CN102974757A

CN102974757A - 水玻璃旧砂再生和再生处理液浓缩的联合处理方法

Info

Publication number: CN102974757A
Application number: CN2012105410588A
Authority: CN
Inventors: 卢记军; 谭远友; 闻向东; 杜利珍; 黄平; 王成; 陈锐; 卢鑫; 彭其安
Original assignee: Wuhan Textile University
Current assignee: Wuhan Textile University
Priority date: 2012-12-12
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2032-12-12
Also published as: CN102974757B

Abstract

本发明涉及一种水玻璃旧砂再生及再生处理液浓缩的联合处理方法，其步骤为：分别将水玻璃旧砂再生处理液加入浓缩装置，将水玻璃旧砂置入水玻璃旧砂再生装置；向浓缩装置通入100℃及以上水蒸汽，对水玻璃旧砂再生处理液进行加热蒸发浓缩；将从浓缩装置排出次级蒸汽通入水玻璃旧砂再生装置；向通入蒸汽后的水玻璃旧砂喷水淋洗，得到水玻璃再生砂。本发明所述的水玻璃旧砂再生和处理液浓缩方法，旧砂残留粘结膜的去除率高，处理效果好，再生砂经脱水、干燥处理，再生砂满足铸造要求；用水量少，浓缩废水利用简单易行，能源消耗少，能够使水玻璃砂得到有效再生利用，节约资源、降低成本。

Description

水玻璃旧砂再生和再生处理液浓缩的联合处理方法

技术领域

本发明涉及一种水玻璃旧砂再生及再生处理液浓缩的联合工艺方法。

背景技术

多年来，水玻璃旧砂再生方法有干法、湿法、化学法等，以干法和湿法再生为主，干法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％，再生水玻璃砂存在可使用时间短，旧砂Na₂O累积严重，溃散性差等缺陷。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。由于现有的再生方法不够理想，导致大量旧砂被当成生产垃圾排放，造成资源浪费，破坏环境。随着环境保护力度日益加大的同时，垃圾处置费用不断攀升，新砂的价格还有上升趋势。解决水玻璃旧砂再生和再生废水处理利用问题己迫在眉睫。

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CN 99215933．4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。

专利200910060572.8采用浸泡渗漉方法，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、烘干后再利用。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，用水量少。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，实际上难以达到所宣称的效果。

公开号CN102527929A（申请号201210012373.1）提供了一种水玻璃旧砂的再生方法，向所述容器中破碎和筛分好的水玻璃旧砂通入100℃及以上高温水蒸汽对所述水玻璃旧砂进行蒸淋，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。处理过程用水量少，只有处理砂量的1/10～1/5。但该方法能耗较高，不利于推广应用。

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CN 1312220A、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CN 1481950A（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。

此外，湿法再生的处理废水由于碱性强，pH大于10，但Na₂O、SiO₂的浓度低，导致利用困难。一般通过加酸中和其中的碱、再通过加絮凝剂絮凝后排放，不仅增加了排污和处理费用，而且浪费了其中的水玻璃等资源。总之，到目前为止，水玻璃旧砂的再生和处理液的利用一直没有满意的解决方法。

发明内容

本发明提供一种水玻璃旧砂再生和处理液浓缩的联合处理方法，联合水玻璃蒸淋旧砂再生和处理液浓缩，以达到减少旧砂再生工艺的能耗，提高再生液浓度，便于再生液利用的效果，实现水玻璃砂绿色铸造。

为了解决上述技术问题，本发明的水玻璃旧砂再生和再生处理液浓缩的联合处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

分别将水玻璃旧砂再生处理液加入浓缩装置，将水玻璃旧砂置入水玻璃旧砂再生装置；

向所述浓缩装置通入100℃及以上水蒸汽，对水玻璃旧砂再生处理液进行加热蒸发浓缩；

将从所述浓缩装置排出次级蒸汽通入水玻璃旧砂再生装置，所述次级蒸汽的通入量为水玻璃旧砂质量的5%以上；

向所述通入蒸汽后的水玻璃旧砂喷水淋洗，淋洗用水量为旧砂质量的30%-100%，得到水玻璃再生砂；

所述水玻璃旧砂再生装置所产生的处理液从所述水玻璃旧砂再生装置底部滤出，将滤出液返回浓缩装置。

进一步的，将淋洗得到水玻璃再生砂进行气压脱水或真空脱水处理。

脱水处理至水玻璃再生砂的含水量为10%以下，以5%以下为优。

优选的，所述次级蒸汽的通入量为水玻璃旧砂质量的5%-30%。

优选的，所述淋洗用水量为旧砂质量的36%-70%。

本发明所述的水玻璃旧砂再生和处理液浓缩方法，旧砂残留粘结膜的去除率高，处理效果好，再生砂满足铸造要求；用水量少，浓缩废水利用简单易行，能源消耗少，能够使水玻璃砂得到有效再生利用，节约资源、降低成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步具体说明。

图1为本发明的旧砂再生-处理液浓缩联合再生装置布局图。

1-加热室，2-蒸发室，3-蒸淋室，4-阀门，5-增压水泵，6-真空泵，7-三通阀门，I-加热蒸汽入口，II-二次蒸汽出口，III-流量表，IV-加料口，V-浓缩液，VI-冷凝水。

具体实施方式

分别将水玻璃旧砂再生处理液加入浓缩装置的蒸发室内，将水玻璃旧砂置入水玻璃旧砂再生装置的蒸淋室中；向浓缩装置的蒸发室内通入100℃及以上水蒸汽，对水玻璃旧砂再生处理液进行加热蒸发浓缩；将从浓缩装置排出次级蒸汽通入水玻璃旧砂再生装置，次级蒸汽的通入量为水玻璃旧砂质量的5%以上，优选为5%-30%，这样既保证蒸淋效果，又防止过度的热能消耗。向所述通入蒸汽后的水玻璃旧砂喷水淋洗，淋洗用水量为旧砂质量的30%-100%，得到水玻璃再生砂。优选的，淋洗用水量为旧砂质量的36%-70%。这样既保证淋洗效果，又防止过度的水消耗。水玻璃旧砂再生装置所产生的处理液从水玻璃旧砂再生装置底部滤出，将滤出液返回浓缩装置。

将淋洗得到水玻璃再生砂进行气压脱水或真空脱水处理。脱水处理至水玻璃再生砂的含水量为10%以下，以5%以下为优，得到干燥的水玻璃再生砂。

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含量高达11.77%。

结合图1所示，将水玻璃旧砂破碎至砂粒，取旧砂5kg装入水玻璃旧砂再生装置的蒸淋室3中，取密度为1.0485g/ml的旧砂再生处理液690g置于浓缩装置的蒸发室2内，将浓缩装置的加热室1产生的110℃的加热水蒸汽通过加热蒸汽入口I引入浓缩装置的蒸发室2中，蒸发室2排出的二次蒸汽再引入再生容器的蒸淋室3中，通入蒸汽持续4分钟后（折合通入蒸汽320g），打开阀门4，启动增压水泵5，向蒸淋室3内淋水3升，从再生容器的蒸淋室3底部流出的旧砂处理液通过三通阀门7回流到浓缩装置的蒸发室2内，待处理液停止流出后，将三通阀门7联通真空脱水泵6，脱除再生砂中的毛细水。将蒸淋室3内的水玻璃砂取出、烘干、降温后得到再生水玻璃砂。处理结果，旧砂再生处理液的密度浓缩为1.105g/ml，再生水玻璃砂的脱膜率达97%，氧化钠含量为0.35%。

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和再生处理液浓缩的联合处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的水玻璃旧砂再生和再生处理液浓缩的联合处理方法，其特征在于，还包括以下步骤：将淋洗得到水玻璃再生砂进行气压脱水或真空脱水处理。

3.根据权利要求2所述的水玻璃旧砂再生和再生处理液浓缩的联合处理方法，其特征在于，所述脱水处理至水玻璃再生砂的含水量为10%以下。

4.根据权利要求3所述的水玻璃旧砂再生和再生处理液浓缩的联合处理方法，其特征在于，所述脱水处理至水玻璃再生砂的含水量为5%以下。

5.根据权利要求1至4之一所述的水玻璃旧砂再生和再生处理液浓缩的联合处理方法，其特征在于，所述次级蒸汽的通入量为水玻璃旧砂质量的5%-30%。

6.根据权利要求5所述的水玻璃旧砂再生和再生处理液浓缩的联合处理方法，其特征在于，所述淋洗用水量为旧砂质量的36%-70%。