Отвердитель для жидких технических лигносульфонатов
Патент 1113200
Авторы
Отвердитель для жидких технических лигносульфонатов
Иллюстрации
Реферат
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
ССЮЭ СОВЕТСКИХ
РЕСГ1УЬЛИН
З1д) В 22 С 1/10 1/20
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ. В»
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ 1. ОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТШИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3622192/22-02 (22 ) 15.07.83 (46) 15.09.84. Бюл. У 34 (72) С.П.Дорошенко, А.П.Макаревич, Е.В.Римская, Н.Г.Воронков, М.Л.Воробьев, В.В.Тельпиш и И.Г.Касьяненко (71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалисти еской революции (53) 62 1. 742. 4(088. 8) (56) 1. Сапотницкий С.А. Использование сульфитных щелоков. М., "Лесная промышленность", 1965, с. 72.
2. Дорошенко С.П., Ващенко К.И.
Наливная формовка. Киев, Вища школа", 1980, с. 124.
„„Я0„„1113200 A (54 ) ОТ ВЕ РДИТ ЕЛЬ Д3ЬЧ ЖИДКИХ
ТЕХНИЧЕСКИХ ПИГНОСУЛЬФОНАТОВ (57) Применение отработанных 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.! 11 3200
Изобретение относится к литейному производству, а именно к приготовлению вязкопластичных, легкоуплотняемых и жидкоподвижных самотвердеющих смесей со связующими в виде жидких технических лигносульфонатов.
Известен отвердитель лигносульфонатов, в качестве которого применяют соли шестивалентного хрома t1), а также водные растворы хромового ан- 1О гидрида (2).
Однако известный отвердитель— хромовый ангидрид 1,так же, как и его соли) имеет высокую стоимость и дефицитен, кроме того, он токсичен, 15 особенно при приготовлении его водных растворов, поэтому данную операцию осуществляют н изолированных помещениях н специальных герметических мешалках, Хромовый ангидрид имеет 20 невысокую скорость отверждения лигносульфонатов, что приводит к повышенному расходу отвердителя.
Цель изобретения — замена товарного хромового ангидрида на отвердитель25 недефицитный, исключение операций по подготовке отвердителя перед его применением, утилизация отработанных электролитов хромирования и хрвмистых электролитон пассивирования гальвани" 5б ческих цехов без какой-либо дополни1 тельной обработки, устранение материальных и трудовых затрат на обезвреживание отходов и уменьшение загрязнения окружающей среды.
Постанленная цель достигается применением отработанных электролитов хромирования и хромистых электролитон пассивированием с содержанием
130-400 г/л хромового ангидрида н качестве отнердителя для жидких технических лигносульфонатов н составах вязкопластичных, легкоуплотняемых и жидкоподнижных самотвердеющих смесей, 45 используемых в изготовлении литейных форм и стержней.
В гальванических цехах для хромирования и пассинирования стальных и чугунных деталей используют водные растворы хромовой кислоты, содержащие
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 металлами: ионами хрома, железа, меди, цинка, никеля и другими.
До тех пор, пока содержание железа в растворе не превышает 4 г/и, оно не оказывает отрицательного влияния на осаждение хрома н 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 10-15 г/л раствор заменяют новым
Отходы электролитов поступают на очистные сооружения для обезвреживания. На нейтрализацию отработанных электролитов расходуются ценные химикаты — серная кислота, бисульфнт натрия и едкий натр.
Отработанные электролиты имеют состав, г/л: С Оз 130-400, Сг + до 10, Фе до 10, Н $0„ 4 — 30, НМОз до 15.
Данный состав электролита позволяет использовать его для образования лигносульфонатохромового геля в самотвердеющих смесях с связующими н виде жидких технических лигносульфонатов.
Использование отработанных электролитов нанн 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 лигносульфанатон, что позволяет уменьшить расход отнердителя, 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 н качестве отвердителя отработанных электролитов ванн хромирования и пассивирования следующие.
Пример 1. Состав нязкопластической смеси при следующем соотношении компонентов, мас.ч..
Песок кварцевый 100
Лигносул ьфонаты (42Ж сухих веществ) 5
Отвердитель (в пересчете íà СтО ) 0,5-1,0
Прочность вязкопластичных смесей с различным содержанием отнердителя
3 111 при концентрации Сго, в нем 130400 г/л приведена в табл. 1.
3200 тава обладают достаточной прочностью для использования их в литейном производстве. Таким образом, хромистые отходы гальванических цехов являются полноценным заменителем хромового ангидрида в вязкопластичных смесях с лигносульфонатами.
Т а б л и г а 1
Как видно из приведенных результатов, смеси с отвердителем по предлагаемому изобретению по сравнению со смесями известного (базового) сосОтвердитель
Прочность на сжатие, MIla, прн твердении
Концентрация Количество, 1 ч
Cr0>, г/л мас. ч.
3 ч
24 ч
Товарный хромовый ангидрид
300
1,0
0,10
0,15
0,45
300
0,8
0,24
0,38
0,60
0,74
300
0,5
0,18
0,41
130
1,0
0,25
0,40
0,65
250
0,8
0,30
0,63
0,80
400
0,5
0,44
0,75
0,85
Поверхностно-активное вещество
КЧНР 0,6
Отвердитель (в пересчете на
СгОь) 0,4-0,7
Технологические свойства жидкоподвижной смеси с различным содержанием отвердителя приведены в табл.2.
Таблица 2
Пример 2. Состав жидкоподвижной самотвердеющей смеси при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
45
ТехнологичесСодержание товарного
Сг О» ма с. ч. кие свойства жидкоподвижной самотвердеющей Т3 смеси
Концентрация, С О> г/л
1 400
3ОО i 13О
250
Текучесть, мм
120 120 120 95
105
Устойчивость пены, мм
15
Отработанные электролиты ванн хромирования и пассивирования
Песок кварцевый 100
Лигносульфонаты ,(42K. сухих веществ) 6,0
Вода 2,5
Содержание отработанных электролитов, мас.ч.
:1- Ф
0,7 0,6 0,4
1113200
Продолжение табл.2
° ав
Технологичееawe свойства амдхоподвижной самотвердеющей смеси одержание товарного
CtО ° I48C ° Ч °
1 0,6,7 04 07 06 04
Концентрация, »Q, г/л
300 250
t30
400
Живучесть, мин
1,5
t,5
Газопроницаемость, ед., через:
185
1 ч
178 188 193
215 195 213
205
212
193
212
215
260
24 ч
226 243 250
226
250
Прочность на сжатие, ИПа, через:
О, 15 0,04 0,02 0,15
0 25 0 25 0 07 0 30
0,64 0,52 0,40 0,50
0,20
0,30
3 ч
0,40
0,45
24 ч
0,57
0,73
0 5
Прочность на сжатие, ИПа, при длительности твердения:
Отвердитель
24 ч
Концентрация, г/л Сг Ов
2 ч
1 ч
Количество, мас.ч.
Товарный хромовый ангидрид
0,70
0,20
0,7
300
0,75
0,45
0 35
0,5.
300
0,30
0,80
0,40
300
0,30
Таким образом, жидкоподвижные самотвердеющие смеси, содержащие в качестве отвердителя отработанные 35 электролиты ванн хромирования и пассивирования, обладают требуемыми технологическими свойствами и пригодны для использования в литейном производстве. 40
Пример 3. Состав легкоуллотняемых смесей при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:
Содержание отработанных электролитов, мас.ч.
Песок кварцевый 100
Лигносульфонаты (30X сухих веществ) 5,5
Поверхностно-активное вещество-флотореагент
Отвердитель (в пересчете на СгОз) 0,3-0,7
Прочность легкоуплотняемых смесей с различным содержанием отвердителя приведена в табл.3
Таблица 3
f113200
Продолжение табл.3
l, t
Отвердитель
2 ч
Ю
20 ч
1 ч Отработанные электролиты ванн хромирования и пассивирования
130
0,7
О, 15
0 35
0,65
250
0 5
0,27
0,37
0,70
400
0,3
0,32
0,45
0,72
Составитель С.Тепляков
Редактор Н.Воловик Техред М .Надь
Корректор Л. Пилипенко
Заказ 6502/10 Тираж 774 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная, .4 юю а юВ Фю ° ЮЮВ Ю ВВ
; ЕоМцеятрацня, Количество, е/л Сей нас.ч.
Из данных табл.3 видно,,что хромистые отходы гальванических цехов активизируют процесс твердения. Уже
*через 1 ч после приготовления смесь обладает достаточной прочностью для использования в условиях крупносерийного производства.
Приготовление смесей с отработанньачи электролитами ванн хромирования и пассивирования не отличается от приготовления смесей с товарным хромовым ангидридом.
Прочность на сжатие, ИПа, прн длитель" ности твердения:
Экономический эффект от использования отработанных электролитов хромирования и пассивирования в качестве отверднтелей 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.