[发明专利]一种碱性酚醛树脂旧砂及其再生方法

说明书

技术领域

本发明属于材料再生领域，涉及旧砂再生，具体涉及一种碱性酚醛树脂旧砂及其再生方法。

背景技术

碱性酚醛树脂旧砂的特点与酯硬化水玻璃旧砂一样，一直被认为是再生回用难度较大的旧砂，且至今未得到较好解决，因为：Ⅰ酯硬化碱性酚醛树脂旧砂砂粒表面上的树脂膜在常温下具有一定韧性，特别是其中含水量>1.0％时，很难用干法机械再生获得较理想的再生效果；Ⅱ.酯硬化碱性酚醛树脂旧砂砂粒表面上树脂膜中残留一定量有机酯，可使再生砂可使用时间缩短，粘结强度下降，型砂工艺性能恶化Ⅲ.酯硬化碱性酚醛树脂旧砂砂粒表面上树脂膜中残留有少量钾或钠，这种无机物很难用一般的高温(800～900℃)热法再生工艺将其全部除去残留钾存在于再生砂中,会严重降低再生砂粘结强度和抗湿能力。因此，酯硬化碱性酚醛树脂旧砂的再生主要是去除残留在树脂膜中的有机酯、钾和钠。当前对于碱性酚醛树脂旧砂的方法主要是，湿法再生，干法再生，热法再生，化学再生，现有的现有的这四种方法各有特点，但是很难得到理想的再生效果。

如湿法再生主要利用存在于树脂膜中的有机酯和氢氧化钾具有可溶于水的特点，将其通过水洗使之去除的一种再生方法。见该法具有较好的再生效果，再生砂的质量近新砂水平。但这种方法存在能源消耗大、占地面积大、污水处理费用大和设备一次性投资大等缺点，故此法应用较少。

干法再生是一种利用机械力脱去旧砂砂粒表面上树脂膜的再生方法。试验发现，多级高速磨擦再生能够很好的去除残留树脂膜以及有机酯和钾和钠，使再生的性能与新砂接近，但多次高速摩擦使砂子不断变细，使其型芯砂强度，透气性及砂子耐火度不断的下降，最终无法使用。

热法再生是通过焙烧炉将旧砂加热到一定高温，以分解或烧掉旧砂砂粒表面的有机物。高温加热可有效去除酯硬化碱性酚醛树脂旧砂砂粒表面的树脂膜、残留酯等有机成分，明显改善再生砂粘结性能，但对于无机成分钾、钠，不但无法去除，还使钾、钠与砂粒表面结合的更为牢固，原因在于：在高温下，钾、钠会与硅砂发生化学反应，对硅砂表面产生侵蚀，从而与砂粒表面结合得更加牢固。因此，单一的热法再生也不适合酯硬化碱性酚醛树脂旧砂的再生。

化学再生法是向碱性酚醛树脂旧砂中加入某种能与其中的残留钾进行化学反应，形成不溶于水的物质，从而去除残留钾的一种方法。然而加入附加物并不能除去树脂膜及残留酯，同时加入这种附加物具有一定的酸性，长期使用会腐蚀设备，同时对人体健康造成危害。因此这种化学再生的方法很难得到推广。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种化学再生与热法再生相结合的方法处理碱性酚醛树脂旧砂。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

(1)在碱性酚醛树脂旧砂中混入质量为其0.2-2％的粉剂，混合均匀后加热至600-800℃进行热法再生30min-60min；

(2)将热法再生后的旧砂经过筛选，去除再生砂中杂质，即得碱性酚醛树脂再生砂。

本发明所述的方法，其中，所述粉剂为高价碳酸盐或者亚硫酸盐。

优选地，所述高价碳酸盐选自碳酸钡、碳酸镁或碳酸钙中的一种或多种，优选碳酸钙；所述亚硫酸盐选自亚硫酸钡、亚硫酸镁或亚硫酸钙中的一种或多种。

优选地，所述粉剂为400-800目，在该粒径范围内，与碱性酚醛树脂旧砂能够更充分地混合以实现理想热法再生。

本发明所述碱性酚醛树脂旧砂是指有机酯硬化的碱性酚醛树脂旧砂，具体为已知的以碱性酚醛树脂为粘结剂以多元有机酯为固化剂的自硬砂。其中，常用的多元有机酯为乙二醇二醋酸酯，乙二醇一醋酸酯、二乙二醇醋酸酯、二乙二醇丙酸酯、三乙二醇醋酸酯、三丙酸甘油酯、三醋酸甘油酯、y－丁内酯中一种或几种复配物，按照其使用条件可以合理的进行配伍即可。

碱性酚醛树脂砂主要用于大型铸铁铸钢件，本发明所述碱性酚醛树脂旧砂是指浇铸以后的残留体，其特点是砂子表面覆有少量的树脂膜，砂子与砂子之间以树脂膜相接，因此碱性树脂旧砂多为块状，并且残留强度较高，再生难度高。

此外，由于碱性酚醛树脂合成过程中选用的催化剂为氢氧化钾或氢氧化钠，因此树脂中残留有钾和钠等元素，利用有机酯固化的碱性酚醛树脂制造的壳型或者壳芯，经过浇铸，旧砂依然残留有钾和钠等元素，单一的旧砂再生方式很难去除钾和钠，因此碱性酚醛树脂旧砂再生一直都是个难题。

本发明所述的方法，步骤(1)优选具体为：在碱性酚醛树脂旧砂中混入质量为其0.5-1％的粉剂，混合均匀后加热至650-750℃进行热法再生40min-50min。