王一个邓Yung谢霆锋挂和劳伦斯·K

内容

4.1行业描述152

以下4.4.1铸造流152

4.1.2铸造过程156

4.1.3沙模铸造系统157

4.1.4铸造金属160

161年4.2描述的废物

4.2.1一般准备161

4.2.2空气排放162

4.2.3废水162

4.2.4在163年铸造用砂

4.2.5袋式除尘器粉尘167

4.2.6炉熔渣167

4.3源减少174

4.3.1化学置换或最小化174

4.3.2镶假牙复垦175

4.3.3废料隔离176

4.3.4流程修改减少排放176

4所示。4固体废物重用技术177

4.1.1一般177

177年10/24/11重用的评价框架

179年土木工程重用

4.4.4农业应用190

4.4.5通用过程191

4.4.6 192年未解决的问题

4.5固体废物再利用壁垒192

4.5.1教育192年

4.5.2环境监管192

193年4.5.3指导方针、程序和规范

4.5.4经济学193

4.5.5市场潜力193

引用194年

4.1行业描述

金属铸造行业,也称为铸造行业,是世界上最大的回收商之一。几个世纪以来,这个行业已经将大量(例如,在美国15 - 2000万吨)废金属,否则将填埋处理,生产有用的产品。这废金属的原材料冲进炉铸造设备和转化成可用的铸件。铸造种类包括许多一般黑色和有色金属及其合金,包括铁、钢、铝、铜、镁、锌。主要的最终用途市场跨越所有部门全球经济,例子是汽车工业、交通运输设备、建筑、矿山、油田机械、工业机械。

以下4.4.1铸造流

4.1.1.1概述

金属铸造过程中,熔融金属倒入模具生产产品。在熔融金属模具,冷却和形状填充预设模具铸件的内部空间。最常见的沙模铸造金属铸造过程,使用砂作为主要造型和制芯材料。金沙之外,还可以使用其他材料成型材料,如陶瓷熔模铸造模具,金属压铸模具。1、2一般金属铸造流程图如图4.1。一个示意图过程如图4.2所示。铸造始于客户要求和材料准备,包括金属产品规格、金沙、绑定和残渣。制造模具和芯组装装配区,并准备投入。

随着组装模具被放置在被冲出,废金属在炉融化。从炉熔融金属的模具在耐火材料衬里的浇注钢包浇注线。一旦倒了,允许模具冷却之前发送到洗牌的过程。落砂时,铸件砂型的分离。沙子送到回收系统,在成型过程中可以重用。

组成核心和模具的材料铸造过程中孔隙度的属性,凝聚力和耐火性。砂材料会议已经被选为全球房地产需求。它的总孔隙度、连接通道,允许空气和蒸汽逃离在铸造模具。砂颗粒可以一起坚持成各种造型的形状。特别是,金沙有能力承受严重的热量和熔融金属的抗渗透,传授平稳和铸件的外观。

4.1.1.2型芯制造

核心是放置在单独的形状模具提供铸件轮廓,蛀牙,仅靠模具通道不可以实现的。核心必须固定紧到位

图4.1一般金属铸造流程图。(来自美国环境保护署,由黑色铸造厂依从性影响因素的总结,1卷,EPA - 340/1 - 80 - 020,美国环保署,华盛顿特区,1981年1月)。

的金属

通量

的金属

通量

图4.2金属铸造过程。

金属流动。核心是由混合砂粘结剂和催化剂,它被激活债券砂成各种形状。图4.3展示了典型的制芯过程。砂和粘结剂混合机混合均匀。混合物然后排入一个核心机、连续固化催化剂的应用。核心是治愈后,删除和发送到成型装配区。

4.1.1.3成型

成型过程,按一个模式或嵌入特殊砂所需的形式。另外,该模式可以被放置在一个成型板,和周围的沙子撞击或压缩模式。图4.4显示了典型成型流动。沙子和粘结剂

图4.3核心流程图。

图4.4典型成型流程图。

混合搅拌机。然后混合砂排放到一个模式面临安装在模框。盒子里的沙子是其最大密度压实。一旦设置了沙子,模式从沙子中移除,和核心是放置在模具。模具随后关闭起来,搬到倒行。

4.1.1.4熔炼和浇注

图4.5描述了典型的金属熔化流程图。首先,客户的金属铸造的规范将决定什么类型的废金属将被用来喂炉。一旦起诉,融化炉使用多个权力或燃烧器(电力,煤油,天然气,可口可乐、木炭和使用机油)融化废金属。废金属可能完全融化在几十分钟,这取决于所使用的容器的大小。根据金属合金添加规范。添加融化是由斯派克分析过程。完成融化时,熔融金属被放置在一个柄和发送到浇注线。

电弧炉类型包括炮塔,感应炉或反射,坩埚。由于金属的不同特点,不同的输入是必需的和不同污染释放从每个类型。表4.1总结了熔炉的类型取决于正在使用的金属类型。

酷的模具是演员和允许一个合适的时间,通常30到40分钟,前摇出铸件。落砂工作可能是由振动输送机或旋转的鼓,导致模具被拆分的振动,暴露去除铸件。沙子

图4.5典型流程图融化。

表4.1

常见的金属熔炼熔炉

炉型原材料输出

冲天炉炉

铁矿石、铁屑、石灰、可乐

电弧炉废铁,通量

铁水

熔化钢铁

感应炉铁屑或非熔铁黑色金属有色金属

反射炉炉,有色金属,熔化有色金属或坩埚炉通量

过程

替代金属层和可口可乐被送入炉子的顶部。金属被融化热焦炭燃烧的气体。杂质与石灰反应和分离。

从碳电极融化废金属电弧。通量与杂质反应。

感应炉是最常见的类型由黑色和有色铸造厂使用。铜线圈加热金属使用交流电。通量与杂质反应。

反射炉炉融化成批量使用壶形金属坩埚,金属在一个电加热器或再生燃烧器。通量与杂质反应。

伊利诺斯州的来源:从WMRC,原生金属废物管理和研究中心,可用http://www.wmrc。uiuc.edu/info/library_docs/manuals/primmetals/chapter3.htm。

从模具上通过回收系统分离和加工成型的重用和核心。

4.1.1.5铸件清理和检查

铸件铸造清理房间是一家集区域完成,以满足铸造规范。一个样例流程图见图4.6。铸件从洗牌中删除时,他们通过喷丸处理去除沙子和暴露的表面检查和进一步的工作。检查缺陷的铸件如裂缝、闪烁、夹杂物。如果没有发现铸件热处理部门发送。如果存在缺陷,需要焊接或磨铸件被发送到适当的区域的缺陷修正。返工完成后,铸件热处理部门发送。铸件热处理后,再次通过喷丸前发送到发送最后检查区域。

喷丸处理

热处理

喷丸处理

检查

如果失败,返工(焊接/磨)

如果通过,航运

图4.6铸造、清洁和检查流程图。

4.1.1.6回收模具和核心

落砂后,返回砂回收破碎过程和屏蔽核心肿块、非磁性的金属和其他不需要的材料。烧绑定(如粘土、树脂和其他外国罚款)将过度矩阵的建立回收的模具和核心,并可能减少气体/热渗透在模具和核心。这个用型砂将通过筛有正确数量的水补充道。有时,回收过程可能是不够的修理技术上可接受的或功能性耐火材料,最终成为多余的铸造用砂和从系统中删除。新砂,额外的水,化妆粘结剂,添加额外的催化剂,以确保造型和制芯质量。

4.1.2铸造过程

铸造过程可分为根据耐火材料使用,也就是说,沙子,陶瓷,金属。校长沙模铸造过程中使用的金属铸造行业砂型铸造、消失模铸造(失去了泡沫),壳型铸造、石膏型铸造、真空(V-process)铸造。流程使用某种形式的可支配陶瓷模具包括陶瓷型铸造模具过程和投资。过程使用一个可重复使用的金属模具包括压铸、金属型铸造、离心铸造。

4.1.2.1砂铸造

这是最早的和最常用的铸造过程。宽金属适应性的优势,低成本,操作简单。它使用砂作为耐火材料。使用了许多类型的砂铸造行业。然而,由于其广泛的可用性和成本相对较低,硅砂是让大多数金属铸件。硅砂是由矿物石英(二氧化硅),熔点约为1670°C (3090°F),这通常是降低数量可观的矿物质的存在较低的融合点。

4.1.2.2壳铸件

在这个过程中,模腔是由树脂砂的外壳。壳牌是建立在层,从一个非常细粒度的浸涂,然后重新用细粉(煅烧瓷土或锆石)。一旦第一个外套设置硬盘,蜡是第二次下降。第三、连续外套与粗灰泥灰尘。这个粗骨料壳的强度。壳型铸造超过普通砂铸件表面光洁度和尺寸精度,酷以更高的利率。此外,设备成本高,铸件的大小和复杂性,可以产生更有限。

4.1.2.3熔模铸造

这个过程用于生产复杂,薄片零件的尺寸精度,精致的细节,非常光滑的表面。所有的黑色和有色合金都可以投资模具。熔模铸造始于消耗品蜡模式组合成集群,然后涂以一系列先后粗陶瓷料浆。组装然后解雇了在炉干燥变硬陶瓷外壳和融化的蜡,留下一个空腔,熔化的金属倒形成了铸造。

4.1.2.4压铸

死是一种可重复使用的模具,通常由钢铁、小批量生产的零件在低熔点alloys-usually锌或铝合金。小批量生产的零件没有削弱了,模具的耐用性和优良的表面质量,除了劳动力成本的节约,使压铸竞争和有价值的过程。

4.1.2.5永久型铸造

金属模具和芯用于永久型铸造。最适合连续操作过程,使模具温度可以保持在一个固定的操作范围内。模具的工作温度是最重要的因素之一,成功的金属型铸造。模腔的加工固体块石墨。模具生命永久型铸造的主要成本因素。

4.1.2.6离心铸造

离心力用于熔融金属引入到模具型腔,绕着它的轴旋转。在离心铸铁管生产模具、铜基合金轴承也常用这种方式生产的。永久性金属模具通常涂或延长使用寿命。

4.1.3沙模铸造系统

许多铸造过程的沙模铸造主要解决在这一节中,这一过程不仅在铸造行业盛行,但也会产生一个巨大的固体废物的体积。沙模铸造系统可能是最多才多艺的铸造方法,并在很大程度上是根据粘结剂和粘结方式分为两类,湿砂和化学结合砂系统。湿型砂系统使用砂、粘土、水、添加剂作为组件,债券砂颗粒由依靠机械力所产生的混合粘土和水。化学结合砂系统使用砂、树脂或无机粘结剂,有时水和催化剂,如组件。结合部队是由树脂之间的化学反应(聚合)/无机粘结剂和催化剂。

4.1.3.1型砂系统

湿砂造型是世界上使用最广泛的成型工艺,黑色砂铸造材料占90%。四是低成本,高的性能和材料是可重用的。绿色,从这个意义上讲,并不指颜色,但技术角度,表明自然成键效应(与水,但没有人工绑定、添加剂、催化剂)。湿砂由85年的95%优质硅砂,4到10%膨润土(粘合剂),2 - 5%的水,和2 - 10%海洋煤(碳质模具添加剂改善铸件表面光洁度)。机器,称为穆勒,用于涂层砂快速和均匀粘土和水的混合物(胶水)。穆勒能够生产几吨以上准备型砂的几分钟。

砂是由颗粒直径从0.05到2毫米。砂的物理性质影响型砂系统性能,包括颗粒形状、粒度分布、颗粒细度、渗透率、密度、热膨胀系数。砂的化学性质影响型砂系统性能,包括化学成分、损失点火,pH值、熔点。

粘土用于铸造厂包括含水铝硅酸盐,称为膨润土。它们的属性提供的凝聚力和可塑性绿色的国家以及高强度干的时候。有三种粘土中常用的铸造厂:西方膨润土(钠膨润土、倦怠点1290°C (2350°F)],南部膨润土(钙膨润土,倦怠点1065°C (1950°F)],和耐火粘土(高岭石,倦怠点1425°C (2600°F)]。

水用于型砂系统应该是干净的,它应该是一致的。它应该有一个中性偏碱性pH值,酸不酸,因为防止膨润土膨胀。除了沙子、粘土和水,有很多其他材料,或添加剂,可以提高,控制,和型砂性能的优化系统。

4.1.3.2化学结合砂系统

铸造核心和模具可以使用树脂涂敷砂由许多不同的焊接过程(如no-bake、冷芯盒,warm-box,热轴、外壳),使用各种不同的粘结剂(树脂)具有独特的化学反应。这些绑定可以被触发,根据流程,在两个ways-self-setting和触发设置。通过系统(也称为一个,冷,冷芯盒,或no-bake过程),砂、粘结剂,和硬化化学混合在一起;粘结剂和硬化剂马上做出反应,但足够缓慢,让沙子形成模具或核心,继续强化进一步直到强大到足以允许铸造。在触发设置系统中,沙子和粘结剂混合,吹或撞上一个芯盒。很少或没有硬化反应发生之前通过加热或催化剂触发气体。设置然后发生在几秒钟内。

通过系统包括以下:

1。呋喃。异氟醚金沙使用呋喃树脂和一种酸催化剂。脲醛(UF)树脂,酚醛树脂(PF),或UFPF树脂添加的糠醇(FA)。设定的速度是由酸催化剂的比例和酸的强度。比率,如树脂砂0.8到1.5%的基地,在40 - 60%的树脂催化剂通常使用,根据砂温度和设置所需的速度。最佳环境温度是20到30°C,导致抗压强度通常4000 kpa (600 psi)。

2。Phenolic-isocyanates (phenolic-urethanes)。活页夹中提供三个部分:酚醛树脂在有机溶剂中(0.8%),亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)(0.5%),和液体胺催化剂。当与砂混合时,胺引起树脂和MDI之间的反应,迅速形成氨基甲酸乙酯键,设置混合。设定的速度是由催化剂的类型。最佳固化温度是25到30°C。抗压强度通常超过4000 kPa (600 psi)。

3所示。酯硬化碱性酚醛树脂。粘结剂是一种低粘度、高碱性树脂酚起效(1.2 - 1.7%)。硬化剂是液体有机酯(18 - 25%)。砂与固化剂混合树脂,通常在一个连续混炼机。设定的速度是由酯使用的类型。砂温度降低治愈率低,但特殊硬化剂用于寒冷和温暖的沙子。在24 h抗压强度可以达到4000 kPa (600 psi)。

4所示。硅酸酯的过程。沙子是混合了合适的等级硅酸钠砂重量的2.8%(2.2),经常合并分解剂,加上10 - 12%(基于硅酸)的液态有机酯硬化剂。酸酯与硅酸钠反应,硬化。硬化的速度是由酯使用的类型。最后的压缩和拉伸强度达到2000到5000 kPa (300 - 700 psi)和700 kPa (100 psi),分别。

5。波特兰水泥的过程。砂与硅酸盐水泥混合(砂重量的10%)和水(砂体重的5%)。模具是风干24 h和可能更迅速地干涸。

触发设置系统

触发设置系统是用于制造核心重复铸造厂。混合砂后吹到芯盒,盒子里的核心必须治愈,直到足够的强度已经达到允许剥离没有损坏或变形。通常剥离后核心继续涨停。

1000 - 2000 kPa的拉伸强度(150到300 psi)是典型的,将大约1500到3000 kPa的横向的优势。最后的优势可能更高。触发设置系统分为两组,即热触发过程和天然气引发过程。

热引发过程包括以下键系统:

1。壳的过程。砂与固体酚醛预镀酚醛清漆树脂和催化剂形成干燥、自由流动的材料。覆膜砂吹成热芯盒或倾倒到板的加热模式,导致树脂融化,然后变硬。外壳模具通常是20到25毫米厚。树脂砂体重增加2.5至4.5%,和添加催化剂乌洛托品11树脂含量的14%。最低固化时间是90年代但2分钟是常见的。3.5%的树脂含量将1400 kPa (200 psi)的抗拉强度。

2。热轴的过程。粘结剂是一种水PFUF或UFFA树脂、催化剂是水溶液中氨盐,通常氯和溴化。砂与液体混合树脂砂重量的2.5%(2.0)和催化剂(树脂重量的20 - 25%)和吹热芯盒。催化剂的热释放酸蒸汽,触发硬化反应。硬化后继续删除从盒子里的核心。薄片核心治疗5到10秒。作为核心断面尺寸的增加,固化时间必须扩展到50毫米截面1分钟。最后的抗拉强度是1400 - 2800 kPa (200 - 400 psi)。

3所示。Warm-box过程。砂体重的1.3 - 1.5%,粘结剂是一种被动的、高FA粘合剂。砂体重的20%,催化剂通常是铜的磺酸盐。砂、粘结剂和催化剂混合和吹热芯盒。热激活催化剂,使粘结剂治疗。固化时间是10到30年代根据厚度。最后的抗拉强度可以3000 - 4000 kpa (400 - 600 psi)。

4所示。油砂。某些天然油脂,如亚麻籽油,被称为“干燥油,当暴露在空气和热聚合和变硬。硅砂与干燥油混合砂重量的2%(1),麦片粘结剂砂重量的2%(1),和水沙重量的2.5% (2)。由此产生的混合物手动或吹冷芯盒包装。应用将会坚定支持石油和核心变得僵硬。再循环烘箱是必要的,因为氧强化石油是必要的。温度通常是230°C,允许1 h为每个25毫米截面厚度。正确地烤核心开发1340 kPa (200 psi)的抗拉强度。

气体触发流程包括以下键系统:

1。Phenolic-urethane-amine加油(冷芯盒)的过程。活页夹中提供两部分:溶剂型的酚醛树脂砂重量的1.5%(0.8),一个聚异氰酸酯砂重量的1.5% (0.8),MDI(亚甲基二苯基二异氰酸酯)溶剂。混合树脂混合着沙子,吹成一个芯盒。胺气体(茶(三乙胺)或处(二甲基乙基胺)]是吹到核心,催化反应,导致几乎即时硬化。固化后立即抗拉强度高在2000 kPa (300 psi)和横向强度是2700 kPa (400 psi)。

2。碱性酚醛树脂加油过程。碱性酚醛树脂包含一个使用偶联剂。树脂砂重量的2.5%(2.0)与砂混合,混合物是吹成一个芯盒。二氧化碳是通过混合物,降低pH值和偶联剂活化,导致交联树脂硬化。力量继续发展核心是驱逐后进一步交联发生和水分会变干。抗压强度是2000 3000 kPa(300到400 psi),抗拉强度是500到800 kPa (70 - 110 psi)。

3所示。SO2process。砂与异氟醚聚合物混合树脂砂重量的1.4%(1.2)和有机过氧化物(如过氧化甲乙酮在25到树脂重量的60%)。混合是吹到芯盒和硬化通过二氧化硫气体通过压实砂。气体与peroxide-forming碳三氧化二硫酸反应,它变硬树脂粘结剂。抗拉强度是1250 kPa (180 psi)后6 h。

4所示。SO2-cured环氧树脂。改性环氧树脂/丙烯酸树脂砂重量的1.4%(1.2)与有机过氧化物混合树脂重量的60%(26),混合是吹到芯盒和硬化机制类似于二氧化硫过程发生。

5。Ester-cured碱性酚醛体系。树脂是一种碱性酚醛树脂自硬树脂(实质上是一样的这种类型的)。砂和树脂和吹或手动包装进一个芯盒。蒸发酯、甲酸甲酯通过沙子,硬化粘结剂。总树脂和过氧化氢加成是1.5%。压缩的优势5000 kPa (700 psi)是可能的。

6。碳dioxide-silica过程。砂与硅酸钠混合3.5%的砂体积(3.0),和混合物吹或hand-rammed芯盒或模式。二氧化碳气体通过压实砂硬化粘结剂。粘接强度不需要干燥或烘烤模具和金属可以立即注入模具。Over-gassing应该避免,因为它使脆性混合。

4.1.4铸造金属

金属铸造行业传统铸造产品分为黑色金属和有色金属,特别是,铁基、铜钢基体,铝合金,制成及铸件。其他铸件的低分数包括镁、铅、锌及其合金。在美国目前铸造行业每年生产1100万吨的金属产品,与一批价值190亿美元。钢铁占84%,金属铸造。5其余的15%铸造操作关心的是铝、铜、锌和铅生产。表4.2总结了物理和至关重要热性能铝、铁、钢和铸铁。

4.1.4.1铁铸件

铁是世界上最广泛使用的金属。铁铸件包括黑色金属合金的家庭:灰口铸铁,合金铁、白口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、压实石墨铁。宽的变化属性可以通过不同的碳和硅之间的平衡,通过合金化,通过应用各种类型的热处理。铁铸件在铸造过程中具有良好的流动性和充填型腔,冷却收缩较低。

表4.2

物理和机械性能的铝、铁、钢和铸铁

表4.2

物理和机械性能的铝、铁、钢和铸铁

属性	艾尔	菲	灰口铸铁	球墨铸铁
含量(%)	纯	纯	10-40	40 - 70
原子重量(克/立方厘米)	26.98	55.85	48.44	48.44
密度、固体(克/立方厘米)	2.70	7.86	7.1 - -7.35	7.06 - -7.44
密度、液体(克/立方厘米)	2.38	7.01	7.1	7.1
熔点(°C)	660.37	1536年	1120 - 1180	1120 - 1180
热膨胀系数,0°C (k - 1 10 - 6)	23.9	11.7	11.7	11.4 - -12.8
导热,25°C (W / m K)	237年	74.4	45-52	25-42

4.1.4.2钢铸件

最常见的类型的钢用于铸件碳钢,它只包含碳为最主要的合金元素。碳钢的碳含量分为三组:低碳钢(C < 0.20%),中碳钢(C = 0.20 - 0.50%),和高碳钢(C > 0.50%)。钢的硬度也取决于碳含量。

4.1.4.3铝铸件

铝是一种轻金属具有良好的抗拉强度。很容易铸造、挤压或压。目前,铝是第二个最广泛使用的金属铁。铝铸件可以把几乎所有常见的铸造过程。通常添加固体熔化的铝的合金成分:行业Al-Mg, Al-Zn Al-Sn。潜在的使用铝在汽车应用程序是相当大的,包括引擎块,正面,活塞,摇臂封面,进气歧管,微分外壳,转向箱、支架,轮子,等等。铸件也可以用于家庭和医院的器具,和机械。

4.1.4.4铜铸件

铜是一种软金属抗腐蚀,是热和电的良导体。是最常用的电线和热水管道。铜是仅次于铝有色金属的重要性。产品包括衬套和轴承、螺旋桨等铸造产品。铜基合金分组根据成分:纯铜,high-copper合金、黄铜、铅黄铜、青铜、铝青铜、硅青铜、白铜合金,copper-nickel-zinc合金。黄铜、锌是主要的合金元素。锡是铸造青铜合金的主要合金元素。铜铸件生产的几种方法,包括离心模具、湿砂模具和压铸。

4.2描述的废物

三个主要固体wastes-spent铸造用砂、炉熔渣和袋式除尘器-解除金属铸造设备。在美国,每年的一代的铸造固体废物被认为从9到1360万吨(10至1500万吨)。6,花了铸造用砂可以占到近70%的铸造的wastestream1。除了固体废物、废水和空气排放也解除金属铸造设备。可靠的物理特性和化学特性量化的副产品市场性的材料是很重要的。本节的重点是表征固体废物的金属铸造行业。表征空气排放和废水,还应解决根据一些有限的史料。主要包括四个方面的表征固体wastestream:起源、物理性能、化学性能和力学性能。

4.2.1一般准备

前接受有益的治疗或重用,从铸造工艺铸造废弃物排放特征,必须遵守环境保护法律法规。雷竞技手机版app国家在制定环境保护法律发生显著的变化。在美国,大量的联邦环境法律(或行为)和法规已经颁布保护人类健康和环境。表4.3列出了大部分的联邦法律、法规管理浪费金属铸造行业的参与。这些行为是独特的措施评估环境影响和重用接受铸造固体废物。因此,铸造的详细物理和化学特性废料是必要的为了获得许可重用铸造副产品。

表4.3

固体废物管理相关的联邦立法

标题

年颁布或修改

固体废物处置法》(SWDA)

国家环境政策法(NEPA)

职业安全与健康法案》(OSHA)

清洁空气法案(CAA)

清洁水法案(公告)

安全的饮用水法》(SDWA)

有毒物质控制法案(污染)

资源保护和恢复法案》(《)

综合环境反应、补偿和责任法案》(《超级基金)危险固体废物的修正案(HSWA)超级基金修正案污染防治法案(PPA)

1965年

1969年

1970年

1977年1970,1977,1990,1981,1987 1974,1977,1986年1976

1976,1980 1980

1984 1986 1990

4.2.2空气排放

4.2.2.1起源

空气排放,称为气体废物,来源铸造厂是最大的浪费。2排放来源包括模具制造中使用的粘结剂系统,蒸汽从金属熔化,步骤和机载砂用于浇注、落砂。非常有限的量化数据的描述空气排放。他们被认为含有金属粉尘、半挥发性的和挥发性有机化合物。他们主要来自融化过程。浇注和冷却步骤贡献约16%的总有机从foundries.7和半挥发性的废物

4.2.2.2表征

空气排放成分密切相关,其形式的生成或集合。冲天炉炉生产比其他类型的炉金属空气排放。降低金属排放释放感应炉和核心,选用过程。排放金属浇注过程依赖于温度。热金属,金属越高排放。7有机空气排放产生主要来自蒸发树脂、溶剂和催化剂广泛用于核心,选用的步骤。颁布的《清洁空气法》及其修正案,以及从美国EPA法规越来越严格,更多的空气排放的研究正在进行。

产生的主要气体是氢气,一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氮气、氧气和水蒸气。挥发性碳氢化合物,包括乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、乙炔、FA,甲醇,乙醇,构成5%的气体体积。苯、甲苯、一氧化二氮和氰化氢在大气中被确定在一个铸造浇注线附近使用醇酸异氰酸酯树脂模具。铸造大气中浓度检测通常是低。

4.2.3废水4.2.3.1起源

污水排放,称为液体污染设施,占总数的一小部分wastestream铸造厂。2废水主要来自于非接触冷却水用来冷却金属和其他工件或湿式洗涤器空气排放系统。水径流从地板清洁和其他维修过程也可能导致废水。然而,废液的数量是相对较小的,不构成大型铸造厂的污染问题。一些植物水处理设施去除污染物对水的重用。

美国环保署铸造行业的污水排放法规颁布1985年10月,发表在《联邦条例中的规定的40 CFR 464.8部分规定覆盖28个过程段(过程,如铸造淬火、磨削洗涤器、模具冷却)在四个子类:铝铸造、铜铸造、铸造、亚铁和锌铸件。有人指出铸造金属具有独特的属性,影响它们融化和处理的方式,因此,影响这一过程废水的特点。

4.2.3.2表征

表4.4给出了废水流铸造金属铸造行业的特征。还提出了表的过程水回收,和植物调查的数量与中央污水处理设施的所有工厂的流程。卸料流代表特定的金属铸造设备内的所有流程。

在这个过程中发现了许多有毒污染物废水从金属成型和铸造过程。有毒污染物检测最频繁的浓度达到或超过0.1 mg / L是酚类化合物和重金属。6-trichlorophenol污染物包括2、4日,2,4-dimethyl-phenol,苯酚,2-ethylhexyl、镉、铬、铜、铅、镍和锌。每种类型的操作在铸造行业可以产生不同的类型的污染物废水中的流。另外,因为每个子类操作往往涉及不同的过程,污染物浓度/铸造金属可能不同。

4.2.4花了铸造用砂4.2.4.1来源

铸造厂购买新的,处女砂铸造模具、重用和砂铸造中无数次。然而,热和机械磨耗最终渲染沙子不适合用于铸造模具,和一份沙不断拆除,代之以原始沙丘。去除沙子变成了铸造用砂,丢弃的铸造设备。

在美国,铸造行业生产大约7到八百万吨每年花了沙子,1是可以回收到nonfoundry应用程序中。然而,不到15%

表4.4

铸造金属废水流特征

铁/钢铝铜和镁铸件铸造合金铸件铸造锌铸件

应用流(毫升/年)

循环流(毫升/年)

直接放电流(ML /年)

间接排放流量(毫升/年)

100%回收流(毫升/年)

中央处理设施(没有。的植物)

操作处理设施(没有。的植物)

397年,GGG 317000 69, 11600 189年,gg GGG

14、5 gg 753 g 57 gg 126 g 4八国集团

34岁,9 gg 25日3 gg 961 g

48 3340 1 g 14

4 g5g g4g 343克100 1 g1g

1 g9 2 g5

12 2 g

13日12

注意:ML /年,每年百万升。

花了铸造用砂回收。相信更大比例的花了铸造用砂可以安全地回收和经济,鼓励了许多成功的案例研究。首先集中精力最大体积流将产生最大的经济影响的行业作为一个整体。

花材料通常包含铸件残留物,如退化的绑定,金属和超大号的模具/核心材料。花了铸造用砂也可能包含一些可滤取的污染物,包括重金属和苯酚在成型过程中所吸收的沙子和铸造业务。9大关注的重金属的检测是有色铸造砂来自有色铸造厂。10花从黄铜或青铜铸造用砂厂、特别是,可能含有高浓度的镉、铅、铜、镍、和zinc.11

4.2.4.2物理性质

铸造用砂可分为,基于焊接过程,分为两个categories-spent绿色砂和化学结合砂。花绿色的沙子是黑色的颜色由于其碳含量,和粘土含量,导致材料的一小部分通过200号筛(0.075毫米)。化学结合砂一般是黄色的颜色比粘土保税砂和粗纹理。

物理性质包括物理指标的测试材料的参数。花了铸造用砂,这些参数包括颗粒级配、单位重量,特定的密度、含水率、吸附、渗透系数、粘粒含量、塑性极限和塑性指数。这些参数确定了铸造用砂是否适合用于潜在的应用。典型的物理性质表4.5列出了绿色铸造用砂。

花了铸造用砂的粒径分布非常均匀,约85 - 95%的材料之间的0.6毫米和0.15毫米(30号和100号)筛大小。5到百分之十二的铸造用砂可以将小于0.075毫米(200号筛)。粒子的形状通常是稍有棱角的圆。花了铸造用砂层次太好满足细骨料中指定的标准规范ASTM C33标准规范对混凝土骨料。

花了铸造用砂低吸收和无塑性的。报道的吸收值被发现差别很大(0 - 5%),也可以归因于绑定和

表4.5

典型的物理性质在绿色铸造用砂

表4.5

典型的物理性质在绿色铸造用砂

财产	结果	测试方法
比重	2.39 - -2.55	ASTM D854
体积相对密度,公斤/立方米(磅/发生)	2590 (160)	ASTM C48 /AASHTO T84
吸收(%)	0.45	ASTM C128
水分含量(%)	0.1 - -10.1	ASTM D2216
粘土块和脆性颗粒	在美国	ASTM C142/ AASHTO T112
渗透系数(cm / s)	10-3-10-6	AASHTO T215 / ASTM D2434
塑性极限/塑料指数	无塑性的	AASHTO T90 / ASTM D4318

来源:从AFS,选择利用铸造废砂、最终报告(第一阶段)伊利诺斯州商务部和社区事务,美国Foundrymen社会,德斯普兰斯,IL), 1991年7月。Javed, s和Lovell,漫画在公路建设中使用铸造用砂,没有公路联合研究项目。C-36-50 N,普渡大学西拉法叶,1994年7月。贾维德年代。洛弗尔,c·W。,L.E.和木材,浪费了铸造用砂沥青混凝土在交通研究记录,没有1437,交通研究委员会,华盛顿特区,1994年。

来源:从AFS,选择利用铸造废砂、最终报告(第一阶段)伊利诺斯州商务部和社区事务,美国Foundrymen社会,德斯普兰斯,IL), 1991年7月。Javed, s和Lovell,漫画在公路建设中使用铸造用砂,没有公路联合研究项目。C-36-50 N,普渡大学西拉法叶,1994年7月。贾维德年代。洛弗尔,c·W。,L.E.和木材,浪费在沥青混凝土铸造用砂,在交通研究记录,没有1437,交通研究委员会,华盛顿特区,1994年。

添加剂。11、12的内容有机杂质(尤其是来自海煤粘结剂系统)可以相差很大,可以相当高。这可以使它在应用程序中使用有机杂质可能是重要的(例如,波特兰水泥混凝土骨料)。9的特定重力铸造用砂被发现从2.39到2.55不等。这种变化归因于可变性的罚款和添加剂含量不同的样品。11,铸造砂干燥,水分含量小于2%。大部分的粘土块和脆性粒子已报告,这是归因于肿块与模制砂,测试过程中很容易解体。11表4.5中列出的渗透率变化的直接结果分数罚款的样本收集。

4.2.4.3化学成分

材料的化学成分通常表达的简单氧化物从元素分析计算由x射线荧光。花了铸造用砂的化学参数包括大部分氧化物组成、质量损失点火总需氧量。表4.6列出了一般花铸造用砂的化学性质。结果表明,花了铸造用砂主要包括硅二氧化碳。

根据粘结剂和金属型铸造,铸造sand12度过的pH值可以不同大约4到8。因此,据报道,一些花铸造砂能腐蚀金属。14在铸造用砂必须监控评估需要建立控制潜在的苯酚discharges.9, 15日,16岁

4.2.4.4微量元素特征

微量元素特征代表浓度的元素在材料或其渗滤液污染跟踪级别,一般单位报告的毫克/公斤或mg / L。虽然在最低数量,微量元素特征需要评估的有害影响

表4.6

铸造用砂氧化样品的化学成分

表4.6

铸造用砂氧化样品的化学成分

组成	值(%)
二氧化矽	87.91
氧化铝	4.70
Fe2O3	0.94
曹	0.14
分别以	0.30
SO3	0.09
Na2O	0.19
K2O	0.25
二氧化钛	0.15
P2O5	0.00
Mn2O3	0.02
地面读数	0.03
损失点火	5.15,平均
总	99.87

来源:从AFS,选择利用铸造废砂、最终报告(第一阶段)伊利诺斯州商务部和社区事务,美国Foundrymen社会,德斯普兰斯,IL), 1991年7月。

来源:从AFS,选择利用铸造废砂、最终报告(第一阶段)伊利诺斯州商务部和社区事务,美国Foundrymen社会,德斯普兰斯,IL), 1991年7月。

材料和他们遵守环境保护法律。总分析和浸出分析通常使用。量化前的干基微量元素的质量百分比按照美国EPA标准的环境分析方法或批准的分析化学方法,依靠技术的电感耦合等离子体原子发射质谱仪(icp - aes)和气相色谱与质谱(gc - ms)界面上的。浸出分析通常是作为一个模拟运行的萃取效果,材料的提取到水媒体通过渗滤液液、地下水、降雨量、或其他液体。目前,三个浸出协议经常记录模拟领域提取变化:毒性浸出过程特征(TCLP,美国环保署方法1311),合成降水淋溶过程(SPLP,美国环保署方法1312),和震动的标准测试方法提取的固体废物和水(ASTM D3987)。TCLP和SPLP酸性毒性试验,而ASTM D3987是个中性浸出过程。

许多研究已经进行了铸造用砂的金属污染物。花从其他wastestreams监管渗金属铸造用砂隔离水平远低于毒性特征。12也发现了铸造砂产生的铁、钢和铝铸造厂很少有危险,而花了铸造用砂与监管元素从铜基设施可能使渗滤液收集超过规定阈值。12、14只铁和锰,《下不规范,记录在许多场合增加浸出潜力。铅、铬、铜和锌对混合铸造废弃物。之间没有直接的关联TCLP下的总金属含量和可滤去。总金属含量的数量在沙土和维珍金沙通常是相同的数量级,这意味着一个机会花了铸造用砂取代传统砂和自然土壤在许多应用程序中,而不造成环境威胁。

很少有研究确定有机残留物进行了铸造用砂和leach-ates处理网站。据报道,一些有机化合物存在于花了铸造用砂,但浓度低于监管限制毒性特征。有机化合物的担忧包括苯甲酸、萘、甲基萘、酚、methylenebisphenol, diethylphenol, 3-methylbutanoic酸。12这些化合物被认为是来自于分解的有机粘结剂如酚醛尿烷、呋喃和醇酸异氰酸酯。

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