[发明专利]一种铸造废砂再生方法

说明书

本发明提供了一种铸造废砂再生的方法，具体是将废砂放入密封容器中，向密封容器通入高温高压水蒸汽，当压力为0.5‑5MPa和温度为150‑260℃时，停止通水蒸汽，保持密封容器中恒温恒压5‑20min，然后打开密封容器泄压阀，使其瞬间降压，收集容器中的废砂，再通过干燥、风化处理，得到再生后砂子，其中铸造废沙的堆体积与密封容器的体积比为(0.2‑0.7)：1，沙子与杂质膜的热膨胀系数α的关系为：100×α沙子＜α杂质膜。还提供一种有该方法得到的再生砂，该废砂再生方法操作简单、方便，得到的砂子完整，不会发生破裂粉碎，产率高。

技术领域

本发明涉及一种废砂的再生利用方法，尤其是一种铸造废砂的再生方法。

背景技术

在铸造企业中会产生大量的废砂，产出1吨合格铸件，就要产生约1.5吨废砂，而废砂的再利用率只有20～30％，其大部分就会被丢弃，一方面会造成环境污染，另一方面也会造成资源的极大浪费。目前，铸造行业中大约90％的铸件是采用砂型铸造的工艺生产的。制造砂型的基本原材料是铸造砂和型砂粘结剂，常用的型砂粘结剂可以分为有机型(例如：酚醛树脂、冷芯盒树脂等)和无机型(例如：粘土、水玻璃等)，而常用的铸造砂是硅砂(20-140目颗粒)，一般生产1吨铸件会产生1～1.5吨的铸造废砂，大量的硅砂来源于自然界，铸造业的规模发展必然导致天然硅砂资源的大量开采和大量含有害物质废砂的丢弃。为了铸造行业的可持续发展，很有必要对铸造废砂进行再生循环利用，以保护我们的地球资源和环境。砂子实现再生，必须克服两个技术问题：1、完全去除砂子表面杂质；2、同时不得损伤砂子。

目前公开的铸造废砂的再生方法主要有干法机械再生、热法再生、湿法机械再生几种：

干法机械再生主要采用离心和碾磨两种方法使物料进行撞击摩擦而去除废砂表面杂质膜，以达到再生的目的；

热法再生是在700-800℃条件下对废砂进行焙烧，将硅砂表面的杂质烧尽除去，以达到脱膜再生的目的；

湿法机械再生通过以水为介质，对废砂进行浸润、擦洗，从而去除废砂表面杂质膜，以达到脱膜再生的目的；

热法再生方式对于酚醛树脂、冷芯盒树脂等具有可燃性的有机杂质膜具有良好的去除效果，但对于粘土、水玻璃等无机杂质膜的去除效果不佳；而且焙烧后的尾气需要进行净化处理。

中国专利CN101869965B公开了一种铸造废砂再生的方法，包括以下步骤：A、将废砂破碎至5mm以下的粒度；B、在废砂中，按废砂中钠：氯化钙或氯化亚铁＝2:0.8～1.5的摩尔比，将氯化钙或氯化亚铁溶于水中；C、将B步骤中的水溶液加入废砂中，并调整废砂含水量在4～10％质量比；D、搅拌均匀C步骤中的混合物，得再生砂。

另一篇专利CN103769531B公开了一种铸造潮模砂再生方法，步骤如下：(1)将棕刚玉磨料掺入已经破碎筛分后的潮模砂废砂中；(2)将步骤(1)中混合好的潮模废砂和棕刚玉磨料一起放入焙烧炉沸腾焙烧，其中焙烧温度为650～700℃，焙烧时间为6～8h。(3)将步骤(2)中焙烧后的潮模废砂和棕刚玉磨料冷却；(4)将步骤(3)中冷却后的潮模砂废砂和棕刚玉磨料筛分，分离出棕刚玉磨料；其中步骤(1)中棕刚玉磨料的质量是潮模废砂质量的5～10％。

虽然，现如今废砂再生方法种类很多，但是这些方法中存在很多问题，干法机械再生对于杂质膜脱除率不超过80％，再生过程对砂子的磨损较大，会产生大量的细粉，再生砂粒径不断变小，一方面大幅度降低再生砂的回收率(不超过80％)，得到的再生砂表面会产生裂纹、再生砂酸耗值高，无法满足铸造砂技术质量的要求，另一方面产生大量细粉，二次处理及利用的技术压力较大；

热法再生方式对于酚醛树脂、冷芯盒树脂等具有可燃性的有机杂质膜具有良好的去除效果，但对于粘土、水玻璃等无机杂质膜的去除效果不佳；而且焙烧后的尾气需要进行净化处理；