CN110871258A - 一种铸造用人工砂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种铸造用人工砂及其制备方法，所述铸造用人工砂包括按质量份数计的下述组份：铸造旧砂500～1000份、铸造再生除尘灰500～1000份、膨润土100‑300份、高岭土0‑300、粉煤灰100‑300份、铝粉50～150份和煤粉10‑100份。该铸造用人工砂具有密度低、吸水率低、透气性好、耐火度高等优点。该法用铸造旧砂再生除尘灰作为原料制备铸造用人工砂使铸造旧砂及处理铸造旧砂产生的除尘灰以再生循环利用，提高了原铸造砂的使用寿命，解决了其大量堆放对土地及水资源造成的环境污染，同时减少了新砂及其他添加剂的加入量，降低了铸造用人工砂的生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及固体废弃物的再利用方法，具体涉及一种利用固体废弃物为原料制备的铸造用人工砂及其制备方法。
背景技术
铸造行业是能源和资源消费密集型行业，耗用大量的能源和多种原辅材料，每生产1t铸件会产生约1.2～1.4t废砂，同时又会产生大量诸如铸造废尘渣、铸造除尘灰等废弃物。现有技术中通过填满、建筑填料等方式处理废尘渣，堆积了大量的铸造废灰，再生利用率极低，随着时间推移，不仅会占用大量土地，而且在雨水作用下会污染土地和江河湖泊。
目前对铸造砂的再生方法是在破碎、筛分、除尘后的旧砂中添加部分新砂和其他诸如水玻璃、树脂等的添加剂，通过该方法再生利用的旧砂利用率低，再生次数少，多次再生后制备工艺复杂。
申请号为201610355873.3、名为“一种铸造灰铸铁飞轮型砂及其制备方法”的中国专利中提出了一种将旧砂再利用的方法。该法首先将旧砂与硅微粉混合，在60-80℃的条件下采用离心力冲击法处理，处理速度为2.8t/h，得到再生砂。然后制备夕线石和水玻璃砂放入650-700℃的煅烧炉中煅烧经硫酸处理并干燥后的产物，同时制备电容陶粒砂、水玻璃砂、油酸和碳化稻壳的煅烧物。最后将再生砂、干燥物、煅烧物配合电容陶粒砂、水玻璃砂、油酸和碳化稻壳的粉料形成型砂。该方法的不足之处在于工艺复杂，对旧砂再生利用率低，同时需要添加大量添加剂，成本高。
因此，需要提供一种铸造旧砂再生除尘灰制备铸造用人工砂的方法对铸造旧砂再生除尘灰进行再生利用。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种充分利用铸造旧砂再生除尘灰制备耐火度高、可多次再生利用的铸造人工砂的方法，以减少铸造旧砂再生除尘灰对环境的污染。
实现本发明目的的技术方案如下：
一种铸造用人工砂，所述人工砂包括按质量份数计的下述组份：
优选的，所述膨润土包括Ca基膨润土或/和Na基膨润土。
优选的，所述粉煤灰包括从一级灰、二级灰和高铝粉煤灰中选出的一种或多种。
优选的，所述高岭土为经600-800℃煅烧后的偏高岭土。
优选的，所述铝粉包括铝矾土或/和氧化铝粉。
优选的，所述人工骨料吸水率为4.2～5.2％、密度为1105～1150kg/m3、耐火温度大于等于1600℃。
如上述任一项所述铸造用人工砂的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(1)制备混料：
将所述组份球磨或粉碎成150～200目粒度并按比例混合；
(2)造粒及养护：
在盘式造粒机中对混合后的粉料造粒，后在100～160℃下恒温养护18～36h；
(3)烧结：
在1250～1400℃的高温炉或回转窑中烧结养护后的料球20～40min、冷却得所述铸造用人工砂。
优选的，所述步骤(1)为在球磨机中混合20～40min。
优选的，所述步骤(2)盘式造粒机的转速为30～40r/min；所述料球直径为0.5～1mm。
优选的，所述盘式造粒机包括造粒圆盘(1)以及连接在造粒圆盘上的连接轴(2)，所述连接轴(2)与电机(3)的输出轴传动连接在一起，另有支架(4)固定连接到套装在连接轴(2)外侧的轴承上，所述造粒圆盘(1)内设有截断面为三边形的O形垫(5)，所述O形垫(5)的两侧面分别贴合到造粒圆盘(1)的侧面和底面上；所述O形垫(5)的第三面的横断面为圆弧状。
与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有以下优异效果：
1、本发明将铸造旧砂再生除尘灰回收再利用，减少了环境的污染，同时也为旧砂及再生除尘灰的回收利用提供了一种有效利用途径，添加了膨润土、粉煤灰、和煤粉，减少了新砂及其他添加剂的加入量，降低了成本。
2、本发明制备的铸造人工砂添加了铝粉或高铝粉煤灰，具有密度低、吸水率低、耐火性高的优点。
3、本发明制备过程中所用盘式造粒机可有效防止物料堆积在边角处，造粒更加均匀，且造粒完成后，方便圆盘的清洗，且防止边角处的腐蚀，提高圆盘的使用寿命。
附图说明
图1为本发明所用盘式造粒机的结构示意图。
图2为A部分的结构放大示意图
其中：1：造粒圆盘；2：连接轴；3：电机；4：支架；5：O形垫
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
(1)制备混料：
将500份铸造旧砂、1000份铸造再生除尘灰、150份Ca基膨润土、150份高铝粉煤灰、100份经600℃煅烧后的偏高岭土、50份氧化铝粉和50份煤粉分别球磨成150-200目粒度的粉体后，依次放入球磨机中混合30-60min；
(2)造粒及养护：
在转速为35r/min的盘式造粒机中对混合后的粉料造粒，得到粒径为0.5mm的料球，后在120℃的恒温箱中养护24h；
(3)烧结：
在1250℃的高温炉或回转窑中烧结30min得所述铸造人工砂。
实施例2
(1)制备混料：
将500份铸造旧砂、1000份铸造再生除尘灰、150份Ca基膨润土、100份二级粉煤灰、100份氧化铝粉和50份煤粉分别粉碎成200目粒度的粉体后，依次放入球磨机中混合30min；
(2)造粒及养护：
在转速为30r/min的盘式造粒机中对混合后的粉料造粒，得到粒径为1mm的料球，后在120℃的恒温箱中养护24h；
(3)烧结：
在1300℃的高温炉或回转窑中烧结30min得所述铸造人工砂。
实施例3
(1)制备混料：
将500份铸造旧砂、1000份铸造再生除尘灰、100份Na基膨润土、150份二级粉煤灰、100份氧化铝粉和50份煤粉分别球磨成200目粒度的粉体后，依次放入球磨机中混合30min；
(2)造粒及养护：
在转速为40r/min的盘式造粒机中对混合后的粉料造粒，得到粒径为0.5mm的料球，后在120℃的恒温箱中养护24h；
(3)烧结：
在1400℃下的高温炉中烧结30min得所述铸造人工砂。
实施例4
(1)制备混料：
将500份铸造旧砂、1000份铸造再生除尘灰、100份Na基膨润土、300份经800℃煅烧后的偏高岭土、100份氧化铝粉和50份煤粉分别粉碎成180目粒度的粉体后，依次放入球磨机中混合30min；
(2)造粒及养护：
在转速为35r/min的盘式造粒机中对混合后的粉料造粒，得到粒径为0.6mm的料球，后在120℃的恒温箱中养护24h；
(3)烧结：
在1400℃下的回转窑中烧结30min得所述铸造人工砂。
实施例5
(1)制备混料：
将500份铸造旧砂、1000份铸造再生除尘灰、100份Ca基膨润土、150份二级粉煤灰、100份铝矾土和50份煤粉分别粉碎成180目粒度的粉体后，依次放入球磨机中混合30min；
(2)造粒及养护：
在转速为30r/min的盘式造粒机中对混合后的粉料造粒，得到粒径为0.6mm的料球，后在120℃的恒温箱中养护24h；
(3)烧结：
在1400℃的回转窑中烧结30min得所述铸造人工砂。
实施例6
(1)制备混料：
将500份铸造旧砂、1000份铸造再生除尘灰、100份Ca基膨润土、250份高铝粉煤灰、100份经700℃煅烧后的偏高岭土和50份煤粉分别粉碎成180目粒度的粉体后，依次放入球磨机中混合30min；
(2)造粒及养护：
在转速为40r/min的盘式造粒机中对混合后的粉料造粒，得到粒径为1mm的料球，后在120℃的恒温箱中养护24h；
(3)烧结：
在1400℃的高温炉中烧结30min得所述铸造人工砂。
实施例7
(1)制备混料：
将500份铸造旧砂、1000份铸造再生除尘灰、100份Na基膨润土、100份经700℃煅烧后的偏高岭土、100份氧化铝粉和50份煤粉粉碎成200目粒度的原料依次放入球磨机中混合20min；
(2)造粒及养护：
在转速为30r/min的盘式造粒机中对混合后的粉料造粒，得到粒径为1mm的料球，后在100℃的恒温箱中养护18h；
(3)烧结：
在1400℃的高温炉中烧结20min得所述铸造人工砂。
实施例8
(1)制备混料：
将500份铸造旧砂、1000份铸造再生除尘灰、150份Na基膨润土、100份一级粉煤灰、150份铝矾土和10份煤粉球磨成100目粒度的原料依次放入球磨机中混合40min；
(2)造粒及养护：
在转速为40r/min的盘式造粒机中对混合后的粉料造粒，得到粒径为0.7mm的料球，后在160℃的恒温箱中养护36h；
(3)烧结：
在1400℃的回转窑中烧结40min得所述铸造人工砂。
本发明的各实施例所制备的铸造人工砂的性能参数见表1：
由上可见，本发明所制备的铸造人工砂具有低密度、吸水率低、透气性好、高强度等优点。
其中，本发明各实施例所用盘式造粒机如附图1～2所示，其包括造粒圆盘1以及连接在造粒圆盘上的连接轴2，且造粒圆盘1与连接轴2同轴线，所述的连接轴2与电机3的输出轴连接，所述的造粒圆盘1与连接轴2同轴线，所述的连接轴2与电机3的输出轴连接，所述的造粒圆盘1通过与电机3连接轴2驱动旋转，组成支架4的支撑件固定连接到套装在连接轴2外一侧的轴承上，组成支架4的支撑所述电机的另一支撑件位于所述电机一侧的下方，所述造粒圆盘1的侧边与底边的连接处设有截断面为三边形的O形垫5，所述的O形垫5用软性材料制成，所述的环状垫可拆卸的设置在造粒圆盘1内，防止物料堆积在边角处，有利于造粒完成后的清洗，且O形垫5可卸下，清洗更加方便，所述的O形垫5的第三面的截断面可以设置为圆弧状，可增加缓冲作用力。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，所属领域的普通技术人员应当理解，参照上述实施例可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换均在申请待批的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种铸造用人工砂，其特征在于，所述人工砂包括按质量份数计的下述组份：
2.如权利要求1所述铸造用人工砂，其特征在于，所述膨润土包括Ca基膨润土或/和Na基膨润土。
3.如权利要求1所述铸造用人工砂，其特征在于，所述粉煤灰包括从一级灰、二级灰和高铝粉煤灰中选出的一种或多种。
4.如权利要求1所述铸造用人工砂，其特征在于，所述高岭土为经600-800℃煅烧后的偏高领土。
5.如权利要求1所述铸造用人工砂，其特征在于，所述铝粉包括铝矾土或/和氧化铝粉。
6.如权利要求1所述铸造用人工砂，其特征在于，所述人工骨料吸水率为4.2～5.2％、密度为1105～1150kg/m3、耐火温度大于等于1600℃。
7.如权利要求1～6任一项所述铸造用人工砂的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)制备混料：
将所述组份球磨或粉碎成150～200目粒度并按比例混合；
(2)造粒及养护：
在盘式造粒机中对混合后的粉料造粒，后在100～160℃下恒温养护18～36h；
(3)烧结：
在1250～1400℃的高温炉或回转窑中烧结养护后的料球20～40min、冷却得所述铸造用人工砂。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)为在球磨机中混合20～40min。
9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)盘式造粒机的转速为30～40r/min；所述料球直径为0.5～1mm。
10.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述盘式造粒机包括造粒圆盘(1)以及连接在造粒圆盘上的连接轴(2)，所述连接轴(2)与电机(3)的输出轴传动连接在一起，另有支架(4)固定连接到套装在连接轴(2)外侧的轴承上，所述造粒圆盘(1)内设有截断面为三边形的O形垫(5)，所述O形垫(5)的两侧面分别贴合到造粒圆盘(1)的侧面和底面上；所述O形垫(5)的第三面的横断面为圆弧状。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200310 |