CN101869965A - 一种铸造废砂再生的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种铸造废砂再生的方法，其特征在于：按废砂中钠∶氯化钙或氯化亚铁＝2∶0.8～1.5的摩尔比，将氯化钙或氯化亚铁加入废砂中，混合均匀，得再生废砂。可对铸造废砂——水玻璃砂进行无害化处理，使之成为性能稳定、可靠，且使用量较大的建筑用料，不仅解决了现有铸造废砂因填埋、丢弃而给生态环境造成的严重污染，以及对有限资源的极大浪费，而且不再占用有限的土地，让铸造废砂用作建筑材料成为现实。本发明提供的再生废砂中氧化钠(Na2O)含量低于1％，且再生处理成本较低，而售价则是处理价的2～3倍，同时做到了真正的“零”排放。

Description

一种铸造废砂再生的方法
技术领域
本发明涉及一种铸造废砂再生的方法，属于综合回收利用废弃资源技术领域。
背景技术
通常铸造企业中的固体废弃物主要是废砂，占总量的70％以上。我国铸件在2006年，其年产量已达2800多万吨，每生产出一吨合格铸件，就要产生约1.5吨废砂，废砂总量近4200多万吨。而废砂的再生回用率仅为20～30％，其中大部分是采用填埋或随意丢弃的办法处理，毫无疑问这将对生态环境造成严重污染，同时也是对有限资源的极大浪费，而且还占用有限的土地，另外为排放这些废渣还要花费运输费用、征地费用等，于国家、于企业都是不利的。废砂的回收利用目前还有：一是集中处理后再作为铸造砂回用，但普遍存在投入大，运作成本高等问题；二是做建筑材料使用，但由于没有对砂中的水玻璃进行无害化处理，将对使用后期带来危害，如：用水玻璃砂制作的混凝土，由于含有水玻璃，导致混凝土在使用后2～3年后，就会因出现白霜、发泡而使混凝土失效，一旦失效将带来严重后果，这也正是铸造废砂会被丢弃的重要原因。因为在铸造行业，为满足铸造工艺的要求，需要在制作砂型时，向砂中加入一定量的水玻璃(Na2·mSiO3)，由于用水玻璃型砂造型后，具有无或少粉尘污染、无毒害、型砂流动性好、易紧实、劳动强度低、操作简便、能耗低、硬化强度高、尺寸精度好等优点，因此是当前铸造行业中的主要造型材料。但是水玻璃在制备砂型过程中，会与空气中的CO2发生下列反应而生成碳酸钠：Na2·mSiO3+CO2＝Na2CO3+mSiO2↓。生成的碳酸钠(Na2CO3)长期在空气中会吸收空气中的水分及二氧化碳(CO2)，生成1个、3个和10结晶水的碳酸钠(Na2CO3)，并结成硬块，其结果是造成废砂结构改变而使性能不稳定，从而使废砂作为建筑材料的可能性落空。因此，研究一种能使铸造废砂再生利用的方法，既可保护环境又使企业走出一条循环经济的道路，是铸造行业当前的重要课题。
发明内容
为回收利用铸造废砂，使其变为稳定性好的建筑用材，同时消除其对环境造成的污染，为企业创造更好的经济效益，本发明提供一种铸造废砂再生的方法。
本发明的难点是：
要将铸造废砂再生为可用原料，必须对其中的硅酸钠以及生成的碳酸钠进行处理，以使铸造废砂具有可靠的稳定性能，而如何处理硅酸钠以及生成的碳酸钠，就是本发明之技术关键。多年来发明者们经过反复试验研究，最终找到了一条可行的途径。
本发明解决其技术问题所采用的是这样一种铸造废砂再生的方法，其特征在于：按废砂中钠∶氯化钙或氯化亚铁＝2∶0.8～1.5的摩尔比，将氯化钙或氯化亚铁加入废砂中，混合均匀，得再生废砂。
本发明提供的铸造废砂再生的方法具体经过下列步骤：
A、将废砂破碎至5mm以下的粒度；
B、在废砂中，按废砂中钠∶氯化钙或氯化亚铁＝2∶0.8～1.5的摩尔比，将氯化钙或氯化亚铁溶于水中；
C、将B步骤的水溶液加入废砂中，并调整废砂含水量在4～10％质量比；
D、搅拌混匀C步骤的混合物，得再生废砂。
所述氯化钙或氯化亚铁为市购工业级产品。
本发明在废砂中加入氯化钙(CaCl2)或氯化亚铁(FeCl2)水溶液后，让废砂中的碳酸钠(Na2CO3)和碳酸氢钠(NaHCO3)与之发生反应而成一非常稳定的产物——碳酸钙(CaCO3)或氧化铁(Fe2O3)，即人们日常所称的石灰石或铁锈，其反应式如下：
Na2SiO3+CaCl2＝CaCO3↓+SiO2↓
Na2CO3+CaCl2＝CaCO3↓+2NaCl
2NaHCO3+CaCl2＝CaCO3↓+CO2↑+2NaCl+H2O
Na2SiO3+FeCl2＝FeO↓+SiO2↓+2NaCl
Na2CO3+FeCl2＝FeO+2NaCl+CO2↑
4FeO+O2＝2Fe2O3
所述废砂中钠含量的测定为常规测定方法，它们是：1、先测定水玻璃中钠含量，再根据水玻璃加入量来计算出砂中钠的含量；2、直接测定混合好的水玻璃砂中的钠含量；3、测定废砂中钠含量。
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，可对铸造废砂——水玻璃砂进行无害化处理，使之成为性能稳定、可靠，且使用量较大的建筑用料，不仅解决了现有铸造废砂因填埋、丢弃而给生态环境造成的严重污染，以及对有限资源的极大浪费，而且不再占用有限的土地，让铸造废砂用作建筑材料成为现实。本发明提供的再生废砂中氧化钠(Na2O)含量低于1％，且再生处理成本较低，每吨低于30元人民币，而售价则是处理价的2～3倍，因此，为企业创造了更大的经济利益，同时做到了真正的“零”排放。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
本发明提供的铸造废砂再生的方法经过下列步骤：
A、将废砂破碎至5mm以下的粒度；
B、在废砂中，按废砂中钠∶氯化钙＝2∶0.8的摩尔比，先将氯化钙溶于水中后，再加入到废砂中；
C、调整废砂含水量在4％质量比；
D、搅拌混匀C步骤的混合物，得再生废砂。
实施例2
本发明提供的铸造废砂再生的方法经过下列步骤：
A、将废砂破碎至5mm以下的粒度；
B、在废砂中，按废砂中钠∶氯化亚铁＝2∶1.5的摩尔比，先将氯化亚铁溶于水中，再加入到废砂中；
C、调整废砂含水量在7％质量比；
D、搅拌混匀C步骤的混合物，得再生废砂。
实施例3
本发明提供的铸造废砂再生的方法经过下列步骤：
A、将废砂破碎至5mm以下的粒度；
B、在废砂中，按废砂中钠∶氯化钙＝2∶1的摩尔比，先将氯化钙溶于水中，再加入到废砂中；
C、调整废砂含水量在10％质量比；
D、搅拌混匀C步骤的混合物，得再生废砂。

Claims (2)

1.一种铸造废砂再生的方法，其特征在于：按废砂中钠∶氯化钙或氯化亚铁＝2∶0.8～1.5的摩尔比，将氯化钙或氯化亚铁加入废砂中，混合均匀，得再生废砂。
2.如权利要求1所述的铸造废砂再生的方法，其特征在于经过下列步骤：
A、将废砂破碎至5mm以下的粒度；
B、在废砂中，按废砂中钠∶氯化钙或氯化亚铁＝2∶0.8～1.5的摩尔比，将氯化钙或氯化亚铁溶于水中；
C、将B步骤的水溶液加入废砂中，并调整废砂含水量在4～10％质量比；
D、搅拌混匀C步骤的混合物，得再生废砂。
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Assignee: Kunming Gaopo Metallurgical Casting Co. Ltd.

Assignor: Yu Zhongquan|Shi Shangzhi

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Denomination of invention: Method for recycling cast waste sand

Granted publication date: 20111123

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