[發明專利]一種水玻璃鑄造舊砂生物再生方法及裝置

有效

• 申請號: 201710943786.4
• 申請日: 2017-10-11
• 公開（公告）號: CN107790620B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 汪華方;馮浩文;徐雨哲;孫潔;段凌;陳卓;盧記軍;龔文邦
• 申請（專利權）人: 武漢紡織大學
• 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所(特殊普通合伙) 42250
• 代理人: 程千慧

本發明涉及一種水玻璃鑄造舊砂生物再生方法及裝置，本發明的方法包括以下步驟：1、向100重量份的水中添加0.00002?0.005重量份的氮源、0.0000025?0.00003重量份的磷源、0.00002?0.005重量份的鉀源和0.00001?0.003重量份的鎂源等得到微藻培養基；2、向微藻培養基中加入水玻璃舊砂，并在上層清液中設置一個內置有微藻群落的籠型過濾器；3、將混合水體放置在適宜溫度下進行微藻培養；4、對水玻璃舊砂的脫膜率進行監測，當脫膜率超過90％時，對水玻璃舊砂進行干燥后即可。本發明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劑，實現了舊砂和水玻璃的雙回收。

技術領域

本發明屬于金屬鑄造材料再生回用方法，具體涉及一種水玻璃鑄造舊砂生物再生方法及裝置。

背景技術

水玻璃砂鑄造工藝具有強度高、成本低、工藝簡單、環境友好等優點，水玻璃砂鑄造工藝自20世紀60年代經蘇聯傳入我國后，得到了廣泛的應用，是21世紀最具有發展前景的綠色造型材料。但水玻璃舊砂再生困難，潰散性差，幾十年來一直困擾著鑄造工作者，被認為是鑄造界的世界性難題之一。在我國許多鑄造工廠或車間，被廢棄的水玻璃舊砂仍堆積如山，給壞境帶來了極大的污染，也是對資源的極大浪費。實現水玻璃舊砂生物再生回用是多年來鑄造界的企盼。

常見的濕法再生、加熱干法再生、干法再生和化學再生等幾種水玻璃舊砂再生方法，這些設備及系統的應用為推動我國水玻璃砂工藝技術發展做出了重要貢獻，使我國水玻璃砂工藝技術水平處于國際領先行列。應用最為廣泛的是濕法再生和加熱干法再生，其本質是除去水玻璃舊砂表面的殘留粘結劑，尤其是殘留Na₂O成分。加熱干法再生依靠舊砂和金屬構件間或砂粒之間互相“碰撞摩擦”使舊砂表面的殘留粘結劑發生破壞、脫落，從而使舊砂獲得再生，加熱干法再生過程中需要除塵，會產生大量堿性粉塵，且獲得的再生砂質量并不高，往往用作背砂；濕法再生是利用水的溶解作用、差吸作用及機械攪拌作用來除去舊砂表面的殘留粘結劑，會產生大量污水和污泥，通常還需采用酸堿中和、沉淀凝絮的方法進行進一步處理。由于這兩種再生方法存在砂粒(或砂水)之間及砂粒與設備之間的機械作用，因此再生時會改變再生砂的表面組分、圓整度和級配等特性，而且能耗很大，副產物二次污染比較嚴重。

進入新世紀后，在水玻璃舊砂綜合利用技術上面也開展了較多研究。浙江工業大學提出的“廢砂堿浸一步法工藝”，它充分利用砂表面的水玻璃，克服傳統制備水玻璃的窯爐共熔法耗能的缺點，最大限度提高SiO₂的浸出率，充分利用廢砂中的硅資源開發水玻璃或白炭黑等高附加值產品。也有學者直接提出“不回收舊砂，直接制備建材”的觀點。如：西班牙的Andres A 將舊砂燒結為為紅土磚；中國臺灣地區的Lin,KL將水玻璃砂和殼型砂回收而制備水泥；李明玲向水泥生料添加小于10％的水玻璃舊砂制備42.5普通硅酸鹽水泥；孫可偉利用舊砂制備井蓋復合材料以取代傳統鑄鐵井蓋；哈爾濱凝智科技有限公司將水玻璃舊砂制備成混凝土骨料或瀝青骨料。

縱觀目前國內外水玻璃舊砂處理的研究現狀，可以發現，在水玻璃舊砂綜合利用方面，采用燒結法將水玻璃舊砂轉化為水玻璃、白炭黑、建材等產品不僅能耗高，而且會浪費了本已匱乏的型砂資源，特別是制備建材，將水玻璃舊砂中能回用的可溶性水玻璃白白浪費了。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種水玻璃鑄造舊砂生物再生方法及裝置。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種水玻璃鑄造舊砂生物再生方法，包括以下步驟：

步驟S1、向100重量份的水中添加0.00002-0.005重量份的氮源和 0.0000025-0.00003重量份的磷源得到微藻培養基；

步驟S2、向100重量份的微藻培養基中加入50-100重量份的水玻璃舊砂，并在上層清液中設置一個內置有微藻群落的籠型過濾器，得到混合水體；