CN1322947C - 水玻璃旧砂再生方法 - Google Patents

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Abstract

水玻璃旧砂再生方法，属于金属铸造材料再生回用方法，其步骤为：(1)将破碎后的水玻璃旧砂粒加水调湿至含水量为重量比0.5～10.0%；(2)将含水的水玻璃旧砂进行冰冻，冰冻温度为-1℃至-60℃；(3)对冰冻过程中或冰冻后的水玻璃旧砂粒，实施干法再生；(4)在干法再生过程中，对水玻璃旧砂实施抽风除尘；(5)对再生水玻璃砂实施除湿处理后，贮存待用。本发明比干法再生水玻璃旧砂的脱膜率高，有接近湿法水玻璃旧砂的再生效果但又不需进行污水处理，集湿法再生和干法再生优点于一体，是一种较理想的水玻璃旧砂再生方法。

Description

水玻璃旧砂再生方法
技术领域
本发明属于金属铸造材料再生回用方法，具体涉及水玻璃旧砂再生回用的工艺方法。
技术背景
水玻璃砂铸造工艺具有强度高、成本低、工艺简单、环境友好等许多优点，自上世纪六十年代被引入铸造工业以来，在世界各国得到了广泛采用，但水玻璃旧砂再生困难的问题，几十年来一直困扰着铸造工作者，被认为是铸造界的世界性难题之一。在我国的许多铸造工厂或车间，被废弃的水玻璃旧砂仍堆积如山，给环境带来了严重的污染，也是对资源的极大浪费。废弃的大量水玻璃旧砂不仅增加了运输成本、浪费了有限的资源，还给废弃地周围的环境带来了严重污染。实现水玻璃旧砂的完全再生回用是多年来铸造界的企盼。
目前，对水玻璃旧砂的方法，主要有两种：干法再生、湿法再生。其本质是去除水玻璃旧砂表面的残留粘结剂，尤其是残留Na2O成分。
干法再生是利用空气或机械的方法将旧砂粒加速至一定的速度，靠旧砂粒与金属构件间或砂粒互相之间的碰撞、摩擦作用再生旧砂。干法再生又有：机械式、气力式、振动式等形式。干法再生的设备简单、成本较低；但旧砂粒上的残留粘结剂(残留Na2O)去除率低(5％～15％)，再生砂的质量不太高。
湿法再生是利用水的溶解、擦洗作用及机械搅拌作用，去除旧砂粒上的残留粘结剂膜。水玻璃旧砂上的残留粘结剂(Na2O等)溶于水的特性，使得湿法再生水玻璃旧砂的再生质量好、残留粘结剂(残留Na2O)的去除率高(70％～90％)，旧砂可全部回用并可代替新砂使用；但湿法再生的系统较大、成本较高(需对湿砂进行烘干)，有污水处理回用问题。
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-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。
其它涉及水玻璃旧砂的再生方法包括：公开号CN 1312220A、CN1312219A的“化学再生”工艺方法和公开号CN 1481950A的“水玻璃砂再生回用方法”等。“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)。“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)来改善水玻璃旧砂的回用性能，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。
发明内容
本发明提出一种水玻璃旧砂再生方法，综合水玻璃旧砂湿法再生和干法再生的优点，克服各自所存在的问题，实现水玻璃旧砂低成本高性能的再生。
本发明的一种水玻璃旧砂再生方法，包括下述步骤：
(1)将破碎后的水玻璃旧砂粒加水调湿至含水量为重量比0.5～10.0％；
(2)将含水的水玻璃旧砂进行冰冻，冰冻温度为-1℃至-60℃；
(3)对冰冻过程中或冰冻后的水玻璃旧砂粒，实施干法再生；
(4)在干法再生过程中，对水玻璃旧砂实施抽风除尘；
(5)对再生水玻璃砂实施除湿处理后，贮存待用。
所述的水玻璃旧砂再生方法，其特征在于对水玻璃旧砂进行冰冻时，采用制冷压缩机产生冷气、或者采用冬天自然的寒冷空气、或者采用液氮等冷却气体；
所述的水玻璃旧砂再生方法，其进一步特征在于对水玻璃旧砂实施的干法再生装置，为机械离心撞击式、机械搅拌式、气流冲击式或振动摩擦式干法再生装置。
水玻璃旧砂残留粘结剂为水溶性，在低温冰冻条件下，该残留粘结剂及其中的水结冰膨胀、脆化开裂，在干法再生的碰撞力和摩擦力的作用下较容易地从水玻璃旧砂粒表面剥离，被剥离的“冰粉”经抽风除尘被去除，从而实现水玻璃旧砂的“冰冻-干法”再生。本发明具有湿法再生和干法再生的综合优势，水玻璃旧砂的Na2O去除率可达40％～70％，既有接近湿法水玻璃旧砂的再生效果、又不需污水处理设备，具有干法再生水玻璃旧砂设备简单的特点，是较为理想的水玻璃旧砂再生新方法，使彻底解决水玻璃旧砂再生问题成为现实。我国广大的北方地区每年具有3～5个月的-5℃以下的气温条件，利用自然冰冻的气候条件低成本的“冰冻-干法”再生水玻璃旧砂具有重大的应用价值。
附图说明
图1为本发明的工艺过程框图。
具体实施方式
实施例1：
将水玻璃旧砂块破碎至砂粒，在旧砂粒中加入水使湿旧砂的含水量为0.5％，采用冬天室外的自然冷气，将旧砂与冷气引入混合室中冰冻冷却至温度-1℃，再对冰冻冷却后的水玻璃旧砂实施机械离心式干法再生，并在再生过程中抽风除尘以去除水玻璃旧砂表面的残留成份，经调湿调温后得到再生水玻璃砂，待用。
实施例2：
将水玻璃旧砂块破碎至砂粒，在旧砂粒中加入水使湿旧砂的含水量为10.0％，采用涡旋式制冷压缩机制冷，将旧砂与冷气引入混合室中冰冻冷却至温度-60℃，再对冰冻冷却后的水玻璃旧砂实施气流冲击式干法再生，并在再生过程中抽风除尘以去除水玻璃旧砂表面的残留成份，经调湿调温后得到再生水玻璃砂，待用。
实施例3：
将水玻璃旧砂破碎至砂粒，在旧砂粒中加入水使湿旧砂的含水量为5％，采用螺杆式制冷压缩机制冷，将旧砂与冷气引入混合室中冰冻冷却至温度-35℃，再对冰冻冷却后的水玻璃旧砂实施机械离心式干法再生，并在再生过程中抽风除尘以去除水玻璃旧砂表面的残留成份，经调湿调温后得到再生水玻璃砂，待用。
实施例4：
将水玻璃旧砂破碎至砂粒，在旧砂粒中加入水使湿旧砂的含水量为3.0％，采用冬天室外的自然寒冷空气，将旧砂与冷气引入混合室中冰冻冷却至温度-20℃，再对冰冻冷却后的水玻璃旧砂实施气流冲击式干法再生，并在再生过程中抽风除尘以去除水玻璃旧砂表面的残留成份，经调湿调温后得到再生水玻璃砂，待用。

Claims (3)

1、一种水玻璃旧砂再生方法，包括下述步骤：
(1)将破碎后的水玻璃旧砂粒加水调湿至含水量为重量比0.5～10.0％；
(2)将含水的水玻璃旧砂进行冰冻，冰冻温度为-1℃至-60℃；
(3)对冰冻过程中或冰冻后的水玻璃旧砂粒，实施干法再生；
(4)在干法再生过程中，对水玻璃旧砂实施抽风除尘；
(5)对再生水玻璃砂实施除湿处理后，贮存待用。
2、如权利要求1所述的水玻璃旧砂再生方法，其特征在于对水玻璃旧砂进行冰冻时，采用制冷压缩机产生冷气、或者采用冬天自然的寒冷空气、或者采用液氮等冷却气体。
3、如权利要求1或2所述的水玻璃旧砂再生方法，其特征在于对水玻璃旧砂实施的干法再生装置，为机械离心撞击式、机械搅拌式、气流冲击式或振动摩擦式干法再生装置。
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