[发明专利]一种水玻璃铸造旧砂原位再生方法及装置

说明书

本发明涉及一种水玻璃铸造旧砂原位再生方法及装置，本发明的方法包括以下步骤：1、以水玻璃旧砂堆放地为底构建培养池；2、向培养池内注入水，并向水内添加氮盐、磷盐、钾盐和镁盐等得到培养基；3、将微藻群落投放到培养基内并进行微藻培养；4、对水玻璃旧砂进行取样并对水玻璃旧砂的脱膜率进行检测，当水玻璃旧砂的脱膜率超过90％且培养池内的水体的pH值低于9时，停止培养；5、排出培养池内的培养基，对培养池内的脱膜后的水玻璃旧砂进行干燥后得到原位再生砂。本发明实现了水玻璃和旧砂再生的“双回收”、污水循环利用，而且由于原位再生砂没有经历擦洗过程中的机械摩擦碰撞，因而保持了和新砂基本一致的形貌、级配和成分分布。

技术领域

本发明涉及金属铸造材料回收再生领域，具体涉及一种水玻璃铸造旧砂原位再生方法及装置。

背景技术

水玻璃(硅酸钠)是目前最成功的无机化学粘结剂，长期使用对人体无害。用水玻璃砂造型，价格便宜、流动性好、硬化快，型(芯)的尺寸精度高，在混砂、造型、浇注和落砂过程中均无刺激性气味或有毒气体产生，也无黑色污染。水玻璃砂工艺自20世纪60年代经苏联传入我国后，得到了广泛的应用，目前中国约有70％的铸钢件采用了水玻璃砂铸造工艺。

然而，水玻璃在铸造方面的运用存在着以这重要缺陷：水玻璃旧砂再生回用率低。我国每年有上千万吨的水玻璃旧砂被废弃掉，铸造水玻璃废弃砂堆积如山。许多科技实力较差的工厂直接将废砂丢弃在河川、山谷和大海中，导致植被受到破坏，而且旧砂中的可溶性碱性水玻璃等物质会污染地表水和地下水，从而造成严重的环境污染，致使本来极具环保优势的水玻璃砂技术反倒成了污染环境的一个因素，因此水玻璃的使用成了环境保护的一把双刃剑。随着我国一系列矿山开采法律的完善以及对环境保护的要求，优质硅砂越来越成为稀缺资源。本发明就是针对那些废弃于山谷等地的水玻璃旧砂进行原地回收，既可以创造出优质硅砂资源，也可对水玻璃进行有效利用，并且解决了废弃旧砂对于环境的污染，工厂也可使用本方法回收水玻璃旧砂。水玻璃旧砂原位再生工艺的最大特点是利用硅藻来“生物促溶、降解”附着在旧砂上的可溶性水玻璃。与常规技术相比，无需耗能较大的擦洗等工艺即可获得高品位的再生硅砂。原位再生工艺的另一产物为体内富集了大量钠离子、硅酸离子的水华硅藻，开发基于水华硅藻的干料或者焚烧物的水玻璃制备工艺，也能开发水华硅藻制备白炭黑、名优水产品开口饵料、硅肥、硅藻泥等其他高附加值产品的新方法，最终目的是使旧砂中的残留粘结剂得到再生，实现水玻璃砂型铸造的可持续发展。重要的是，硅藻生长过程中能消耗二氧化碳，能在一定的程度上改善温室效应。纺织、印染等行业都需要使用水玻璃无机粘结剂，同样也可采用此方法回收富含水玻璃的废液。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种水玻璃铸造旧砂原位再生方法及装置。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种水玻璃铸造旧砂原位再生方法，包括以下步骤：

步骤S1、以水玻璃旧砂堆放地为底构建培养池；

步骤S2、向培养池内注入水，并向水内添加氮盐、磷盐和钾盐得到培养基；

步骤S3、将微藻群落投放到培养基内并进行微藻培养；

步骤S4、对水玻璃旧砂进行取样并对水玻璃旧砂的脱膜率进行检测，当水玻璃旧砂的脱膜率超过80％且培养池内的水体的pH值低于9时，停止培养；

步骤S5、对培养池内的脱膜后的水玻璃旧砂进行干燥后得到原位再生砂。

本发明的有益效果为：本发明的方法无需转移旧砂和用湿法擦洗旧砂，再生动力来源于太阳光能量，节约了大量能源；且不需要移动旧砂，在旧砂原位构建培养池进行再生处理，由于原位再生砂没有经历移动过程和擦洗过程中的机械摩擦碰撞，因而保持了和新砂基本一致的形貌、级配和成分分布，并且利用易于水华的悬浮微藻藻种大量消耗水玻璃旧砂表面的残留粘结剂，通过生物促溶实现水玻璃的“降解”和“转移”，可实现水玻璃和旧砂的双回收。