SU1047577A1 - Способ получени отвердител на основе гидрогранатов кальци дл изготовлени литейных стержней и форм - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТВЕРДИТЕЛЯ НА ОСНОВЕ ГИДРОГРАНАТОВ КАЛЬЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ, включающий смешивание окиси кальци  с нагретым щелочно-алюминатным раствором с образованием пульпы , выдержку пульпы, ее разделение с последующей промывкой и термообработкой осадка, отличающийс  тем, что, с целью повышени  выхода отвердител , окись кальци  предварительно смешивают с аморфньп кремнеземом при массовом соотношении окись кальци :аморфный кремнезем, равном

Description

:л -j Изобретение относитс  к литейном производству, а именно к технологии , получени  отвердктел  на основе гид рогранатов кальци , используемых дл  самотвердеющих стержневых и- фор мовочных смесей. Известна технологи  синтеза отвердител  из известн ка и различных глиноземосодержащих материалов {-тех нический глинозем, бокситы, алуниты каолинитовые. глины и т.п.) путем вы сокотемпературного обжига гранулированной и хорошо перемешанной шихт при 1400-1500С 1. Однако полученный по данной технологии отвердитель имеет нестабильный состав ( содержание трехкаль циевого алюмината в нем колеблетс  от 25-98 мае.%,дорогосто щ ввиду использовани  высокотемпературного обжига, а выход отвердител  составл ет всего 50-60%. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаем му результату  вл етс  способ получени  отвердител  на основе гидрогр натов кальци  дл  изготовлени  литейных стержней и форм, сущность которого заключаетс  в следующем. Первоначально путем обработки щелочнр-алюминатного раствора известью получают гидроалюминат кальци , который затем обрабатывают щелочноалюминатным раствором, содержащем 0,3 мас.% двуокиси кремнезема. Полученную пульпу выдерживают при тем пературе не более 1-6 ч дл  протекани  реакции синтеза гидрогра натов кальци . Осадок отдел ют из щелочного раствора и производ т про , мывку твердой фазы водой из расчета Ж. дл  удалени  остаточной щелочи . Твердую фазу подвергают термо обработке при 290-370°С, после чего получают Отвердитель заданного состава 2. Данный способ характеризуетс  от носительно низким выходом отверлител : процесс насыщени  ЗСаО 6 кремнеземом протекает неравно мерно, из-за чего в конечном продук те получаетс  механическа  смесь гидрогранатов кальци , имеющих различную степень насыщени  кремнеземом . Целью изобретени   вл етс  повышение выхода отвердител . Цель достигаетс  тем, что согласно способу получени  отвердител  на основе гидрогранатов кальци  дл  изготовлени  литейных стержней и форм включающему смещивание окиси кальци  с нагретым щелочно-алюминатным раствором с образованием пульпы, выдержк пульпы, ее разделение с последующей промывкой и термообработкой осс1дка, окись кальци  предварительно смешивают с аморфным кремнеземом при массовом соотношении окись кальци :аморфный кремнезем, равном (5-28).-1, Описываемьг1 способом может быть получен гидрогранат кальци  состава ЗСаО ле2.0, (SiO (НдО) , где X (0,03-0,6), у СО,9-1,47). При массовом соотношении СаО: SiO (аморфн.) менее 5:1 получаютс  гидрогранаты кальци , в которых молекул рное отношение S более 0,6, что нецелесообразно ввиду снижени  активности отвердител . При массовом соотношении CaOiSVO. (аморфн.) более 28:1 получаютс  гидрогранаты кальци  с мольным отношением Si0,,, меньше 0,03. При этом условии синтезируемые гидрогранаты кальци  после термообработки обладают высокой гидравлической активностью и малостабильны при хранении. Полученную смесь СаО и SiO обрабатывают щелочно-алюминатным раствором гидрохимическим методом. Пульпу выдерживают в течение 1-6 ч при температуре не выше 100°С, в результате чего происходит синтез гидрогранатов кальци . При выдержке пульпы менее 1 ч реакци  синтеза протекает не полностью и выход продукта составл ет всего лишь 80%, а при выдержке больше 6 ч продукта не увеличиваетс  выше 97%. Затем пульпу раздел ют на твердый осадок, содержащий соединени  гидрогранатового- р да с содержанием гидратной воды 4,80-5,94 моль и щелочной раствор. Твердый осадок промывают водой из расчета Ж:Т 1-3, причем при Ж:Т меньше 1 в осадке остаетс  избыточное содержание (до 3%) , Что мохсет привести к браку отливок по пригару. При Ж:Т больше 3 содержание составл ет меньше 0,2% и дальнейшее увеличение количества промывной воды экономически нецелесообразно. После этого твердый осадок подвергают термообработке при 290-370 с до получени  частично дегидратированных соединений гидрогранатов кальци  с содержанием гидратной воды 0,9-1,47 моль. Данные соединени   вл ютс  отвердител ми, причем, при температуре термообработки 290°С частичио-дегидратированные соединени  требуемого состава не образуютс , а при температуре выше З70с гидрогранат кальци  разлагаетс  на составные части (СаО,12СаОЛ Х7Д9а05.). В результате осуществлени  предлагаемого способа получаетс  отверитель , содержащий 95-97% основного вещества. а качестве аморфного кремнезема используют материал, содержащий 70% SiOjoa-., 70% SiOj аморф., 30% и с дисперсностью менее 40 мкм. П р и м о ) 1. Известн к, со5 , держащий 10 кг СаСО / подвергают обжигу при 1100° С, при этом по/гучают 5,6 кг СаО. Известь смешивают с 400 г кремнезема .из расчета весового соотношени  CaO:5i02r равного 14, и смесь ввод т при 75°С в алюминатный раствор, содержаа1ий 50,0 г/л из расчета получени  молекул рного отношени  СаО:М О-}, равного 3. Полученную пульпу выдерживают в течени 3ч дл  прохождени  основной реакции синтеза. В результате синтеза получают 12,6 кг ЗСаО-Дг О - 0,lSiO,-5,ЗН после чегй производ т отделение тве дой фазы от щелочного раствора на промывном фильтре и промывку твердо фазы гор чей водой в количестве 31,5 кг с температурой 75С до остаточного содержани  щелочи 0,15% Ма,0. Промытый осадок подвергают су ке при печными газами, после чего получают отвердитель состава: ЗСаО-ЛЕ/2.0,, О, 1, . Выход от вердител  составл ет 95%. . П р и м е р 2. Известн к, содержащий 10 кг СаСО, подвергают обжиг при 1000°С, при этом получают 5,6 кг СаО. Известь в количестве 5,6 кг смешивают с 0,56 кг Si О из расчета получени  весового отношени  CaOiSiO., равного 10. Полученную гомогенную смесь ввод т при 50°С в алюминатный раствор, содержащий 100 г/л Л8/2.О5. Пульпу вьщерживают в течение 1 ч. В .результате синтеза получа:эт 13,0 кг ЗСаО-ле Оз О, 23 Si02 5 , 44ii-iO. После выдержки пульпу раздел ют фильтрацией, при этом на 13 кг осадка расходуют 24 к гор чей воды дл  удалени  щелочи из осадка. Конечное содержание Мо,О в осадке 0,9%. Промытый осадок подвергают сушке при . В результа те синтеза получают отвердитель ЗСаО-Ae/j O,, 0,23Si О.- 1, . Выход отвердител  составл ет 96%. Пример 3. Известн к, содержащий 10 кг СаСО, подвергают обжигу при , при этом получают 5,6 кг СаО. Известь в количестве 5,6 кг смешивают с 0,2 кг Gi О из расчета получени  весового отношени CaO:SiO,i, равного 28. .Полученную го могенную смесь ввод т при 95 С в ал минатный раствор, содержащий 75 г/л А,Д.ОЗ° Пульпу вьщерживают в течение 4ч. В результате синтеза получаетс  12,6 кг ЗСаО-Аб О, 0,035i-0, 5,94 После выдержки пульпы ее раздел ют фильтрацией и промывают водой из расчета ), т.е. на 12,6 кг расходуют 37,8 кг гор чей воды дл  уда ни  щелочи из осадка. Конечное соде жание Na2.O в осадке 0,1%. Промытый осадок подвергают сушке при . В результате синтеза потгучают отвердитель состава ЗСаО v О, 03 1,. Выход отвердител  составл ет 97%Ч П р и м е р 4. Известн к, содержащий 10 кг CaCQi , подвергают обжигу при 1000 -С, при этом получают. 5,6 кг СаО. Полученнуюизвесть смешивают с 1,12 кг eiO, из расчета получени  весового отношени  CaO-., равного 5. Полученную гомогенную смесь ввод т при в делочно-алюминатный раствор, содержащий 50 г/л ,, и выдерживают в течение 6 ч. В результате синтеза получаетс  13,2 кг ЗСаО-Аг/2.Оз- 0,65iO,,- 5,36Н О. После выдержки пульпу раздел ют фильтрацией, при этом на 13,2 кг осадка расходуют 26,4 кг воды дл  удалени  щелочи из осадка. Конечное содержание N в осадке 0,5%. Промытый осадок подвергают сушке при . В результате получают отвердитель ЗСаО Af,, 0,65i0, . Выход отвердитеТт  составл ет 97%. Кроме использованного в примерах 1-4 аморфного кремнезема, аналогичные результаты могут быть получены при использовании кремнеземсодержащих соединений, например, силиката натри  (M0(j SiOj , силиката кальци  (CaSiOo,), а также гидросиликата кальци  (СаО- biO2.- Н.). Возможно использование после соответствующих термических и гидрохимических обработок коалкна ( ЛР.,, 2 ) . Все перечисленные соединени  содержат св занный кремнезем и при введении их в щелочно-алюминатный раствор в смеси с окисью кальци  образуют гидрогранаты кальци  переменного состава :ЗСаОАР 2;Оз SiO .XV 6-2х) Н,. Содержание Si О в гидрогранатс кальци  определ етс  только весовым соотношением CaO:SiOri и не зависит от присутстви  в исходных соединени  , или СаО, весовое количество которых необходимо учиты-вать в процессе синтеза указанных гидрогранатов. ; П р и м е р 5. Известн к, содержащий 10 кг СаСОз, подвергают обжигу при , при этом получают 5,6 кг СаО. Известь в количестве 5,6 кг смешивают с 1,22 кг силиката |натри  состава NanO- SiOn из расчета получени  весового отношени  CaOiSiOj, равного 10. Полученную гомогенную смесь ввод т при 100°С в алюминатный раствор, содержащий 100 г/л AP-Oj. Пульпу выдерживают в течение 10 ч. После выдержки пульпы получают 13 кг гидрограната кальци  состава ЗСаО-A j.Oj- 0,28 ,. После операций промьшки и термообработки осадка при получают отвердитель состава ЗСаО , 28 iiO/j д.1,, Выход отвердител  составл ет 96%.

Примере. Известн к, содержащий 10 кг СаСО3, подвергают обжигу при , при этом получают 5,6 кг СаО. Известь в количестве 5,1 кг смешивают с 1,16 кг силиката кальци  состава O-i из расчета получени  весового отношени  СаО: : SiO, равного 10. Полученную гомогенную смесь ввод т при в алюминатный раствор, содержащий 200 г/л . Пульпу выдерживают в точение 5 ч. В результате синтеза получают 13 кг ЗСаО-Ае.,- 0,28 ,. После промьюки и термообработки получают отвердитель состава ЗСаОХ

/ Ае,2 О,-0,2851 1,22Н2О.. Выход отвердктел  составл ет 96%.

Аналогичные результаты могут быть получены при использовании каолина ,,-2Si 02 , который предварительно необходимо подвергнуть термообработке при 600-800°С, а затем смешать с окисью кальци  и ввести в алюминатный раствор.

В табл.1 приведены сравнительные результаты синтеза отвердител  пред .лагаемым способом и способом по прототипу.

Таблица 1

Предлагаемый

10

25

Прототип

Из данньдх табл.1 видно, что выход отвердител , полученного предлагаемым способом, выше, чем способом по прототипу.

Содержание ингредиентов, мае.ч.

Кварцевый песок

Сульфитно-дрожжева  бражка

ЗСаО-Ае,г.Оэ,0,6 &iO, 0,9Н,.,0 Мономинеральный продукт

ЗСаО-АЕ,2.Оз 0,25-iO,- l,22H, Мономинеральный продукт

ЗСаО- Ae,,,- 0,, Мономинеральный продукт

60-70 Смесь гидрогранатов кальци 

зсао-Ае о,, (0,03-0,6) s-io x

Х(0,9-1,47)

В табл.2 приведены физико-механические свойства самотвердеющей смеси с отвердителем, полученным предлага-. емым способом и способом по протоТаблица 2

100

100

7,5

7.5

Состав и свойства смесей

Гидрогранат кальци 

состава

СаО- ,- 0,37SiO2.- 1,

Свойства сравниваемых смесей

Живучесть, мин

Прочность на сжатие, кгс/см, через

Как видно из табл.2, физико-меха нические свойства смеси с отвердителем , полученным предлагаемым способом , достигают тех же значений, что и с отвердителем, полученным способом по прототипу, но с меньшим

Продолжение табл.2

Смесь, №

2 /отвердитель получен способом по проTOTHnyJ

3,5

4,5

20-25

22-25

содержанием отвердител  в составе самотвердеющей смеси.

При этом предлагаемыйспособ  вл етс  более производительным, поскольку позвол ет получить больший выход отвердител .

Claims (1)

1. (5 4) (5 7) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТВЕРДИТЕЛЯ НА ОСНОВЕ ГИДРОГРАНАТОВ КАЛЬЦИЯ ~ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ, включающий смешивание окиси кальция с нагретым щелочно-алюминатным раствором с образованием пульпы, выдержку пульпы, ее разделение с последующей промывкой и термообработкой осадка, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода отвердителя, окись кальция' предварительно смешивают с аморфным кремнеземом при массовом соотношении окись кальция:аморфный кремнезем, равном (5-28):1.