186798. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vízüveggel megkötött öntődei homok regenerálására
2 1 Bányászati és Kohászati Lapok, öntöde című melléklete (114) évfolyam 7. száma. A mosott és a hidrociklonon átbocsátott homoknak a körülbelül 30%-os víztartalma azt is jelenti, hogy a homokban ilyen alányban marad vissza a nátriumoxid is. Emiatt ismételt mosásra és liidrociklinon való átbocsátásra van szükség. Ez a két vagy három lépcsős mosás és szétválasztás sok vizet, energiát és hosszú munkaidőt kíván, tehát nem gazdaságos. Amikor a mosások és hidrociklonon való átbocsátások következtében a Na20 mennyisége 0,1% alá esett, a homok mosása befejezettnek tekinthető. Ekkor azonban még hátra van a homokban a hidrociklon után visszamaradt, körülbelül 30% víznek szárítás révén való 0,5% alatti mennyiségre csökkentése, ami igen nagy hőenergiát igényel és az eljárás gazdaságosságát még tovább rontja. A Chemical Abstracts 90. kötete a 42820f (Jpn. Kokai Tokkyo Koho 78,118,224) jelzésű bekezdésében öntőhomok regenerálására szolgáló olyan eljárást ismertet, amelynél a nátriumszilikát kötőanyagos, használt öntőhornokot 1—15% folyós alkálifém hid - roxiddal keverik, majd a keveréket a homok regenerálása céljából ultrahang hatásának teszik ki. Az így regenerált homokot az öntvény készítéséhez nátriumszilikáttal és Ca2 Si04-gyel, kalciumszilikáttal keverik. E megoldás hibája, hogy aránylag kis termelékenységű, drága berendezésre van szükség, ami az Öntési önköltséget nagymértékben megnöveli. A találmány feladata a vízüveggel megkötött öntödei homok regenerálására olyan eljárás létrehozása, amely révén a nátriumoxid a hasznait homokból gyakorlatilag egészében eltávolítható, az eltávolítás egy műveletsor folyamán, kevés víz és kis energiafelhasználás révén végezhető el, továbbá a kezelt homokban 5%-nál kevesebb víz marad vissza, aminek elpárologtatásához már jelentősen kevesebb energia szükséges, mint az ismert hidrociklonos kezelést követő 30% mennyiségű víz esetében. A találmány a kitűzött feladatot olyan eljárás létrehozása révén oldja meg, amelynél a használt homokból a vízüveggel együtt a homokba juttatott nátriumoxidot vizes mosással távolítjuk el, és amelynek jellemzője, hogy a használt homok tömegegységére vonatkoztatva 0,6-1 tömegegységnyi vizet és 0,001- 0,002 tömegegységnyi alkoholt adagolunk, az így nyert zagyot ismert mosó-keverő berendezésben mossuk, a homokból a nátriumoxidot kioldjuk, ezt követően a zagyot centrifugába vezetjük — a földi nehézségi erőtér 100-350-szeres értéken tartása mellett — a homokot a víztől különválasztjuk, majd a homokban visszamaradt vizet — ismert módon végzett szárítással - a homokból elpárologtatjuk. A találmány szerinti eljárás további jellemzője, hogy a víz-homok keverékhez alkoholként denaturált szeszt adagolunk. A találmány szerinti eljárásnál a már használt vízüveges homoknak minden egységnyi súlyú mennyiségéhez 0,6 — 1 egységnyi súlyú vizet adunk, továbbá a víz mennyiségére számítva 0,001 súlyrésznyi alkoholt, célszerűen denaturált szeszt adagolunk. Ezt a keveréket ismert mosó berendezésbe töltjük és ebben a vízüveges homokot mossuk. Az alkoholnak a homok-víz zagyhoz keverése azért szükséges és előnyös, mert az alkoholnak már ilyen kis mennyiségben való jelenléte is körülberül harmadára csökkenti a víz felületi feszültségét, és így a homokszemcsék felületén az adhézió jelensége következtében a mechanikus erőhatások ellenében is visszamaradó víznek mennyisége a felületi feszültség csökkenésével megközelítően egyenesen arányosan csökken. Ez a magyarázata annak, hogy már ilyen kis mçnnyiségû alkohol jelenlétében a mechanikus víztelenítés (centrifugálás) után a visszamaradó víz mennyisége teljes biztonsággal kisebb 5%-nál, gyakran még 2,5% is lehet. Az alkoholnak a regenerált homok felhasználása során nincs hátrányos hatása, mert az alkohol a regenerálás utoi.ó műveletét képező szárítás során maradéktalanul elpárolog. Az alkoholos víz-homok zagyot mosás után centrifugába vezetjük. A zagyot a centrifugában olyan centrifugális erőhatásnak vetjük alá, ami a földi nehézségi erőtérnek legalább 100-szorosát ás legfeljebb a 350- szerését teszi ki. Az ilyen nagy centrifugális erőhatások következtében a szemcsék közötti terekben levő víz teljes egészében eltávozik a homokszemcsék közül, a szemcsék felületén pedig 2,5 mikronnál kisebb vastagságú vízfilm marad csak vissza. Ez azt jelenti, hogy az öntödékben alkalmazott 0,2—0,3 mm átlagos szemcseméretű homokban a visszamaradó víz mennyisége jóval 5 súlyszázalék alatt van, néha még a 2,5%otk elérheti. Az előzőekben ismertetett módon mosott és centrifugált homokban a maradék Na20 a vízzel arányosan csökken, ami azt jelenti, hogy a homok súlyában kifejezett és kezdeti mennyiségű 0,6%-nyi nátriumoxidból 5% maradék víz esetén 0,03% marad vissza. Ez a mennyiség annyira kevés, hogy az ilyen Na20 tartalmú homok gyakorlatilag már aíkálioxid mentesnek tekinthető, tehát újra felhasználható. Az újbóli felhasználás előtt a homokban visszamaradt 5 súlyszázalék vagy ennél kevesebb vizet szokásos nődön hőenergiával, szárítással távolítjuk el. Példa 1 tonna már használt, 0,25 mm méretű vízüveges öntödei homokhoz 600 liter vizet és az így nyert anyaghoz 0,6 liter alkoholt (denaturáltszeszt) is öntve a keveréket keverőlapátos típusú mosó-keverő gépben zaggyá alakítottuk. A nyert zagyot körülbelül 1 perces mosás után ismert kivitelű, vízszintes tengelyű centrifugán vezettük át úgy, hogy a homokszemcséket átlagosan 1-3 percig a földi nehézségi erőtér 300- szoiosának megfelelő centrifugális erőnek vetettük alá. A centrifugából kiáramló homokban 2,4 súlyszázalék víz maradt, a nátriumoxid mennyisége 0,014 súlyszázalék volt, a regeneráláskor a centrifugába betáplált homokmennyiségnek 99%-a tért vissza teljes értékűen, újra felhasználható homok formájában. A találmány szerinti eljárás fontosabb előnyös tulajdonságai a következők: A vízüveggel bevitt nátriumoxid a használt homokból gyakorlatilag teljesen eltávolítható, a regenerálás egy műveletben, kevés víz és kis energiafelhasználás révén végezhető el, a kezelt homokban 2,5—5% közötti víz marad vissza, ami már kevés hőenergiával eltávolítható, továbbá a már használt homok legalább 98%-ának megfelelő kihozatallal, teljes értékű formázó homokként nyerhető vissza, ami minden más ismert regenerálási eljáráshoz viszonyítva .különösen jó eredmény. Szabadalmi igénypontok 1, Eljárás vízüveggel megkötött öntödei homok re-186.798 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
