zu 9,9% ergibt. In der Prallstrahl­ mühle (35) beträgt der Strahlverlust bei einer 6-minüti­ gen schonenden Trockenattrition zur Reinigung der Ober­ fläche der Quarzsandkörner 9,4% mit einem Quarzgehalt von 67,5% und einem Oolithisierungsgrad von 32,3%. Das Feingut (37), das in dem Sieb (38) bei 0,1 mm abgesiebt wird, kommt in den Abfall (36); sein Massenanteil beträgt 8,6 bei einem Quarzgehalt von 67,5% und einem Oolithi­ sierungsungsgrad von 32,5%. Im Schwachfeldmagnetscheider (39) werden 0,46% Masseanteile (40) abgetrennt. Der Schwachfeldmagnetscheider (39) könnte auch schon vor dem Ofen (32) angeordnet sein.

Wesentlich gemäß der Erfindung ist ein zusätzlicher Starkfeld-Magnetscheider (41) (hier ein Typ mit 2 Wal­ zen), durch den die nicht durch die Attrition vom Sand abgelösten Bestandteile mit den anhaftenden Quarzsandkör­ ner abgetrennt werden. Der Massenanteil beträgt 12,1% bei einem Quarzgehalt von 75% und einem Oolithisierungs­ grad von 24,8%, so daß ein Quarzsand (43) mit einem Quarzgehalt von 99,3% und einem Oolithisiergrad unter 0,5% erhalten wird.

Der Massenanteil bezogen auf die Aufgabemenge bei (31) ist 61,3. Daraus errechnet sich ein Quarzausbringen von 74%, definiert als das Verhältnis Quarzgehalt des Fer­ tiggutes×Masseanteil des Fertiggutes bezogen auf die Rohsandfraktion kleiner 1 mm.

Claims (6)

1. Verfahren zum Regenerieren von aus Chromitsand, Quarzsand und daran anhaftende bentonithaltige Bin­ demittel bestehende Gießereialtsandmischungen durch Schwachfeldmagnetscheidung, Glühen und Abtrennen der in den Gießereialtsandmischungen enthaltenen Binde­ mittelanteile, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ab­ trennung von Sandkörnern mit anhaftenden bentonit­ haltigen Bindemittel und/oder zur Trennung des Chromitsandes vom Quarzsand die Gießereialtsandmi­ schungen nach dem Glühen über einen Starkfeld-Mag­ netscheider geführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Glühen und vor dem Abtrennen der Binde­ mittelanteile eine Attrition des Sandes erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß nach der Starkfeld-Magnetscheidung eine Attrition und eine weitere Starkfeld-Magnet­ scheidung erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß nach der Starkfeld-Magnetscheidung eine Dichtesortierung erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß nach der Starkfeld-Magnetscheidung eine Kornformtrennung erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß harz- und bentonitgebundene Gießerei­ altsandgemische aus Chromit- und Quarzsand getrennt nach ihren Bindersystemen gesammelt werden und ge­ trennt regeneriert werden, wobei die Glühbehandlung vorzugsweise im gleichen Ofen mit zwei Abteilungen erfolgt.