Окружающей среды и природопользования
Песок: регенерация, переработка, повторное использование и утилизация
жүктеу/скачать 9.9 Mb.
|
8.8 Песок: регенерация, переработка, повторное использование и утилизация8.8.1 ВведениеТак как литейные заводы интенсивно используют песок в качестве первичного материала, то переработка этого песка представляет собой серьезный аспект рассмотрения, как часть экологических показателей. Необходимо различать сырой формовочный песок и химически обработанный песок. Сырой формовочный песок может быть легко переработан после использования. Действительно, переработанная сырая формовочная смесь имеет даже более высокое качество, чем свежий песок. Большинство литейных заводов, использующих сырой формовочный песок осуществляют его переработку. Первичная переработка, известная также как измельчение, включает в себя выбивку песка из литейных форм или стержней и размельчение его до первоначального состояния. Эта операция включает сортировку песка, удаление посторонних частиц металла и отделение мелких частиц и кусков, превышающих номинальный размер. Песок затем охлаждается перед его транспортировкой в зону хранения, повторно засыпается в систему подачи песка или смешивается со свежей формовочной смесью. На данном этапе, гранулы песка могут сохранять частичное покрытие связывающим составом. Это влияет на количество восстановленного песка, который может использоваться для изготовления литейных форм и, особенно, стержней. Поэтому, к нему добавляется свежий песок, чтобы формовочная смесь обеспечивала достаточную прочность литейной формы и стержня, сто способствует получению хорошего качества отливки. Первично восстановленный песок, без последующей обработки для удаления остаточного количества связывающего состава, обычно не имеет достаточного уровня качества для его использования при изготовлении стержней, и поэтому используется преимущественно при изготовлении литейных форм. Основными методами первичной переработки песка являются вибрация, вращающийся барабан или дробеструйная обработка. Вторичная переработка включает в себя дальнейшую обработку ранее измельченного песка для удаления остаточного количества вяжущих составов. Возвращаемый песок имеет качество, подобное или даже лучшее, чем качество свежей формовочной смеси. Литейные заводы, использующие вторичную регенерацию, в некоторых случаях, не испытывают потребности в свежем формовочном песке. Чтобы удалить остатки вяжущих составов, необходимо использовать технологии с более агрессивными реагентами, чем на стадии первичной переработки. Основные технологии вторичной переработки: - холодная механическая обработка: а) низкоэнергетическое истирание: трение, соударение (для удаления смол, затвердевающих в холодном состоянии) б) высокоэнергетическое истирание: пневматическое растирание, измельчение, центробежное истирание - термообработка (обычно в псевдоожиженом состоянии); - влажная очистка. Пески, связанные с помощью смол, отвердевающих в холодном состоянии, могут быть переработаны с помощью простых методов, благодаря хрупкости связывающего состава. Механические системы регенерации (например, системы псевдоожижения) основаны на трении или соударении частиц песка между собой. Пески, связанные с помощью смол, отвердевающих под действием газа и температуры, требуют более интенсивной обработки при удалении остатков связывающего состава. Она включает измельчение, пневматическое растирание и центробежное обработка. Кварцевые пески могут быть восстановлены только механически, используя пневматическое оборудование. Термообработка включает в себя сжигание органических вяжущих составов. Бентонит дезактивируется при высокой температуре. Для песка, содержащего сырую формовочную смесь, любая термообработка должна быть объединена с механической обработкой. Влажная регенерация включает в себя удаление связывающего состава путем трения частиц между собой. Эта технология используется только для сырой формовочной смеси и кварцевого песка или песков, связываемых под действием CO2 и не нашла широкого применения. Вторичная переработка сырой формовочной смеси, как потока чистого песка, находит ограниченное применение. Для химически связанных песков, более широко применяется механическая переработка (>200 цехов в Германии в 1999 г.) [112]. Применимость различных методов переработки и регенерации песка представлена в таблице 8.59 (чистый песок) и в таблице 8.60 (песчаные смеси. Каждая из представленных технологий переработки будет обсуждаться более подробно в последующих разделах. Самые важные потоки песка, предназначенные для вторичной переработки представляют собой смеси для изготовления стержней, используемые на литейных заводах по производству отливок из цветных металлов. Благодаря низкой температуре они легко отделяются от сырой формовочной смеси. Кроме того пески поступают с участков по изготовлению литейных форм и стержней, использующих чистые органические методы, например, кронинг, смола фурфурана и уретановый холодный стержневой ящик. Более мелкие потоки монопеска поступают с участков, где используется незатвердевающая стержневая смесь, после измельчения разрушенных или отбракованных стержней и остаточного песка из установок по их изготовлению. Песчаные смеси обычно содержат песок, связанный с помощью бентонита, а так же химически связанный песок. Они главным образом поступают из чугунолитейных цехов и представляют приблизительно 75 % полного объема вторичного песка. Таблица 8.59 - Области применения различных систем регенерации монопесков [37], [3]
Таблица 8.60 - Области применения различных систем переработки смешанных песков [37]
Применимость различных систем переработки представлено в таблице 8.61 и будет обсуждаться в последующих разделах. Таблица 8.61 - Применимость различных методов переработки песка к различным типам песка
Применение как первичной, так и вторичной переработки песка в цехе смешивания литейного завода, позволяющее достигать 92 % полной регенерации, представлено на рисунке 8.25. Эта упрощенная схема не учитывает потери на различных стадиях переработки. Добавление свежей формовочной смеси можно уменьшить до минимума, добавив к крупной фракции отфильтрованную песчаную пыль с линии ручной формовки, изготовления стержней, из бункеров для хранения и т.д. 
Рисунок 8.25 - Схема баланса песка при тепловой и механической переработке [98] Как указано выше, степень полной переработки, составляющая 92 %, является обычным значением для переработки смеси сырой формовочной смеси и химически связанных песков. Имеется информация о достижении степени переработки до 98 %. Реальная степень переработки зависит от объема и химического состава используемых стержней. Для монопесков со связывающими составами на основе фурфурана, имеется информация о, приблизительно, 78 % значении. Обычно смешивание различных типов песка имеет отрицательное воздействие на прочность стержней и литейных форм, изготовленных из восстановленного песка, хотя существуют некоторые исключения для этого общего правила. Чтобы получить хорошее качество восстановленного песка, очень важно хранить несовместимые типы песка по отдельности. Оптимизация процесса переработки может, следовательно, предполагать изменение состава несовместимых вяжущих составов при использовании смеси песков, или использование технологий (отсев), которые позволяют разделить различные типы песка. В таблице 8.62 представлены данные по совместимости. Таблица 8.62 - Совместимость перерабатываемых исходных песков с различными связывающими составами [99], [3]
[99], [98], [37], [100], [101], [7], [3] жүктеу/скачать 9.9 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||