EP3586995A1 - Verfahren zur aufbereitung einer giessereisandmischung - Google Patents

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EP3586995A1
EP3586995A1 EP18180868.4A EP18180868A EP3586995A1 EP 3586995 A1 EP3586995 A1 EP 3586995A1 EP 18180868 A EP18180868 A EP 18180868A EP 3586995 A1 EP3586995 A1 EP 3586995A1
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EP
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molding
cleaning water
molding sand
sand
foundry sand
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EP3586995B1 (de
EP3586995B2 (de
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Alexander MOKRE
Mark ENSINGER
Walter Hartl
Viktoria DARGAI
Bettina RITT
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Nemak SAB de CV
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Nemak SAB de CV
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    • B22C5/10—Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose by dust separating

Definitions

  • the invention relates to a process for the recovery of molding sand from a foundry sand mixture, which comprises at least a proportion of molding material fragments or loose molding material grains, which occurs during the demolding of a casting from a casting mold as a result of the destruction of casting cores or molding parts which form the casting and which arise from the molding sand (F) and an inorganic binder and optionally one or more additives for adjusting the properties of the molding material.
  • the foundry sand mixture is mixed with cleaning water to form a slurry in order to detach the inorganic binder residues contained in the foundry sand mixture and any additives present from the molding sand and to rinse them out of the foundry sand mixture.
  • the cleaning water contaminated with the inorganic binder residues is then separated from the molding sand contained in the slurry.
  • Such a method is known for example from the WO 2007/082747 A1 is known, this method being particularly suitable for the preparation of foundry sand mixtures in which an inorganic binder, in particular a water glass binder, is present.
  • the casting cores or molded parts obtained when a casting is removed from a so-called “lost” mold, ie molds destroyed during removal from the mold.
  • a suspension is formed from the crushed fragments by adding water. This is followed by a separation of the components of the suspension.
  • a new ready-to-use core or molding sand mixture is made available to the molding sand obtained during the separation.
  • the first crushing of the core and molded fragments should serve to separate as much as possible from the molded sand grains the contaminants that adhere to the molded sand grains from which the cores and molded parts in question were formed.
  • the contaminants contained should be able to be removed and the individual constituents of the mixture may be fed to their intended further processing.
  • the invention has achieved this object by the method specified in claim 1.
  • the process temperature of the sludge formed from the cleaning water and the foundry sand mixture in step a) is 50-200 ° C.
  • the temperature window specified by the invention is set so that the processing of the foundry sand mixture can be integrated into a water and energy-saving circuit.
  • the invention allows the process temperature and the process times to be coordinated with one another in such a way that the foundry sand obtained can be processed effectively at minimal cost. Practical tests have shown that at process temperatures that lie in a temperature window of 80 - 100 ° C, the molding sand can be separated from the inorganic binder in particularly short process times.
  • the mixing of the foundry sand mixture with the cleaning water to form a sludge and the associated dissolving and rinsing out of the inorganic binder residues (step a) of the process according to the invention) can typically be carried out within 5 minutes to 60 minutes.
  • this comminution does not primarily serve to separate binder residues from the molding sand grains, but rather to enlarge the area of attack for the cleaning water as much as possible in order to accelerate the dissolving of the binder when the foundry sand mixture is mixed with the cleaning water.
  • the foundry sand mixture provided for the preparation according to the invention predominantly contains coarse fragments
  • the mechanical fragments of the molding material contained in the foundry sand mixture before mixing with the cleaning water (work step a)) kornzuishn are suitable for the mechanical comminution of the foundry sand mixture.
  • the required temperature control according to the invention may be expedient to preheat the foundry sand mixture before it is mixed with the cleaning water.
  • the heating devices provided for heating the cleaning water or the sludge to the respective process temperature can be designed for small outputs and, accordingly, realized and operated at low cost.
  • the contaminated cleaning water from work step b) can be used to heat the fresh water.
  • the contaminated cleaning water can be passed through a heat exchanger, in which heat is transferred from the contaminated cleaning water to fresh cleaning water without the contaminated and fresh cleaning water being mixed.
  • step a it is also possible to use the contaminated water for a new run through step a).
  • This reuse can be repeated, for example, until the solubility of the binder in the contaminated water is reached, i.e. so much binder is dissolved in the water that no further binder can be dissolved, or the proportion of suspended matter predominates, i.e. the water in it transported foreign bodies has risen so much that cleaning the molding sand with the contaminated water no longer achieves a cleaning effect.
  • the foundry sand mixture can pass through a heat exchanger before step a), through which contaminated and still warm cleaning water is passed, separated from the molding sand in step b), in order to preheat the foundry sand mixture.
  • This variant is particularly expedient if the cleaning water obtained in step b), possibly previously reused several times, is contaminated in such a way that reuse is no longer sensible.
  • the fresh cleaning water supplied in each case can also be heated by means of an additional heat source, for example by means of a continuous-flow heater or the like, in such a way that the sludge formed in step a) by mixing with the optionally likewise preheated foundry sand mixture reaches a process temperature which, according to the invention prescribed range.
  • the molding sand which has been freed from the binder and the other residues and obtained from the foundry sand mixture, can be dried in a customary manner, dusted if necessary and divided into different grain size classes.
  • the molding sand obtained in the manner according to the invention generally has a pH of 9-13. Molded sands with this pH value can be used in molding materials intended for the production of casting cores and mold parts use an inorganic binder to bind the molding sand.
  • the molding sand can be used for a broader range of applications, in particular those in which molding materials with organic binders are to be provided, it is advisable to use the molding sand after separating the residues of the inorganic binder (step b)) according to the invention to undergo additional treatment in which its pH is adjusted to values from 5 to 9, preferably 6.5 to 8.5, in particular when the molding sand obtained in step b) is used for molding materials with an organic binder the pH of the molding sand should ideally be set to 7-8.
  • the molding sand can be rinsed or wetted with a neutralizing solution to adjust its pH.
  • a neutralizing solution such as, for example, water-diluted hydrochloric acid, sulfuric acid or organic acids (carbonic acid, citric acid), are suitable as the neutralizing solution.
  • Buffer substances such as carbonate buffers (e.g. sodium bicarbonate) can also be used for neutralization.
  • the molding sand can be mixed with the neutralizing solution to adjust the pH.
  • the molding sand can go through a rinsing step to remove excess neutralizing solution.
  • the molding sand obtained in step b) and possibly adjusted in terms of its pH can be subjected to mechanical dewatering.
  • the molding sand can be applied to sieves, for example, through the liquid residues present in the molding sand drip while the molding sand grains are retained, or presses, drying belts and the like are used which are available in the prior art for this purpose in order to mechanically expel moisture from a free-flowing mass which is comparable to the molding sand obtained according to the invention.
  • the mechanical dewatering can reduce the effort that must be expended if necessary for drying the molding sand before it is processed into molding material.
  • the molding sand obtained in accordance with the invention must be sufficiently dry.
  • the molding sand obtained in step b) can be dried by applying heat, typical drying temperatures being in the range from 80 to 800 ° C.
  • drying temperatures are less than 500 ° C., in particular 100-300 ° C. , suitable, whereby temperatures of 200 - 250 ° C are particularly practical.
  • foundry sands are produced, in which, in addition to a portion that comes from casting cores or molded parts made of molding materials with inorganic binders, also contains a fraction of fragments or grains of casting cores or molded parts that have been molded from a molding material from the molding sand and an organic binder and optionally one or more additives for adjusting the properties of the molding material.
  • the residues of the organic binder which have not been detached from the molding sand grains by working steps a) and b) of the process according to the invention can be removed by an annealing treatment in which the molding sand present after working step b) is heated to such an extent that that the organic binder residues burn.
  • the molding sand obtained by the preparation according to the invention can be subjected to a classification in which it is divided depending on the size of its grains. At the same time, the molding sand can be dedusted in order to ensure its optimal suitability for molding material production.
  • the figure shows schematically a workflow in the preparation of a foundry sand mixture, as typically occurs in a foundry, in which cast parts, such as components for vehicles, not shown here, such as components for vehicles, from a light metal melt, in particular an Al or Al alloy melt, with the help of from casting molds, also not shown here, are produced by casting technology.
  • cast parts such as components for vehicles, not shown here, such as components for vehicles, from a light metal melt, in particular an Al or Al alloy melt, with the help of from casting molds, also not shown here, are produced by casting technology.
  • casting molds comprise casting cores or molded parts which are formed from a molding material composition and which contain a molding sand which has been tried and tested in practice and an equally proven inorganic binder, for example water glass.
  • the binder is activated in the usual way by the application of heat in order to ensure that the grains of the molding sand remain firmly together.
  • Another part of the casting molds contains casting cores or molded parts which are formed from a molding material mass, a molding sand which has been tried and tested in practice and an equally well-proven organic binder contain.
  • a chemical reaction of the binder is brought about by supplying a reaction medium, for example a gas, by means of which the binder develops its strengthening effect and ensures the shape-retaining cohesion of the grains of the molding sand.
  • the casting cores or molded parts are destroyed in a known manner by thermal or mechanical treatments.
  • the fragments of molding material and loose molding material grains falling off the casting form a foundry sand mixture G, in which molding sand F, hardened inorganic and organic binders are present, and possibly also combustion residues, which are the result of the combustion occurring as a result of the heat supply during the casting process or the subsequent thermal treatment or decomposition of parts of the binder present in the respective core or molded part.
  • conventional additives may also be present in the foundry sand mixture G, which are added in practice to the molding materials provided for the production of cores or moldings, in order, for example, to ensure optimum flow behavior during the molding of the respective core or molding ("core shooting").
  • the molding sand To recover the molding sand from the foundry sand mixture G, it consists of a proportion FAB of fragments or grains originating from molded parts or casting cores made of molding material with an inorganic binder and a proportion FOB of fragments or granules originating from molding parts or casting cores made of molding material with organic binder originate in the in Fig. 1 presented processing process fed.
  • the foundry sand mixture G first passes through a grain separation device 1, in which the coarse fragments contained in the foundry sand mixture G are comminuted in a manner known per se until only grains and smaller fragments are left.
  • the grain-separated foundry sand mixture G which is optionally preheated in a heat exchanger (not shown here), is introduced into a mixing device 2 by means of gravity or, for example, by means of compressed air support.
  • the foundry sand mixture G is flowed through or stirred, for example with the aid of a fluidized bed or an agitator, with cleaning water RW previously heated, for example, in a water heater, in order to form a slurry S.
  • the slurry S the inorganic binder residues sticking to the grains dissolve in the cleaning water RW.
  • the sludge S formed in the mixing device 2 is circulated intensively in order to ensure turbulence which supports the detachment of the inorganic binder and the other impurities. If necessary, heat is added to bring the slag S to a process temperature that is in the optimal range of 80-100 ° C. Excess cleaning water RWK contaminated with inorganic binder residues and other contaminants, such as molding material additives and combustion residues, is discharged from the mixing device 2.
  • the mixing of the cleaning water RW with the foundry sand mixture G is so intensive that in particular the inorganic binder dissolves essentially completely in the cleaning water RW within a short time.
  • the combustion residues and any existing additive residues are taken up by the cleaning water RW from the foundry sand mixture G.
  • the intended residence times of the slurry S in the mixing device 2 are 5-60 min.
  • the slurry S reaches a rinsing device 3, in which it is rinsed with cleaning water RW, in order to rinse off the inorganic binder residues and other impurities dissolved in the slice S from the molding sand grains from the molding sand grains F of the slice S.
  • the flushing device 3 can be designed as a conventional screening machine, in which the clamp S is placed on a screen and sprayed with cleaning water RW, which is applied by means of nozzles arranged above the screen.
  • the resulting cleaning water RWK contaminated with inorganic binder residues and other contaminants is collected and fed to a pre-cleaning device 4 in which the insoluble inorganic binder residues are separated from the contaminated cleaning water RWK.
  • the excess contaminated cleaning water RWK derived from the mixing device 2 is fed to the pre-cleaning device 4.
  • a partial stream RWKV 'of the pre-cleaned contaminated cleaning water RWK can be reused by being fed to the mixing device 2 as cleaning water RW.
  • the total volume flow of the cleaning water RW supplied to the mixing device 2 can be composed of a partial flow of fresh cleaning water RWF and the partial flow RWKV 'of the pre-cleaned cleaning water RWV.
  • Another partial stream RWKV "of the pre-cleaned contaminated cleaning water RWK can be fed to the flushing device 3 for flushing the terminal S.
  • the total volume flow of the cleaning water RW supplied to the flushing device 3 can also be derived here from a partial stream of fresh cleaning water RWF and the partial stream RWKV 'of the pre-cleaned RWV cleaning water and a further partial stream RWK 'of contaminated RWK cleaning water, which comes from one or more of the process steps explained below.
  • Contaminated cleaning water RWKE which is so heavily contaminated that it can no longer perform a cleaning function, is derived from the process and sent to a separate treatment system.
  • the molding sand F separated from the slurry S in the rinsing device 3 is to be used for the production of molding material which comprises an organic binder
  • the molding sand F passes through a treatment device 5 in which it is wetted with an acid-containing neutralizing solution NL in order to maintain its pH - Set the value to a value of 7-8 that is optimal for this purpose.
  • the molding sand F thus adjusted with regard to its pH value is rinsed with fresh cleaning water RWF in a rinsing device 6 in order to remove excess neutralizing solution NL.
  • the resulting cleaning water RWN contaminated with neutralizing solution is collected and disposed of.
  • the setting of the pH value in the treatment device 5 and the subsequent rinsing in the rinsing device 6 can be skipped if the molding sand F is intended exclusively for the production of molding material which comprises an inorganic binder.
  • the molding sand F which is still loaded with cleaning water RW, is transported after rinsing in the rinsing device 3 or the optionally run through stations “treatment device 5 and rinsing device 6” to a dewatering device 7, in which dewatering is carried out by mechanical means.
  • the dewatering machine 7 can be designed as a screening machine known for this purpose in the prior art, as a vacuum belt dryer or as a press.
  • the mechanical dewatering reduces the moisture of the molding sand F to such an extent that significantly less energy is required to achieve the required degree of drying during the subsequent thermal drying.
  • the contaminated cleaning water RWK occurring during the mechanical dewatering is fed, for example, to the rinsing device 3 as a further partial stream of the cleaning water RW fed there.
  • the mechanically dewatered molding sand F is fed to a drying device 8, which can be a rotary kiln, a belt dryer or the like.
  • a drying device 8 which can be a rotary kiln, a belt dryer or the like.
  • the temperature Tw at which the thermal drying takes place is set to> 500-700 ° C., so that the burn the corresponding portion of the molding sand F still adhering organic binder residues.
  • the thermal drying can be carried out at temperatures in the range from 100 to 300 ° C.
  • the water vapor generated during thermal drying is collected, condensed and fed into the process as fresh cleaning water RWF.
  • the fresh cleaning water RWF obtained in the thermal drying also forms, for example, a partial flow of the cleaning water RW fed into the rinsing device 3.
  • the molding sand F passes through a dedusting device 9, in which fine dust FS present in the molding sand F is separated from the remaining grains of the molding sand F.
  • the fine dust FS can no longer be used for casting purposes and is therefore deposited in the usual way or used for another purpose.
  • the dedusting device 9 is based, for example, on the principle of current classification, in which air is used as the separation medium (so-called "wind sifting"). The air used here can be reused or released into the environment.
  • the dedusted molding sand F finally reaches a classification device 10, in which the molding sand F corresponds to at least two molding sand classes is divided into at least two molding sand subsets Fk, Fm, of which one molding sand subset Fk comprises the part of molding sand F whose grains do not exceed a certain limit size, while the other molding sand subset Fm contains the part of molding sand F whose grains have a size that is at least equal to this limit.
  • the classification step can also be carried out in combination with the dedusting.
  • fluid pools are usually used, in which the molding sand F is fed in from above, air flows through a sintered plate attached to the bottom and is set in vibration by means of unbalance motors.
  • the fine dust FS is removed by means of the air via a suction device.
  • the grain classes are subtracted at opposite ends of the basin.
  • the finer parts rise higher and have to overcome a barrier.
  • the coarse proportions do not rise so high and are therefore deducted under a barrier.
  • the fresh cleaning water RWF required in the treatment process according to the invention and the reused contaminated cleaning water RWK or the cleaning water RW possibly formed therefrom by mixing can, if necessary, be preheated via heat exchangers (not shown here), in which waste heat is used in the process according to the invention itself or in other processes, to heat the respective cleaning water RWF, RWK, RW to an optimal temperature for the respective process step.
  • Fig. 1 The process run followed by the foundry sand mixture G, the melt S formed therefrom and the molding sand F contained therein is shown in solid lines.
  • New molding material FA which contains inorganic binder
  • new molding material FO which contains organic binder
  • FK molding sand partial quantities
  • Cores or molded parts for casting molds can be produced in a conventional manner from the molding materials FA, FO.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

Die Erfindung stellt ein Verfahren zur kosteneffektiven, ressourcensparenden und hoch produktiven Rückgewinnung von Formsand (F) aus einer Gießereisandmischung (G) zur Verfügung, die mindestens einen Anteil (FAB) an Formstoffbruchstücken oder losen Formstoffkörnern umfasst, die bei der Entformung eines Gussteils aus einer Gießform in Folge der Zerstörung von das Gussteil abbildenden Gießkernen oder Formteilen anfällt, welche aus dem Formsand (F) sowie einem anorganischen Binder und optional einem oder mehreren Additiven zur Einstellung der Eigenschaften des Formstoffs geformt worden sind, wobei das Verfahren die Arbeitsschrittea) Vermischen der Gießereisandmischung (G) mit Reinigungswasser (RW) zu einer Schlemme (S), um die in der Gießereisandmischung (G) enthaltenen anorganischen Binderreste (AB) sowie optional vorhandenen Additive von dem Formsand (F) zu lösen und aus der Gießereisandmischung (G) auszuspülen,undb) Trennen des mit den anorganischen Binderresten (AB) kontaminierten Reinigungswasser (RWK) von dem in der Schlemme (S) enthaltenen Formsand (F),umfasst, und wobei die Prozesstemperatur der aus dem Reinigungswasser und der Gießereisandmischung (G) gebildeten Schlemme (S) (Arbeitsschritt a)) 50 - 200 °C beträgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung von Formsand aus einer Gießereisandmischung, die mindestens einen Anteil an Formstoffbruchstücken oder losen Formstoffkörnern umfasst, die bei der Entformung eines Gussteils aus einer Gießform in Folge der Zerstörung von das Gussteil abbildenden Gießkernen oder Formteilen anfällt, welche aus dem Formsand (F) sowie einem anorganischen Binder und optional einem oder mehreren Additiven zur Einstellung der Eigenschaften des Formstoffs geformt worden sind. Bei diesem Verfahren wird die Gießereisandmischung mit Reinigungswasser zu einer Schlemme vermischt, um die in der Gießereisandmischung enthaltenen anorganischen Binderreste sowie optional vorhandenen Additive von dem Formsand zu lösen und aus der Gießereisandmischung auszuspülen. Anschließend wird das mit den anorganischen Binderresten kontaminierte Reinigungswasser von dem in der Schlemme enthaltenen Formsand getrennt.
  • Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus der WO 2007/082747 A1 bekannt, wobei sich dieses Verfahren insbesondere zur Aufbereitung von Gießereisandmischungen eignen soll, in denen ein anorganischer Binder, insbesondere ein Wasserglasbinder, vorhanden ist. Bei dem bekannten Verfahren werden in einem ersten Schritt die beim Entformen eines Gussteils aus einer so genannten "verlorenen", d.h. beim Entformen zerstörten Form anfallenden Gießkerne oder Formteile mechanisch zerkleinert. Aus den zerkleinerten Bruchstücken wird durch Zugabe von Wasser eine Suspension gebildet. Darauf folgt eine Separierung der Bestandteile der Suspension. Aus dem bei der Separation erhaltenen Formsand wird eine neue gebrauchsfertige Kern- oder Formsandmischung bereitgestellt. Die zuerst erfolgende Zerkleinerung der Kern- und Formteilbruchstücke soll dabei dazu dienen, Verunreinigungen, die an den Formsandkörnern, aus denen die betreffenden Kerne und Formteile gebildet waren, haften, möglichst weitgehend von den Formsandkörnern zu trennen. Indem anschließend den so zerkleinerten Bruchstücken Wasser zugeführt wird, sollen sich die enthaltenen Verunreinigungen entfernen lassen und die einzelnen Bestandteile der Mischung ihrer jeweils vorgesehenen Weiterverarbeitung zuführen lassen.
  • Vor dem Hintergrund des voranstehend erläuterten Standes der Technik hat sich die Aufgabe ergeben, ein Verfahren anzugeben, mit dem sich eine Aufbereitung von Gießereisandmischungen der eingangs angegebenen Art für eine Weiterverwendung kosteneffektiv, ressourcensparend und mit erhöhter Produktivität durchführen lässt.
  • Die Erfindung hat diese Aufgabe durch das in Anspruch 1 angegebene Verfahren gelöst.
  • In Übereinstimmung mit dem eingangs erläuterten Stand der Technik dient das erfindungsgemäße Verfahren zur Rückgewinnung von Formsand aus einer Gießereisandmischung, die mindestens einen Anteil an Formstoffbruchstücken oder losen Formstoffkörnern umfasst, die bei der Entformung eines Gussteils aus einer Gießform in Folge der Zerstörung von das Gussteil abbildenden Gießkernen oder Formteilen anfällt, welche aus dem Formsand sowie einem anorganischen Binder und optional einem oder mehreren Additiven zur Einstellung der Eigenschaften des Formstoffs geformt worden sind, wobei das Verfahren die Arbeitsschritte
    1. a) Vermischen der Gießereisandmischung mit Reinigungswasser zu einer Schlemme, um die in der Gießereisandmischung enthaltenen anorganischen Binderreste sowie optional vorhandenen Additive von dem Formsand zu lösen und aus der Gießereisandmischung auszuspülen,
      und
    2. b) Trennen des mit den anorganischen Binderresten kontaminierten Reinigungswassers von dem in der Schlemme enthaltenen Formsand,
    umfasst.
  • Erfindungsgemäß beträgt nun die Prozesstemperatur der aus dem Reinigungswasser und der Gießereisandmischung gebildeten Schlemme im Arbeitsschritt a) 50 - 200 °C.
  • Überraschend hat sich gezeigt, dass sich durch Einstellung einer deutlich gegenüber der Raumtemperatur erhöhten Prozesstemperatur der in einer erfindungsgemäß aufzubereitenden Gießereisandmischung enthaltene anorganische Binder weitestgehend vollständig in dem zugeführten Reinigungswasser lösen lässt. Dieser Effekt setzt nach den der Erfindung zu Grunde liegenden Erkenntnissen ein, wenn die Prozesstemperatur der Schlemme im Arbeitsschritt a) mindestens 50 °C beträgt, wobei eine Prozesstemperatur von mindestens 70 °C, insbesondere mindestens 80 °C, in der Praxis sich besonders günstig auf die Produktivität und die Vollständigkeit der Ablösung des anorganischen Binders von dem Formsand auswirkt. Temperaturen von bis zu 120 °C, insbesondere bis zu 100 °C, haben sich dabei im Hinblick auf den erforderlichen Energieeinsatz und die Anforderungen, die von der benötigten Anlagentechnik zu erfüllen sind, als besonders vorteilhaft erwiesen.
  • Das durch die Erfindung vorgegebene Temperaturfenster ist dabei so eingestellt, dass sich die Aufbereitung der Gießereisandmischung in einen wasser- und energiesparenden Kreislauf einbinden lässt.
  • Die Erfindung erlaubt es dabei, die Prozesstemperatur und die Prozesszeiten so aufeinander abzustimmen, dass bei minimalen Kosten eine effektive Aufbereitung des anfallenden Gießereisandes möglich ist. So haben praktische Erprobungen gezeigt, dass bei Prozesstemperaturen, die in einem Temperaturfenster von 80 - 100 °C liegen, die Trennung des Formsands von dem anorganischen Binder in besonders kurzen Prozesszeiten erfolgen kann. So lässt sich das Durchmischen der Gießereisandmischung mit dem Reinigungswasser unter Ausbildung einer Schlemme und damit einhergehendes Lösen und Ausspülen der anorganischen Binderreste (Arbeitsschritt a) des erfindungsgemäßen Verfahrens) typischerweise innerhalb von 5 min - 60 min erledigen.
  • Auch beim erfindungsgemäßen Verfahren kann es zweckmäßig sein, die in der Gießereisandmischung enthaltenen Formstoffbruchstücke vordem Vermischen mit dem Reinigungswasser in einer Zerkleinerungseinrichtung mechanisch zu zerkleinern. Allerdings dient diese Zerkleinerung nicht an erster Stelle der Abtrennung von Binderresten von den Formsandkörnern, sondern dazu, die Angriffsfläche für das Reinigungswasser möglichst zu vergrößern, um bei der Vermischung der Gießereisandmischung mit dem Reinigungswasser das Inlösunggehen des Binders zu beschleunigen.
  • Im Fall, dass die für die erfindungsgemäße Aufbereitung vorgesehene Gießereisandmischung überwiegend grobe Bruchstücke beinhaltet, kann es zur Beschleunigung des im Arbeitsschritt a) bezweckten Entstehens einer Schlemme vorteilhaft sein, die in der Gießereisandmischung enthaltenen Formstoffbruchstücke vor dem Vermischen mit dem Reinigungswasser (Arbeitsschritt a)) mechanisch kornzuvereinzeln. Für die mechanische Zerkleinerung der Gießereisandmischung eignen sich alle aus dem Stand der Technik für diesen Zweck bekannten Einrichtungen, wie beispielsweise ein Knollenbrecher oder desgleichen.
  • Insbesondere dann, wenn aus einem anderen Prozessabschnitt des erfindungsgemäßen Verfahrens oder aus einem Prozess, der im Werk, in dem auch das erfindungsgemäße Verfahren zur Anwendung kommt, Abwärme zur Verfügung steht, die andernfalls ungenutzt bliebe, kann es im Hinblick auf die Minimierung des für die erfindungsgemäß vorgesehene Temperierung erforderlichen Aufwands zweckmäßig sein, die Gießereisandmischung vor der Vermischung mit dem Reinigungswasser vorzuerwärmen. Auf diese Weise können die für die Erwärmung des Reinigungswassers oder der Schlemme auf die jeweilige Prozesstemperatur vorgesehenen Heizeinrichtungen für kleine Leistungen ausgelegt und dementsprechend geringen Kosten verwirklicht und betrieben werden.
  • So kann beispielsweise das aus dem Arbeitsschritt b) stammende kontaminierte Reinigungswasser zur Erwärmung des Frischwassers eingesetzt werden. Hierzu kann das kontaminierte Reinigungswasser durch einen Wärmetauscher geleitet werden, in dem vom kontaminierten Reinigungswasser Wärme auf frisches Reinigungswasser übertragen wird, ohne dass es zur Vermischung von kontaminiertem und frischem Reinigungswasser kommt.
  • Abhängig von dem Verschmutzungsgrad des kontaminierten Reinigungswassers ist es auch möglich, das kontaminierte Wasser für einen erneuten Durchlauf des Arbeitsschritts a) zu nutzen. Diese Wiederverwendung kann beispielsweise wiederholt werden, bis die Löslichkeit des Binders im kontaminierten Wasser erreicht ist, also im Wasser so viel Binder gelöst ist, dass kein weiterer Binder mehr gelöst werden kann, oder der Anteil an Schwebstoffen überwiegt, also die Belastung des Wassers mit darin transportierten Fremdkörpern so stark angestiegen ist, dass beim Spülen des Formsands mit dem kontaminierten Wasser keine Reinigungswirkung mehr erzielt wird.
  • Soll eine Vermischung der aufzubereitenden Gießereisandmischung mit kontaminiertem Reinigungswasser vermieden werden, so kann die Gießereisandmischung vor dem Arbeitsschritt a) einen Wärmetauscher durchlaufen, durch den von dem Formsand in Arbeitsschritt b) getrenntes kontaminiertes und noch warmes Reinigungswasser geleitet wird, um die Gießereisandmischung vorzuerwärmen. Diese Variante ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn das im Arbeitsschritt b) erhaltene, gegebenenfalls zuvor mehrfach wiederverwendete Reinigungswasser so kontaminiert ist, dass eine erneute Wiederverwendung nicht mehr sinnvoll ist.
  • Auch im Fall der Wiederverwendung von kontaminiertem Reinigungswasser kann es erforderlich sein, frisches Reinigungswasser im Arbeitsschritt a) zuzuführen, um den erforderlichen Volumenstrom an Reinigungswasser bereitzustellen.
  • Erforderlichenfalls kann das jeweils zugeführte frische Reinigungswasser auch mittels einer zusätzlichen Wärmequelle, wie zum Beispiel mittels eines Durchlauferhitzers oder desgleichen, so erwärmt werden, dass die im Arbeitsschritt a) durch Vermischen mit der jeweils optional ebenfalls vorgewärmten Gießereisandmischung gebildete Schlemme eine Prozesstemperatur erreicht, die im erfindungsgemäß vorgeschriebenen Bereich liegt.
  • Nach dem Separierschritt (Arbeitsschritt b)) kann der von dem Binder und den anderen Rückständen befreite, aus der Gießereisandmischung gewonnene Formsand in üblicher Weise getrocknet, erforderlichenfalls entstaubt und in verschiedene Korngrößenklassen aufgeteilt werden.
  • Der in erfindungsgemäßer Weise erhaltene Formsand weist in der Regel einen pH-Wert von 9 - 13 auf. Formsande mit diesem pH-Wert lassen sich zwar in für die Herstellung von Gießkernen und Gießformteilen bestimmten Formstoffen verwenden, denen ein anorganischer Binder zum Binden des Formsands zugegeben ist. Soll der Formsand jedoch für eine breitere Palette von Anwendungen genutzt werden können, insbesondere solchen, bei denen Formstoffe mit organischen Bindern bereitgestellt werden sollen, so ist es zweckmäßig, den Formsand nach der erfindungsgemäß vorgesehenen Abtrennung der Reste des anorganischen Binders (Arbeitsschritt b)) einer zusätzlichen Behandlung zu unterziehen, bei der sein pH-Wert auf Werte von 5 - 9, vorzugsweise 6,5 - 8,5, eingestellt wird, wobei insbesondere dann, wenn der im Arbeitsschritt b) gewonnene Formsand für Formstoffe mit einem organischen Binder verwendet werden soll, der pH-Wert des Formsands optimalerweise auf 7 - 8 eingestellt wird.
  • Für die Einstellung seines pH-Werts kann der Formsand mit einer Neutralisierungslösung gespült oder benetzt werden. Im Fall, dass der im Arbeitsschritt b) erhaltene Formsand stark basisch ist, sind als Neutralisierungslösung wasserverdünnte Säuren, wie beispielsweise wasserverdünnte Salzsäure, Schwefelsäure oder organische Säuren (Kohlensäure, Citronensäure), geeignet. Darüber hinaus können zur Neutralisierung auch Puffersubstanzen wie zum Beispiel Carbonatpuffer (z.B.: Natriumhydrogencarbonat) eingesetzt werden.
  • Zum Einstellen des pH-Werts kann der Formsand mit der Neutralisierungslösung verrührt werden. Hierzu stehen im Markt erhältliche Rühreinrichtungen und desgleichen zur Verfügung.
  • Nach der Einstellung des pH-Werts kann der Formsand einen Spülschritt durchlaufen, um überschüssige Neutralisierungslösung zu entfernen.
  • Der im Arbeitsschritt b) erhaltene und gegebenenfalls hinsichtlich seines pH-Werts eingestellte Formsand kann einer mechanischen Entwässerung unterzogen werden. Hierzu kann der Formsand beispielsweise auf Siebe aufgegeben werden, durch die im Formsand vorhandene Flüssigkeitsreste tropfen, während die Formsandkörner zurückgehalten werden, oder es werden Pressen, Trocknungsbänder und desgleichen eingesetzt, die im Stand der Technik für diesen Zweck zur Verfügung stehen, um Feuchtigkeit aus einer rieselfähigen Masse, die mit dem erfindungsgemäß erhaltenen Formsand vergleichbar ist, mechanisch auszutreiben. Durch die mechanische Entwässerung kann der Aufwand reduziert werden, der erforderlichenfalls für die Trocknung des Formsands vor seiner Weiterverarbeitung zu Formstoff aufgewendet werden muss.
  • Um zu Formstoff verarbeitet werden zu können, muss der erfindungsgemäß erhaltene Formsand ausreichend trocken sein. Hierzu kann der im Arbeitsschritt b) erhaltene Formsand durch Wärmezufuhr getrocknet werden, wobei typische Trocknungstemperaturen im Bereich von 80 - 800 °C liegen. Im Fall, dass der Formsand aus einer Gießereisandmischung gewonnen worden ist, die aus Gießkernen und -formteilen besteht, welche ausschließlich aus Formstoff geformt worden sind, der einen anorganischen Binder enthielt, sind Trocknungstemperaturen von weniger als 500 °C, insbesondere 100 - 300 °C, geeignet, wobei Temperaturen von 200 - 250 °C besonders praxisgerecht sind.
  • In vielen Gießereibetrieben fallen jedoch Gießereisande an, bei denen neben einem Anteil, der von Gießkernen oder -formteilen aus Formstoffen mit anorganischen Bindern stammt, auch ein Anteil an Bruchstücken oder Körnern von Gießkernen oder Formteilen enthalten ist, die aus einem Formstoff geformt worden sind, der aus dem Formsand sowie einem organischen Binder und optional einem oder mehreren Additiven zur Einstellung der Eigenschaften des Formstoffs geformt worden sind. Die Reste des organischen Binders, die über die erfindungsgemäß durchgeführten Arbeitsschritte a) und b) des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht von den Formsandkörnern gelöst worden sind, können durch eine Glühbehandlung beseitigt werden, bei der der nach dem Arbeitsschritt b) vorliegende Formsand so stark erwärmt wird, dass die organischen Binderreste verbrennen. Hierzu sind Temperaturen von 500 °C oder mehr erforderlich, wobei ein typisches Temperaturfenster für diese Behandlung bei 500 - 700 °C liegt. Dabei kann im Fall, dass eine thermische Trocknung des im Arbeitsschritt b) erhaltenen Formsands durchgeführt wird, diese Glühbehandlung auch im Zuge des Trocknungsschritts absolviert werden.
  • Schließlich kann der durch die erfindungsgemäße Aufbereitung erhaltene Formsand einer Klassierung unterzogen werden, bei der er abhängig von der Größe seiner Körner aufgeteilt wird. Gleichzeitig kann eine Entstaubung des Formsands erfolgen, um seine optimale Eignung für die Formstofferzeugung zu gewährleisten.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel zeigenden Zeichnung näher erläutert.
  • Die Figur zeigt schematisch einen Arbeitsablauf bei der Aufbereitung einer Gießereisandmischung, wie sie typischerweise in einem Gießbetrieb auftritt, in dem aus einer Leichtmetallschmelze, insbesondere einer AI- oder Al-Legierungsschmelze, hier nicht dargestellte Gussteile, wie Komponenten für Fahrzeuge, in konventioneller Weise mit Hilfe von hier ebenfalls nicht gezeigten Gießformen gießtechnisch erzeugt werden.
  • Ein Teil der Gießformen umfasst dabei Gießkerne oder Formteile, die aus einer Formstoffmasse geformt sind, die einen in der Praxis hierfür bewährten Formsand und einen ebenso bewährten anorganischen Binder, beispielsweise Wasserglas, enthalten. Im Zuge der Herstellung des jeweiligen Gießkerns oder Formteils wird der Binder in der üblichen Weise durch Wärmezufuhr aktiviert, um den formfesten Zusammenhalt der Körner des Formsands zu gewährleisten.
  • Ein anderer Teil der Gießformen enthält dagegen Gießkerne oder Formteile, die aus einer Formstoffmasse geformt sind, die einen in der Praxis hierfür bewährten Formsand und einen ebenso bewährten organischen Binder enthalten. Im Zuge der Herstellung des jeweiligen Gießkerns oder Formteils wird durch Zufuhr eines Reaktionsmediums, beispielsweise eines Gases, eine chemische Reaktion des Binders bewirkt, durch die der Binder seine verfestigende Wirkung entfaltet und den formfesten Zusammenhalt der Körner des Formsands gewährleistet.
  • Beim Entformen der Gussteile werden die Gießkerne oder Formteile in bekannter Weise durch thermische oder mechanische Behandlungen zerstört. Die dabei von dem Gussteil abfallenden Formstoffbruchstücke und losen Formstoffkörner bilden eine Gießereisandmischung G, in der Formsand F, ausgehärteter anorganischer und organischer Binder sowie möglicherweise auch Verbrennungsrückstände vorhanden sind, die das Resultat der in Folge der Wärmezufuhr während des Gießvorgangs oder der anschließenden thermischen Behandlung eintretenden Verbrennung oder Zersetzung von Teilen des im jeweiligen Kerns oder Formteils vorhandenen Binders sind. Ebenso können in der Gießereisandmischung G auch noch übliche Additive vorhanden sein, die zur Herstellung von Kernen oder Formteilen vorgesehenen Formstoffmassen in der Praxis zugegeben werden, um beispielsweise ein optimales Fließverhalten während des Formens des jeweiligen Kerns oder Formteils ("Kernschießen") zu sichern.
  • Zur Rückgewinnung des Formsands aus der Gießereisandmischung G wird die aus einem Anteil FAB von Bruchstücken oder Körnern, die von Formteilen oder Gießkernen aus Formstoff mit anorganischem Binder stammen, und einem Anteil FOB von Bruchstücken oder Körnern, die von Formteilen oder Gießkernen aus Formstoff mit organischem Binder stammen, in den in Fig. 1 dargestellten Aufbereitungsprozess eingespeist.
  • Dabei durchläuft die Gießereisandmischung G zunächst eine Kornvereinzelungseinrichtung 1, in der die in der Gießereisandmischung G enthaltenen groben Bruchstücke in an sich bekannter Weise zerkleinert werden, bis nur noch Körner und kleinere Bruchstücke vorliegen.
  • Die kornvereinzelte und optional in einem hier nicht dargestellten Wärmetauscher vorgewärmte Gießereisandmischung G wird mit Hilfe der Schwerkraft oder beispielsweise durch Druckluftunterstützung in eine Mischeinrichtung 2 eingebracht.
  • In der Mischeinrichtung 2 wird die Gießereisandmischung G beispielsweise mit Hilfe einer Wirbelschicht oder eines Rührwerks mit zuvor beispielsweise in einem Durchlauferhitzer erwärmtem Reinigungswasser RW durchströmt oder verrührt, um eine Schlemme S zu bilden. In der Schlemme S lösen sich die an den Körnern klebenden anorganischen Binderreste im Reinigungswasser RW. Die in der Mischeinrichtung 2 gebildete Schlemme S wird intensiv umgewälzt, um für eine die Ablösung des anorganischen Binders und der sonstigen Verunreinigungen unterstützende Turbulenz zu sorgen. Erforderlichenfalls wird Wärme zugeführt, um die Schlemme S auf eine Prozesstemperatur zu bringen, die im optimalen Bereich von 80 - 100 °C liegt. Überschüssiges, mit anorganischen Binderresten und sonstigen Verschmutzungen, wie Formstoffadditiven und Verbrennungsrückständen, kontaminiertes Reinigungswasser RWK wird aus der Mischeinrichtung 2 abgeleitet.
  • Durch die erhöhte Prozesstemperatur verläuft die Vermischung des Reinigungswassers RW mit der Gießereisandmischung G so intensiv, dass sich insbesondere der anorganische Binder innerhalb kurzer Zeit im Wesentlichen vollständig in dem Reinigungswasser RW löst. Gleichzeitig werden die Verbrennungsrückstände und gegebenen vorhandenen Additivrückstände von dem Reinigungswasser RW aus der Gießereisandmischung G aufgenommen. Die hierzu vorgesehenen Verweilzeiten der Schlemme S in der Mischeinrichtung 2 betragen 5 - 60 min.
  • Von der Mischeinrichtung 2 gelangt die Schlemme S in eine Spüleinrichtung 3, in der sie mit Reinigungswasser RW gespült wird, um die in der Schlemme S von den Formsandkörnern gelösten anorganischen Binderreste und sonstigen Verunreinigungen von den Formsandkörnern F der Schlemme S abzuspülen.
  • Die Spüleinrichtung 3 kann als konventionelle Siebmaschine ausgebildet sein, bei der die Schlemme S auf ein Sieb gegeben und mit Reinigungswasser RW besprüht wird, dass mittels oberhalb des Siebs angeordneter Düsen ausgebracht wird.
  • Das dabei entstehende, mit anorganischen Binderresten und sonstigen Verschmutzungen kontaminierte Reinigungswasser RWK wird aufgefangen und einer Vorreinigungseinrichtung 4 zugeführt, in der die nicht löslichen anorganischen Binderreste von dem kontaminierten Reinigungswasser RWK abgetrennt werden. Ebenso wird das aus der Mischeinrichtung 2 abgeleitete überschüssige kontaminierte Reinigungswasser RWK der Vorreinigungseinrichtung 4 zugeführt. Ein Teilstrom RWKV' des vorgereinigten kontaminierten Reinigungswassers RWK kann wiederverwendet werden, indem es als Reinigungswasser RW der Mischeinrichtung 2 zugeführt wird. Dabei kann sich der Gesamtvolumenstrom des der Mischeinrichtung 2 zugeführten Reinigungswassers RW aus einem Teilstrom von frischen Reinigungswasser RWF und dem Teilstrom RWKV' des vorgereinigten Reinigungswassers RWV zusammensetzen.
  • Genauso kann ein anderer Teilstrom RWKV" des vorgereinigten kontaminierten Reinigungswassers RWK zum Spülen der Schlemme S der Spüleinrichtung 3 zugeführt werden. Auch hier kann sich der Gesamtvolumenstrom des der Spüleinrichtung 3 zugeführten Reinigungswassers RW aus einem Teilstrom von frischen Reinigungswasser RWF und dem Teilstrom RWKV' des vorgereinigten Reinigungswassers RWV sowie einem weiteren Teilstrom RWK' von kontaminiertem Reinigungswasser RWK zusammensetzen, das aus einem oder mehreren der nachfolgend erläuterten Prozessschritte stammt.
  • Kontaminiertes Reinigungswasser RWKE, das so stark verschmutzt ist, dass es keine Reinigungsfunktion mehr übernehmen kann, wird aus dem Prozess abgeleitet und einer separaten Aufbereitung zugeführt.
  • Soll der in der Spüleinrichtung 3 aus der Schlemme S abgetrennte Formsand F für die Herstellung von Formstoff verwendet werden, der einen organischen Binder umfasst, so durchläuft der Formsand F eine Behandlungseinrichtung 5, in der er mit einer säurehaltigen Neutralisierungslösung NL benetzt wird, um seinen pH-Wert auf einen für diesen Zweck optimalen Wert von 7 - 8 einzustellen. Anschließend wird der so hinsichtlich seines pH-Werts eingestellte Formsand F in einer Spüleinrichtung 6 mit frischem Reinigungswasser RWF gespült, um überschüssige Neutralisierungslösung NL zu entfernen. Das dabei anfallende, mit Neutralisierungslösung kontaminierte Reinigungswasser RWN wird aufgefangen und entsorgt.
  • Die Einstellung des pH-Wertes in der Behandlungseinrichtung 5 und das anschließende Spülen in der Spüleinrichtung 6 können übersprungen werden, wenn der Formsand F ausschließlich für die Herstellung von Formstoff bestimmt ist, der einen anorganischen Binder umfasst.
  • Der noch mit Reinigungswasser RW beladene Formsand F wird nach dem Spülen in der Spüleinrichtung 3 oder den optional durchlaufenen Stationen "Behandlungseinrichtung 5 und Spüleinrichtung 6" zu einer Entwässerungseinrichtung 7 transportiert, in der eine Entwässerung mit mechanischen Mitteln durchgeführt wird. Die Entwässerungsmaschine 7 kann als für diese Zwecke im Stand der Technik bekannte Siebmaschine, als Vakuumbandtrockner oder als Presse ausgestaltet sein. Durch die mechanische Entwässerung wird die Feuchtigkeit des Formsands F soweit reduziert, dass bei der anschließenden thermischen Trocknung deutlich weniger Energie zum Erreichen des geforderten Trocknungsgrads benötigt wird.
  • Das bei der mechanischen Entwässerung anfallende kontaminierte Reinigungswasser RWK wird beispielsweise der Spüleinrichtung 3 als ein weiterer Teilstrom des dort eingespeisten Reinigungswassers RW zugeführt.
  • Für die thermische Trocknung wird der mechanisch entwässerte Formsand F einer Trocknungseinrichtung 8 zugeführt, bei der es sich um einen Drehrohrofen, einen Bandtrockner oder desgleichen handeln kann. Im Fall, dass die eingesetzte Gießereisandmischung G einen Anteil an Formstoffbruchstücken und -körnern umfasst, die organische Binder oder Binderreste enthalten, wird die Temperatur Tw, bei der die thermische Trocknung stattfindet, auf >500 - 700 °C eingestellt, so dass die an dem entsprechenden Anteil des Formsands F noch haftenden organischen Binderreste verbrennen.
  • Enthält dagegen der Formsand F keine organischen Binderbestandteile mehr, so kann die thermische Trocknung bei Temperaturen durchgeführt werden, die im Bereich von 100 - 300 °C liegen.
  • Der bei der thermischen Trocknung anfallende Wasserdampf wird aufgefangen, kondensiert und als frisches Reinigungswasser RWF in den Prozess zugeführt. Dabei bildet das bei der thermischen Trocknung gewonnene frische Reinigungswasser RWF beispielsweise ebenfalls einen Teilstrom des in die Spüleinrichtung 3 eingespeisten Reinigungswassers RW.
  • Nach dem thermischen Trocknen in der Trocknungseinrichtung 8 durchläuft der Formsand F eine Entstaubungseinrichtung 9, in der in dem Formsand F vorhandener Feinstaub FS von den restlichen Körnern des Formsands F abgetrennt wird. Der Feinstaub FS kann nicht mehr für gießtechnische Zwecke verwendet werden und wird daher in üblicher Weise deponiert oder einer anderen Verwendung zugeführt. Die Entstaubungseinrichtung 9 basiert beispielsweise auf dem Prinzip des Stromklassierens, bei dem als Trennmedium Luft eingesetzt wird (so genanntes "Windsichten"). Die hierbei eingesetzte Luft kann wiederverwendet oder in die Umwelt abgegeben werden.
  • Der entstaubte Formsand F gelangt schließlich in eine Klassierungseinrichtung 10, in der der Formsand F entsprechend mindestens zweier Formsandklassen in mindestens zwei Formsandteilmengen Fk, Fm unterteilt wird, von denen die eine Formsandteilmenge Fk den Teil des Formsands F umfasst, dessen Körner eine bestimmte Grenzgröße nicht überschreiten, während die andere Formsandteilmenge Fm den Teil des Formsands F enthält, dessen Körner eine Größe besitzen, die mindestens gleich dieser Grenzgröße ist. Der Klassierungsschritt kann auch mit der Entstaubung kombiniert durchgeführt werden. Dazu werden üblicherweise Fluidbecken verwendet, in denen der Formsand F von oben zugeführt, durch eine am Boden angebrachte Sinterplatte mit Luft durchströmt und mithilfe von Unwucht-Motoren in Vibration gesetzt wird. Gleichzeitig wird der Feinstaub FS mittels der Luft über eine Absaugeinrichtung abtransportiert. Die Kornklassen werden an gegenüberliegenden Enden des Beckens abgezogen. Die feineren Anteile steigen höher und müssen eine Barriere überwinden. Die groben Anteile steigen nicht so hoch und werden daher unter einer Barriere abgezogen.
  • Das in dem erfindungsgemäßen Aufbereitungsprozess benötigte frische Reinigungswasser RWF und wiederverwendete kontaminierte Reinigungswasser RWK bzw. das daraus gegebenenfalls durch Mischung gebildete Reinigungswasser RW kann erforderlichenfalls über hier nicht gezeigte Wärmetauscher vorgewärmt werden, bei denen in dem erfindungsgemäßen Prozess selbst oder in anderen Prozessen abfallende Abwärme genutzt wird, um das jeweilige Reinigungswasser RWF, RWK, RW auf eine für den jeweiligen Prozessschritt optimale Temperatur zu erwärmen.
  • In Fig. 1 ist der Prozesslauf, dem die Gießereisandmischung G, die daraus gebildete Schmelze S sowie der daraus enthaltene Formsand F folgen, in durchgezogenen Linien dargestellt.
  • Dagegen ist der Lauf des Reinigungswassers RW, des frischen Reinigungswassers RWF, des kontaminierten Reinigungswassers RWK, des vorgereinigten kontaminierten Reinigungswassers RWKV, der Neutralisierungslösung NL und des mit Neutralisierungslösung kontaminierten Reinigungswassers RWL in gestrichelten Linien dargestellt.
  • Aus den nach der Klassierung erhaltenen Formsandteilmengen FK, FM wird durch Mischung mit organischem Binder oder anorganischem Binder sowie den jeweils erforderlichen Additiven neuer Formstoff FA, der anorganischen Binder enthält, und neuer Formstoff FO hergestellt, der organischen Binder enthält.
  • Aus den Formstoffen FA, FO lassen sich in konventioneller Weise Kerne oder Formteile für Gießformen herstellen.
    • BEZUGSZEICHEN
    • 1
    Kornvereinzelungseinrichtung
    2
    Mischeinrichtung
    3
    Spüleinrichtung
    4
    Vorreinigungseinrichtung
    5
    Behandlungseinrichtung
    6
    Spüleinrichtung
    7
    mechanische Entwässerungseinrichtung
    8
    thermische Trocknungseinrichtung
    9
    Entstaubungseinrichtung
    10
    Klassierungseinrichtung
    F
    Formsand
    FA
    neuer Formstoff, der anorganischen Binder enthält
    FAB
    Anteil von Bruchstücken oder Körnern mit anorganischem Binder an der Gießereisandmischung G
    FK,FM
    Formsandteilmengen
    FO
    neuer Formstoff, der organischen Binder enthält
    FOB
    Anteil von Bruchstücken oder Körnern mit anorganischem Binder an der Gießereisandmischung G
    FS
    Feinstaub
    G
    Gießereisandmischung
    NL
    Neutralisierungslösung
    RW
    Reinigungswasser
    RWKE
    zu entsorgendes kontaminiertes Reinigungswasser RW
    RWF
    frisches Reinigungswasser
    RWK
    kontaminiertes Reinigungswasser
    RWN
    mit Neutralisierungslösung N kontaminiertes Reinigungswasser RW
    RWKV'
    Teilstrom des vorgereinigten kontaminierten Reinigungswassers
    RWKV"
    Teilstrom des vorgereinigten kontaminierten Reinigungswassers
    S
    Schlemme

Claims (15)

  1. Verfahren zur Rückgewinnung von Formsand (F) aus einer Gießereisandmischung (G), die mindestens einen Anteil (FAB) an Formstoffbruchstücken oder losen Formstoffkörnern umfasst, die bei der Entformung eines Gussteils aus einer Gießform in Folge der Zerstörung von das Gussteil abbildenden Gießkernen oder Formteilen anfällt, welche aus dem Formsand (F) sowie einem anorganischen Binder und optional einem oder mehreren Additiven zur Einstellung der Eigenschaften des Formstoffs geformt worden sind, wobei das Verfahren die Arbeitsschritte
    a) Vermischen der Gießereisandmischung (G) mit Reinigungswasser (RW) zu einer Schlemme (S), um die in der Gießereisandmischung (G) enthaltenen anorganischen Binderreste (AB) sowie optional vorhandenen Additive von dem Formsand (F) zu lösen und aus der Gießereisandmischung (G) auszuspülen,
    und
    b) Trennen des mit den anorganischen Binderresten kontaminierten Reinigungswassers (RWK) von dem in der Schlemme (S) enthaltenen Formsand (F),
    umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozesstemperatur der aus dem Reinigungswasser und der Gießereisandmischung (G) gebildeten Schlemme (S) (Arbeitsschritt a)) 50 - 200 °C beträgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozesstemperatur der Schlemme (S) 70 - 120 °C beträgt.
  3. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Gießereisandmischung (G) enthaltenen Formstoffbruchstücke vor dem Vermischen mit dem Reinigungswasser (Arbeitsschritt a)) mechanisch kornvereinzelt werden.
  4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gießereisandmischung (G) vor dem Arbeitsschritt a) einen Wärmetauscher durchläuft, durch den von dem Formsand (F) in Arbeitsschritt b) getrenntes kontaminiertes und noch warmes Reinigungswasser (RWK) geleitet wird, um die Gießereisandmischung (G) vorzuerwärmen.
  5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das von dem Formsand (F) in Arbeitsschritt b) getrennte kontaminierte Reinigungswasser (RWK) einen Wärmetauscher durchläuft, in dem für den Arbeitsschritt a) zuströmendes Reinigungswasser (RW) erwärmt wird.
  6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das im Arbeitsschritt b) anfallende kontaminierte Reinigungswasser (RWK) für den Arbeitsschritt a) mindestens einmal wiederverwendet wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wiederverwendung wiederholt wird, bis die Löslichkeit von Binder im Wasser erreicht ist oder der Anteil an im Wasser enthaltenen Schwebstoffen überwiegt.
  8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der pH-Wert des im Arbeitsschritt b) erhaltenen Formsands (F) durch Spülen oder Benetzen mit einer Neutralisierungslösung (NL) auf einen pH-Wert von 5 - 9 eingestellt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Neutralisierungslösung (NL) eine verdünnte Säure eingesetzt wird.
  10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der im Arbeitsschritt b) erhaltene Formsand (F) mechanisch entwässert wird.
  11. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der im Arbeitsschritt b) erhaltene Formsand (F) bei einer Trocknungstemperatur von 80 - 800 °C getrocknet wird.
  12. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gießereisandmischung (G) einen Anteil (FOB) an Bruchstücken oder Körnern von Gießkernen oder Formteilen enthält, die aus einem Formstoff geformt worden sind, der aus dem Formsand (F) sowie einem organischen Binder und optional einem oder mehreren Additiven zur Einstellung der Eigenschaften des Formstoffs geformt worden ist.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der im Arbeitsschritt b) erhaltene Formsand (F) auf eine mindestens 500 °C betragende Temperatur erwärmt wird, um an dem Formsand (F) haftende organische Binderreste zu verbrennen.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennung der organischen Binderreste während der Trocknung des Formsands (F) erfolgt.
  15. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der im Arbeitsschritt b) erhaltene Formsand (F) einer Klassierung unterzogen wird.
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