CN101773981A - 铸造粘土-树脂混合旧砂机械联合再生的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种铸造粘土-树脂混合旧砂机械联合再生的方法,经弱磁选去除磁性金属杂质,干燥并筛分、除尘去除砂块和粉尘,在磁感应强度大于14000Gs条件下经多次强磁选,分离出磁性混合旧砂和非磁性混合旧砂;非磁性混合旧砂在振动频率为15~50Hz,振幅1~6mm条件下,进行振动再生,在磨轮转速为800~1600r/min,磨轮与滚筒的间距为2~5mm条件下进一步研磨再生,使混合旧砂砂粒表面的粘结剂惰性膜彻底剥离,经筛分得再生砂。经该方法再生的磁性混合旧砂回用作粘土砂造型,而非磁性混合旧砂可代替新砂作为有机粘结剂砂制芯,实现粘土-树脂混合旧砂这一资源的循环使用,同时有利于环保。

Description

铸造粘土 -树脂混合旧砂机械联合再生的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种铸造粘土-树脂混合旧砂机械联合再生的方法,属于铸造旧砂再
生技术领域。 背景技术
[0002] 目前,大批量生产发动机铸件的铸造厂大都用粘土砂造型,用树脂等有机粘结剂 制芯,使砂芯的强度大大提高,落砂性能明显改善,但同时也使溃散和破碎的芯砂大量混入 造型的粘土旧砂中,这样芯砂与粘土砂在落砂时混在一起就形成了粘土 _树脂混合旧砂, 并且随着高效新型落砂机的使用,使芯砂的混入量进一步加大。大量的树脂芯砂混入粘土 砂后,会使循环使用的型砂有效粘土量减少,发气量增大,从而使铸件性能和铸件的表面质 量下降。同时还产生过多的需要排放、废弃的粘土-树脂混合旧砂,这些混合旧砂的排放、 废弃不仅要占用更多的土地面积,还由于所含的有机物等有害物质而给环境造成更大的污 染,同时不利于有限资源的循环利用。只有把这些过多的粘土 _树脂混合旧砂再生并代替 新砂作为有机粘结剂砂制芯,才能实现铸造用砂循环利用,达到无旧砂排放,清洁生产的目 标。
[0003] 如何将粘土-树脂混合旧砂进行再生,则是一个较大的技术难题。旧砂再生主要 是剥离砂粒表面包裹的残留的粘结剂惰性膜及杂质,使旧砂基本回复到原砂的性能,才能 代替新砂使用。粘土 _树脂混合旧砂砂粒表面包裹的残留粘结剂惰性膜主要为粘土和树 脂。粘土惰性膜较多与制备树脂砂原砂的要求相差太大,即其含泥量从10%以上减少到 0. 5%以下,混合旧砂中的粘土几乎要全部去除,去泥率高达95%以上。 [0004] 国内外目前采取的解决方案多为联合再生方法。其中之一是采用离心式多次多 级机械联合再生,虽可降低含泥量,但再生次数多,动力消耗大,生产效率低,且砂粒破碎率 高,粒度偏细。其中之二是湿法再生,即用水洗的方法除泥,不仅能耗、水耗大,而且占地多, 污泥、污水处理困难。其中之三是热法加机械法,该方法要经高温焙烧,因此其也存在能耗 大,容易产生二次污染,经济性较差等问题。上述这些方法既没有解决回用的混合旧砂作造 型粘土砂的的质量问题,更没有合理利用粘土-树脂混合旧砂中有效粘土,并且由于粘土 大量存在,还增加了粘土-树脂混合旧砂再生代替新砂作为有机粘结剂砂制芯的难度。 [0005] 研究发现,粘土 _树脂混合旧砂主要是由弱磁性物质和非磁性物质组成。粘土砂 及其旧砂的磁化系数在1. 07 X 10—6〜21. 65X 10—ScmVg之间,属弱磁性物质,树脂砂及其旧 砂属非磁性物质。采用强磁场可分离出非金属的磁性较强的粘土砂,剩余部分为非磁性物 质的树脂旧砂和磁性较弱的粘土旧砂。磁分离出的磁性混合旧砂主要为粘土旧砂,其树脂 含量低,有效粘土含量高,因此有利于回用作造型用粘土砂;剩余的非磁性混合旧砂含有较 多树脂砂,这部分旧砂含泥量大大降低,有效粘土含量也较低,因此有利于进一步再生作制 芯用有机粘结剂砂。
[0006] 现在国内的铸造砂处理磁分大多是用弱磁场磁选机除去旧砂中的铁,还没有有关 使用强磁场磁分粘土 _树脂混合旧砂的的技术公开报道。
3[0007] 振动再生就是在激振电机产生的力条件下,使砂粒与砂粒、砂粒与介质之间相互 搓擦去除粘土惰性膜,达到旧砂再生目的。振动再生产生的摩擦力和剪切力相对于其他干 法再生最容易使粘结剂惰性膜脱落,而且破碎率低,振动再生装置结构紧凑,安装成本低, 靠振动电机作动力源,传动部件少,设备维修量小,运转费用能耗低,投资回收期短,而且对 旧砂的预处理要求不严,回收率高, 一台设备具有多种功能,即可同时完成破碎,筛分,再生 冷却等工序。但缺点是去泥率低。
[0008] 研磨再生是在滚桶内上装一个磨轮,设备运转时砂粒与磨轮、砂粒与砂粒间均产 生强烈的摩擦、搓研及剪切作用,把砂粒表面的残留粘结剂薄膜磨下来,达到再生的目。研 磨再生砂粒处于滑动、滚动状态,主要是磨粒磨损机理起作用,是没有撞击、压力下的强力 摩擦,对塑性的粘土膜去除效果好,还有圆整粒形作用,并且破碎率低。但其研磨再生时间 较长,效率较低。
发明内容
[0009] 本发明的目的就是提供一种用磁分离、振动和研磨的机械联合再生方法使粘
土-树脂混合旧砂再生。经该方法再生的而使非磁性混合旧砂可代替新砂作为有机粘结剂
砂制芯,实现粘土 _树脂混合旧砂这一资源的循环使用,同时有利于环保。
[0010] 本发明通过下列技术方案完成:一种铸造粘土 _树脂混合旧砂机械联合再生的方
法,包括弱磁选去除磁性金属杂质,干燥并筛分、除尘去除砂块和粉尘预处理,其特征在于
还包括:
[0011] A、在磁感应强度大于14000Gs条件下,对预处理后的粘土 _树脂混合旧砂进行多 次强磁选,分离出磁性混合旧砂和非磁性混合旧砂;
[0012] B、将上述磁分离出的非磁性混合旧砂在振动频率为15〜50Hz,振幅1〜6mm条件
下,进行振动再生,使混合旧砂砂粒表面的粘结剂惰性膜剥离,粉尘经除尘回收;
[0013] C、将经上述振动再生后的混合旧砂在磨轮转速为800〜1600r/min,磨轮与滚筒
的间距为2〜5mm条件下进行研磨再生,使混合旧砂砂粒表面的粘结剂惰性膜彻底剥离,粉
尘经除尘回收;
[0014] D、将经上述研磨再生后的混合旧砂进行筛分,得筛下200目以上细粉回收,筛上 混合旧砂即为再生砂。
[0015] 所述A步骤强磁选是在常规磁选机上完成的,其中,给砂速度为45〜240mm/s,磁 矩《2mm,给砂厚度《2mm。
[0016] 所述B步骤的振动再生是在常规振动再生机上完成的。 [0017] 所述D步骤的研磨再生是在常规磨轮研磨再生机上完成的。 [0018] A步骤所得磁性混合旧砂回用作粘土砂造型。 [0019] D步骤所得再生砂代替新砂作为有机粘结剂砂制芯。
[0020] 本发明与现有技术相比具有下列优点和效果:采用上述方案,即充分利用磁分离 再生,使铸造粘土 _树脂混合旧砂中的磁性混合旧砂回用作粘土砂造型,让粘土 _树脂混合 旧砂中有效粘土得到充分利用,可不加或少加粘土,提高资源利用率,再通过振动再生和研 磨再生,使砂粒间的粘土惰性膜被彻底去除,而且没有撞击下的强力摩擦,破碎率低,对粘 土膜去除彻底,圆整砂子粒形,从而使粘土 _树脂混合旧砂再生代替新砂制芯。本发明工艺流程能耗小,污染低,效率较高,实现粘土 _树脂混合旧砂这一资源的循环使用,同时有利 于环保。
附图说明
[0021] 图1为本发明之工艺流程图。
[0022] 图中,1为预处理后的粘土 _树脂混合旧砂,2为强磁选机,3为振动二级再生机,4 为磨轮研磨三级再生机,5为细粒粉尘分离器,6为除尘器,7为可用来制芯的再生砂,Sl为 磁性粘土 _树脂混合旧砂,S2为非磁性粘土 _树脂混合旧砂,S3为细粒粉尘,S4为粉尘。
具体实施方式
[0023] 下面通过实施例对本发明做进一步说明。 [0024] 实施例
[0025] A、预处理后的粘土 _树脂混合旧砂1在强磁选机2进行四次强磁选,其条件为:磁 感应强度为14000Gs,给砂速度为63mm/s,磁矩《2mm,给砂厚度《2mm,分离出磁性混合旧 砂Sl和非磁性混合旧砂S2,分离出的磁性混合旧砂Sl回用作粘土砂造型,其中,预处理后 的粘土 _树脂混合旧砂1的成份为:粘土砂含量86 % ,含水量0.7%,含泥量12. 4% ,有效 粘土含量5.8%,粒度45〜75目;
[0026] B、将上述非磁性混合旧砂S2送振动二级再生机3中,在振动频率为25Hz,振幅为
4mm条件下,进行振动再生,使混合旧砂的粘结剂惰性膜剥离,粉尘S4送除尘器6回收;
[0027] C、将上述振动再生后的混合旧砂送磨轮研磨三级再生机4中,在磨轮转速为
1600r/min下,磨轮与滚筒的间距为4mm条件下进行研磨再生,使混合旧砂的粘结剂惰性膜
彻底剥离,然后送细粒粉尘分离器粉尘5筛分,同时粉尘S4送除尘器6回收;
[0028] D、将上述研磨再生后的混合旧砂经筛分,得筛下200目以上细粉回收,筛上混合
旧砂即为再生砂7。
[0029] 预处理后的粘土 -树脂混合旧砂1经上述再生处理后,其质量检测为含泥量: 0. 42%、灼减量:0. 47%、粒度分布:55-75,达到制芯用砂的质量要求。

Claims (2)

  1. 一种铸造粘土-树脂混合旧砂机械联合再生的方法,包括弱磁选去除磁性金属杂质,干燥并筛分、除尘去除砂块和粉尘预处理,其特征在于还包括:A、在磁感应强度大于14000Gs条件下,对预处理后的粘土-树脂混合旧砂进行多次强磁选,分离出磁性混合旧砂和非磁性混合旧砂;B、将上述磁分离出的非磁性混合旧砂在振动频率为15~50Hz,振幅1~6mm条件下,进行振动再生,使混合旧砂砂粒表面的粘结剂惰性膜剥离,粉尘送除尘回收;C、将上述振动再生后的混合旧砂在磨轮转速为800~1600r/min下,磨轮与滚筒的间距为2~5mm条件下进行研磨再生,使混合旧砂砂粒表面的粘结剂惰性膜彻底剥离,粉尘送除尘回收;D、将上述研磨再生后的混合旧砂经筛分,得筛下200目以上细粉回收,筛上混合旧砂即为再生砂。
  2. 2. 如权利要求1所述的铸造粘土 -树脂混合旧砂机械联合再生的方法,其特征在于所述A步骤的强磁选条件是:给砂速度为45〜240mm/s,磁矩《2mm,给砂厚度《2mm。
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