CN108941448B - 陶粒旧砂再生方法、再生陶粒砂及其产品 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种陶粒旧砂再生方法、再生陶粒砂及其产品，涉及铸造废砂再生技术领域。陶粒旧砂再生方法，包括如下步骤：将破碎的陶粒旧砂型依次进行焙烧处理、酸洗和物理除杂得到再生陶粒砂；破碎的陶粒旧砂型目数为30‑200目；该陶粒旧砂再生方法缓解了现有技术中缺乏一种应用陶粒旧砂回收再生较高品质的再生陶粒砂，且再生率高的陶粒旧砂再生方法的技术问题；本发明还提供了陶粒旧砂再生方法回收再生得到的再生陶粒砂及其产品。

Description

陶粒旧砂再生方法、再生陶粒砂及其产品

技术领域

本发明涉及铸造废砂再生技术领域，具体而言，涉及一种陶粒旧砂再生方法、再生陶粒砂及其产品。

背景技术

铸造生产是将金属加热熔化，使其具有流动性，然后浇入到具有一定形状的铸型型腔中，在重力或外力(压力、离心力、电磁力等)的作用下充满型腔，冷却并凝固成铸件(或零件)的一种金属成形方法。砂型铸造是指在砂型中生产铸件的铸造方法。钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。陶粒砂是砂型铸造所用的造型材料。

陶粒砂可制成砂芯和壳芯，用来形成铸件内部空腔或局部外形。铸造过程中砂芯和壳芯的表面被高温金属液包围，铸件冷却凝固时，砂芯和壳芯需要被清理掉，由于铸造过程中砂芯和壳芯的表面被高温金属液包围，长时间受到液态金属的冲击压力作用和高温金属液的烘烤作用；铸件冷却凝固时，往往会产生变形或阻碍铸件自由收缩，通常为一次性使用，因此，铸造业会产生大量的废弃砂芯和壳芯(陶粒旧砂)，污染环境，也造成浪费。如何对陶粒旧砂再生循环利用，成为人们关注的焦点。目前，对于陶粒旧砂的处理方法集中在热法处理或机械碾磨，大多数为热法处理和机械碾磨两种方式联合再生，业内称之为联合再生工艺，但是这种方法一次再生效果差，而且由于陶粒砂本身质地较脆，往往不适合碾磨工艺，湿法再生设备庞大、耗能高，而且也存在处理效率低、再生率低或再生砂品质差的问题，而且成本较高。

因此，开发一种能够利用陶粒旧砂为原料制备较高品质的再生陶粒砂，而且再生率高的陶粒旧砂再生方法具有重要意义。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种陶粒旧砂再生方法，包括如下步骤：将破碎的陶粒旧砂型依次进行焙烧处理、酸洗和物理除杂得到再生陶粒砂；破碎的陶粒旧砂型目数为30-200目。该陶粒旧砂再生方法能有效利用陶粒旧砂制备较高品质的再生陶粒砂，而且再生率高；此外，该方法兼具程序简单，成本低的优势。

本发明目的之二在于提供上述陶粒旧砂再生方法回收再生得到的再生陶粒砂。

本发明的目的之三在于提供包含上述再生陶粒砂的有机覆膜砂、无机覆膜砂或冷芯砂。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种陶粒旧砂再生方法，包括如下步骤：将破碎的陶粒旧砂型依次进行焙烧处理、酸洗和物理除杂得到再生陶粒砂；破碎的陶粒旧砂型目数为30-200目。

优选地，在本发明方案基础上，焙烧处理依次包括如下步骤：

一次焙烧：将破碎的陶粒旧砂型在温度为100-300℃条件下焙烧，焙烧时间为0.5-2h；

二次焙烧：将一次焙烧产物在温度为500-800℃条件下焙烧，当体系内压力为400-550Pa时，优选为400-500Pa时，停止二次焙烧。

优选地，在本发明方案基础上，一次焙烧的温度为125-275℃，优选为150-250℃；一次焙烧的时间为0.5-1.5h，优选为1h；

优选地，二次焙烧的温度为550-750℃，优选为600-750℃。

优选地，在本发明方案基础上，在二次焙烧结束后，将温度缓慢降温至300-450℃对二次焙烧产物进行热处理；

优选地，降温速率为5-15℃/min。

优选地，在本发明方案基础上，酸洗采用的酸溶液包括无机酸和/或有机酸，优选为无机酸，进一步优选为盐酸；

优选地，将焙烧产物与浓度为1.5-3％的酸溶液混合，混合时间为5-30min，得到酸洗产物；

优选地，酸溶液的质量占焙烧产物与酸溶液总质量的5-15％；

优选地，混合时间为5-20min，优选为5-15min。

优选地，在本发明方案基础上，物理除杂依次包括震动、风选和磁选；

优选地，震动在筛网式分选装置中进行。

优选地，在本发明方案基础上，包括如下步骤：

将破碎的陶粒旧砂型在温度为100-300℃条件下一次焙烧，焙烧时间为0.5-2h；

将一次焙烧产物在温度为500-800℃条件下二次焙烧，当体系内压力为400-550Pa时，优选为400-500Pa时，停止二次焙烧；

在二次焙烧结束后，以5-15℃/min将温度缓慢降温至300-450℃对二次焙烧产物进行热处理；然后将热处理以后的焙烧产物与浓度为1.5-3％的盐酸溶液混合并搅拌5-30min，然后对酸洗产物依次进行震动、风选和磁选，得到再生陶粒砂。

优选地，在本发明方案基础上，包括如下步骤：

将破碎的陶粒旧砂型在温度为150-250℃条件下一次焙烧，焙烧时间为1h；

将一次焙烧产物在温度为600-750℃条件下二次焙烧，当体系压力为450Pa时，停止二次焙烧；

在二次焙烧结束后，以10℃/min将温度缓慢降温至300-450℃对二次焙烧产物进行热处理；然后将热处理以后的焙烧产物与浓度为2.18％的盐酸溶液混合并搅拌10min，然后对酸洗产物依次进行震动、风选和磁选，得到再生陶粒砂。

第二方面，提供了上述陶粒旧砂再生方法回收再生得到的再生陶粒砂。

第三方面，提供了包含再生陶粒砂的有机覆膜砂、无机覆膜砂或冷芯砂。

与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明的陶粒旧砂再生方法，破碎的陶粒旧砂型具有更大的比表面积，有利于后续焙烧处理中反应的充分性和高效性，也有利于后续酸洗过程中碱性物质的充分去除，因此可以降低制得的再生陶粒砂的酸耗值和灼减量，同时能够提高破碎的陶粒旧砂型酸洗过程的处理效率。此外，破碎的陶粒旧砂型有利于进入焙烧装置。目数过大会降低各步骤的处理效率，因此破碎的陶粒旧砂型目数在30-200目较为合适。由于许多陶粒砂作为铸造用的砂芯和壳芯时候，一般陶粒砂外包覆一层有机膜，例如树脂或有机粘结剂等，因此进行焙烧处理，使陶粒旧砂中的杂质如硬脂酸钙或树脂等有机高分子物质被燃烧殆尽，同时也脆化砂粒表面的涂料等，可进一步降低制备的再生陶粒砂的灼减量，对陶粒旧砂进一步除杂。酸洗可去除陶粒旧砂中的碱性物质，例如：旧砂中含有较多的氧化钾、氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾或氢氧化钠等；此外，酸洗过程中的酸溶液也能帮助焙烧产物降温，缩短陶粒砂再生过程的工艺用时。酸洗进一步降低再生砂的酸耗值。机械震动是通过震动方式，将焙烧处理后不能以气体形式逸散而附着在焙烧产物表面的一些固体杂质，如泥土，膨润土，涂料等经焙烧处理后的生成物，均可通过震动进行去除，粉末和磁性物质可通过风选或磁选过程去除，焙烧处理、酸洗、物理除杂均具有一定针对性，仅针对性去除特定类型的物质，因此本发明方法损失少，再生率较高。

(2)本发明的陶粒旧砂再生方法制备得到的再生陶粒砂，含泥量、灼减量和酸耗值较低，品质较好；此外，本发明提供了包含上述再生陶粒砂的有机覆膜砂、无机覆膜砂或冷芯砂。

附图说明

图1为本发明实施例1制得的再生陶粒砂图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。

根据本发明的第一个方面，提供了一种陶粒旧砂再生方法，包括如下步骤：将破碎的陶粒旧砂型依次进行焙烧处理、酸洗和物理除杂得到再生陶粒砂；破碎的陶粒旧砂型目数为30-200目。

陶粒砂砂芯或壳芯都属于陶粒砂砂型，陶粒砂砂型经过浇铸使用后成为陶粒旧砂，铸造过程中砂芯和壳芯的表面被高温金属液包围，铸件冷却凝固时，砂芯和壳芯需要被清理掉，砂芯和壳芯通常为一次性使用，清理掉的砂芯和壳芯即为本发明所说的陶粒旧砂，经破碎处理以后，就是本发明所说的破碎的陶粒旧砂型，本发明中的破碎的陶粒旧砂型目数为30-200目。一般铸型在浇注以后，如果大部分砂芯和壳芯中的粘结剂没有发生不可逆的变化，则只要除掉砂粒表面的包覆物，就可以再次利用，这种应用旧的砂芯和壳芯进行除杂处理并获得再生陶粒砂的工艺即为陶粒旧砂再生工艺，获得的陶粒砂即为再生陶粒砂。

本发明中破碎的陶粒旧砂型，是陶粒旧砂经破碎装置破碎成目数在30-200目的砂状颗粒，这些大颗粒表面通常被粘结剂、树脂等多种杂质包覆，在后续的焙烧处理中对上述杂质进行去除。破碎的陶粒旧砂型能暴露更大的比表面积，有利于后续焙烧处理中反应的充分性和高效性，也有利于后续酸洗过程中碱性物质的充分去除，因此可以降低制得的再生陶粒砂的酸耗值和灼减量，同时暴露更大的比表面积能够提高破碎的陶粒旧砂型酸洗过程的处理效率。此外，应用破碎的陶粒旧砂型能方便破碎的陶粒旧砂型进入焙烧炉，即适应不同设备的实际需求。目数在30-200目，破碎的陶粒旧砂型目数过大会带入过多粉末，降低回收率；破碎的陶粒旧砂型粒径过粗，降低各步骤的处理效率。对破碎的陶粒旧砂型的目数不要求完全均一，典型但非限制性的破碎的陶粒旧砂型的目数例如为：30目、40目、50目、70目、100目、140目或200目等。

焙烧是在低于物料熔化温度下完成某种化学反应的过程，绝大部分物料始终以固体状态存在，因此焙烧的温度以保证物料不明显熔化为上限。本发明中，用焙烧这种方法主要是为了去除陶粒砂表面包覆的树脂或有机粘结剂等，实现除去一些表面包覆的有机物的目的。由于许多陶粒砂作为铸造用的砂芯和壳芯时候，陶粒砂外部一般包覆一些树脂或有机粘结剂，焙烧处理使陶粒旧砂中的杂质如硬脂酸钙或树脂等有机高分子物质被燃烧殆尽，同时也脆化砂粒表面的膨润土和涂料等，可进一步降低制备的再生砂的灼减量。一次焙烧和二次焙烧温度不同，分设了两个焙烧阶段，能够实现更好的焙烧效果，有效缓解陶粒旧砂因受热不均而碎裂导致的再生率降低。

酸洗，即用酸溶液中和掉陶粒旧砂中的碱性物质的过程，酸洗可去除陶粒旧砂中的碱性物质，例如：旧砂中含有较多的氧化钾、氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾或氢氧化钠等；此外，酸洗过程中的酸溶液也能帮助焙烧产物降温缩短整个再生工艺的处理时间。酸洗进一步降低再生陶粒砂的酸耗值，本发明的酸溶液不限制酸的种类，例如可以为无机酸或有机酸，酸碱中和反应以后，生成物随酸洗液体被分离掉或者生成物附着在砂颗粒的表面，会在后续风选中去除，即使生成了某些较小的颗粒性沉淀，也会在后续的物理除杂过程中被去除。典型但非限制性的无机酸例如为:HCl、HNO₃或H₂SO₄等，典型但非限制性的有机酸例如为：草酸等。

物理除杂：主要运用机械震动、风选或磁选等物理特性进行除杂。由于前面经过了焙烧工序，一部分杂质经焙烧后，会形成固体物质附着在焙烧产物的表面，如泥土，膨润土，涂料经焙烧处理后的生成物不能以气体形式逸散而附着在焙烧产物表面，酸洗过程中并未脱落，因此，在酸洗以后，通过震动酸洗产物方式使其脱落，机械震动可降低再生砂的含泥量，能够使焙烧和酸洗后产物表面的固体杂质脱落，进而达到进一步除杂的目的，风选去除粉末类物质，磁选去除磁性物质。

因此经焙烧处理、酸洗和震动能够去除有机物、碱性物质以及生成的其它不能以气体形式逸散的附着在产物表面的一些固体杂质。上述过程中，无论是焙烧处理、酸洗或震动均具有一定针对性，仅针对性去除特定类型的物质，因此本发明方法损失少，再生率较高，而且通过不同的方法有序去除不同性质的杂质，有助于降低再生陶粒砂的含泥量、灼减量和酸耗值，获得的再生陶粒砂品质较高。

在一种优选的实施方式中，焙烧处理依次包括如下步骤：

一次焙烧：将破碎的陶粒旧砂型在温度为100-300℃条件下焙烧，焙烧时间为0.5-2h；

二次焙烧：将一次焙烧产物在温度为500-800℃条件下焙烧，当体系内压力为400-550Pa时，优选为400-500Pa时，停止二次焙烧。

一次焙烧，一次焙烧过程对体系中的陶粒旧砂进行预热，使整个焙烧体系进行热传递，达到温度相对均匀。首先能够将包覆在破碎的陶粒旧砂型表面的树脂或有机粘结剂软化，另外为了防止直接升温到较高温度破碎的陶粒旧砂型由于受热不均砂粒内部发生破裂或者是产生内部热应力，进而导致焙烧过程中破碎的陶粒旧砂型碎裂，产生更多的细粉末类物质，这种细粉末类物质不能作为再生陶粒砂使用，属于杂质，因此损失较大，会降低陶粒旧砂的再生率；此外，受热不均导致的内应力在后续机械震动过程中会加剧破裂，破裂率上升会生成更多不能被利用的粉末，进一步降低再生率，造成更多的损失，因此一次焙烧的预热过程有利于提高陶粒旧砂的再生率。一次焙烧是焙烧过程中的预热过程，因此设置温度低于焙烧温度，进行较长时间的热传递，使体系受热均匀。

二次焙烧，二次焙烧对杂质进行烧结，树脂、粘结剂或有机膜在高温条件下被燃烧殆尽，达到去除有机杂质的目的。二次焙烧是去除有机杂质的过程，较高温度有利于杂质的迅速去除。当体系内压力为400-550Pa时，优选为400-500Pa时，停止二次焙烧；体系，是指焙烧装置及其内部环境，焙烧装置一般不适于过高的压力，压力过高，容易造成焙烧装置损坏，进而造成危险。

典型但非限制性的一次焙烧的温度例如为：100℃、150℃、200℃、250℃或300℃等。

典型但非限制性的二次焙烧的温度例如为：500℃、600℃、700℃或800℃等。

在一种优选的实施方式中，一次焙烧的温度为125-275℃，优选为150-250℃；一次焙烧的时间为0.5-1.5h，优选为1h；

优选地，二次焙烧的温度为550-750℃，优选为600-750℃。

优化焙烧过程中各个阶段的焙烧温度，有利于焙烧更充分，更高效，同时也有利于更节能。

在一种优选的实施方式中，在二次焙烧结束后，将温度缓慢降温至300-450℃对二次焙烧产物进行热处理；

优选地，降温速率为5-15℃/min。

焙烧以后除去了部分杂质，然后将焙烧产物在出砂进入酸洗过程之前，优选进行缓慢降温，待反应体系温度降下来以后再酸洗，焙烧产物若直接进入酸洗，如果温度过高容易造成酸溶液中的酸的挥发，造成损失，可能产生有害气体。例如：HCl；第二个原因是由于酸溶液温度与焙烧产物温差较大，骤冷容易使产物内部出现裂痕或直接碎裂，碎裂成过细的细粉就不利于再次利用，因此会降低陶粒旧砂的再生率；因此，降温以后再进行酸洗。

将温度缓慢降温至300-450℃对二次焙烧产物进行热处理；这里的温度是指二次焙烧以后的陶粒旧砂的温度，这里只是称为热处理实质上还是对二次焙烧的产物做了降温，因为通常这个过程还是在焙烧炉内，虽然温度低于二次焙烧时候的温度，但是总体上还是处于高温状态下，因此在这里还称其为热处理过程。典型但非限制性的降温温度例如为：200℃、250℃、300℃、350℃、400℃或450℃等。

在一种优选的实施方式中，酸洗采用的酸溶液包括无机酸和/或有机酸，优选为无机酸，进一步优选为盐酸。

有机酸或无机酸均可以与杂质中的碱性物质发生反应，因此，有机酸或无机酸均可，优选盐酸是由于廉价易得，降低成本。

优选地，将焙烧产物与浓度为1.5-3％的酸溶液混合，混合时间为5-30min，得到酸洗产物。

对酸溶液的浓度和混合时间做优化，能够进一步提高反应效率，也使反应更充分。

这里说的焙烧产物是指二次焙烧后的焙烧产物。

优选地，酸溶液的质量占焙烧产物与酸溶液总质量的5-15％。

优选酸洗过程中酸溶液的质量占比，是实现一种半干燥的条件，利用焙烧产物带有的余热来自行蒸干水分。有效避免由于剩余液体过多而增添的除去液体的工作量，更快速便捷地进入到后面的震动、风选、磁选等物理除杂阶段。优选地，混合时间为5-20min，优选为5-15min。

将焙烧产物与酸溶液混合，对混合的方式不做限定，例如可以为边搅拌边混合，使其更均匀，反应更充分。酸洗过程中，酸溶液中的酸，与焙烧产物中的碱性物质例如：氧化钾、氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾或氢氧化钠等发生中和反应，有效出去了碱性物质的残留，分离固体得到酸洗产物。

典型但非限制性的酸溶液的浓度例如为:1.5％、1.8％、2.1％、2.4％、2.9％或3％等。

酸的浓度不宜过高或过低，酸溶液过高造成浪费，过低不利于反应充分进行，而且反应效率低，延长工艺时间，降低处理效率。

典型但非限制性的混合时间例如为：5min、10min、15min、20min、25min或30min等。

混合时间过长，会降低处理效率，混合时间过短不利于反应的充分进行，容易导致制备的再生陶粒砂残留更多的碱性物质，生成的再生陶粒砂酸耗值较大，降低再生陶粒砂的品质，限制其应用。

在一种优选的实施方式中，物理除杂依次包括震动、风选和磁选；

优选地，震动在筛网式分选装置中进行。

震动酸洗产物，使焙烧后烧结并附着在酸洗产物上的杂质在震动过程中脱落，达到进一步除杂的目的。由于陶粒旧砂质地较脆，传统的机械碾磨方法容易使陶粒旧砂破碎，变成更小不能被再次利用的细粉，所以要去除陶粒旧砂表面的杂质，比较好的方式是借助机械震动，在较小的外力作用下去除陶粒废砂表面杂质。

优选震动在网筛式分选装置中进行，能够在震动过程中，小颗粒杂质漏到筛下，实现一边震动一边分离杂质的效果，提高效率。

风选过程利用风力作用将再生陶粒砂当中的细粉去除，使再生砂的质量进一步提高。

磁选的过程是通过磁力作用去除再生陶粒砂中的导磁性物质，再生砂中的杂质含量进一步降低。

在一种优选的实施方式中，包括如下步骤：

将破碎的陶粒旧砂型在温度为100-300℃条件下一次焙烧，焙烧时间为0.5-2h；

将一次焙烧产物在温度为500-800℃条件下二次焙烧，当体系内压力为400-550Pa时，优选为400-500Pa时，停止二次焙烧；

在二次焙烧结束后，以5-15℃/min将温度缓慢降温至300-450℃对二次焙烧产物进行热处理；然后将热处理以后的焙烧产物与浓度为1.5-3％的盐酸溶液混合并搅拌5-30min，然后对酸洗产物依次进行震动、风选和磁选，得到再生陶粒砂。

进行一次焙烧和二次焙烧，待压力较高时，进行降温，然后排出焙烧产物，对二次焙烧后的焙烧产物进行降温，降温以后的焙烧产物再酸洗能够缓解酸溶液受热挥发，也缓解焙烧产物由于温度骤降产生裂痕或碎裂。有利于提高再生率。然后进行震动，去除酸洗以后依然附着在产物表面的杂质，然后进行风选和磁选，分步去除粉末类杂质和磁性物质，获得再生陶粒砂。

在一种优选的实施方式中，包括如下步骤：

将破碎的陶粒旧砂型在温度为150-250℃条件下一次焙烧，焙烧时间为1h；

将一次焙烧产物在温度为600-750℃条件下二次焙烧，当体系压力为450Pa时，停止二次焙烧；

在二次焙烧结束后，以10℃/min将温度缓慢降温至300-450℃对二次焙烧产物进行热处理；然后将热处理以后的焙烧产物与浓度为2.18％的盐酸溶液混合并搅拌10min，然后对酸洗产物依次进行震动、风选和磁选，得到再生陶粒砂。

优选在150-250℃预热温度更合适，预热温度过高容易造成砂粒内部裂痕或破碎，产生更多的粉末不能被再生利用，会降低再生率；然后在600-750℃下焙烧，能够充分去除破碎的陶粒旧砂型外面包覆的树脂等有机粘结剂，高温焙烧能够迅速达到去除有机杂质的目的，当体系压力为450Pa时，砂子沸腾，证明焙烧较为充分，因此开始进行降温，以10℃/min对体系进行降温，有利于保持砂的品质，避免温度降低速度太快而产生裂痕，降低品质；或温度骤然降低后碎裂，降低再生率。此外，由于缓慢降温然后出砂，接着就进入酸洗过程，与酸溶液混合，因此在进入酸洗之前进行降温，能够缓解由于温度过高与酸溶液混合而造成的酸挥发，造成成本的浪费，也容易带来有害气体污染。浓度为2.18％的盐酸溶液，盐酸溶液浓度不宜过高，一方面由于过高浓度容易挥发，尤其是焙烧后的陶粒旧砂具有一定的余热，另外，由于砂粒表面虽然碱性杂质种类较多，但是一般量不是很大，因此，无需应用过高浓度的盐酸进行中和，再经过震动、风选和磁选进一步提高再生陶粒砂的品质。

第二方面，提供了上述陶粒旧砂再生方法回收再生得到的再生陶粒砂。

应用上述方法制备得到的再生陶粒砂，含泥量、灼减量和耗酸值均较低，符合铸造生成用砂标准。

第三方面，提供了包含再生陶粒砂的有机覆膜砂、无机覆膜砂或冷芯砂。

本发明方法获得的再生陶粒砂品质好，能够制成有机覆膜砂、无机覆膜砂或冷芯砂。

下面通过具体的实施例和对比例进一步说明本发明，但是，应当理解为，这些实施例仅仅是用于更详细地说明之用，而不应理解为用于以任何形式限制本发明。

实施例1

一种陶粒旧砂再生方法，包括如下步骤：

取1t破碎的陶粒旧砂型，颗粒在30-100目。

焙烧处理：将破碎的陶粒旧砂型1t填入到焙烧炉中，破碎的陶粒旧砂型自炉顶分散投入炉内，在200℃在焙烧炉内的流动层进行一次焙烧1h，然后下降至炉底的逆流式热交换器中，进行二次焙烧，焙烧温度为700℃焙烧至炉内压力为400Pa；然后继续下降至焙烧炉底部，以10℃/min进行缓慢降温，待温度降至400℃，从焙烧装置中排出，得到焙烧产物。

酸洗：将焙烧产物与2.18％的盐酸溶液于搅拌池中混合并搅拌，搅拌时间10min，分离固体得到酸洗产物。

物理除杂

震动：将得到的酸洗产物在网筛式震动分选机上进行机械震动，得到再生陶粒砂；

风选：用风选机对再生陶粒砂进行风选；

磁选：将风选后的再生陶粒砂用磁选机进行磁选。

得到的再生陶粒砂，见附图1。

实施例2

一种陶粒旧砂再生方法，包括如下步骤：

取3t破碎的陶粒旧砂型，颗粒在100-200目。

焙烧处理：将破碎的陶粒旧砂型3t填入到焙烧炉中，破碎的陶粒旧砂型自炉顶分散投入炉内，在100℃在焙烧炉内的流动层进行一次焙烧2h，然后下降至炉底的逆流式热交换器中，进行二次焙烧，焙烧温度为800℃焙烧至炉内压力为550Pa；然后继续下降至炉底部，以15℃/min进行缓慢降温，待温度降至450℃，从焙烧装置中排出，得到焙烧产物。

酸洗：将焙烧产物与3％的盐酸溶液于搅拌池中混合并搅拌，搅拌时间5min，分离固体得到酸洗产物。

物理除杂：将得到的酸洗产物在网筛式震动分选机上进行震动，然后进行风选，再进行磁选，得到再生陶粒砂。

实施例3

实施例3与实施例1的区别仅在于，一次焙烧温度为100℃。

实施例4

实施例4与实施例1的区别仅在于，二次焙烧的温度为500℃。

实施例5

实施例5与实施例1的区别仅在于，酸洗之前对二次焙烧产物降温的温度降至450℃，然后从装置中排出焙烧产物，再进行酸洗。

实施例6

实施例6与实施例1的区别仅在于，酸洗用的酸为1.8％的盐酸。

实施例7

实施例7与实施例1的区别仅在于，二次焙烧体系压力至550Pa时开始，停止二次焙烧，然后进行降温。

对比例1

对比例1与实施例2的区别仅在于不进行酸洗。

对比例2

对比例2与实施例2的区别仅在于不进行震动、风选和磁选，即不进行物理除杂的过程。

对比例3

对比例3与实施例2的区别仅在于不进行焙烧。

试验例

按照GB/T8583-2008的标准对实施例1-7和对比例1-3的陶粒旧砂再生方法制得的再生陶粒砂的再生砂品质进行检测，检测结果见表1；并测定了

实施例1-7和对比例1-3处理效率和再生率，检测结果见表2；对实施例1-7和对比例1-3的成本进行核算，结果见表3。

表1实施例1-7和对比例1-3的陶粒旧砂再生方法制得的再生陶粒砂的再生砂品质检测结果

表2实施例1-7和对比例1-3处理效率和再生率

实施例	处理效率(t/h)	再生率(％)
			实施例1	4.8	96.8
实施例2	3.15	87.5
			实施例3	4.44	94.7
实施例4	4.24	95.5
			实施例5	4.25	93.8
实施例6	4.38	91.2
			实施例7	4.29	89.1
对比例1	-	-
			对比例2	-	-
对比例3	-	-

注释：由于对比例1-3制得的再生陶粒砂品质不合格，因此处理效率和再生率不统计。

表3实施例1-7和对比例1-3成本核算结果

实施例	成本是新砂价格的百分比(％)
		实施例1	20％
实施例2	25％
		实施例3	20％
实施例4	20％
		实施例5	18％
实施例6	15％
		实施例7	16％
对比例1	-
		对比例2	-
对比例3	-

注释：由于对比例1-3制得的再生陶粒砂品质不合格，因此成本与新砂价格不做对比。

由表1中实施例1-7的检测结果可见，在本发明范围内对焙烧处理、酸洗的工艺参数进行调整，获得的再生陶粒砂的品质参数均符合铸造要求。由表1中对比例1-3的检测结果可见，对比例1-3的方案制得的再生陶粒砂，质量较差，不适于铸造领域的应用。

由表1中实施例1的检测结果可见，在各环节参数都做优选的情况下，得到的再生砂品质更好，含泥量、灼减量和酸耗值均较小，是更优选的实施方式。

由表1中实施例2的检测结果可见，在各环节参数均不做优选的情况下，制得的再生陶粒砂品质合格。

由表2中实施例3与实施例1的对比结果可见，优化一次焙烧的温度，有利于提高再生率，从而能够进一步降低原料成本。

由表1中实施例4与实施例1的对比结果可见，二次焙烧的温度对于产品的灼减量有影响，优化二次焙烧的温度，有利于降低再生陶粒砂的灼减量。

由表1中实施例6与实施例1的对比结果可见，酸洗用的盐酸浓度在优选范围内，产物的酸耗值更小。

由表2中实施例5与实施例1的统计结果对比可见，降温出砂时焙烧产物的温度对再生率有影响，优化降温出砂时的温度有利于提高再生率。

由表3中实施例1-7的检测结果可见，应用本发明的陶粒旧砂再生方法制备再生陶粒砂，相比购买或使用新的陶粒砂能显著降低原料成本。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以做出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (3)

1.一种陶粒旧砂再生方法，其特征在于，包括如下步骤：

取1t破碎的陶粒旧砂型，颗粒在30-100目；

焙烧处理：将破碎的陶粒旧砂型1t填入到焙烧炉中，破碎的陶粒旧砂型自炉顶分散投入炉内，在200℃在焙烧炉内的流动层进行一次焙烧1h，然后下降至炉底的逆流式热交换器中，进行二次焙烧，焙烧温度为700℃，焙烧至炉内压力为400Pa；然后继续下降至焙烧炉底部，以10℃/min进行缓慢降温，待温度降至400℃，从焙烧装置中排出，得到焙烧产物；

酸洗：将焙烧产物与2.18％的盐酸溶液于搅拌池中混合并搅拌，搅拌时间10min，分离固体得到酸洗产物；

物理除杂；

震动：将得到的酸洗产物在网筛式震动分选机上进行机械震动，得到再生陶粒砂；

风选：用风选机对再生陶粒砂进行风选；

磁选：将风选后的再生陶粒砂用磁选机进行磁选。

2.按照权利要求1所述的陶粒旧砂再生方法回收再生得到的再生陶粒砂。

3.包含权利要求2所述的再生陶粒砂的有机覆膜砂、无机覆膜砂或冷芯砂。

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