Отвердитель для жидких технических лигносульфонатов Советский патент 1984 года по МПК B22C1/10 B22C1/20 

11 Изобретение относится к литейному производству, а именно к приготовлению вязкопластичных, легкоуплотняемь и жидкоподвижных самотвердекяцих смесей со связующими в виде жидких технических лигносульфонатов. Известен отвердитель лигносульфонатов, в качестве которого применяют соли шестивалентного хрома t1, а также водные растворы хромового ангидрида 21. Однако известный отвердитель хромовый ангидрид же, как и его соли) имеет высокую стоимость и дефицитен, кроме того, он токсичен, особенно при приготовлении его водны растворов, поэтому данную операцию осуществляют в изолированных помещениях в специальных герметических мешалках. Хромовый ангидрид имеет невысокую скорость отверждения лигно сульфонатов, что приводит к повышенному расходу отвердителя. Цель изобретения - замена товарно го хромового ангидрида на отвердител недефицитный, исключение операций по подготовке отвердителя перед его применением, утилизация отработанных электролитов хромирования и хромисты электролитов пассивирования гальвани ческих цехов без какой-либо дополнительной обработки, устранение материальных и трудовых затрат на обезвреживание отходов и уменьшение загрязнения окружающей среды. Поставленная цель достигается применением отработанных электролито хромирования и хромистых электролитов пассивированием с содержанием 130-400 г/л хромового ангидрида в ка честве отвердителя для жидких технических лигносульфонатов в составах вязкопластичных, легкоуплотняемых и жидкоподвижных самотвердею1цих смесей используемых в изготовлении литейных форм и стержней. I В гальванических цехах для хромирования и пассивирования стальных и чугунных деталей используют водные растворы хромовой кислоты, содержащи 130-400 г/л хромового ангидрида, 430 г/л серной кислоты и до 15 г/л азотной кислоты. В процессе работы растворы хромовой кислоты обогащаются поступающими посторонними металла ми: HonaNni хрома, железа, меди, цинка, никеля и другими. 0 До тех пор, пока содержание железа в растворе не превышает ft г/п, оно не оказывает отрмцательного влияния на осаждение хрома в процессе хромирования деталей. Однако при концентрации железа в растворе 8-10 г/л и выше на деталях часто появляются коричнево-фиолетовые пятна, затрудняется получение толстых покрытий. Накопившееся железо из раствора удалить невозможно, и при концентрации его tO-15 г/л раствор заменяют новым. Отходы электролитов поступают на очистные сооружения для обезвреживания. На нейтрализацию отработанных электролитов расходуются ценные химикаты - серная кчслота, бисульфит натрия и едкий натр. Отработанные электролиты имеют состав, г/л: CrOj 130-400, 10, 10, HjSO 4-30, UNO:, дЬ 15. Данный состав электролита позволяет использовать его для образования лигносульфонатохромового геля в самотвердекицих смесях с связукяцими в виде жидких технических лигносульфонатов. Использование отработанньгх электролитов ванн хромирования и пассивирования в качестве отвердителя лигносульфонатов обеспечивает преимущества, так как содержащиеся в них ионы трехвалентного железа, а также серной и азотной кислот ускоряют процесс отверждения лигносульфонатов, что позволяет уменьшить расход отвердителя, при этом отвердитель значительно дешевле товарного хромового ангидрида и не требует никакой дополнительной операции по подготовке к применению. Примерные составы формовочных и стержневых смесей с использованием в качестве отвердителя отработанных электролитов ванн хромирования и пассивирования следующие. Пример 1. Состав вязкопластической смеси при следующем соотношении компонентов, мае.ч.: Песок кварцевый 100 Лигносульфонаты (42% сухих ве- , ществ)5 Отвердитель (в пересчете на CrOj) 0,5-1,0 Прочность вязкопластичных смесей с различньм содержанием отвердителя

3in 32004

при концентрации CrO, в нем 130- тава обладают достаточной прочностью 400 г/л приведена в табл.1,для использования их в литейном проКак видно из приведенных резуль- отходы гальванических цехов являются татов, смеси с отвердителем по пред- j полноценным заменителем хромового лагаемому изобретению по сравнению ангидрида в вязкопластичных смесях с со смесями известного (базового) сое- лигносульфонатами.

изводстве. Таким образом, хромистые

Т а б л II 1 а 1

Применение отработанньгх электролитов ванн хромирования и хромистых электролитов пассивирования с содержанием 130-400 г/л хромового ангидрида в качестве отвердителя для жидких технических лигносульфонатов в составах вязкопластичных, легкоуплотняемых и жидкоподвижных самотвердеющих смесей, используемых в изготовлении литейных форм и стержней. г (Л

Товарньй хромовый ангидрид

Отработанные электролиты ванн хромирования и пассивирования

Пример 2. Состав жидкоподвижной самотвердеющей смеси при следующем соотношении компонентов, мае.ч.:

Песок кварцевый100

Лигносульфонаты

.(42% сухих веществ)6,0

Вода2,5

Поверхностно-активное вещество КЧНРО,6

Отвердитель (в пересчете на

CrOj)0,4-0,7

Технологические свойства жидкоподвижной смеси с различным содержанием отвердителя приведены в табл.2.

Таблица 2 Содеряание товарного Технологические свойства CrOj, мае.ч. «мдкоподвижной 0, J 0.4 самотвердеющей смеси Концентраци 1 J20 ЛТ Живучесть, мин Газопроницаемость, ед., через: Прочность на сжатие, МПа, через Таким образом, жидкопсдвижные самотвердеющие смеси, содержащие в качестве отвердителя отработанные электролиты ванн хромирования и пас сивирования, обладают требуемыми тех нологическими свойствами и пригодны для использования в литейном производстве. Пример 3. Состав легкоуплот няемых смесей при следующем соотношении компонентов, мае.ч.:

Продолжение табл.2 Содержание отработанных электролитов, нас.ч. 0.7 10.6 1 0.4 я. Ci-Oj. г/л JJP L Песок кварцевый 100 Лигносульфонаты (30% сухих веществ)5,5 Поверхностно-активное вещество-флотореагент 0,5 Отвердитель (в пересчете на CrOj) . 0,3-0,7 Прочность легкоуплотняемых смесей различным содержанием отвердителя иведена в табл. Таблица 3

Отвердитель , I Количество 1ч :Концентрация, I :2iJ |Г/я ОО. Отработаннью электролиты ванн хромирования и пассивирования

Из данных табл.3 видно, что хромистые отходы гальванических цехов активизируют процесс твердения. Уже 1через 1 ч после приготовления смесь обладает достаточной прочностью для использования в условиях крупносерийного производства.

Приготовление смесей с отработанными электролитами ванн хромирования и пассивирования не отличается от приготовления смесей с товарным хромовым ангидридом.

Прочность на сжатие, МПа, при дпительности твердения:

Экономический эффект от использования -отработанных электролитов хромирования и пассивирования в качестве отвердителей лигносульфонатов составляет 1,8 руб. на 1 т смеси, кроме того, применение отходов ванн хромирования и пассивирования устраняет затраты на операцию подготовки отвердителя для его применения в литейных цехах, затраты на операциях обезвреживания отходов в гальванических цехах и уменьшает загрязнение окружающей среды. I2ч| 24 .