CN102527929A

CN102527929A - 一种水玻璃旧砂的再生方法

Info

Publication number: CN102527929A
Application number: CN2012100123731A
Authority: CN
Inventors: 卢记军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-01-16
Filing date: 2012-01-16
Publication date: 2012-07-04

Abstract

本发明提供了一种水玻璃旧砂的高效优质再生方法，包括如下步骤：将破碎和筛分好的水玻璃旧砂放置在封闭或半封闭的容器中，向所述容器中通入100℃及以上高温水蒸汽对所述水玻璃旧砂进行蒸淋，蒸淋时间为15min以上，蒸淋产生的处理液从所述容器底部滤出，然后将容器内的水玻璃砂取出、干燥，即得到水玻璃再生砂。本发明不仅能够有效清除水玻璃旧砂中的氧化钠，氧化钠含量低于0.25％，还可以有效清除砂中的凝胶膜，脱膜率达90％以上。本发明水玻璃再生砂，性能接近甚至超过新砂，完全满足铸造造型使用要求。而且，处理过程用水量少，只有处理砂量的1/10～1/5，处理液还可以综合利用，节约资源、绿色环保，有利于实现循环经济。

Description

一种水玻璃旧砂的再生方法

技术领域

本发明涉及一种水玻璃旧砂的优质高效再生方法。

背景技术

水玻璃砂造型生产铸钢件具有工艺简单，成本低，无毒，无味，来源丰富的优点，是21世纪最具有发展前景的绿色造型材料。但是旧砂再生困难，溃散性差破碎困难，多年来，水玻璃旧砂一直采用干法、湿法、化学法等来再生此类旧砂，由于水玻璃旧砂的独特性能，存在再生水玻璃砂质量差，旧砂溃散性显著下降等缺陷。

目前，对水玻璃旧砂的再生处理方法主要有干式和湿式两种，其本质是去除水玻璃旧砂表面的残留物，特别是其中Na₂O成份。旧砂干法再生的形式多种多样，有机械式，气流式，振动式。干式再生是利用机械的方法，依靠旧砂粒与金属构件间或砂粒与砂粒间碰撞、摩擦，实现对旧砂再生处理，干法对旧砂表面残留物的去除率只有5％～15％。湿式再生是利用水的溶解、擦洗和机械搅拌作用，去除旧砂粒表面的残留物可达70％～90％，但用水量大，处理一吨砂约耗水2～3吨，处理系统庞大复杂，成本高，湿法再生污水，污泥处理更困难。且现有方法处理后，旧砂表面剩余的残留物仍对再生砂的回用比例受限制。由于现有的再生方法效果差，所以大量旧砂当成生产垃圾排放。随着对环保，资源，能源的控制力度日益加大的同时，运费不断攀升，新砂的价格还有上升趋势。旧砂不再是工业垃圾，特别是水玻璃旧砂再生问题已迫在眉睫。

在此基础上，科学工作者做了大量工作。例如，为了提高干法再生水玻璃旧砂的效果，可在干法再生水玻璃旧砂前将水玻璃旧砂进行加热处理，如申请号CN99215933.4的热旋流旧砂再生机，将水玻璃旧砂加热至100℃至400℃处理后再实施干法再生，可将残留粘结剂(残留Na₂O)的去除率提高至20％-35％。“加热一干法”再生水玻璃旧砂带来的问题是成本大大提高、再生后的水玻璃砂需冷却后才能使用，更主要的是用该方法再生的水玻璃砂的性能没有本质上的提高。

专利200910060572.8采用浸泡渗漉方法再将容器内的水玻璃砂振实后，向容器内加水，使水淹没砂的上表面，浸泡2-4小时后，打开容器底部的阀门将水缓慢排出；最后，把容器内的水玻璃砂放出、烘干即可再利用。该发明所述的水玻璃旧砂的回收再利用方法，采用浸泡渗漉方法，残留物的去除率高达95％以上，处理效果好，再生砂满足回用要求；这种水玻璃旧砂再生处理方法，用的水量少，因而对废水的处理要简单易办得多，能够使水玻璃砂有效得到重复利用，节约资源、降低成本。但由于水玻璃旧砂形成的凝胶膜在常温态下难溶于水，凝胶膜包裹部分残留物并没有真正去除。所以，实际上达不到所宣称的效果。

专利200510020092.0冰冻-干法再生方法对水玻璃旧砂实施再生，是一种较理想的水玻璃旧砂再生方法。但工艺过程较复杂，再生脱膜效果和湿法接近。-40℃″冰冻-干法″再生的脱膜率为35％～40％。专利200910310570.X采用综合利用干法回收，湿法再生和面背砂造型工艺技术，使水玻璃旧砂再生。

此外，还有旧砂的化学再生，。通常向旧砂中加入某些化学试剂或溶剂，把旧砂与化学试剂或溶剂搅拌均匀，借助化学反应使旧砂恢复部分物理化学性能。“化学再生”工艺方法，公开号CN1312220A、CN1312219A(专利01105230.9)的“化学再生”工艺方法是在普通水玻璃中加入NaOH和水，以调低水玻璃的模数及浓度，用较低模数和低浓度的水玻璃用于水玻璃旧砂或干法再生砂的回用，以获得比普通水玻璃更高的再粘结强度和更长的可使用时间：但该方法增加了水玻璃砂体系中Na₂O含量的积累，恶化了水玻璃型(芯)砂的高温性能(溃散性和耐火度)。

公开号CN1481950A(专利02135538.X)的“水玻璃砂再生回用方法”等“水玻璃砂再生回用方法”，是通过往水玻璃旧砂中加入添加剂(饴糖、磷酸三钠、碳酸钙等)来改善水玻璃砂的回用性能。但仍没有解决水玻璃旧砂循环回用过程中，Na₂O的积累问题，仍会恶化水玻璃型(芯)砂的高温性能。

可见，由于水玻璃旧砂表面的粘结剂具有韧性，干法再生难度大，效率低，效果差，湿法再生也只能去除砂中可溶于水的部分。而水玻璃旧砂中含有不溶于水的黏胶膜，无法完全湿法再生。因而到目前为止，水玻璃旧砂的再生一直没有满意的解决方法及再生设备。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种水玻璃旧砂再生方法，可使旧砂反复再生，反复使用，以达到旧砂充分利用及绿色环保的效果。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案包括如下步骤：

将水玻璃旧砂破碎和筛分后放置在封闭或半封闭的容器中，

向所述容器中通入100℃及以上高温水蒸汽对所述水玻璃旧砂进行蒸淋，蒸淋15min以上，具体的蒸淋时间根据旧砂中蒸汽温度、旧砂的黏胶膜特性、Na₂O含量及再生砂用途调整，蒸淋产生的处理液从所述容器底部滤出；

将容器内的水玻璃砂取出、干燥后，即得到水玻璃再生砂。

优选的，所述蒸淋时间为20～120min。

最佳的，所述蒸淋时间为60～90min。

本发明方法不仅能够有效清除水玻璃旧砂中的氧化钠，还可以有效清除砂中的凝胶膜，再生砂的残留氧化钠含量为0.25％及以下，脱膜率达90％以上。经过本发明处理步骤得到的水玻璃再生砂，性能接近甚至超过新砂，完全满足铸造造型使用要求。而且，处理过程用水量少，只有处理砂量的1/10～1/5，处理液还可以综合利用，节约资源、绿色环保，有利于实现循环经济。

具体实施方式

下列实施例中所使用的旧砂为某铸钢厂的水玻璃废砂，其中Na₂O含量除注明的外，其余均高达8.0％以上。

实施例1

将水玻璃旧砂破碎至砂粒，将破碎的水玻璃旧砂550g装入再生容器中，将105℃的蒸汽引入再生容器中，持续60分钟，将容器内的水玻璃砂取出、烘干、实施调温后得到再生水玻璃砂，待用。处理结果，再生水玻璃砂的脱膜率达97％，氧化钠含量为0.1％，产生处理液约75ml。

实施例2：

将水玻璃旧砂破碎至砂粒，将破碎的水玻璃旧砂550g装入再生容器中，将110℃的蒸汽引入再生容器中，持续15分钟，将容器内的水玻璃砂取出、烘干、实施调温后得到再生水玻璃砂，待用。处理结果，氧化钠含量为0.25％，脱膜率达90％，产生处理液60ml。

实施例3：

将水玻璃旧砂破碎至砂粒，将破碎的水玻璃旧砂550g装入再生容器中，水玻璃旧砂中的Na₂O含量为1.2％，将120℃的蒸汽引入再生容器中，持续90分钟，将容器内的水玻璃砂取出、烘干、实施调温后得到再生水玻璃砂，待用。处理结果，氧化钠含量为0.03％，脱膜率达98％，产生处理液90ml。

实施例4：

将水玻璃旧砂破碎至砂粒，将破碎的水玻璃旧砂2950g装入再生容器中，水玻璃旧砂中的Na₂O含量为1.0％，将170℃的蒸汽引入再生容器中，持续20分钟，处理结束后，将容器内的水玻璃砂取出、通风晾干后得到再生水玻璃砂，待用。处理结果，氧化钠含量为0.02％，脱膜率达92％，产生处理液80ml。

实施例5

将水玻璃旧砂破碎至砂粒，将破碎的水玻璃旧砂1750g装入再生容器中，将100℃的蒸汽引入再生容器中，持续50分钟，将容器内的水玻璃砂取出、在阳光下晒干、实施调温后得到再生水玻璃砂，待用。处理结果，再生水玻璃砂的脱膜率达90％，氧化钠含量为0.18％，产生处理液约100ml。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种水玻璃旧砂再生方法，其特征在于，包括如下步骤：

将水玻璃旧砂破碎和筛分后放置在封闭或半封闭的容器中，

向所述容器中通入100℃及以上高温水蒸汽对所述水玻璃旧砂进行蒸淋，蒸淋时间为15min以上，蒸淋产生的处理液从所述容器底部滤出；

将容器内的水玻璃砂取出、干燥后，即得到水玻璃再生砂。

2.根据权利要求1所述的水玻璃旧砂再生方法，其特征在于，所述蒸淋时间为20～120min。

3.根据权利要求1所述的水玻璃旧砂再生方法，其特征在于，所述蒸淋时间为60～90min。