199323. lajstromszámú szabadalom • Kötőanyagkombináció és eljárás bentonitos öntőformák és/vagy magok előállítására
3 HU 199323 A 4 centrációjuk általi a nátriumbentonitra előnytelen kémiai kationcsere folyamatokat kényszerítenek. Megítélésünk szerint az ásványi eredetű kőszénpornak a bentonitos formázásához! magkészitéshez, ill. öntészeti alkalmazásához fűződő legkritikusabb kémiai vonatkozású problémája az, hogy fényeskarbonképző és egyéb, más égésgázai között, nagyon jelentős mennyiségben SOr-gáz is képződik, amely nemcsak élettani, - munkaegészség - és környezetvédelmi szempontból, de korrózió elleni védelem szempontjából is rendkívül problematikus, továbbá azért, mert az S02-gázból, különböző reakciói olyaroatok lefutása után kénessav, illetve kénsav is képződik, amelyek a bentonitos formázó keverékrendszer, már eleve savas kémhatású elektrolitjainak hidrogénion-koncentrációját csak tovább növelik. Ez a növekvő hidrogénion-koncentráció, viszont rendkívül hátrányos a kötőképes Na-bentonitra, mivel kedvezőtlen kationcserét idéz elő, azaz a Na-bentonit kationjait hidrogénre cseréli le. A hidrogén-bentonit viszont inaktív, nem duzzadóképes, nincs duzzadási nyomása, tehát már megfelelő munkavégzó-képessége sincs. A bentonitnál végbemenő kationcserélődési reakció során a rétegrácsos kristályszerkezetű montmorilloniton. részben a külső felületen, részben a rétegkötegek között megy végbe a NaMonók adszorpciója. A Na1- -ionok nagy erővel képesek a dipólusos vízmolekulákat kötni, hidratálni, így ezek megduzzadnak és kialakítják a Na-bentonitokra jellemző duzzadási nyomással összefüggő munkavégző-képességet. Ez a folyamat azonban csak a Na-bentonitoknál következik be, a Ca- és Mg-bentonitok csak igen kismértékben duzzadóképesek, a H-bentonit esetében duzzadás egyáltalán nem következik be. Ennek következtében az ilyen komponenseket tartalmazó diszperz rendszerek adhézió kialakítására már képtelenek, gyorsan ülepedő porként viselkednek és a formázókeverékek eleve nagy portartalmát tovább fokozzák, és ezáltal az öntvényselejt-képződést növelik. Mindezek ellenére fel kell tételezni, hogy e fontos tény önmagában, de különösen a bentonitos öntőformák készítésénél mind a mai napig elkerülte a téma tárgyában érdekelt elméleti és gyakorlati szakemberek figyelmét. Ezt bizonyítja még a napjainkban is a helytelenül alkalmazott technológia gyakorlat is, miszerint az ásványi eredetű készénporral adalékolt bentonitos öntőformák és magok előállításánál az öntőformák és magok kirámolása, majd körforgalomban, folyamatosan visszajáratott bentonitos homokkeverékeihez frissítéskor újhomokot, bentonitot, kőszénport és vizet adagolnak külön-külön művelettel. Ehhez viszont az szükséges, hogy a 4 beadagolandó komponenseket külön ki kell mérni, azokat meghatározott Borrendben a gépi keverőben lévő, visszajáratott formázóhomokhoz kell adagolni. Ez elsősorban azért hátrányos, mert mérési pontatlanságokhoz vezet és az adagolás sorrendjének felcserélése követhetetlen hibák forrása lehet. Hátrányos másodsorban azért, mert a rövid, 2,5- -3,5 perces gépi keverőidő a szükséges homogenizáláshoz nem elegendő és az így bekövetkező inhomogenitás az előállított öntőformáknál egyenetlen szilárdságeloszlást eredményez, ami a selejtet növeli. Külön figyelmet érdemel az a tény, hogy a formázóhomokok technológiai szilárdságát frissítéskor általában csak nagyobb mennyiségű bentonit adagolása árán lehet biztosítani, ami viszont a kőszénpor savas kémhatású égési termékeinek hátrányos, káros hatásával áll szoros összefüggésben. Mivel a frissítési művelet után a bentonitos nyersforinázó keverékek többnyire azonnal beformázásra kerülnek, igy azokban a beadagolt friss bentonit duzzadóképességének biztosításához szükséges maximális nátrium-ioncsére a feldolgozásig rendelkezésre álló rövid idő alatt nem képes végbemenni, egyrészt az ioncserefolyamat időigénye, másrészt az előzőekben részletezett savas kémhatású elektrolitoldat jelenléte és végül, de nem utolsósorban az ioncseréhez szükséges megfelelő nátriumion-koncentráció hiánya miatt. A fentiek szerinti technológiai gyakorlat tehát azt igazolja, hogy a körforgalomban a visszajáratott bentonitos formázókeverék frissítésekor azok megfelelő technológiai szilárdságát általában csak a szükségesnél nagyobb bentonitmennyiségek bedolgozása árán lehet biztosítani. Mivel ehhez azonban általában kószénport is adagolnak, a káros hatású melléktermékek állandóan és folyamatosan jelen vannak és növekvő hidrogénion-koncenlí'ációjukkal folyamatosan végzik a kötőképes nátrium-bentonit degradációját. A fentiek alapján könnyen belátható, hogy a hagyományos eljárással gyártott bentonitos öntőformáknál az öntési hő termikus degradációja, valamint a fényeskarbon hordozóként alkalmazott ásványi eredetű kőszénpor égési melléktermékeiből származó káros hatású ásványi savak kémiai degradációja együtt, különösen nagymértékben képes a kötőképes nátrium-bentonit nagyrészét inak— ti válni. A fentiek szerinti egymásra szuperponálódó káros hatások következtében az ipar tehát kénytelen a reálisnál nagyobb bentonitmennyiségeket alkalmazni a körforgalomban visBzajáratott bentonitos formázókeverékek ismételt frissítésekor. Az ismert, hagyományos összetételű, körforgalomban visszavezetett bentonitos formázókeverékek a már említett degradációs folyamatok következtében nagymértékben el-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
