[发明专利]一种再生铸造旧砂及超声波再生铸造旧砂的方法

说明书

本发明涉及一种超声波再生铸造旧砂的方法，包括如下步骤：将旧砂与硅烷偶联剂酸性溶液混合均匀，加入能够流动的超声波设备中进行超声处理，砂水分离得到过滤水和湿砂，过滤水进入污水池，所述的污水池中加入絮凝剂进行沉降处理，上清液循环利用，所述的湿砂进行清水淋洗，经过淋洗后的湿砂烘干处理，得到再生铸造旧砂。本发明的方法可以单独回收一种砂型，也可以是不同砂型的混合旧砂，适用性更加广泛，超声波设备的设计，保证了波能能够传播，使砂粒的质量更好，酸性的硅烷偶联剂溶液既发挥了硅烷偶联剂增加表面张力，帮助砂粒表面物质脱离的目的，又使脱离下来的物质与酸反应生产盐溶于水中，不会造成杂质。

技术领域

本发明属于铸造旧砂回收技术领域，具体涉及一种再生铸造旧砂及超声波再生铸造旧砂的方法。

背景技术

铸造旧砂是主要的工业固废，占铸造固废的70％左右，如果随意排放，不仅污染环境，而且也是对资源的一种浪费，铸造旧砂可经过再生工艺处理循环在铸造中使用，既避免铸造固废对环境的污染，又减少生产的投入，降低生产成本。

当前国内外虽然有很多研究机构研究超声波再生方法，但是大多存在着局限性，例如，专利CN106807883A公开了一种超声波湿法再生水玻璃旧砂的方法，但是只针对水玻璃旧砂，而且使用大量的水清洗消除表面的残留物质，用水量过大，不利于实际应用。CN104399876A公开了一种采用超声技术再生水玻璃旧砂的方法，但是其也是只针对水玻璃旧砂，而且在超声波处理前需要大量的碱液浸泡，不利于实际应用。

现有技术只是针对少量的旧砂进行处理，但是实际生产过程中，砂粒会影响吸收超声波，而且不能大量堆积，会造成超声波能量只处理最近位置的砂粒。而且铸造种类很多，在工业中可能多种砂会出现混合，如果只能单独处理一种砂型，使用范围就会受到限制。

鉴于以上原因，特提出本发明。

发明内容

为了解决现有技术存在的以上问题，本发明提供了一种再生铸造旧砂及超声波再生铸造旧砂的方法，本发明的方法可以将混合的铸造旧砂通过超声波湿法处理，消除旧砂的排放，减少对生态环境的污染，同时再生砂能够达到循环利用，降低生产成本，本发明制备的再生砂的酸耗值低。

本发明的第一目的，提供了一种超声波再生铸造旧砂的方法，包括如下步骤：将旧砂与硅烷偶联剂酸性溶液混合均匀，加入能够流动的超声波设备中进行超声处理，砂水分离得到过滤水和湿砂，过滤水进入污水池，所述的污水池中加入絮凝剂进行沉降处理，上清液循环利用，所述的湿砂进行清水淋洗，经过淋洗后的湿砂烘干处理，得到再生铸造旧砂。

本发明的方法采用超声波处理，在液体中将声能转化为机械能，形成空化效应，空化效应导致溶液内气泡的形成，增加爆破、压缩，从而使固体物质分散，增大固体物质的接触面积，提高残留物质从砂粒表面剥离，达到旧砂再生的效果。

由于硅烷偶联剂具有两种官能团，其中，硅醇键可与硅砂表面羟基形成氢键，同时增加硅砂的表面张力，使硅砂表面的物质脱落。

酸性溶液可以增加硅烷偶联剂的水解，加快硅烷偶联剂的作用速率，同时，酸性溶液可以与旧砂表面残留的碱性物质反应，同时超声波形成的气泡使反应速率更高。

进一步的，所述的硅烷偶联剂酸性溶液为硅烷偶联剂加入到pH为2-5的酸性水中得到的，所述的硅烷偶联剂的质量分数为1-3％。

本发明中的硅烷偶联剂和酸均采用市售的常规原料。

进一步的，所述的旧砂为单独一种砂型或几种不同的砂型混合而成。

进一步的，旧砂与硅烷偶联剂酸性溶液的质量比为1:0.5-2。

进一步的，所述的超声波设备为具有底壁和侧壁的槽式装置，底壁和侧壁均设置有超声波振子。

进一步的，超声波设备的振动频率为50-100KHz。