[发明专利]一种利用高铝粉煤灰生产精密铸造砂的方法

说明书

本发明提供了一种利用高铝粉煤灰生产精密铸造砂的方法，包括：提纯高铝粉煤灰和将提纯后的高铝粉煤灰造粒、干燥、焙烧、后处理得到精密铸造砂，所述提纯高铝粉煤灰使用酸活化‑碱脱硅‑稀酸洗涤工艺。所述方法得到的精密铸造砂具有流动性好、耐火度高、强度大、热膨胀率低、抗粘砂性能好等优点，不仅解决了精密铸造砂生产过程中的原料问题，还成功处理了工业固体废弃物，达到了变废为宝的目的，具有良好的经济和社会价值。

技术领域

本发明属于废弃物资源化利用技术领域，涉及一种利用粉煤灰生产精密铸造砂的方法。

背景技术

高铝粉煤灰是内蒙古中部、山西北部地区高铝煤炭在火力发电厂经燃烧发电后产生的固体废弃物，含有大量的氧化铝和氧化硅等资源，目前利用率较低，大量未利用的高铝粉煤灰不仅污染环境还会造成巨大的资源浪费。

铸造砂是金属铸造工艺中使用的一种颗粒状耐火材料。铸造砂的颗粒形状和级配对其流动性、紧实性、透气性、强度和抗液态金属的渗透性等使用性能有重要的影响。目前使用的铸造砂主要以二氧化硅为主要成分、石英为主晶相的硅砂以及石灰石砂、镁砂、锆砂、橄榄砂和宝珠砂等特种砂。随着铸造业的发展，特种砂的使用也逐渐增多。和硅砂相比，氧化铝含量较高的特种砂具有热膨胀系数小、耐火度高、角形系数小、表面光滑和透气性好等优点，在厚大件、铸钢件和制作砂芯及覆膜砂中的用量逐渐增加。

目前，人造精密铸造砂主要以铝土矿、黏土和各种矿石等原矿为原料。CN104557062A公开了一种尖晶石质铸造砂及其制备方法，以铝矾土生料、工业氧化镁为主原料，经混料、湿磨、烘干、造粒、烧结和筛分制备了尖晶石质铸造砂；CN104030708B公开了一种精密铸造砂及其制备方法，以铝土矿、黏土、锰矿石和赤铁矿为原料经混料、造粒、干燥和烧制制备的铸造砂，铝土矿79-95％、粘土3-20％、锰矿石0.5-5％、赤铁矿0.2-1％。上述方法均以天然矿物为原料，存在原料来源单一、成本高、经济性差等问题，并且其得到的铸造砂性能还有待提高。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种利用高铝粉煤灰生产精密铸造砂的方法，所述方法得到的精密铸造砂具有流动性好、耐火度高、强度大、热膨胀率低、抗粘砂性能好等优点，不仅解决了精密铸造砂生产过程中的原料问题，还成功处理了工业固体废弃物，达到了变废为宝的目的，具有良好的经济和社会价值。

本发明如无特殊说明，所述高铝粉煤灰是指氧化铝质量百分含量大于35％的粉煤灰，如36％、38％、40％、45％、55％、63％、75％或80％等。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种利用高铝粉煤灰生产精密铸造砂的方法，所述方法包括如下步骤：

(1)将高铝粉煤灰于盐酸溶液中进行活化，之后进行液固分离，得到第一固体和第一液体，将所述第一固体洗涤，得到洗涤后的第一固体和第一洗涤液；

(2)将所述洗涤后的第一固体于碱溶液中进行脱硅反应，之后进行液固分离，得到第二固体和第二液体，将所述第二固体洗涤，得到洗涤后的第二固体和第二洗涤液；

(3)将所述洗涤后的第二固体于稀酸溶液中洗涤，之后进行液固分离，得到第三固体和第三洗涤液，再将所述第三固体水洗，得到第四固体和第四洗涤液，将第四固体干燥，得到提纯后的高铝粉煤灰，所述提纯后的高铝粉煤灰中Al₂O₃的质量百分含量≥65％，Na₂O和K₂O的质量百分含量之和≤0.5％；

(4)将提纯后的高铝粉煤灰造粒，干燥，焙烧，后处理得到精密铸造砂。