[发明专利]一种水玻璃旧砂的再生方法

说明书

本发明公开了一种水玻璃旧砂的再生方法，包括：采用气力冲击设备对水玻璃旧砂表面进行预处理；向经所述预处理后的水玻璃旧砂中加入辅剂得到混合物，然后对所述混合物进行焙烧；将经所述焙烧后的砂粒进行研磨处理。本发明水玻璃旧砂的再生方法结合了机械法再生工艺和热法再生工艺的优势，并在热法过程中添加辅剂，大大提高水玻璃旧砂表面的Na₂O惰性膜的去除效果，使水玻璃旧砂表面的Na₂O惰性膜的去除率达到90％以上；得到的再生砂可作为单一用砂使用，不会产生二次污染物，同时提升资源利用率。

技术领域

本发明涉及金属砂型铸造技术领域，具体而言，涉及一种水玻璃旧砂的再生方法。

背景技术

在铸造行业中，水玻璃被用作粘结剂，最常用的为钠水玻璃，并以硅砂或特种砂等骨料混制成水玻璃用砂。相对于黏土砂，水玻璃砂具有流动性好、强度高、铸件质量好等优点；相比于树脂砂，水玻璃砂具有硬化速度快、生产过程无毒无味等优点。我国每年产生铸造用水玻璃废砂的上百万吨，多数铸造企业将水玻璃废砂当作固废处理，造成环境严重的污染。由于水玻璃的主要成分为硅酸钠，经过制芯及浇注的高温作用，在水玻璃旧砂表面形成一层Na₂O惰性膜，难以去除。该Na₂O惰性膜主要成分为高模数水玻璃，其化学式为Na₂O.mSiO₂nH₂O，其容易吸水，吸水后水解产生硅酸具有粘结性，使得水玻璃旧砂再次使用会破坏新加入粘结剂的固定体系。因此研究并实行水玻璃旧砂的再生以除去其表面的Na₂O惰性膜势在必行。目前，水玻璃废砂的处理方式包括化学法再生、机械干法再生和湿法再生。

化学法再生是通过加入碱性溶液，使水玻璃旧砂表面的Na₂O恢复活性，然后直接回用。而化学法再生具有如下缺点：由于废砂中的残留物质会有波动，无法很好的控制碱液的加入量，工艺粗糙、误差大；并且由于使用碱液，会造成再生砂表面的Na₂O惰性膜越积越厚，大大降低再生水玻璃砂的使用效果。

机械干法再生是直接将废砂进行机械研磨，通过砂粒与砂粒之间的摩擦、砂粒与壁面的碰撞，以外力去除表面的Na₂O惰性膜。该法的缺点是：Na₂O去除率只能达到30～50％左右，砂粒表面仍然有大量Na₂O惰性膜残留物，只可作为背砂使用，无法单一使用。

湿法再生是利用Na₂O惰性膜的主要成分易溶于水，将水玻璃旧砂投入装有清水的水洗设备中，常见有离心水洗方式，砂粒在水中离心搅拌，之后将水甩干，最后投入烘箱中烘干，得到再生砂。该法的缺点是：水洗消耗水量太大，且会造成更加严重的问题—污水处理问题；并且由于当前市场上多种水玻璃砂中会添加硬化剂、交联剂、流变剂及溃散剂等多组分的粉类辅剂，这些粉剂几乎不溶于水，因此无法通过水洗去除。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种水玻璃旧砂的再生方法，包括：

采用气力冲击设备对水玻璃旧砂表面进行预处理；

向经所述预处理后的水玻璃旧砂中加入辅剂得到混合物，然后对所述混合物进行焙烧；

将经所述焙烧后的砂粒进行研磨处理。

作为上述技术方案的进一步改进，所述水玻璃旧砂为经破碎和过6～20目筛网后的旧砂。

作为上述技术方案的进一步改进，所述预处理过程中，通过控制所述气力冲击设备内管道的气压，使所述水玻璃旧砂以30～50m/s的速度进入所述管道。

作为上述技术方案的进一步改进，所述辅剂为Fe₂O₃、Al₂O₃和CaO中的一种或几种的混合物。