[发明专利]处理制备树脂覆膜砂产生的水蒸汽、粉尘及废气的方法

说明书

技术领域

    本发明涉及工业排放的处理方法，具体涉及一种处理制备树脂覆膜砂产生的水蒸汽、粉尘及废气的方法。 

背景技术

铸造用的树脂覆膜砂是一种制作型芯的材料，是以石英砂为骨料，通过在石英砂表裹覆一层热塑（固）性高分子树脂，并在裹覆过程中添加一定比例的潜伏性固化剂、增塑剂、隔离剂后制备而成。通常的树脂覆膜砂制备的工艺流程是： 

定量称重石英砂→加热装置加热→定量称重树脂→混砂装置→保温搅拌覆膜→冷却降温→加入固化剂水溶液→加入添加剂→加入隔离剂→拌混排砂→换热降温→产品包装。在冷却降温工序用供水系统的自来水，产生的水汽排空；在混砂、排砂、换热降温产生的含粉尘及水蒸汽的废气通过旋风除尘器处理后经烟囱排空。

     现代工业的发展，对树脂覆膜砂的工艺过程的环保性需要达到相关排放标准，从树脂覆膜砂的工艺流程看，其主要排放是废气和固体粉尘。现有的覆膜砂制造企业在处理废气和固体粉尘排放基本上属于简单处理后即进行排放的状态。现有树脂覆膜砂使用的是石英砂，石英砂是颗粒状材料状态，颗粒的大小用通过金属筛网的通孔尺寸来表征，国际和国家标准规定将筛网每平方英寸面积内所具有的通孔数确定为目数，树脂覆膜砂颗粒的大小和分布就此定义并测试确认，通常铸造用树脂覆膜砂的目数范围在20～270目之间，亦就是树脂覆膜砂用石英砂颗粒尺寸介于0.053～0.84mm之间，其中尺寸为0.053(200目)～0.074mm（270目）的细小颗粒约占总用砂重的1%不到，而且把尺寸小于0.053mm的颗粒称为粉尘，用砂中小于0.053mm的颗粒粉尘约占用砂重的0.1～0.3%。因此，一吨树脂覆膜砂在其制备过程中若不进行含粉尘的废气处理，直接向环境排空的话，将有约2公斤的粉尘排向大气中。 

其次，制备树脂覆膜砂需要添加潜伏性固化剂水溶液，在加入固化剂水溶液前需要降低混砂温度小于110℃；但是，树脂覆膜砂使用的高分子树脂属于热塑性（或热固性）的酚醛树脂，要实现将树脂在砂粒表面均匀地裹附一层，就必须将砂温提高到树脂粘度很小的温度以上（通常大于130℃以上）。所以，在制备树脂覆膜砂时，需要将砂子加热达到130℃以上，加入树脂覆膜，然后再利用加入冷却水到已经初步覆膜的砂子中，利用水高于100℃时发生汽化的特性，将砂子的温度降低到约100℃左右后再加入潜伏性固化剂（乌洛托品）水溶液，因为乌洛托品的分解温度在110℃左右，这样，一方面冷却水降温，另方面，乌洛托品水溶液中的水分也会蒸发继续降温，就可尽量避免高温让潜伏性固化剂乌洛托品分解，从而均匀地分散到砂粒外层的树脂膜中去实现潜伏目的，在树脂覆膜砂制芯工程应用时达到固化树脂粘结砂粒成为可用于铸造浇注的型芯目的了。可见，在制备树脂覆膜砂的工艺过程中，因为加入的冷却水和固化剂溶液中含有的水会挥发而排向环境空气之中，通常，每吨树脂覆膜砂向环境排放的水量约为5.5～16公斤，平均制备树脂覆膜砂工艺过程中向环境排放消耗水量约为10.75公斤左右。 

再次，制备覆膜砂的工艺过程中还必须添加隔离剂（通常为硬脂酸钙），隔离剂硬脂酸钙的物性状态为小于325目（粒径小于0.044mm）的粉状，在树脂覆膜砂中的加入量为每吨1公斤左右，由于隔离剂的比表面很大，再工艺过程中加入时会有一部分（大约10～15%）会随混砂机内的热空气飘散损失，随废气排出，也就是说制备一吨树脂覆膜砂会因为隔离剂的加入产生大约125克左右的废气粉尘排向环境。 

所以，现有树脂覆膜砂制备工艺过程中，利用简单的废气粉尘处理，采用旋风除尘器除尘可以将平均直径为0.01mm的颗粒粉尘从废气中去除85%左右。总体上，采用上述现有的树脂覆膜砂制备工艺过程，每制备一吨树脂覆膜砂会向环境排放颗粒尺寸小于0.01mm的固体粉尘大约为0.32公斤（实际生产过程中远大于这个值，达到2～3公斤），同时会消耗水量为10.75公斤左右。显而易见，现有的制备覆膜砂工艺过程对环境的影响是严重的，其一是大量的粉尘排放，其次是消耗大量宝贵的水资源。因此，需要对现有的覆膜砂制备过程中产生的水蒸汽、粉尘及废气的简单处理方法加以改进。 

发明内容

本发明的目的是提供一种处理制备树脂覆膜砂产生的水蒸汽、粉尘及废气的方法，该方法在现有树脂覆膜砂制备工艺基础上，对其产生的水蒸汽、粉尘及废气收集进行处理并加以利用，能减少排放，有利于环境保护，还能节约水资源，降低制造成本。