Brevet FR2483814A1 — publié le 19811211

La présente invention concerne la régénération ou la récupération du sable, par exemple de silice, utilisé pour la fabrication de moules et noyaux dans les fonderies. Lorsqu'on l'utilise pour former des moules et des noyaux, le sable est mélangé à divers liants tels que l'ar- gile à bentonite, le silicate de sodium et un durcisseur de ce dernier ou une résine. Sous l'action de l'exposition aux températures de coulée du métal et du contact avec le métal fondu, le sable est contaminé par les produits de décomposition du liant, des particules métalliques et d'autres déchets. Le sable doit donc être jeté et remplacé par du sable neuf ou, lorsqu'il doit être réutilisé, il doit subir d'abord un traitement destiné à retirer cer- taines des impuretés au moins. Lorsqu'un sable doit être régénéré de façon sa- tisfaisante, l'opération de régénération doit non seulement remettre le sable en état par cassure des agglomérats et enlèvement des particules métalliques des bavures, mais doit aussi permettre une réutilisation du sable avec le même type de liant qu'auparavant. On a proposé divers procédés de régénération des sables usés de fonderie, par exemple mettant en oeuvre un lavage humide, une calcination ou une attrition. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 1 700 713 décrit un procédé d'attrition selon lequel le sable usé est soumis à un frottement ou une action abrasive qui dé- colle et retire les résidus adhérents de liant des grains de sable. Le brevet britannique no 1 322 864 décrit aussi un procédé d'attrition destiné à la régénération des sables de fonderie et convenant aux sables liés par un liant miné- ral et/ou organique irréversible, tel que le silicate de sodium ou une résine furannique. Cependant, les procédés connus d'attrition ne conviennent pas à la régénération des sables de fonderie qui contiennent, comme liant, du silicate de sodium, et un agent durcisseur chimique tel qu'un ester de polyol, par exemple le triacétate de glycérol, ou un carbonate ester tel qu'un carbonate d'alkylène. Dans le cas de ces sables à liant de silicate dur- ci chimiquement, la régénération doit retirer non seulement une partie des résidus de silicate de sodium mais aussi une partie de l'agent durcisseur et de ses produits de réaction avec le silicate de sodium. Lorsqu'on réutilise le sable régénéré, on le mélange d'abord à du sable neuf et un pro- cédé de régénération doit permettre l'utilisation d'une proportion importante de sable régénéré dans ce mélange, afin qu'il soit aussi bien rentable que techniquement sa- tisfaisant. Jusqu'à présent, on n'a pas réutilisé les sables à liant de silicate de sodium durci chimiquement, avec des proportions de réutilisation dépassant 50 %, et même dans le cas de certains procédés, un tel facteur de 50 % n'est pas utilisable. Lorsqu'on essaie d'utiliser du sable régénéré en proportion plus grande, deux problèmes particuliers se posent. D'abord, lorsque le liant à base de silicate et le durcisseur sont ajoutés au mélange de sable régénéré et de sable neuf, la composition résultante ne reste pas utilisable suffisamment longtemps pour que la production des moules et/ou des noyaux soit satisfaisante, et ensuite, les moules et/ou noyaux ainsi fabriqués n'ont pas une ré- sistance mécanique suffisante. L'invention concerne les sables liés par du sili- cate de sodium durci par des carbonates d'alkylène tels que le carbonate de propylène, pouvant être régénéréspar un procédé d'attrition et réutiliséspar mélange avec du sable neuf, dans des proportions telles que le procédé est renta- ble et utilisable techniquement. On constate selon l'invention que du sable lié par une solution aqueuse de silicate de sodium et durci par un carbonate d'alkylène peut être régénéré sous forme d'un sa- ble acceptable par mise en oeuvre d'un procédé d'attrition pourvu que le sable soit pratiquement dépourvu d'humidité et que. la quantité de carbonate d'alkylène présente par rapport à la quantité de solution aqueuse de silicate de sodium ne dépasse pas une valeur déterminée. Plus précisément, l'invention concerne une composi- tion de sable pouvant être régénérée par un procédé d'attri- tion, après utilisation pour la fabrication de moules et/ou de noyaux de fonderie, en formant un sable régénéré accep- table, cette composition contenant du sable, une solution aqueuse de silicate de sodium et un carbonate d'alkylène et se caractérisant en ce que, avant l'utilisation, la teneur en carbonate d'alkylène ne dépasse pas il % du poids de la solution aqueuse de silicate de sodium et en ce que, pendant la régénération, la composition usée ne contient pas plus de 0,8 % en poids d'humidité résiduelle, cette valeur étant déterminée par la perte au feu à 550'C. L'invention concerne aussi un procédé- de prépara- tion d'un sable régénéré acceptable à partir de moules ou noyaux de fonderie qui ont été utilisés pour la fabrication de pièces métalliques moulées, ce procédé comprenant le broyage sous forme particulaire des moules ou noyaux usés, formés d'une composition contenant du sa- ble particulaire, une solution aqueuse de silicate de so- dium et un carbonate d'alkylène, ce dernier ayant une te- neur qui ne dépasse pas 11 % du poids de la solution aqueu- se de silicate de sodium, puis le traitement des particules résultantes par une opération d'attrition afin que les impuretés soient retirées, les particules étant séchées, avant ou pendant l'opération d'attrition,afin qu'elles ne contiennent pas plus de 0,8 % en poids d'humidité rési- duelle, déterminée par la perte au feu à 550'C. De préférence, la composition usée ne contient pas plus de 0,5 % en poids d'humidité résiduelle, déter- minée par la perte au feu à 5500C. Dans le présent mémoire, l'expression "sable ré- généré acceptable" ou, en résumé, "sable acceptable" dé- signe un sable régénéré qui peut être utilisé au moins dans cinq cycles supplémentaires comprenant (i) la mise sous forme de moules et/ou de noyaux liés par un liant à base de silicate de sodium durci par un carbonate d'alky- lène, (ii) la régénération comprenant les opérations de broyage et d'attrition, et (iii) la réutilisation par mélange, en proportions prédéterminées, avec du sable non usé, c'est-à-dire du sable qui n'a pas été utilisé dans un moule ou un noyau de fonderie, avec un liant à base de silicate de sodium et avec un carbonate d'alkylène, afin que, à la fin de chaque cycle, le mélange de sable, de liant et de durcisseur possède un temps de vie qui n'est pas inférieur à 80 % de celle d'un mélange analogue ne contenant que du sable neuf, et pouvant être mis sous forme d'un moule ou d'un noyau dont la résistance à la rupture n'est pas inférieure à 85 % de celle des mou- les et/ou noyaux contenant uniquement du sable neuf. Le temps de vie d'un sable de fonderie eEt le temps pendant lequel le sable est utilisable, et la résistance à la rupture d'un moule ou d'un noyau est celle qui est obtenue lorsque le liant a durci complètement, cette résistance pouvant être-avantageusement déterminée par mesure après 24 h. Le "temps de vie" peut être déterminé quantitativement sous forme du temps, exprimé en minutes, nécessaire pour qu'un noyau cylindrique normalisé AFS de 50 x 50 mm atteigne une résistance à la compression de 0, 0981 bar, et la "résistance à la rupture" peut être considérée comme celle d'un noyau cylindrique normalisé AFS de 50 x 50 mm après conservation pendant 24 h dans un récipient fermé. La teneur en humidité du sable usé à liant de silicate de sodium durci chimiquement, a plusieurs origi- nes qui sont notamment: (1) l'eau libre, (2) l'eau liée chimiquement dans le film de liant, à divers degrés, et. (3) les sous-produits volatils de la décomposition du durcisseur pendant sa réaction. Comme l'humidité de certaines origines ne se vo- latilise que lentement à température relativement faible, on ne peut pas déterminer avec précision l'humidité rési- duelle du sable usé à ces températures car on ne peut pas atteindre l'équilibre. Il faut donc utiliser une normalisa- tion à température relativement élevée afin de déterminer la teneur en humidité et, dans le cadre de l'invention, on choisit une température de 5500C. Le sable peut être séché à un moment ou un autre du procédé de régénération, par tout procédé commode, afin que le sable usé ne contienne pas plus de 0,8 % en poids d'humidité résiduelle, déterminée par la perte au feu à 550'C. Par exemple, après le broyage, les particules de sable peuvent être séchées sur des plateaux, dans une étuve à circulation d'air chaud, ou par traitement dans un cou- rant d'air chaud en lit fluidisé. Le sable peut aussi être séché au degré nécessaire pendant l'opération d'attrition du procédé de régénération. Le séchage du procédé de régénération peut être exécuté dans une large plage de températures, mais de pré- férence à une température aussi faible que possible en pra- tique, par exemple 1000C ou moins, pour des raisons d'éco- nomie d'énergie. Lorsque le temps de prise doit rester aussi faible que possible, les températures élevées de sé- chage doivent être évitées. La durée d'extraction représente le temps après lequel un modèle peut être retiré d'un moule ou un noyau d'une boite à noyaux, et la "durée d'extraction" peut être considérée comme étant le temps, exprimé en minutes, pour qu'un noyau cylindrique normalisé AFS de 50 x 50 mm attei- gne une résistance à la compression de 6,867 bars. L'appareillage de régénération du sable par attrition utilisé pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention peut être d'un type quelconque. Par exemple, les particules de sable peuvent être entraînées dans un courant d'air rapide et projetées sur une cible. Les par- 24?3814 ticules de sable entrent en collision mutuelle et avec la cible et, à la suite du frottement résultant, les impuretés sont extraites. La régénération des sables liés par du silicate de sodium ayant une teneur élevée en oxyde de sodium, est plus satisfaisante que celle des sables liés par des silica- tes à faible teneur en oxyde de sodium. Les silicates de sodium à faible rapport silice/oxyde de sodium sont donc préférables à ceux dont ce rapport est élevé puisque, pour une teneur donnée en silicate de sodium, ces liants ont une plus grande teneur en oxyde de sodium. En pratique, on constate que les silicates de sodium dont le rapport molaire silice/oxyde de sodium est compris entre 2,0/1 et 2,7/1 sont préférables pour la formation d'un sable régénéré acceptable, ayant des propriétés convenables de temps de vie, de vitesse de durcissement, etc. Au-dessous d'un rapport de 2,0/1, les silicates de sodium peuvent encore être utilisés mais ils donnent des composi- tions dont la vitesse d'augmentation de résistance mécani- que est trop faible pour la plupart des applications, alors que les silicates de sodium dont le rapport dépasse 2,7/1 forment des sables dont le temps de vie est trop faible. L'augmentation de la quantité de durcisseur sous forme de carbonate d'alkylène présent par rapport au si- licate de sodium rend plus difficile une régénération sa- tisfaisante si bien que, pour une quantité déterminée de liant à base de silicate de sodium, on doit utiliser aussi peu de durcisseur que possible. On ne peut pas régénérer de façon satisfaisante un sable lorsque la quantité de durcisseur dépasse il % du poids de la solution aqueuse de silicate de sodium, mais, dans le cadre de cette restriction, les quantités réelles de solution aqueuse de silicate de sodium et de carbonate d'alkylène présents peuvent varier. Cependant, la proportion de carbonate d'alkylène durcisseur, par rapport au poids de solution aqueuse de silicate de sodium, n'est pas inférieure à 8 % en poids habituellement, car les caractéristiques de durcis- sement de la composition ne seraient pas alors satisfaisantes. Le cas échéant, le silicate de sodium liant peut aussi contenir une certaine quantité d'un autre silicate al- calin, par exemple de potassium. D'autres ingrédients peuvent aussi-être incorporés mais on doit prendre des précautions afin que les sables ré- générés soient encore acceptables. On utilise très couram- ment des solutions de silicate de sodium contenant un sucre comme liant en fonderie, et on peut utiliser certains sili- cates de sodium contenant un sucre pour la formation de-sa- ble régénérable selon l'invention. Cependant, il est primor- dial de tester les liants avant leur utilisation car beau- coup ne donnent pas satisfaction, notamment ceux dans les- quels le rapport silice/oxyde de sodium dusilicate de sodium dépasse 2,0/1 environ. Le carbonate d'alkylène est de préférence le carbo- nate de propylène, bien que d'autres puissent convenir, no- tamment les isomères du carbonate de butylène. On peut aussi utiliser des mélanges d'au moins deux carbonates d'alkylène, surtout lorsqu'on veut utiliser un carbonate d'alkylène à l'état solide. Dans ces conditions, par exemple lors de l'utilisation de carbonate d'éthylène, il est commode que le carbonate d'alkcylène solide soit dissout dans un carbo- nate d'alkylène liquide, par exemple le carbonate de pro- pylène. Le sable régénéré est avantageux car non seulement il peut être réutilisé de façon répétée mais encore certai- nes propriétés de la composition formée avec le sable régé- néré et du sable neuf peuvent être supérieures à celles d'une composition ne contenant que du sable neuf. On constate de façon surprenante que la résistance à la rupture du sable durci augmente considérablement, et le temps de vie du sable peut être presque doublé. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre d'exemples particuliers de mise en oeuvre dans lesquels le 24e38 4 sable utilisé est un sable de silice "Chelford 50" (finesse normalisée A.F.S. no 44). On détermine la régénérabilité des compositions de sable par la procédure d'essai décrite dans la suite du pré- sent mémoire. La dimension granulaire du sable usé provenant de moule de pièces d'acier moulé, est réduite dans un vi- brateur comprenant une série de grilles vibrantes ayant des ouvertures qui diminuent progressivement. Le sable broyé est séché à l'étuve à 1100C pendant 1 h (sauf indications contraires) afin que la teneur en humidité résiduelle du sable soit inférieure à 0,8 %, com- me déterminé par la perte au feu à 550'C. On soumet alors le sable séché à une opération d'attrition par entraînement du sable broyé dans un courant d'air et par projection du sable contre une cible métallique. On retire les fines (inférieures à 74 microns) du sable par traitement dans un lit fluidisé. On mélange le sable régénéré (70 % en poids) avec du sable neuf sec (30 % en poids) et on mélange ensuite une partie de la matière formée avec un liant et un durcisseur neufs et on détermine les caractéristiques de la nouvelle liaison. On détermine le temps de vie d'un mélange de sable, de liant et de durcisseur suivant la définition donnée précédemment, c'est-àdire par détermination du temps nécessaire pour qu'un noyau normalisé atteigne une résistance à la compression de 0,0981 bar. On mélange aus- si le reste avec un liant et un durcisseur neufs et on l'utilise pour la préparation d'un moule dont on recycle le sable. Le sable est utilisé cycliquement cinq fois sup- plémentaires par mise en oeuvre de cette procédure, ou jusqu'à ce que les caractéristiques de liaison ne corres- pondent plus aux critères précités. On détermine ces caractéristiques de liaison de la manière suivante. On mélange le durcisseur puis le liant avec le sable et on utilise le mélange résultant pour la préparation de noyaux normalisés de 50 x 50 mm. On détermine les résis- tances à la compression des noyaux a) à des intervalles pouvant atteindre 1 h environ, avec conservation dans des récipients fermés empêchant la déshydra tation, et b) après 24 h dans des récipients fermés ou avec exposition à l'air. Dans les tableaux des différents exemples, les valeurs d'un cycle particulier sont celles qui sont déter- minées avant le début de ce cycle. EXEMPLE 1 On détermine la régénérabilité de sable lié par 3,2 % en poids d'une solution de silicate de sodium (SiO2/Na2O: 2,0/1, viscosité égale à 100 cP à 20'C) et 0,32 % en poids de carbonate de propylène, en fonction de la température de séchage qui précède l'attrition méca- nique. On compare quatre systèmes correspondant aux con- ditions suivantes: (1) sable séché à 1100C pendant 1 h (2) sable séché à 200'C pendant 1 h (3) sable séché à 4500C pendant 1 h (4) sable séché à 800'C pendant 1 h On obtient les résultats suivants des essais normalisés. SYSTEME 1 CYCLE 1 CYCLE 2 CYCLE 3 CYCLE 4 CYCLE 5 CYCLE 6 Temps de vie, min ,0 11,5 ,0 ,0 13,0 17,0 249381., Résistance à la compression, bars Temps, min 24 h 24 h 30 40 50 60 avec sans déshy- drata- tion 2,2 3,0 4,9 1,9 1,0 1,7 4,2 ,0 ,2 4,9 7,4 3,8 ,2 6,5 12,6 8,2 12,3 , 8 6,1 7,6 14,4 ,7 14,9 7,7 7,4 9,2 16,8 14,0 16,2 11,5 32,1 39,9 ,5 44,5 46,0 39,9 déshy- drata- tion 21,5 26,5 24,9 36,4 ,0 36,4 SYSTEME 2 CYCLE 1 10,0 2,2 4,2 5,2 6,2 7,4 32,0 21,5 CYCLE 2 17,0 0,6 1,2 3,0 5,2 7,4 51,6 24,9 CYCLE 3 17,0 0,8 2,7 4,5 6,3 7,5 45,5 23,5 CYCLE 4 18,0 0,2 2,4 6,7 8,4 10,9 53,5 38,5 CYCLE 5 15,0 0,7 3,5 8,0 12,2 13,7 50,1 29,4 CYCLE 6 19,0 0,1 1,3 3,8 7,2 10,2 51,6 34,5 SYSTEME 3 CYCLE 1 10,0 2,2 4,2 5,2 6,1 7,4 32,0 21,5 CYCLE 2 16,0 0,3 1,3 1,7 2,3 2,9 58,4 23,5 CYCLE 3 14,0 0,6 1,5 2,4 3,4 3,9 37,9 17,0 CYCLE 4 11,0 0,4 1,4 1,9 2,4 3,2 47,2 24,5 CYCLE 5 14,0 0,5 1,3 2,2 2,7 3,3 49,1 23,5 CYCLE 6 16,0 0,3 1,4 2,2 3,0 3,8 41,5 21,0 SYSTEME 4 CYCLE 1 10,0 2,2 4,2 5,2 6,1 7,4 32,0 21,5 CYCLE 2 13,0 0,6 1,3 2,1 2,1 2,5 39,9 27,1 n W température utilisée soit inférieure à 200 C pour des rai- sons d'économie d'énergie. En outre, comme l'indiquent ces résultats, les températures élevées de séchage peuvent constituer un inconvénient car elles ont tendance à prolonger les temps de prise. EXEMPLE 2 On compare les systèmes suivants, dans lesquels les additions de liant sont de 3,5 % en poids et celles de durcisseur de 0,35 % en poids: (5) silicate de sodium à rapport SiO2/Na2O égal à 2,0/1, viscosité de 100 cP à 20 C, carbonate de propylène, (6) silicate de sodium comme pour (5), mélange d'acétates de glycérol. On obtient les résultats suivants: SYSTEME 5 CYCLE 1 CYCLE 2 CYCLE 3 CYCLE 4 CYCLE 5 CYCLE 6 Temps de vie, min Résistance à la compression, bars Temps, min 24 h 24 h 20 30 40 60 avec sans déshy- drata- tion 0,1 7,0 - 4,0 - 3,9 - 3,4 - 2,9 - 1,0 11,2 9,0 8,8 7,4 6,9 4,3 ,3 11,3 ,2 9,6 9,3 7,1 18,8 ,1 13,9 11,0 ,9 8,9 28,8 34,4 39,6 39,4 34,4 36,0 déshy- drata- tion 22,1 24,3 31,5 33,6 31,9 34,0 SYSTEME 6 CYCLE 1 9 0,1 4,5 8,0 11,0 14,0 31,1 22,0 CYCLE 2 10 0,1 2,9 5,0 7,2 9,4 27,6 16,8 CYCLE 3 6. 2,0 4,0 5,2 5,7 6,0 20,8 14,3 CYCLE 4 2 non déterminé Les résultats (5) peut être régénéré, cédemment. En outre, lE qui précèdent montrent que le système suivant la définition donnée pré- système (6) n'est pas régénérable, suivant la même définition, car (i) le temps de vie diminue très rapidement et devient pratiquement nul au cinquième cycle, (ii) les résistances mécaniques finales dans de nombreux cas diminuent au-dessous du niveau acceptable. &a 24838! EXEMPLE 3 On compare la régénérabilité des systèmes suivants (indiquée en pourcentage en poids) (7) 4,0 % de silicate de sodium SiO2/Na2O égal 2, 0/1, viscosité 100 cP à 20 C, 0,4 % de carbonate de propylène, (8) 3,5 % de silicate de sodium comme dans (7), 0,35 % de carbonate de propylène (9) 3,0 % de silicate de sodium - comme dans (7) 0,3 % de carbonate de propylène Ainsi, dans tous les cas, la teneur en durcisseur représente 10 % du liant. *On obtient les résultats suivants. I Résistance à la compressions bars temps, min 24 h 24 h 30 40 50 60 avec déshy- drata- tion sans déshy- drata- tion SYSTEME 7 CYCLE 1 CYCLE 2 CYCLE 3 CYCLE 4 CYCLE 5 CYCLE 6 12 2,0 0,8 0,9 13 2,1 11 5,0 13 1,9 3,0 4,9 6,6 7,9 41,5 3,2 5,1 7,4 9,4 45,0 2,8 6,3 7,5 9,4 45,5 4,9 7,9 9,2 12,4 41,9 9,8 14,8 19,2 22,3 43,9 6,0 11,5 13,2 15,0 42,0 SYSTEME 8 CYCLE 1 11 2,0 3,0 3,5 4,9 6,0 31,0 21,0 CYCLE 2 15 0,7 2,3 4,6 6,9 8,5 52,5 23,5 CYCLE 3 15 1,6 5,8 8,2 11,0 11,5 50,1 35,9 CYCLE 4 13 1,6 3,8 7,0 8,2 9,7 33,9 26,5 CYCLE 5 13 1,7 3,8 5,0 6,3 8,5 38,9 22,0 CYCLE 6 18 0,9 1,9 4,8 7,4 9,7 52,3 23,5 SYSTEME 9 CYCLE 1 10.1,0 2,1 3,2 4,2 6,3 32,0 10,5 CYCLE 2 14 1,0 1,9 3,7 5,4 7,5 47,4 18,9 CYCLE 3 16 1,4 3,3 5,5 7,5 9,2 45,0 28,0 CYCLE 4 12 1,9 3,9 6,5 9,6 11,5 33,7 25,9 CYCLE 5 13 1,7 3,3 4,6 5,8 7,7 37,3 19,9 CYCLE 6 14 1,0 3,9 4,8 5,8 7,3 36,9 24,9 Les résultats qui précèdent montrent que les trois systèmes éprouvés sont tous régénérables suivant la définition donnée précédemment. On constate que cette régénérabilité n'est pas affectée par la teneur en liant lorsqu'elle est comprise entre 3,0 et 4,0 %, pour une pro- portion de durcisseur de 10 % par rapport au liant. EXEMPLE 4 On détermine la régénérabilité de sable lié des systèmes liant-durcisseur suivants afin de déterminer les effets de la variation de la proportion de durcisseur par Temps de vie, min 14,6 ,9 ,4 32,1 36,4 32,4 24eQ81 rapport au liant, tous les pourcentages étant exprimés en poids: (10) 3,5 % de silicate de sodium, SiO2/Na2O = 2,0/1, viscosité 100 cP à 20 C, 0,35 % de carbonate de propylène (11) 3,5 % de silicate de sodium comme dans (10) 0,42 % de carbonate de propylène (12) 3,5 % de silicate de sodium - comme dans (10), 0,53 % de carbonate de propylène (13) 3,5 % de silicate de sodium -comme dans (10), 0,63 % de carbonate de propylène Les caractéristiques du sable réagloméré des systèmes (10) à (13) sont déterminées par la procédure dé- crite précédemment et on obtient les résultats suivants. Résistance à la compression, bars Temps, min 24 h 24 h 30 40 50 60 avec sans j:l e.. -U- -u - '' uesniy- drata- tion drata- tion SYSTEME 10 CYCLE 1 CYCLE 2 CYCLE 3 CYCLE 4 CYCLE 5 CYCLE 6 11 1,9 14 0,8 11 4,4 3,5 13 1,7 17 0,2 3, 3 4,5 6,5 3,7 6,8 8,1 11,2 17,3 22,0 8,9 12,1 13,7 ,0 9,6 13,5 2,6 5,8 8,7 SYSTEME 11 CYCLE 1 10 1,8 4,3 6,5 7,3 7,9 41,5 27,4 CYCLE 2 14 1,1 4,0 7,9 11,1 12,2 42,5 32,9 CYCLE 3 7 7,7 14,7 22,5 - - 30,0 20,5 CYCLE 4 0 - - - - - - - SYSTEME 12 CYCLE 1 10 3,8 8,7 9,4 10,9 14,8 33,4 18,7 CYCLE 2 13 0,9 4,8 5,6 12,6 16,5 47,0 29,0 CYCLE 3 9 5,5 10,5 16,1 22,1 24,6 16,2 v 14,8 CYCLE 4 0 - - - - - - - SYSTEME 13 CYCLE 1 10 4,7 12,1 14,4 16,0 16,0 26,5 16,0 CYCLE 2 11 3,0 6,2 9,4 11,8 18,1 40,4 28,4 CYCLE 3 5 7,9 14,0 15,6 16,8 17,8 24,9 18,6 CYCLE 4 0 - - - - - - Les résultats de l'exemple qui précède montrent que l'utilisation de 10 % de durcisseur par rapport au liant (correspondant au système 10) correspond à un sable régéné- rable d'après la définition donnée précédemment. L'utilisation d'une teneur en durcisseur supérieure ou égale à 12 % par rapport au liant (dans les systèmes 11 à 13) conduit à un sable recyclé qui est rendu finalement inutilisable par la disparition du temps de vie. Temps de vie, -min 7,9 ,3 22,0 18,9 ,6 8,7 ,0 46,0 34,0 44,9 51,1 36,4 22, 4 23,9 31,0 42,5 27,0 ,4 EXEMPLE 5 On détermine la régénérabilité de sable lié par des silicates de sodium ayant des rapports SiO2/Na2O supérieurs à 2,0/1 et pouvant atteindre 2, 7/1, pour des additions de 3,5 % en poids au sable, avec addition de 0,35 % en poids de carbonate de propylène formant dur- cisseur. - On étudie les systèmes suivants: (14) silicate de sodium, rapport SiO2/Na2 2,2/1, viscosité 100 cP à 20 C (15) silicate de sodium, rapport SiO2/Na2 2,4/1, viscosité 100 cP à 20 C - (16) silicate de sodium, rapport SiO2/Na2 2,7/1, viscosité de 100 cP à 20 C Les résultats obtenus sont les suivants: O = 0 = O = Temps de vie, min SYSTEME 14 CYCLE 1 CYCLE 2 CYCLE 3 CYCLE 4 CYCLE 5 CYCLE 6 248388i4 Résistance à la compression, bars Temps, min 24 h avec 24 h sans 30 40 50 déshydra- déshydra- tation tation 6,3 4,5 2,0 2,0 2,0 2,0 ,3 7,5 4,3 4,2 4,2 3,7 12,5 11,3 9, 4 9,2 9,4 6,1 14,3 14,7 13,3 12,6 13,2 ,5 33,9 38,9 54,0 O 44,5 47,0 38,9 24,9 ,9 22,4 24,9 29,0 24,5 SYSTEME 15 CYCLE 1 8 7,7 13,7 17,5 19,2 38,5 27,4 CYCLE 2 14 0,2 2,1 6,5 10,3 71,0 28,0 CYCLE 3 15 0,2 2,3 6,8 10,6 61,4 38,5 CYCLE 4 15 0,3 3,3 7,8 10,8 57,9 30,0 CYCLE 5 15 0,5 3,0 5,3 12,8 47,6 33,9 CYCLE 6 17 2,1 3,1 6,1 10,5 46,5 30,4 SYSTEME 16 10 20 30 40 CYCLE 1 6 3,9 12,0 18,9 - 26,1 17,5 CYCLE 2 6 0,8 4,6 10,0 11,9 36,4 26,5 CYCLE 3 8 0,2 1,8 5,7 9,2 36,9 23,5 CYCLE 4 5 0,6 2,1 6,5 8,3 48,4 - 25,9 CYCLE 5 9 0,1l 1,4 4,0 7,9 41,1 22,0 CYCLE 6 7 0,3 2,5 6,4 10,2 39,9 22,5 Les résultats précédents confirment qu'on peut obtenir des sables régénérables avec un liant de silicate de sodium correspondant à un rapport supérieur à 2,0 et pouvant atteindre 2,7. EXEMPLE 6 On prépare les systèmes liants suivants: (17) on dissout 10 % en poids de saccharose dans % en poids de la solution de silicate de sodium du sys- tème (10) (18) on dissout 10 % en poids de saccharose dans % en poids de la solution en poids de silicate de sodium du système (14), 24 Q38 4 (19) on dissout 10 % en poids de saccharose dans % en poids de la solution de silicate de sodium du sys- tème (15), (20) on dissout 10 % en poids de saccharose dans 90 % en poids de la solution de silicate de sodium du sys- tème (16). On détermine la régénérabilité des systèmes (17) à (20) sous forme d'une addition de 3,5 % par rapport au poids de sable, avec 0,35 % en poids de carbonate de pro- pylène formant durcisseur. On obtient les résultats suivants. Temps de vie SYSTEME 17 CYCLE 1 CYCLE 2 CYCLE 3 CYCLE 4 CYCLE 5 CYCLE 6 1 9 2 4 2483814 Résistance à la compressions bars Temps, min 24 h avec 24 h sans 30 40 50 déshydra- déshydra- tation 2,1 0,8 0,8 0,6 0,6 0,1 4,2 3,0 2,6 2,4 2,5 0,8 6,0 4,8 4,9 4,9 4, 9 3,0 7,4 ,0 ,2 7,1 ,2 4,5 ,5 ,4 ,6 38,1 37,2 ,6 tation ,2 16,9 16,6 19,1 16,6 36,3 SYSTEME 18 CYCLE 1 9 7,5 15,5 15,8 16,6 43,9 21,7 CYCLE 2 16 0,5 2,2 5,4 8,7 55,0 22,0 CYCLE 3 16 0,5 2,9 5,5 8,9 51,1 22,1 CYCLE 4 14 1,4 3,7 6,2 7,5 58,4 24,1 CYCLE 5 16 0,4 2,1 4,3 6,7 41,1 24,1 CYCLE 6 18 0,2 1,9 5,3 8,0 43,0 17,6 SYSTEME 19 CYCLE 1 7 11,7 15,4 17,6 18,2 41,1 22,6 CYCLE 2 11 1,4 3,6 6,2 8,7 50,1 20,1 CYCLE 3 15 0,4 1,3 2,9 5,1 55,5 16,6 CYCLE 4 16 0,3 0,9 2,6 4,4 51,1 16,2 CYCLE 5 14 0,7 2,4 5,3 8,0 50,1 18,0 CYCLE 6 14 0,6 1,5 2,9 4,9 47,4 18,8 SYSTEME 20 CYCLE 1 6 10,7 15,4 18,2 - 21,7 19,7 CYCLE 2 7 4,8 8,4 13,6. - 42,0 19,0 CYCLE 3 9 1,1 4,5 8,6 12,2 36,4 16,3 CYCLE 4 5 4,9 9,4 10,0 - 41,1 15,2 CYCLE 5 5 2,1 3,5 7,1 - 46,0 12,2 CYCLE 6 5 2,5 7,0 9,9 - 50,1 14,0 Comme l'indique le tableau, la présence du saccha- rose dans le liant de silicate de sodium a un effet nuisi- ble sur les propriétés du sable régénéré, la résistance à la rupture mesurée en l'absence de déshydratation di- minuant lorsque le rapport silice/oxyde de sodium du silicate 24e3814 augmente, jusqu'à ce que la résistance à la rupture des noyaux formés avec la composition de sable et de liant ne correspondeplus à la définition d'un sable régénéré accep- table. EXEMPLE 7 On détermine la régénérabilité de sable lié avec le système suivant afin de connaître l'effet de l'utilisa- tion d'un durcisseur dont la composition est formée d'un mélange contenant des quantités pondérales égales de car- bonate de prcpylène et de carbonate d'éthylène. (21) 3,5 % en poids de silicate de sodium SiO2/Na2O = 2,0/1, viscosité 100 cP à 20 C, 0,35 % en poids de carbonate de propylène/carbonate d'éthylène (1/1). On détermine les caractéristiques de liaison nou- velle du système (21) par mise en oeuvre de la procédure décrite précédemment et on obtient les résultats suivants. Temps - Résistance à la compression, bars de Temps, min 24 h 24 h vie 20 30 40 50 60 avec sans déshy-déshy- drata-drata- tion tion SYSTEME 21 CYCLE 1 7 2,7 5,7 7,4 7,9 8,2 30,2 13,5 CYCLE 2 11 2,1 4,7 6,3 7,5 8,4 28,9 16,0 CYCLE 3 12 2,6 3,8 6,2 8,6 10,4 39,5 17,9 CYCLE 4 12 2,7 5,5 8,5 9,2 9,9 28,4 19,7 CYCLE 5 11 4,2 7,8 9,9 11,0 12,2 38,2 26,5 CYCLE 6 11 4,0 7,8 11,6 13,5 14,8 30,0 18,9 Les résultats de cet exemple montrent que l'utili- sation de 10 % de durcisseur, par rapport au liant, le dur- cisseur ayant une composition formée de poids égaux de car- bonate de propylène et de carbonate d'éthylène, permet la formation d'un sable régénérable selon l'invention. EXEMPLE 8 Cet exemple démontre l'importance de l'opération de séchage au cours de la régénération. La régénérabilité de sable lié par les systèmes suivants de liant et de durcisseur, est déterminée afin 21 24P3814 que l'effet du séchage sur la régénérabilité apparaisse, tous les pourcentages étant pondéraux. (22) 3,5 %o de silicate de sodium SiO2/Na20 = 2,2/1, viscosité 100 cP à 20 C, 0,35 % en poids de carbonate de propylène. Le sable usé subit un séchage pendant la régé- nération, jusqu'à une teneur en humidité de 0,5 % en poids, déterminée par la perte au feu à 550 C. (23) 3,5 % de silicate de sodium SiO2/Na2O = 2,2/1, viscosité 100 cP à 20 C, 0,35 % en poids de carbonate de propylène. Le sable usé a une teneur en humidité résiduelle de 1,32 % en poids, déterminée par la perte au feu à 550 C. Temps Résistance à la compression, bars de Temps, min 24 h 24 h vie 20 40 60 80 100 avec sans déshy- déshy- drata- drata- tion tion SYSTEME 22 CYCLE 1 8 9,0 13,8 21,3 21,7 22,4 27,0 22,5 CYCLE 2 18 - 6,9 10,3 11,7 12,2 27,4 24,1 CYCLE 3 22 - 6,4 11,9 12,8 14,7 39,6 26,5 CYCLE 4 22 - 11,9 15,1 17,2 18,7 50,6 38,3 CYCLE 5 21 - 3,9 6,9 8,4 19,8 32,8 23,4 CYCLE 6 22 - 6,4 8,8 9,8 11,3 41,7 22,5 20 30 40 50 SYSTEME 23 CYCLE 1 8 1,1 9,0 12,5 13,8 17,8 27,1 22,5 CYCLE 2 11 - 1,4 7,1 10,5 14,1 36,9 30,3 CYCLE 3 3 non déterminé CYCLE 4 0 non déterminé Les résultats de cet exemple montrent que, lorsque la teneur en humidité résiduelle du sable usé est trop éle- vée (système 23), le temps de vie d'au moins 80 % du temps de vie d'origine ne peut pas être obtenu à la fin de chaque cycle, lors d'une utilisation répétée. REVENDICATIONS 1. Composition de sable pouvant être régénérée par une opération d'attrition après utilisation pour la fabri- cation de moules et de noyaux de fonderie, la composition formant un sable régénéré acceptable et contenant du sable, une solution aqueuse de silicate de sodium et un carbonate d'alkylène, ladite composition étant caractérisée en ce que, avant utilisation, la teneur en carbonate d'alkylène ne dé- passe pas 11 % du poids de la solution aqueuse de silicate de sodium, et, pendant la régénération, la composition de sable usé ne contient pas plus de 0,8 % en poids d'humidité résiduelle, déterminée par la perte au feu à 550'C. 2. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que, pendant la régénération, la composition de sable utilisée ne contient pas plus de 0,5 % en poids d'humidité résiduelle, déterminée par la perte au feu à 550'C. 3. Composition selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la teneur en carbonate d'alkylène est comprise entre 8 et il % du poids de la solution aqueuse de silicate de sodium. 4. Composition selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisée en ce que le carbonate d'alkylène est choisi dans le groupe qui comprend le carbonate de pro- pylène, les isomères du carbonate de butylène, et les mé- langes de carbonate d'éthylène et de carbonate de propylène. 5. Procédé de préparation d'un sable régénéré accep- table à partir de moules et noyaux de fonderie qui ont été utilisés pour la fabrication de pièces métalliques moulées, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend le broyage sous forme particulaire de moules et noyaux formés d'une composition contenant du sable particulaire, une solu- tion aqueuse de silicate de sodium et un carbonate d'alkylène dont la teneur ne dépasse pas 11 % du poids de la solution aqueuse de silicate de sodium, puis le traitement des parti- cules résultantes dans une opération d'attrition afin que les impuretés en soient retirées, et, avant ou pendant l'opération d'attrition, le séchage des particules afin qu'elles ne contiennentpas plus de 0,8 % en poids d'humidi- té résiduelle, déterminée par la perte au feu à 550 C. 6. Elément choisi dans le groupe qui comprend les moules et noyaux de sable de fonderie, caractérisé en ce qu'il est formé à l'aide de la composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 4.