CN113134567A - 一种无机废砂和潮模废砂的混合废砂再生方法及再生砂 - Google Patents
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Abstract
本发明属于铸造型砂技术领域，具体涉及一种无机废砂和潮模废砂的混合废砂再生方法及再生砂。一种无机废砂和潮模废砂的混合废砂再生方法，包括如下步骤：(1)将混合废砂一次机械研磨得到一次再生砂；(2)将一次再生砂高温焙烧得到二次再生砂，焙烧温度为650℃‑670℃，时间为6‑8小时；(3)待二次再生砂冷却后，将二次再生砂二次机械研磨得到三次再生砂；(4)去除三次再生砂中的杂质并筛分后得到再生砂。本发明成功提供了一种无机废砂和潮模废砂的混合砂再生方法，通过两次风力研磨并对焙烧温度、时间进行控制，使所制备的再生砂的酸耗值小于等于5mL以下，含泥量小于等于0.15％，灼烧减量小于等于0.09％。
Description
技术领域
本发明属于铸造型砂技术领域，具体涉及一种无机废砂和潮模废砂的混合废砂再生方法及再生砂。
背景技术
潮模废砂是潮模砂的废弃物，潮模砂是在铸造生产中砂混合料用膨润土做黏结剂再加水及其他添加剂混均，即可用于造型制芯，砂型不用烘干，可以直接浇筑的砂。潮模废砂是一种有机砂，表面具有大量的膨润土且酸耗值高。但是由于技术、工艺以及成本限制导致目前很多企业将潮模砂和无机砂混合使用，导致无机废砂和潮模废砂混合在一起。现有技术中还没有一种针对无机废砂和潮模废砂的混合废砂的再生工艺，造成无机废砂和潮模废砂的混合废砂无法再生，使得大量优质铸造砂被填埋处理，浪费了大量资源。因此制定一种无机废砂和潮模废砂的混合废砂再生方法至关重要。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种无机废砂和潮模废砂的混合废砂再生方法。
一种无机废砂和潮模废砂的混合废砂再生方法，包括如下步骤：
(1)将混合废砂一次机械研磨得到一次再生砂；
(2)将一次再生砂高温焙烧得到二次再生砂，焙烧温度为650℃-670℃，时间为6-8小时；
(3)待二次再生砂冷却后，将二次再生砂二次机械研磨得到三次再生砂；
(4)去除三次再生砂中的杂质并筛分后得到再生砂。
进一步的，步骤(1)混合废砂一次机械研磨前还包括破碎步骤和除铁步骤。
进一步的，步骤(3)中将二次再生砂喷水冷却至室温后，将二次再生砂二次机械研磨得到三次再生砂。
进一步的，步骤(4)中通过强风除泥和强磁精选步骤去除三次再生砂中的杂质。
进一步的，一次机械研磨和二次机械研磨过程为风力研磨。
进一步的，再生砂制备过程中还包括除尘步骤。
进一步的，一次机械研磨和二次机械研磨的研磨时间均为35-45min。
进一步的，潮模废砂的酸耗值大于等于40mL。
进一步的，混合废砂中潮模废砂的质量百分含量大于50％。
一种再生砂，采用上述方法所制备。
与现有技术相比，本发明达到如下有益效果：
本发明提供了一种无机废砂和潮模废砂的混合废砂再生工艺，混合再生的关键步骤在于两次机械研磨以及对焙烧温度、时间的控制，一次机械研磨使无机废砂表面无机粘结剂脱离，且去除有机废砂表面部分煤粉及膨润土，使焙烧前废砂中的杂质减少，提高焙烧效率；同时限定焙烧温度为650℃-670℃、时间为6-8小时可以在保证废砂中大部分杂质被烧结干净的同时防止潮模废砂砂粒表面粘土烧结导致无法机械研磨以及无机废砂表面玻璃化导致的废砂无法再次使用和焙烧炉堵塞问题；二次机械研磨主要去除焙烧后残留的烧结的膨润土，使再生砂表面更加光洁，得到优质可使用的再生砂。
具体实施方式
下面将结合本发明中的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1
一种无机废砂和潮模废砂的混合废砂再生方法，包括如下步骤：
(1)将含潮模废砂50％的混合废砂经磁选机磁选除去其中的铁磁性杂质，使其中的铁磁性杂质含量小于1wt％，然后投入逆风风选机中以逆流风力摩擦的方式进行机械研磨35min，经一次机械研磨得到一次再生砂；
(2)将一次再生砂经650℃高温焙烧6小时，得到二次再生砂；
(3)将二次再生砂喷水冷却后，投入逆风风选机中以逆流风力摩擦的方式进行机械研磨35min得到三次再生砂；
(4)设置风选机的风速为2m/s，经风选机除去三次再生原料内残留的膜和粉尘杂质，然后经过磁选机除铁，筛分后得到成品再生砂。
在混合废砂的再生过程中通过布袋除尘装置收集废砂再生过程中产生的灰尘。
实施例2
一种无机废砂和潮模废砂的混合废砂再生方法，包括如下步骤：
(1)将含潮模废砂50％的混合废砂经磁选机磁选除去其中的铁磁性杂质，使其中的铁磁性杂质含量小于1wt％，然后投入逆风风选机中以逆流风力摩擦的方式进行机械研磨35min，经一次机械研磨得到一次再生砂；
(2)将一次再生砂经660℃高温焙烧6小时，得到二次再生砂；
(3)将二次再生砂喷水冷却后，投入逆风风选机中以逆流风力摩擦的方式进行机械研磨35min得到三次再生砂；
(4)设置风选机的风速为2m/s，经风选机除去三次再生原料内残留的膜和粉尘杂质，然后经过磁选机除铁，筛分后得到成品再生砂。
在混合废砂的再生过程中通过布袋除尘装置收集废砂再生过程中产生的灰尘。
实施例3
一种无机废砂和潮模废砂的混合废砂再生方法，包括如下步骤：
(1)将含潮模废砂50％的混合废砂经磁选机磁选除去其中的铁磁性杂质，使其中的铁磁性杂质含量小于1wt％，然后投入逆风风选机中以逆流风力摩擦的方式进行机械研磨35min，经一次机械研磨得到一次再生砂；
(2)将一次再生砂经670℃高温焙烧6小时，得到二次再生砂；
(3)将二次再生砂喷水冷却后，投入逆风风选机中以逆流风力摩擦的方式进行机械研磨35min得到三次再生砂；
(4)设置风选机的风速为2m/s，经风选机除去三次再生原料内残留的膜和粉尘杂质，然后经过磁选机除铁，筛分后得到成品再生砂。
在混合废砂的再生过程中通过布袋除尘装置收集废砂再生过程中产生的灰尘。
对比例1
在实施例1的基础上设置对比例1，对比例1与实施例1的区别在于，步骤(2)中的焙烧温度为600℃，其余特征与实施例1相同。
对比例2
在实施例1的基础上设置对比例2，对比例2与实施例1的区别在于，步骤(2)中焙烧温度为700℃，其余特征与实施例1相同。
将实施例1-3和对比例1-2的混合废砂以及制备得到的再生砂按照国标GB/T2684-2009《铸造用砂及混合料测试方法》来测试其含泥量、灼减量和酸耗值。混合废砂和再生砂电导率的测试方法为：取50±0.1g混合废砂或再生砂加入烧杯中，倒入100mL蒸馏水，煮沸后静置10min开始测试，电导率测试仪型号为DDSJ-308A。测试结果如表1所示。
表1实施例1-3以及对比例1-2的混合废砂以及制备得到的再生砂的性能测试结果
由表1中的测试数据可知，当混合废砂的再生过程中的焙烧温度为600℃时或700℃时，与本发明实施例1-3中的再生砂性能相比其酸耗值以及电导率均增加。说明本发明对焙烧温度的控制使所制备的再生砂性能更加优异。
实施例4
一种无机废砂和潮模废砂的混合废砂再生方法，包括如下步骤：
(1)将含潮模废砂60％的混合废砂经磁选机磁选除去其中的铁磁性杂质，使其中的铁磁性杂质含量小于1wt％，然后投入逆风风选机中以逆流风力摩擦的方式进行机械研磨35min，经一次机械研磨得到一次再生砂；
(2)将一次再生砂经650℃高温焙烧6小时，得到二次再生砂；
(3)将二次再生砂喷水冷却后，投入逆风风选机中以逆流风力摩擦的方式进行机械研磨35min得到三次再生砂；
(4)设置风选机的风速为2m/s，经风选机除去三次再生原料内残留的膜和粉尘杂质，然后经过磁选机除铁，筛分后得到成品再生砂。
在混合废砂的再生过程中通过布袋除尘装置收集废砂再生过程中产生的灰尘。
实施例5
一种无机废砂和潮模废砂的混合废砂再生方法，包括如下步骤：
(1)将含潮模废砂70％的混合废砂经磁选机磁选除去其中的铁磁性杂质，使其中的铁磁性杂质含量小于1wt％，然后投入逆风风选机中以逆流风力摩擦的方式进行机械研磨35min，经一次机械研磨得到一次再生砂；
(2)将一次再生砂经650℃高温焙烧6小时，得到二次再生砂；
(3)将二次再生砂喷水冷却后，投入逆风风选机中以逆流风力摩擦的方式进行机械研磨35min得到三次再生砂；
(4)设置风选机的风速为2m/s，经风选机除去三次再生原料内残留的膜和粉尘杂质，然后经过磁选机除铁，筛分后得到成品再生砂。
在混合废砂的再生过程中通过布袋除尘装置收集废砂再生过程中产生的灰尘。
实施例6
一种无机废砂和潮模废砂的混合废砂再生方法，包括如下步骤：
(1)将含潮模废砂80％的混合废砂经磁选机磁选除去其中的铁磁性杂质，使其中的铁磁性杂质含量小于1wt％，然后投入逆风风选机中以逆流风力摩擦的方式进行机械研磨35min，经一次机械研磨得到一次再生砂；
(2)将一次再生砂经650℃高温焙烧6小时，得到二次再生砂；
(3)将二次再生砂喷水冷却后，投入逆风风选机中以逆流风力摩擦的方式进行机械研磨35min得到三次再生砂；
(4)设置风选机的风速为2m/s，经风选机除去三次再生原料内残留的膜和粉尘杂质，然后经过磁选机除铁，筛分后得到成品再生砂。
在混合废砂的再生过程中通过布袋除尘装置收集废砂再生过程中产生的灰尘。
实施例7
一种无机废砂和潮模废砂的混合废砂再生方法，包括如下步骤：
(1)将含潮模废砂90％的混合废砂经磁选机磁选除去其中的铁磁性杂质，使其中的铁磁性杂质含量小于1wt％，然后投入逆风风选机中以逆流风力摩擦的方式进行机械研磨35min，经一次机械研磨得到一次再生砂；
(2)将一次再生砂经650℃高温焙烧6小时，得到二次再生砂；
(3)将二次再生砂喷水冷却后，投入逆风风选机中以逆流风力摩擦的方式进行机械研磨35min得到三次再生砂；
(4)设置风选机的风速为2m/s，经风选机除去三次再生原料内残留的膜和粉尘杂质，然后经过磁选机除铁，筛分后得到成品再生砂。
在混合废砂的再生过程中通过布袋除尘装置收集废砂再生过程中产生的灰尘。
将实施例4-7制备得到的混合废砂以及再生砂按照国标GB/T 2684-2009《铸造用砂及混合料测试方法》来测试其含泥量、灼减量和酸耗值。混合废砂和再生砂电导率的测试方法为：取50±0.1g混合废砂或再生砂加入烧杯中，倒入100mL蒸馏水，煮沸后静置10min开始测试，电导率测试仪型号为DDSJ-308A。测试结果如表2所示。
表2实施例4-7的混合废砂以及制备得到的再生砂的性能测试结果
由表2中的测试数据可知，本发明中提供的混合废砂再生方法对含不同比例的无机废砂和潮模废砂均适用。
实施例8
一种无机废砂和潮模废砂的混合废砂再生方法，包括如下步骤：
(1)将含潮模废砂50％的混合废砂经磁选机磁选除去其中的铁磁性杂质，使其中的铁磁性杂质含量小于1wt％，然后投入逆风风选机中以逆流风力摩擦的方式进行机械研磨35min，经一次机械研磨得到一次再生砂；
(2)将一次再生砂经650℃高温焙烧8小时，得到二次再生砂；
(3)将二次再生砂喷水冷却后，投入逆风风选机中以逆流风力摩擦的方式进行机械研磨35min得到三次再生砂；
(4)设置风选机的风速为2m/s，经风选机除去三次再生原料内残留的膜和粉尘杂质，然后经过磁选机除铁，筛分后得到成品再生砂。
在混合废砂的再生过程中通过布袋除尘装置收集废砂再生过程中产生的灰尘。
实施例9
一种无机废砂和潮模废砂的混合废砂再生方法，包括如下步骤：
(1)将含潮模废砂50％的混合废砂经磁选机磁选除去其中的铁磁性杂质，使其中的铁磁性杂质含量小于1wt％，然后投入逆风风选机中以逆流风力摩擦的方式进行机械研磨35min，经一次机械研磨得到一次再生砂；
(2)将一次再生砂经650℃高温焙烧7小时，得到二次再生砂；
(3)将二次再生砂喷水冷却后，投入逆风风选机中以逆流风力摩擦的方式进行机械研磨35min得到三次再生砂；
(4)设置风选机的风速为2m/s，经风选机除去三次再生原料内残留的膜和粉尘杂质，然后经过磁选机除铁，筛分后得到成品再生砂。
在混合废砂的再生过程中通过布袋除尘装置收集废砂再生过程中产生的灰尘。
对比例3
在实施例8的基础上设计对比例3，对比例3与实施例8的区别在于，步骤3中的焙烧时间为5小时，其余特征与实施例8相同。
对实施例8-9和对比例3中的混合废砂以及制备得到的再生砂按照国标GB/T2684-2009《铸造用砂及混合料测试方法》来测试其含泥量、灼减量和酸耗值。混合废砂和再生砂电导率的测试方法为：取50±0.1g混合废砂或再生砂加入烧杯中，倒入100mL蒸馏水，煮沸后静置10min开始测试，电导率测试仪型号为DDSJ-308A。测试结果如表3所示。
表3实施例8-9以及对比例3的混合废砂以及制备得到的再生砂的性能测试结果
由表3中的测试数据可知，当对比例3中混合废砂的焙烧时间为5小时得到的再生砂，与本发明实施例8-9中得到的再生砂相比，其灼减量、酸耗值和导电率均有所提升。可见本发明通过对混合砂再生过程的焙烧时间进行控制，能够保证得到性能优异的再生砂。
实施例10
一种无机废砂和潮模废砂的混合废砂再生方法，包括如下步骤：
(1)将含潮模废砂50％的混合废砂经磁选机磁选除去其中的铁磁性杂质，使其中的铁磁性杂质含量小于1wt％，然后投入逆风风选机中以逆流风力摩擦的方式进行机械研磨40min，经一次机械研磨得到一次再生砂；
(2)将一次再生砂经650℃高温焙烧6小时，得到二次再生砂；
(3)将二次再生砂喷水冷却后，投入逆风风选机中以逆流风力摩擦的方式进行机械研磨35min得到三次再生砂；
(4)设置风选机的风速为2m/s，经风选机除去三次再生原料内残留的膜和粉尘杂质，然后经过磁选机除铁，筛分后得到成品再生砂。
在混合废砂的再生过程中通过布袋除尘装置收集废砂再生过程中产生的灰尘。
对比例4
一种无机废砂和潮模废砂的混合废砂再生方法，包括如下步骤：
(1)将含潮模废砂50％的混合废砂经磁选机磁选除去其中的铁磁性杂质，使其中的铁磁性杂质含量小于1wt％，然后放入研磨机中，经滚轮碾磨40min，经一次机械研磨得到一次再生砂；
(2)将一次再生砂经650℃高温焙烧6小时，得到二次再生砂；
(3)将二次再生砂喷水冷却后，放入研磨机中，经滚轮碾磨35min得到三次再生砂；
(4)设置风选机的风速为2m/s，经风选机除去三次再生原料内残留的膜和粉尘杂质，然后经过磁选机除铁，筛分后得到成品再生砂。
在混合废砂的再生过程中通过布袋除尘装置收集废砂再生过程中产生的灰尘。
对比例5
一种无机废砂和潮模废砂的混合废砂再生方法，包括如下步骤：
(1)将含潮模废砂50％的混合废砂经磁选机磁选除去其中的铁磁性杂质，使其中的铁磁性杂质含量小于1wt％，然后将混合废砂放入研磨机中，经滚轮碾磨40min，经一次机械研磨得到一次再生砂；
(2)将一次再生砂经650℃高温焙烧6小时，得到二次再生砂；
(3)将二次再生砂喷水冷却后，投入逆风风选机中以逆流风力摩擦的方式进行机械研磨35min得到三次再生砂；
(4)设置风选机的风速为2m/s，经风选机除去三次再生原料内残留的膜和粉尘杂质，然后经过磁选机除铁，筛分后得到成品再生砂。
在混合废砂的再生过程中通过布袋除尘装置收集废砂再生过程中产生的灰尘。
对比例6
一种无机废砂和潮模废砂的混合废砂再生方法，包括如下步骤：
(1)将含潮模废砂50％的混合废砂经磁选机磁选除去其中的铁磁性杂质，使其中的铁磁性杂质含量小于1wt％，然后投入逆风风选机中以逆流风力摩擦的方式进行机械研磨40min，经一次机械研磨得到一次再生砂；
(2)将一次再生砂经650℃高温焙烧6小时，得到二次再生砂；
(3)将二次再生砂喷水冷却后，放入研磨机中，经滚轮碾磨35min得到三次再生砂；
(4)设置风选机的风速为2m/s，经风选机除去三次再生原料内残留的膜和粉尘杂质，然后经过磁选机除铁，筛分后得到成品再生砂。
在混合废砂的再生过程中通过布袋除尘装置收集废砂再生过程中产生的灰尘。
将对实施例10和对比例4-6中混合废砂以及得到再生砂按照国标GB/T2684-2009《铸造用砂及混合料测试方法》来测试其含泥量、灼减量和酸耗值。混合废砂和再生砂电导率的测试方法为：取50±0.1g混合废砂或再生砂加入烧杯中，倒入100mL蒸馏水，煮沸后静置10min开始测试，电导率测试仪型号为DDSJ-308A。测试结果如表4所示。
表4实施例8-9以及对比例3的混合废砂以及制备得到的再生砂的性能测试结果
由表4中的测试结果可知，当对比例4中两次机械研磨均采用滚轮研磨或对比例5中一次机械再生过程中采用滚轮研磨二次机械再生采用风力研磨或对比例6中一次机械再生过程中采用风力研磨二次机械再生过程滚轮研磨与本发明中的再生方法相比，得到的混合砂的含泥量、灼减量、酸耗值和电导率均有所升高。可见本发明中通过限定二次机械研磨为风力研磨可以有效的保证再生砂的质量。
综上所述，本发明成功提供了一种无机废砂和潮模废砂的再生方法，通过两次风力研磨和对焙烧温度、时间的控制，使所制备的再生砂的酸耗值小于等于5mL以下，含泥量小于等于0.15％，灼烧减量小于等于0.09％，电导率200μs/cm-400μs/cm。
以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。
Claims (10)
1.一种无机废砂和潮模废砂的混合废砂再生方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将混合废砂一次机械研磨得到一次再生砂；
(2)将所述一次再生砂高温焙烧得到二次再生砂，焙烧温度为650℃-670℃，时间为6-8小时；
(3)待二次再生砂冷却后，将二次再生砂二次机械研磨得到三次再生砂；
(4)去除三次再生砂中的杂质并筛分后得到再生砂。
2.根据权利要求1所述的一种无机废砂和潮模废砂的混合废砂再生方法，其特征在于，所述步骤(1)中混合废砂一次机械研磨前还包括破碎步骤和除铁步骤。
3.根据权利要求1所述的一种无机废砂和潮模废砂的混合废砂再生方法，其特征在于，所述步骤(3)中将二次再生砂喷水冷却至室温后，将二次再生砂二次机械研磨得到三次再生砂。
4.根据权利要求1所述的一种无机废砂和潮模废砂的混合废砂再生方法，其特征在于，所述步骤(4)中通过强风除泥和强磁精选步骤去除三次再生砂中的杂质。
5.根据权利要求1所述的一种无机废砂和潮模废砂的混合废砂再生方法，其特征在于，所述一次机械研磨和二次机械研磨过程为风力研磨。
6.根据权利要求1所述的一种无机废砂和潮模废砂的混合废砂再生方法，其特征在于，所述再生砂制备过程中还包括除尘步骤。
7.根据权利要求1所述的一种无机废砂和潮模废砂的混合废砂再生方法，其特征在于，所述一次机械研磨和所述二次机械研磨的研磨时间均为35-45min。
8.根据权利要求1所述的一种无机废砂和潮模废砂的混合废砂再生方法，其特征在于，所述潮模废砂的酸耗值大于等于40mL。
9.根据权利要求1所述的一种无机废砂和潮模废砂的混合废砂再生方法，其特征在于，所述混合废砂中所述潮模废砂的质量百分含量大于50％。
10.一种再生砂，其特征在于，采用权利要求1-9任一项再生方法所制备。
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