[发明专利]一种铸造用陶粒砂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铸造用陶粒砂及其制备方法，制备方法包括如下步骤：将粉煤灰和铝矾土粉料研磨、筛选获得粉煤灰混合粉料；将由聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸钠、聚醚硅油和水组成的浆料加入到粉煤灰混合粉料中研磨获得粉煤灰混合浆料；将粉煤灰混合浆料离心、干燥获得得陶粒砂生胚球；将陶粒砂生胚球放入回转窑中依次在500℃下烧结100min、在1000℃下烧结2h、在1200℃下烧结100min、在1300℃下烧结2h，然后自然冷却获得陶粒砂的球体。本发明提供的一种铸造用陶粒砂的制备方法能够利用粉煤灰这种固体废弃物制备出陶粒砂具有圆度高、流动性好、颗粒分布可控、强度高和制备过程无粉尘的优点。

技术领域

本发明涉及固体废物资源化利用技术领域，具体涉及一种铸造用陶粒砂及其制备方法。

背景技术

粉煤灰作为一种电厂废弃物，主要是磨细的煤粉在高温下燃烧后产生的，每消耗4吨煤就会产生1吨粉煤灰废弃物。据统计目前我国每年火力发电产生的粉煤灰为1亿吨，并且还在持续的增长。目前在我国已有20亿吨的堆积量，占用了大量的土地并且还污染了土壤。

目前在铸造行业，每年消耗大约4500～5000万吨的原砂，其中硅砂占95％左右。硅砂以其储量丰富、价格低廉、适用于大多数铸造生产条件的优点，在铸造行业中占有着重要的地位。但随着铸件质量的要求越来越高，铸造生产环境保护越来越严格。硅砂的不足之处也越来越凸显出来。在精密铸钢件生产过程中，因其熔点较低，膨胀系数大会导致铸件出现夹砂，精度低等缺陷。锆砂因其耐火度高，热膨胀系数的特点，适用于精密铸钢件生产，但存在来源少，价格昂贵等特点，难以实现在铸造行业中大量使用。陶粒砂以其优异的低膨胀性，能够克服传统铸造硅砂由于膨胀量大导致的脉纹等膨胀类缺陷的问题，并且陶粒砂的价格相对于锆砂较低。

专利CN 109734464 A提出了一种核壳结构铸造用陶粒砂及其制备方法，该专利中的糖衣法采用铝矾土与粉煤灰作为原料制备陶粒砂，能有效利用粉煤灰这种固体废弃物，同时既可以减少陶粒砂制备过程中细粉用量，又能够适用于各种铸造条件，但是，制造过程中有粉尘，制成的陶粒砂生胚球圆度不高，颗粒分布不可控，对于陶粒砂后期的应用会产生比较大的影响。比如陶粒砂用于铸造时，造成强度低，需要增加树脂的加入量，流动性不好等问题。

因此，如何利用粉煤灰这种固体废弃物制备出圆度高、颗粒分布可控和制备过程无粉尘的陶粒砂生胚球成为有待解决的问题。

发明内容

鉴于目前利用粉煤灰制备陶粒砂存在的上述不足，本发明涉及一种铸造用陶粒砂及其制备方法，能够利用粉煤灰这种固体废弃物制备出陶粒砂生胚球的圆度高、颗粒分布可控和制备过程无粉尘的效果。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种铸造用陶粒砂的制备方法，包括如下步骤：

将粉煤灰和铝矾土粉料研磨、筛选获得粉煤灰混合粉料；

将由聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸钠、聚醚硅油和水组成的浆料加入到粉煤灰混合粉料中研磨获得粉煤灰混合浆料；

将粉煤灰混合浆料离心、干燥获得陶粒砂生胚球；

将陶粒砂生胚球放入回转窑中依次在500℃下烧结100min、在1000℃下烧结2h、在1200℃下烧结100min、在1300℃下烧结2h，然后自然冷却获得陶粒砂的球体。

依照本发明的一个方面，所述将粉煤灰和铝矾土粉料研磨、筛选获得粉煤灰混合粉料的过程中的研磨过程是在搅拌磨中进行的，研磨时间为4h，所述将粉煤灰和铝矾土粉料研磨、筛选获得粉煤灰混合粉料的过程中的筛选过程是用1000目筛网进行筛选的。

依照本发明的一个方面，所述将由聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸钠、聚醚硅油和水组成的浆料加入到粉煤灰混合粉料中研磨获得粉煤灰混合浆料的过程的研磨过程是在球磨机中进行的，研磨时间为3h。