[發明專利]一種水玻璃砂舊砂碾磨再生的方法

有效

• 申請號: 201210022530.7
• 申請日: 2012-02-01
• 公開（公告）號: CN103240386A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 余明偉;金廣明;汪解民
• 申請（專利權）人: 重慶匯亞通鑄造材料有限公司
• 主分類號: B22C5/04
• 分類號: B22C5/04
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 張晨

技術領域

本發明屬于裝備制造業中鑄造技術的造型材料技術領域，具體涉及一種水玻璃砂舊砂碾磨再生的方法。

背景技術

鑄件是裝備制造業的基礎件，2010年我國鑄件產量3650萬噸，其中鑄鋼件530萬噸。鑄鋼件生產中造型、制芯用黏結劑以水玻璃為主，其中水玻璃吹CO₂硬化法應用較多，酯硬化水玻璃自硬砂約占10-20％。酯硬化水玻璃自硬砂舊砂80％可干法再生回用，水玻璃吹CO₂硬化法由于水玻璃加入量高，很難再生回用，只有一少部分做背砂使用，80-90％舊砂成為固體廢棄物，僅鑄鋼件生產每年排放廢砂1000余萬噸，這不僅是優質硅砂資源的浪費，同時給生態環境造成危害。水玻璃砂舊砂再生一直受到國內外的關注。水玻璃舊砂砂粒表面包覆的水玻璃膜的主要成分為硅酸鈉、碳酸鈉、醋酸鈉，其中硅酸鈉可在重復使用時復堿、復水，起粘結作用，而碳酸鈉、醋酸鈉是影響舊砂復用的主要原因，將碳酸鈉、醋酸鈉從舊砂砂粒表面去掉是水玻璃舊砂再生的關鍵。加熱干法再生，由于水玻璃膜僅去掉30-40％，殘留的碳酸鈉、醋酸鈉較多，再生砂放置時，很快吸濕，使性能變差。碳酸鈉、醋酸鈉是溶解于水的鹽，濕法再生能較徹底的去掉砂粒表面的碳酸鈉、醋酸鈉。中國發明專利申請號：200910234904.X公布了“一種強擦洗水玻璃舊砂濕法再生工藝”：水玻璃舊砂經顎式破碎機破碎、一級螺旋分水、4臺再生機聯續擦洗、二級螺旋分水、中和沉淀、2臺再生機聯續擦洗、三級螺旋分水、烘干得再生砂。使用擦洗法，砂水混合料含水50-70％，大量水介質使砂粒間碰擦幾率降低，舊砂表面水玻璃膜不易擦洗掉；該工藝復雜，設備多，工藝流程長。采用螺旋分水，螺旋分水舊砂含水量高達10％以上，烘干時能源耗量高。

開發一種工藝簡單，再生效率高，節省能耗的水玻璃砂舊砂再生法對節省資源、保護環境很有意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種水玻璃砂舊砂碾磨再生的方法，該方法處理的水玻璃砂舊砂再生砂可代替新砂使用，節省硅砂資源，減少固體廢棄物的排放，有利于保護生態環境。

本發明提供了一種水玻璃砂舊砂碾磨再生的方法，具體步驟如下：將收集的鑄造廠落砂后的水玻璃砂舊砂、舊砂塊經磁選去掉鐵豆等含鐵雜物；磁選后的舊砂進入石碾機碾壓使砂塊破碎成砂粒，同時加入舊砂質量10-20％的自來水，使舊砂表面充分濕潤，使砂粒表面的水玻璃膜變軟；調整出料口高度，保持石碾內砂層的厚度為300-700mm，舊砂在石碾內碾壓使砂層翻滾，砂粒之間相互磨擦，每個砂粒的平均碾磨時間為10-30min，使砂粒表面水玻璃膜減薄或去掉；砂粒表面的碳酸鈉、醋酸鈉大部分同水玻璃膜一起去掉，碳酸鈉、醋酸鈉是易溶于水的鹽，殘留部分也在砂粒相互磨擦時溶入水中，舊砂水洗時去掉，使再生砂中的碳酸鈉、醋酸鈉總量小于0.1％，砂粒相互磨擦時尖角被磨掉，使其更加圓整，使再生砂角形因數降低，從而提高再生砂的工藝性能。連續加料，連續出料，碾磨后的舊砂用螺旋洗砂機水洗，清水從上面沖入，污水從下面流出，污砂從下面延螺旋上升，與清水對流，使洗凈的舊砂從上面流出；濕砂進行振動脫水或離心脫水，使濕砂含水量小于5％；進行烘干，使再生砂含水量小于1％，得成品再生砂。

本發明提供的水玻璃砂舊砂碾磨再生的方法，上述石碾為常規石英粉廠的粉碎設備的改進型，本發明將石碾水沖從碾底通過篩網出料，改為高出碾盤的出料口出料，碾內料層保持一定高度，防止碾輪和碾底盤接觸將砂粒壓碎，每個砂粒的平均碾磨時間控制在10-30min。出料口高度可調，在生產率不變的情況下，調高出料口高度，增加碾內的存砂量，可增加每個砂粒的平均碾磨時間，即碾內存料增加10％，每個砂粒的平均碾磨時間也增加10％。一般水玻璃舊砂碾磨15-20min即可，對一些難以再生的舊砂可增加碾磨時間，保證再生砂的質量。

再生時產生的污水的處理：

1.污水用鹽酸或其它酸中和，使污水PH值為6.9-7.1；

2.污水中加入適量聚丙烯酰胺和聚合氯化鋁，攪拌均勻，絮凝自然沉淀；

3.清水重復使用；

4.污泥壓塊處理。

本發明的優點：

1、一臺石碾兼備舊砂砂塊粉碎、砂粒碾磨脫膜功能，砂粒相互摩擦，脫膜效率高；

2、水玻璃砂舊砂碾磨再生砂碳酸鈉、醋酸鈉殘留量小于0.1％；

3、石碾碾輪外緣和碾盤均由石英巖鑲嵌而成，耐磨性好，對舊砂無鐵雜質污染；

4、本發明處理的水玻璃砂舊砂再生砂可代替新砂使用，節省硅砂資源，減少固體廢棄物的排放，有利于保護生態環境；