Zastosowanie analizy chromatograficznej w odlewnictwie

• Autorzy: Szymański Ł. , Żymankowska-Kumon S.

Warianty tytułu

EN

Chromatographic Analysis in Foundry Processes

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Odlewnictwo należy do gałęzi przemysłu o zwiększonym ryzyku zawodowym. Podczas całego procesu produkcji odlewów pracownicy narażeni są na niebezpieczne, szkodliwe i uciążliwe czynniki związane między innymi z emisją szkodliwych substancji. Jedną z przyczyn emisji są stosowane w odlewnictwie spoiwa (np. żywice lub nośniki węgla błyszczącego stosowane w masach z bentonitem) i utwardzacze ulegające w wysokiej temperaturze rozkładowi termicznemu. Wiąże się to z powstawaniem szeregu mniej lub bardziej szkodliwych związków organicznych. W zależności od rodzaju stosowanej żywicy, pod wpływem temperatury mogą tworzyć się i uwalniać takie związki jak: alkohol furfurylowy, formaldehyd, fenol, związki z grupy BTEX (benzen, toluen, etylobenzen, ksyleny). Chromatografia gazowa jest jedną z przydatnych technik do analizy wyżej wymienionych związków z grupy BTEX. W pracy skupiono się głównie na preparatyce próbek przed pomiarem chromatograficznym. Popełnienie błędu na tym etapie badań eliminuje późniejsze wyniki analizy. Wybór odpowiedniego rozpuszczalnika (eter dietylowy, disiarczek węgla), służącego do wymywania związków z grupy BTEX oraz etapowe przygotowanie próbek zapewni uzyskanie wiarygodnych i powtarzalnych wyników badań. Przedmiotem analizy były zaadsorbowane podczas pomiarów na odlewni gazy, pochodzące z zalewania ciekłym metalem masy formierskiej, sporządzonej na bazie popularnych spoiw stosowanych w odlewnictwie. Do badań wykorzystano chromatograf gazowy z detektorem płomieniowo-jonizacyjnym FID (ang. Flame Ionization Detektor).

EN

Foundry engineering belongs to an industrial branch of an increased professional risk. During the whole casting production process employees are exposed to dangerous, harmful and uncomfortable factors related, among others, to emissions of harmful substances. One of the reasons of such emission are binding agents applied in foundry practice (e.g. resins or lustrous carbon carriers applied in bentonite sands) and hardeners undergoing thermal decomposition at high temperatures. Due to this, several more of less harmful organic compounds are formed. In dependence on the applied resin, under a temperature influence can be formed and released such compounds as: furfuryl alcohol, formaldehyde, phenol, BTEX group. Gas chromatography is one of the useful techniques for the analysis of compounds from the group BTEX. The study focused on the samples preparation and selection of a suitable solvent (diethyl ether, carbon disulfide), to ensure a reliable and repeatable test results. The aim of this study was the determination the temperature influence on formation substances from the BTEX group, during thermal decomposition of the selected binder, used in foundry processes. The analysis was carried out by the gas chromatography method with the application of the flame-ionising detector (FID).

Słowa kluczowe

PL

chromatografia gazowa; spoiwo; odlewnictwo; związek BTEX; detektor płomieniowo-jonizacyjny

EN

gas chromatography; binder; founding; BTEX compounds; flame ionization detector

• Wydawca: Komisja Odlewnictwa Polskiej Akademii Nauk Oddział w Katowicach
• Czasopismo: Archives of Foundry Engineering
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 13, iss. 3 spec.
• Strony: 167--170
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Szymański Ł.

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Odlewnictwa, ul. Reymonta 23, 30-059 Kraków, Polska

autor

Żymankowska-Kumon S.

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Odlewnictwa, ul. Reymonta 23, 30-059 Kraków, Polska

Bibliografia

• [1] Bartulewicz, J., Gawłowski, J., Bartulewicz, E. Zastosowanie chromatografii gazowej i cieczowej do analizy Zanieczyszczeń środowiska, Państwowa Inspekcja Ochrony Środowiska, Warszawa 1997.
• [2] Bobrowski, A., Holtzer, M., Dańko, R., Żymankowska-Kumon, S. (2013). Analysis of gases emitted during a thermal decomposition of the selected phenolic binders. Metalurgia International, vol. 18, spec. iss. 7, pp. 259-261.
• [3] Holtzer, M., Bobrowski, A., Dańko, R., Żymankowska-Kumon, S., Kolczyk, J. (2013). Influence of a liquid metal temperature on a thermal decomposition of a phenolic resin. Archives of Foundry Engineering, vol. 13 iss. 2, pp. 35-38.
• [4] Holtzer, M., Dańko, R., Dańko, J., Kubecki, M., Żymankowska-Kumon, S., Bobrowski, A., Spiewok, W. (2013). Ocena szkodliwości materiałów wiążących stosowanych do mas formierskich i rdzeniowych nowej generacji (praca zbiorowa). Wydawnictwo Naukowe Akapit, Kraków. ISBN: 978-83-63663-19-3.
• [5] Holtzer, M., Grabowska, B., Żymankowska-Kumon, S., Kwaśniewska-Królikowska, D., Dańko, R., Solarski, W. & Bobrowski, A. (2012). Harmfulness of moulding sands with bentonite and lustrous carbon carriers. Metalurgija, vol. 51(4), 437-440.
• [6] Holtzer, M., Kubecki, M., Dańko, R., Żymankowska-Kumon, S., Bobrowski, A. (2013). Research on the influence of moulding sand with furan resin on the environment. 4th International Symposium on High-Temperature Metallurgical Processing, 643-650 (San Antonio, TMS 2013 Conference), DOI: 10.1002/978111-8663448.ch77.
• [7] http://www.gentechscientific.com, 18.11.2013 r., 12:43.
• [8] Humfrey C.D.N, Levy L.S. & Faux S.P. (1996). Potential carcinogenicity of foundry fumes: a comparative in vivo-in vitro study. Food and Chemical Toxicology 34, 1103-1111. DOI: 10.1016/S0278-6915(97)00081-1.
• [9] Ji S., Wan L., Fan Z. (2001). The toxic compounds and leaching characteristics of spent foundry sands. Water, Air and Soil Pollution 132, 347-364. DOI: 10.1023/A: 1013207000046.
• [10] Kubecki, M., Holtzer, M., Bobrowski, A., Dańko, R., Grabowska, B. & Żymankowska-Kumon, S. (2012). Analysis of the compounds from the BTEX group emitted during thermal decomposition of alkyd resin. Archives of Foundry Engineering, vol. 12(3), 67-72.
• [11] Kubecki, M., Holtzer, M., Żymankowska-Kumon, S. (2013). Investigations of the temperature influence on formation of compounds from the BTEX group during the thermal decomposition of furan resin. Archives of Foundry Engineering, vol. 13 iss. 2, s. 85-90.
• [12] LaFay, V.S., Neltner, S., Carroll, D., Couture, D.J. (2010). Know the Environmental Impact of Your Additives. Modern Casting 10, 27-29.
• [13] Ribeiro, M.G. & Filho W.R.P. (2006). Risk assessment of chemicals in foundries: the international chemical toolkit pilot-project. Journal of Hazardous Materials A136, 432-437. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2006.01.019.
• [14] Scarbel, P., Bats, C.E. & Griffin, J. (2006). Effect of Mold and Binder Formulation on Gas Evolution When Pouring Aluminum Casting. AFS Transactions 114, 435-445.
• [15] Experimental stand for investigating the emissivity and harmfulness of gases emitting from technological materials applied in casting and foundry processes (2012). Patent application: P-398 709 with legal effect.