[发明专利]一种水玻璃砂旧砂碾磨再生的方法

说明书

技术领域

本发明属于装备制造业中铸造技术的造型材料技术领域，具体涉及一种水玻璃砂旧砂碾磨再生的方法。

背景技术

铸件是装备制造业的基础件，2010年我国铸件产量3650万吨，其中铸钢件530万吨。铸钢件生产中造型、制芯用黏结剂以水玻璃为主，其中水玻璃吹CO₂硬化法应用较多，酯硬化水玻璃自硬砂约占10-20％。酯硬化水玻璃自硬砂旧砂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，很难再生回用，只有一少部分做背砂使用，80-90％旧砂成为固体废弃物，仅铸钢件生产每年排放废砂1000余万吨，这不仅是优质硅砂资源的浪费，同时给生态环境造成危害。水玻璃砂旧砂再生一直受到国内外的关注。水玻璃旧砂砂粒表面包覆的水玻璃膜的主要成分为硅酸钠、碳酸钠、醋酸钠，其中硅酸钠可在重复使用时复碱、复水，起粘结作用，而碳酸钠、醋酸钠是影响旧砂复用的主要原因，将碳酸钠、醋酸钠从旧砂砂粒表面去掉是水玻璃旧砂再生的关键。加热干法再生，由于水玻璃膜仅去掉30-40％，残留的碳酸钠、醋酸钠较多，再生砂放置时，很快吸湿，使性能变差。碳酸钠、醋酸钠是溶解于水的盐，湿法再生能较彻底的去掉砂粒表面的碳酸钠、醋酸钠。中国发明专利申请号：200910234904.X公布了“一种强擦洗水玻璃旧砂湿法再生工艺”：水玻璃旧砂经颚式破碎机破碎、一级螺旋分水、4台再生机联续擦洗、二级螺旋分水、中和沉淀、2台再生机联续擦洗、三级螺旋分水、烘干得再生砂。使用擦洗法，砂水混合料含水50-70％，大量水介质使砂粒间碰擦几率降低，旧砂表面水玻璃膜不易擦洗掉；该工艺复杂，设备多，工艺流程长。采用螺旋分水，螺旋分水旧砂含水量高达10％以上，烘干时能源耗量高。

开发一种工艺简单，再生效率高，节省能耗的水玻璃砂旧砂再生法对节省资源、保护环境很有意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种水玻璃砂旧砂碾磨再生的方法，该方法处理的水玻璃砂旧砂再生砂可代替新砂使用，节省硅砂资源，减少固体废弃物的排放，有利于保护生态环境。

本发明提供了一种水玻璃砂旧砂碾磨再生的方法，具体步骤如下：将收集的铸造厂落砂后的水玻璃砂旧砂、旧砂块经磁选去掉铁豆等含铁杂物；磁选后的旧砂进入石碾机碾压使砂块破碎成砂粒，同时加入旧砂质量10-20％的自来水，使旧砂表面充分湿润，使砂粒表面的水玻璃膜变软；调整出料口高度，保持石碾内砂层的厚度为300-700mm，旧砂在石碾内碾压使砂层翻滚，砂粒之间相互磨擦，每个砂粒的平均碾磨时间为10-30min，使砂粒表面水玻璃膜减薄或去掉；砂粒表面的碳酸钠、醋酸钠大部分同水玻璃膜一起去掉，碳酸钠、醋酸钠是易溶于水的盐，残留部分也在砂粒相互磨擦时溶入水中，旧砂水洗时去掉，使再生砂中的碳酸钠、醋酸钠总量小于0.1％，砂粒相互磨擦时尖角被磨掉，使其更加圆整，使再生砂角形因数降低，从而提高再生砂的工艺性能。连续加料，连续出料，碾磨后的旧砂用螺旋洗砂机水洗，清水从上面冲入，污水从下面流出，污砂从下面延螺旋上升，与清水对流，使洗净的旧砂从上面流出；湿砂进行振动脱水或离心脱水，使湿砂含水量小于5％；进行烘干，使再生砂含水量小于1％，得成品再生砂。

本发明提供的水玻璃砂旧砂碾磨再生的方法，上述石碾为常规石英粉厂的粉碎设备的改进型，本发明将石碾水冲从碾底通过筛网出料，改为高出碾盘的出料口出料，碾内料层保持一定高度，防止碾轮和碾底盘接触将砂粒压碎，每个砂粒的平均碾磨时间控制在10-30min。出料口高度可调，在生产率不变的情况下，调高出料口高度，增加碾内的存砂量，可增加每个砂粒的平均碾磨时间，即碾内存料增加10％，每个砂粒的平均碾磨时间也增加10％。一般水玻璃旧砂碾磨15-20min即可，对一些难以再生的旧砂可增加碾磨时间，保证再生砂的质量。

再生时产生的污水的处理：

1.污水用盐酸或其它酸中和，使污水PH值为6.9-7.1；

2.污水中加入适量聚丙烯酰胺和聚合氯化铝，搅拌均匀，絮凝自然沉淀；

3.清水重复使用；

4.污泥压块处理。

本发明的优点：

1、一台石碾兼备旧砂砂块粉碎、砂粒碾磨脱膜功能，砂粒相互摩擦，脱膜效率高；

2、水玻璃砂旧砂碾磨再生砂碳酸钠、醋酸钠残留量小于0.1％；

3、石碾碾轮外缘和碾盘均由石英岩镶嵌而成，耐磨性好，对旧砂无铁杂质污染；

4、本发明处理的水玻璃砂旧砂再生砂可代替新砂使用，节省硅砂资源，减少固体废弃物的排放，有利于保护生态环境；