[發(fā)明專利]一種水玻璃鑄造舊砂原位再生方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710943783.0
• 申請日: 2017-10-11
• 公開（公告）號: CN107824743B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 汪華方;孫潔;徐雨哲;馮浩文;段凌;陳卓;盧記軍;龔文邦
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢紡織大學(xué)
• 主分類號: B22C5/00
• 分類號: B22C5/00
• 代理公司: 武漢泰山北斗專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42250
• 代理人: 程千慧

本發(fā)明涉及一種水玻璃鑄造舊砂原位再生方法及裝置，本發(fā)明的方法包括以下步驟：1、以水玻璃舊砂堆放地為底構(gòu)建培養(yǎng)池；2、向培養(yǎng)池內(nèi)注入水，并向水內(nèi)添加氮鹽、磷鹽、鉀鹽和鎂鹽等得到培養(yǎng)基；3、將微藻群落投放到培養(yǎng)基內(nèi)并進行微藻培養(yǎng)；4、對水玻璃舊砂進行取樣并對水玻璃舊砂的脫膜率進行檢測，當水玻璃舊砂的脫膜率超過90％且培養(yǎng)池內(nèi)的水體的pH值低于9時，停止培養(yǎng)；5、排出培養(yǎng)池內(nèi)的培養(yǎng)基，對培養(yǎng)池內(nèi)的脫膜后的水玻璃舊砂進行干燥后得到原位再生砂。本發(fā)明實現(xiàn)了水玻璃和舊砂再生的“雙回收”、污水循環(huán)利用，而且由于原位再生砂沒有經(jīng)歷擦洗過程中的機械摩擦碰撞，因而保持了和新砂基本一致的形貌、級配和成分分布。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬鑄造材料回收再生領(lǐng)域，具體涉及一種水玻璃鑄造舊砂原位再生方法及裝置。

背景技術(shù)

水玻璃(硅酸鈉)是目前最成功的無機化學(xué)粘結(jié)劑，長期使用對人體無害。用水玻璃砂造型，價格便宜、流動性好、硬化快，型(芯)的尺寸精度高，在混砂、造型、澆注和落砂過程中均無刺激性氣味或有毒氣體產(chǎn)生，也無黑色污染。水玻璃砂工藝自20世紀60年代經(jīng)蘇聯(lián)傳入我國后，得到了廣泛的應(yīng)用，目前中國約有70％的鑄鋼件采用了水玻璃砂鑄造工藝。

然而，水玻璃在鑄造方面的運用存在著以這重要缺陷：水玻璃舊砂再生回用率低。我國每年有上千萬噸的水玻璃舊砂被廢棄掉，鑄造水玻璃廢棄砂堆積如山。許多科技實力較差的工廠直接將廢砂丟棄在河川、山谷和大海中，導(dǎo)致植被受到破壞，而且舊砂中的可溶性堿性水玻璃等物質(zhì)會污染地表水和地下水，從而造成嚴重的環(huán)境污染，致使本來極具環(huán)保優(yōu)勢的水玻璃砂技術(shù)反倒成了污染環(huán)境的一個因素，因此水玻璃的使用成了環(huán)境保護的一把雙刃劍。隨著我國一系列礦山開采法律的完善以及對環(huán)境保護的要求，優(yōu)質(zhì)硅砂越來越成為稀缺資源。本發(fā)明就是針對那些廢棄于山谷等地的水玻璃舊砂進行原地回收，既可以創(chuàng)造出優(yōu)質(zhì)硅砂資源，也可對水玻璃進行有效利用，并且解決了廢棄舊砂對于環(huán)境的污染，工廠也可使用本方法回收水玻璃舊砂。水玻璃舊砂原位再生工藝的最大特點是利用硅藻來“生物促溶、降解”附著在舊砂上的可溶性水玻璃。與常規(guī)技術(shù)相比，無需耗能較大的擦洗等工藝即可獲得高品位的再生硅砂。原位再生工藝的另一產(chǎn)物為體內(nèi)富集了大量鈉離子、硅酸離子的水華硅藻，開發(fā)基于水華硅藻的干料或者焚燒物的水玻璃制備工藝，也能開發(fā)水華硅藻制備白炭黑、名優(yōu)水產(chǎn)品開口餌料、硅肥、硅藻泥等其他高附加值產(chǎn)品的新方法，最終目的是使舊砂中的殘留粘結(jié)劑得到再生，實現(xiàn)水玻璃砂型鑄造的可持續(xù)發(fā)展。重要的是，硅藻生長過程中能消耗二氧化碳，能在一定的程度上改善溫室效應(yīng)。紡織、印染等行業(yè)都需要使用水玻璃無機粘結(jié)劑，同樣也可采用此方法回收富含水玻璃的廢液。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種水玻璃鑄造舊砂原位再生方法及裝置。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：

一種水玻璃鑄造舊砂原位再生方法，包括以下步驟：

步驟S1、以水玻璃舊砂堆放地為底構(gòu)建培養(yǎng)池；

步驟S2、向培養(yǎng)池內(nèi)注入水，并向水內(nèi)添加氮鹽、磷鹽和鉀鹽得到培養(yǎng)基；

步驟S3、將微藻群落投放到培養(yǎng)基內(nèi)并進行微藻培養(yǎng)；

步驟S4、對水玻璃舊砂進行取樣并對水玻璃舊砂的脫膜率進行檢測，當水玻璃舊砂的脫膜率超過80％且培養(yǎng)池內(nèi)的水體的pH值低于9時，停止培養(yǎng)；

步驟S5、對培養(yǎng)池內(nèi)的脫膜后的水玻璃舊砂進行干燥后得到原位再生砂。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明的方法無需轉(zhuǎn)移舊砂和用濕法擦洗舊砂，再生動力來源于太陽光能量，節(jié)約了大量能源；且不需要移動舊砂，在舊砂原位構(gòu)建培養(yǎng)池進行再生處理，由于原位再生砂沒有經(jīng)歷移動過程和擦洗過程中的機械摩擦碰撞，因而保持了和新砂基本一致的形貌、級配和成分分布，并且利用易于水華的懸浮微藻藻種大量消耗水玻璃舊砂表面的殘留粘結(jié)劑，通過生物促溶實現(xiàn)水玻璃的“降解”和“轉(zhuǎn)移”，可實現(xiàn)水玻璃和舊砂的雙回收。