EP3586995B2 - Verfahren zur aufbereitung einer giessereisandmischung - Google Patents

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EP3586995B2
EP3586995B2 EP18180868.4A EP18180868A EP3586995B2 EP 3586995 B2 EP3586995 B2 EP 3586995B2 EP 18180868 A EP18180868 A EP 18180868A EP 3586995 B2 EP3586995 B2 EP 3586995B2
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EP
European Patent Office
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cleaning water
sand
moulding
foundry sand
mixture
Prior art date
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EP3586995A1 (de
EP3586995B1 (de
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Alexander MOKRE
Mark ENSINGER
Walter Hartl
Viktoria DARGAI
Bettina RITT
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Nemak SAB de CV
Original Assignee
Nemak SAB de CV
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Publication date
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Application filed by Nemak SAB de CV filed Critical Nemak SAB de CV
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    • B22C5/00—Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose
    • 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 method for recovering molding sand from a foundry sand mixture which comprises at least a proportion of molding material fragments or loose molding material grains which accrue when a casting is removed from a mold as a result of the destruction of casting cores or molded parts which represent the casting and which have been formed from the molding sand (F) and an inorganic binder and 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 dissolve 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 procedure is known, for example, from WO 2007/082747 A1 known, whereby this method is 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 that arise when a casting is demolded from a so-called "lost" mold, i.e. a mold that was destroyed during demolding, are mechanically crushed.
  • a suspension is formed from the crushed fragments by adding water. This is followed by separation of the components of the suspension.
  • a new ready-to-use core or molding sand mixture is prepared from the molding sand obtained during the separation.
  • the initial crushing of the core and molded part fragments is intended to separate as far as possible from the molding sand grains any impurities that adhere to the molding sand grains from which the cores and molded parts in question were formed.
  • the impurities contained therein can be removed and the individual components of the mixture can be fed to their respective intended further processing.
  • Another known document of the state of the art is the DE102005041519 .
  • the invention has solved this problem by the method specified in claim 1.
  • the process temperature of the slurry formed from the cleaning water and the foundry sand mixture in step a) is now 80 - 100 °C.
  • the temperature window specified by the invention is set in such a way that the processing of the foundry sand mixture can be integrated into a water- and energy-saving cycle.
  • the invention allows the process temperature and the process times to be coordinated in such a way that the foundry sand produced can be effectively processed at minimal cost. Practical tests have shown that at process temperatures within a temperature range of 80 - 100 °C, the separation of the molding sand from the inorganic binder can be carried out in particularly short process times. For example, the mixing of the foundry sand mixture with the cleaning water to form a slurry and the associated dissolving and rinsing of the inorganic binder residues (step a) of the process according to the invention) can typically be completed within 5 min - 60 min.
  • this crushing does not primarily serve to separate binder residues from the molding sand grains, but rather to increase the attack surface for the cleaning water as much as possible in order to accelerate the dissolution of the binder when the foundry sand mixture is mixed with the cleaning water.
  • the foundry sand mixture intended for the processing according to the invention contains predominantly coarse fragments
  • All devices known from the state of the art for this purpose are suitable for the mechanical comminution of the foundry sand mixture, such as a lump breaker or the like.
  • waste heat is available from another process section of the method according to the invention or from a process in the plant in which the method according to the invention is also used, which would otherwise remain unused, it can be expedient, with a view to minimizing the effort required for the temperature control provided according to the invention, to preheat the foundry sand mixture before mixing it with the cleaning water.
  • the heating devices provided for heating the cleaning water or the slurry to the respective process temperature can be designed for low outputs and can be implemented and operated at correspondingly low costs.
  • the contaminated cleaning water from 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 mixing.
  • the contaminated water is used for another run through step a). This reuse is repeated until the solubility of the binder in the contaminated water is reached, i.e. so much binder is dissolved in the water that no more binder can be dissolved, or the proportion of suspended matter predominates, i.e. the contamination of the water with foreign bodies carried in it has increased so much that rinsing the molding sand with the contaminated water no longer has a cleaning effect.
  • the foundry sand mixture to be processed can pass through a heat exchanger before step a), through which contaminated and still warm cleaning water separated from the molding sand in step b) is passed in order to preheat the foundry sand mixture.
  • This variant is useful if the cleaning water obtained in step b), which may have been reused several times beforehand, is so contaminated that it is no longer advisable to reuse it.
  • the fresh cleaning water supplied in each case can also be heated by means of an additional heat source, such as by means of a continuous flow heater or the like, in such a way that the slurry formed in step a) by mixing with the foundry sand mixture, which is also optionally preheated, reaches a process temperature which lies in the range prescribed according to the invention.
  • an additional heat source such as by means of a continuous flow heater or the like
  • the molding sand obtained from the foundry sand mixture, freed from the binder and other residues, can be dried in the usual way, dedusted if necessary and divided into different grain size classes.
  • the molding sand is to be used for a wider range of applications, in particular those for which molding materials with organic binders are to be provided, the molding sand is subjected to an additional treatment after the separation of the residues of the inorganic binder according to the invention (step b)) in which its pH value is adjusted to values of 7 - 8 -, whereby if the molding sand obtained in step b) is to be used for molding materials with an organic binder, the pH value of the molding sand is adjusted to 7 - 8.
  • the molding sand is rinsed or wetted with a neutralizing solution.
  • a neutralizing solution such as water-diluted hydrochloric acid, sulfuric acid or organic acids (carbonic acid, citric acid) are suitable as neutralizing solutions.
  • buffer substances such as carbonate buffers (e.g. sodium hydrogen carbonate) can also be used for neutralization.
  • the molding sand can be mixed with the neutralizing solution.
  • Stirring devices and the like are available on the market for this purpose.
  • the molding sand can undergo a rinsing step to remove excess neutralizing solution.
  • the molding sand obtained in step b) and adjusted in terms of its pH value can be subjected to mechanical dewatering.
  • the molding sand can be placed on sieves, for example, through which liquid residues 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 state of the art for this purpose, in order to mechanically expel moisture from a free-flowing mass that is comparable to the molding sand obtained according to the invention.
  • Mechanical dewatering can reduce the effort that may be required to dry the molding sand before it is further processed into molding material.
  • the molding sand obtained according to the invention must be sufficiently dry.
  • the molding sand obtained in step b) can be dried by supplying heat, with typical drying temperatures being in the range of 80 - 800 °C.
  • drying temperatures of less than 500 °C, in particular 100 - 300 °C, are suitable, with temperatures of 200 - 250 °C being particularly practical.
  • foundries produce foundry sands which, in addition to a portion that comes from casting cores or molded parts made of molding materials with inorganic binders, also contain a portion of fragments or grains of casting cores or molded parts that have been formed from a molding material that has been formed from the molding sand and an organic binder and one or more additives to adjust the properties of the molding material.
  • the residues of the organic binder that have not been dissolved from the molding sand grains by the work steps a) and b) of the method according to the invention can be removed by an annealing treatment in which the molding sand present after work step b) is heated to such an extent that the organic binder residues burn off.
  • this annealing treatment can also be carried out during the drying step.
  • the molding sand obtained by the processing 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 the production of molding material.
  • the figure shows a schematic of a workflow in the preparation of a foundry sand mixture, as typically occurs in a foundry in which cast parts (not shown here), such as components for vehicles, are produced in a conventional manner from a light metal melt, in particular an Al or Al alloy melt, using casting molds (also not shown here).
  • casting molds include casting cores or molded parts that are made from a molding compound that contains a molding sand that has been tried and tested in practice and an equally tried and tested inorganic binder, such as water glass.
  • the binder is activated in the usual way by applying heat in order to ensure that the molding sand grains hold together in a dimensionally stable manner.
  • Another part of the casting molds contains casting cores or molded parts that are made from a molding compound that contains a molding sand that has been tried and tested in practice and an organic binder that has also been tried and tested.
  • a chemical reaction of the binder is caused by the addition of a reaction medium, such as a gas, through which the binder develops its solidifying effect and ensures that the grains of the molding sand hold together in a dimensionally stable manner.
  • the moulding material fragments and loose moulding material grains falling off the casting form a foundry sand mixture G, in which moulding sand F, hardened inorganic and organic binders and possibly also combustion residues are present, which are the result of the combustion or decomposition of parts of the binder present in the respective core or molded part as a result of the heat supply during the casting process or the subsequent thermal treatment.
  • the foundry sand mixture G may also contain common additives that are added in practice to molding materials intended for the production of cores or molded parts in order, for example, to ensure optimal flow behavior during the molding of the respective core or molded part ("core shooting").
  • the mixture consisting of a proportion FAB of fragments or grains originating from mouldings or casting cores made of moulding material with an inorganic binder and a proportion FOB of fragments or grains originating from mouldings or casting cores made of moulding material with an organic binder is placed in the Fig.1 fed into the processing process shown.
  • 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 crushed in a manner known per se until only grains and smaller fragments remain.
  • the foundry sand mixture G which has been separated into grains and 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 with cleaning water RW, which has been previously heated in a continuous flow heater, for example using a fluidized bed or an agitator, in order to form a slurry S.
  • cleaning water RW which has been previously heated in a continuous flow heater, for example using a fluidized bed or an agitator
  • the slurry S formed in the mixing device 2 is intensively circulated in order to ensure turbulence that supports the detachment of the inorganic binder and other contaminants. If necessary, heat is added to bring the slurry 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 additives and combustion residues, is drained from the mixing device 2.
  • the mixing of the cleaning water RW with the foundry sand mixture G is so intensive that the inorganic binder in particular dissolves essentially completely in the cleaning water RW within a short time.
  • the combustion residues and any additive residues present are absorbed by the cleaning water RW from the foundry sand mixture G.
  • the residence times of the slurry S in the mixing device 2 provided for this purpose are 5 - 60 minutes.
  • the slurry S passes into a rinsing device 3, in which it is rinsed with cleaning water RW in order to rinse the inorganic binder residues dissolved in the slurry S from the molding sand grains and other impurities from the molding sand grains F of the slurry S.
  • the rinsing device 3 can be designed as a conventional screening machine in which the slurry S is placed on a sieve and sprayed with cleaning water RW, which is applied by means of nozzles arranged above the sieve.
  • the resulting cleaning water RWK which is 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 discharged from the mixing device 2 is also fed to the pre-cleaning device 4.
  • a partial flow RWKV' of the pre-cleaned contaminated cleaning water RWK can be reused by feeding it to the mixing device 2 as cleaning water RW.
  • the total volume flow of the cleaning water RW fed to the mixing device 2 can be made up of a partial flow of fresh cleaning water RWF and the partial flow RWKV' of the pre-cleaned cleaning water RWV.
  • another partial flow RWKV" of the pre-cleaned contaminated cleaning water RWK can be fed to the rinsing device 3 for rinsing the slurry S.
  • the total volume flow of the cleaning water RW fed to the rinsing device 3 can be composed of a partial flow of fresh cleaning water RWF and the partial flow RWKV' of the pre-cleaned cleaning water RWV as well as a further partial flow RWK' of contaminated cleaning water RWK, 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 drained from the process and fed into a separate treatment plant.
  • 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 acidic neutralizing solution NL in order to adjust its pH value to a value of 7 - 8 which is optimal for this purpose.
  • the molding sand F whose pH value has been adjusted in this way, is then rinsed in a rinsing device 6 with fresh cleaning water RWF in order to remove excess neutralizing solution NL.
  • the resulting cleaning water RWN which is contaminated with neutralization solution, is collected and disposed of.
  • the adjustment 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 comprising 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 passed through stations "treatment device 5 and rinsing device 6" to a dewatering device 7, in which dewatering is carried out using mechanical means.
  • the dewatering machine 7 can be designed as a screening machine known for these purposes 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 during the subsequent thermal drying to achieve the required degree of dryness.
  • the contaminated cleaning water RWK arising during mechanical dewatering is, for example, fed to the rinsing device 3 as a further partial flow 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. If the foundry sand mixture G used includes a proportion of molding material fragments and grains that contain organic binders or binder residues, the temperature Tw at which the thermal drying takes place is set to >500 - 700 °C, so that the organic binder residues still adhering to the corresponding portion of the molding sand F burn off.
  • thermal drying can be carried out at temperatures in the range of 100 - 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 during thermal drying also forms a partial flow of the cleaning water RW fed into the rinsing device 3.
  • the molding sand F passes through a dust removal device 9 in which the 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 dust removal device 9 is based, for example, on the principle of stream classification, in which air is used as the separation medium (so-called "air classification"). 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 is divided into at least two molding sand partial quantities Fk, Fm according to at least two molding sand classes, of which one molding sand partial quantity Fk comprises the part of the molding sand F whose grains do not exceed a certain limit size, while the other molding sand partial quantity Fm contains the part of the molding sand F whose grains have a size that is at least equal to this limit size.
  • the classification step can also be carried out in combination with dedusting.
  • fluid basins are usually used in which the molding sand F is fed in from above, air is passed through a sintering plate attached to the floor and is set into vibration using unbalanced motors.
  • the fine dust FS is transported away by means of the air via a suction device.
  • the grain classes are extracted at opposite ends of the basin.
  • the finer parts rise higher and have to overcome a barrier.
  • the coarse parts do not rise as high and are therefore deducted below a barrier.
  • the fresh cleaning water RWF and reused contaminated cleaning water RWK required in the treatment process according to the invention or the cleaning water RW possibly formed by mixing them can, if necessary, be preheated via heat exchangers not shown here, in which waste heat generated in the process according to the invention itself or in other processes is used to heat the respective cleaning water RWF, RWK, RW to an optimal temperature for the respective process step.
  • Fig.1 The process flow followed by the foundry sand mixture G, the slurry S 40 formed from it 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
  • Cores or molded parts for casting molds can be produced in a conventional manner from the molding materials FA and FO.

Landscapes

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

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 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 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 Ein anderes bekanntes Dokument des Standes der Technik ist das DE102005041519 .
  • 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 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 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) 80 - 100 °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 80 °C beträgt, wobei eine Prozesstemperatur von 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 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 wird das kontaminierte Wasser für einen erneuten Durchlauf des Arbeitsschritts a) genutzt. Diese Wiederverwendung wird wiederholt, 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 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.
  • Da der Formsand jedoch für eine breitere Palette von Anwendungen genutzt werden soll, insbesondere solchen, bei denen Formstoffe mit organischen Bindern bereitgestellt werden sollen, wird der Formsand nach der erfindungsgemäß vorgesehenen Abtrennung der Reste des anorganischen Binders (Arbeitsschritt b)) einer zusätzlichen Behandlung unterzogen, bei der sein pH-Wert auf Werte von 7 - 8 - eingestellt wird, wobei dann, wenn der im Arbeitsschritt b) gewonnene Formsand für Formstoffe mit einem organischen Binder verwendet werden soll, der pH-Wert des Formsands auf 7 - 8 eingestellt wird.
  • Für die Einstellung seines pH-Werts wird der Formsand mit einer Neutralisierungslösung gespült oder benetzt. 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 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 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 ein nicht erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel dargestellt.
  • 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 Al-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 Schlemme S 40 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 (11)

  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 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 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)) 80 - 100 °C beträgt,
    dass das Vermischen der Gießereisandmischung (G) mit dem Reinigungswasser (RW) unter Ausbildung einer Schlemme (S) und damit einhergehendes Lösen und Ausspülen der anorganischen Binderreste (AB) (Arbeitsschritt a)) innerhalb von 5 min - 60 min durchgeführt wird, dass das im Arbeitsschritt b) anfallende kontaminierte Reinigungswasser (RWK) für den Arbeitsschritt a) mindestens einmal wiederverwendet wird, dass die Wiederverwendung wiederholt wird, bis die Löslichkeit von Binder im Wasser erreicht ist oder der Anteil an im Wasser enthaltenen Schwebstoffen überwiegt,
    und dass der pH-Wert des im Arbeitsschritt b) erhaltenen Formsands (F) durch Spülen oder Benetzen mit einer Neutralisierungslösung (NL) auf einen pH-Wert von 7 - 8 eingestellt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Gießereisandmischung (G) enthaltenen Formstoffbruchstücke vor dem Vermischen mit dem Reinigungswasser (Arbeitsschritt a)) mechanisch kornvereinzelt werden.
  3. 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.
  4. 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.
  5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Neutralisierungslösung (NL) eine verdünnte Säure eingesetzt wird.
  6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der im Arbeitsschritt b) erhaltene Formsand (F) mechanisch entwässert wird.
  7. 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.
  8. 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 einem oder mehreren Additiven zur Einstellung der Eigenschaften des Formstoffs geformt worden ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, 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.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennung der organischen Binderreste während der Trocknung des Formsands (F) erfolgt.
  11. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der im Arbeitsschritt b) erhaltene Formsand (F) einer Klassierung unterzogen wird.
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