[发明专利]一种硅酸盐类无机覆膜湿态废砂的回收利用方法

说明书

本发明属于模具铸造砂芯材料技术领域，具体公开了一种硅酸盐类无机覆膜湿态废砂的回收利用方法，包括以下步骤：(1)对硅酸盐废砂进行机械再生处理；(2)将废砂与清洗液混合搅拌形成水砂体，废砂与清洗液的质量份数比为1:0.5‑3；对水砂体进行一级超声处理，处理时间1‑60min，超声波的频率28‑48KHz，处理每公斤废砂超声波强度为0.1‑0.5kw；清洗液是含有浓度为0.1‑5％质量比的无机酸和0.005‑0.01％的表面活性剂的水溶液；(3)将经超声波处理后的废砂与清洗液分离；(4)将分离得到的砂进行二级超声处理；(5)将经二级超声处理后的砂与废水分离，将砂烘干。使用本方法能对硅酸盐类废砂经再生后重复使用，以达到减少废砂排放，减少资源浪费的效果。

技术领域

本发明属于模具铸造砂芯材料技术领域，尤其涉及一种硅酸盐类无机覆膜湿态废砂的回收利用方法。

背景技术

硅酸盐作为一种无机化学粘结剂，来源广泛、价格低廉、无毒无味，目前广泛应用于铸造行业。传统的硅酸盐粘结剂基本上使用的是单一硅酸盐为组分(模数为1.6～2.8之间) 作为铸造型砂的粘结剂，在制型时将该类硅酸盐粘结剂与原砂混合再向型芯体吹送二氧化碳实现固化。随着改性技术的发展，出现了向这类粘结剂中添加有机酯固化的新型硅酸盐粘结剂，发展到当今以更低模数的硅酸盐(模数为1.6)为基本组分，通过添加多种无机盐和有机物改性的，同时使用无机与有机复合制备的粉体固化促进剂配合使用固化的全新无机型砂工艺和产品。

与有机树脂粘结剂相比，硅酸盐粘结剂在应用过程中没有有毒气体产生，在环保标准日益严格的今天，硅酸盐类型砂被认为是最有可能实现绿色铸造的型砂类型。但是，硅酸盐类型砂存在难以再生回用的问题，因为硅酸盐的基本物性决定了其制备的铸造型砂在铸造浇注在原砂表面或之间形成了不同缩聚程度的多聚硅酸和含有的碱金属氧化物带来的高碱问题导致硅酸盐废砂被大量排放，不仅给环境带来严重污染，还使得这类铸造废砂难以采用通常铸造废砂的再生技术方法和装备进行再生处理实现回用的目的，造成了极大的资源浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硅酸盐类无机覆膜湿态废砂的回收利用方法，以解决硅酸盐类废砂难以再生回用，造成资源浪费的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案为：一种硅酸盐类无机覆膜湿态废砂的回收利用方法，包括以下步骤：

(1)对硅酸盐废砂进行机械再生处理；

(2)将机械再生处理后的废砂与清洗液混合搅拌形成水砂体，废砂与清洗液的质量份数比为废砂：清洗液＝1:0.5-3；在水砂体的最大面方向加载超声波进行一级超声处理，处理时间为1-60min，超声波的频率为28-48KHz，处理每公斤废砂超声波强度满足0.1-0.5kw；所述清洗液是含有浓度为0.1-5％质量比的无机酸和0.005-0.01％的表面活性剂的水溶液；

(3)将步骤(2)中经超声波处理后的废砂与清洗液分离，得到硅酸盐砂和废液,废液进入处理池，循环利用；

(4)将步骤(3)中分离得到的砂进行二级超声处理；

(5)将步骤(4)中经二级超声处理后的砂与废水分离，砂烘干后，进入成品仓；废液进入处理池，循环利用。

本基础方案的工作原理在于：超声处理前先将废砂与清洗液混合搅拌形成水砂体，清洗液中的无机酸可中和硅酸盐中的NaO₂和一些钠盐，促进硅酸盐在清洗液中溶解；表面活性剂的一端有亲水基团，并具有一定的发泡能力，可增强超声波的空化作用，使硅酸盐从砂粒表面脱离。采用超声处理硅酸盐类无机废砂，一方面可破坏硅酸盐与砂粒表面的吸附作用，另一方面使硅酸盐表面产生裂纹，气泡钻入裂纹，到达砂粒表面，通过振动使硅酸盐脱离。利用超声空化增加搅拌、扩散作用，加速硅酸盐中可溶物的溶解，并强化无机酸和表面活性剂的清洗作用。

本基础方案的有益效果在于：