一种碱性酚醛树脂旧砂及其再生方法技术

本发明专利技术涉及一种碱性酚醛树脂旧砂再生的方法，包括如下步骤：(1)在碱性酚醛树脂旧砂中混入质量为其0.2-2％的粉剂，混合均匀后加热至600-800℃进行热法再生30min-60min；(2)将热法再生后的旧砂经过筛选，去除再生砂中杂质，即得碱性酚醛树脂再生砂。其中，所述粉剂为高价碳酸盐或者亚硫酸盐。本发明专利技术所述粉剂在高温下易分解，能形成其对应的氧化物，这些氧化物加入再生砂中能够提高型芯的强度，且显著提高再生效果，经过处理后的再生砂在酸耗值、pH值、酌烧减量等有明显降低，再生砂能够替代原砂满足制热芯和冷芯的条件，本发明专利技术提高了再生砂的品质，降低旧砂对环境的污染，以及节约铸造企业造型材料的成本具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料再生领域，涉及旧砂再生，具体涉及一种碱性酚醛树脂旧砂及其 再生方法。
技术介绍
碱性酚醛树脂旧砂的特点与酯硬化水玻璃旧砂一样，一直被认为是再生回用难度 较大的旧砂，且至今未得到较好解决，因为：I酯硬化碱性酚醛树脂旧砂砂粒表面上的树脂 膜在常温下具有一定韧性，特别是其中含水量>1.0%时，很难用干法机械再生获得较理想 的再生效果；II .酯硬化碱性酚醛树脂旧砂砂粒表面上树脂膜中残留一定量有机酯，可使 再生砂可使用时间缩短，粘结强度下降，型砂工艺性能恶化III.酯硬化碱性酚醛树脂旧砂 砂粒表面上树脂膜中残留有少量钾或钠，这种无机物很难用一般的高温（800~900°C )热 法再生工艺将其全部除去残留钾存在于再生砂中，会严重降低再生砂粘结强度和抗湿能 力。因此，酯硬化碱性酚醛树脂旧砂的再生主要是去除残留在树脂膜中的有机酯、钾和钠。 当前对于碱性酚醛树脂旧砂的方法主要是，湿法再生，干法再生，热法再生，化学再生，现有 的现有的这四种方法各有特点，但是很难得到理想的再生效果。 如湿法再生主要利用存在于树脂膜中的有机酯和氢氧化钾具有可溶于水的特点， 将其通过水洗使之去除的一种再生方法。见该法具有较好的再生效果，再生砂的质量近新 砂水平。但这种方法存在能源消耗大、占地面积大、污水处理费用大和设备一次性投资大等 缺点，故此法应用较少。 干法再生是一种利用机械力脱去旧砂砂粒表面上树脂膜的再生方法。试验发现， 多级高速磨擦再生能够很好的去除残留树脂膜以及有机酯和钾和钠，使再生的性能与新砂 接近，但多次高速摩擦使砂子不断变细，使其型芯砂强度，透气性及砂子耐火度不断的下 降，最终无法使用。 热法再生是通过焙烧炉将旧砂加热到一定高温，以分解或烧掉旧砂砂粒表面的有 机物。高温加热可有效去除酯硬化碱性酚醛树脂旧砂砂粒表面的树脂膜、残留酯等有机成 分，明显改善再生砂粘结性能，但对于无机成分钾、钠，不但无法去除，还使钾、钠与砂粒表 面结合的更为牢固，原因在于：在高温下，钾、钠会与硅砂发生化学反应，对硅砂表面产生侵 蚀，从而与砂粒表面结合得更加牢固。因此，单一的热法再生也不适合酯硬化碱性酚醛树脂 旧砂的再生。 化学再生法是向碱性酚醛树脂旧砂中加入某种能与其中的残留钾进行化学反应， 形成不溶于水的物质，从而去除残留钾的一种方法。然而加入附加物并不能除去树脂膜及 残留酯，同时加入这种附加物具有一定的酸性，长期使用会腐蚀设备，同时对人体健康造成 危害。因此这种化学再生的方法很难得到推广。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种化学再生与热法再生相结合的方法处理碱性酚 醛树脂旧砂。 为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案： (1)在碱性酚醛树脂旧砂中混入质量为其0.2-2%的粉剂，混合均匀后加热至 600-800 °C 进行热法再生 30min-60min ; (2)将热法再生后的旧砂经过筛选，去除再生砂中杂质，即得碱性酚醛树脂再生 砂。 本专利技术所述的方法，其中，所述粉剂为高价碳酸盐或者亚硫酸盐。 优选地，所述高价碳酸盐选自碳酸钡、碳酸镁或碳酸钙中的一种或多种，优选碳酸 钙；所述亚硫酸盐选自亚硫酸钡、亚硫酸镁或亚硫酸钙中的一种或多种。 优选地，所述粉剂为400-800目，在该粒径范围内，与碱性酚醛树脂旧砂能够更充 分地混合以实现理想热法再生。 本专利技术所述碱性酚醛树脂旧砂是指有机酯硬化的碱性酚醛树脂旧砂，具体为已知 的以碱性酚醛树脂为粘结剂以多元有机酯为固化剂的自硬砂。其中，常用的多元有机酯为 乙二醇二醋酸酯，乙二醇一醋酸酯、二乙二醇醋酸酯、二乙二醇丙酸酯、三乙二醇醋酸酯、三 丙酸甘油酯、三醋酸甘油酯、y -丁内酯中一种或几种复配物，按照其使用条件可以合理的 进行配伍即可。 碱性酚醛树脂砂主要用于大型铸铁铸钢件，本专利技术所述碱性酚醛树脂旧砂是指浇 铸以后的残留体，其特点是砂子表面覆有少量的树脂膜，砂子与砂子之间以树脂膜相接，因 此碱性树脂旧砂多为块状，并且残留强度较高，再生难度高。 此外，由于碱性酚醛树脂合成过程中选用的催化剂为氢氧化钾或氢氧化钠，因此 树脂中残留有钾和钠等元素，利用有机酯固化的碱性酚醛树脂制造的壳型或者壳芯，经过 浇铸，旧砂依然残留有钾和钠等元素，单一的旧砂再生方式很难去除钾和钠，因此碱性酚醛 树脂旧砂再生一直都是个难题。 本专利技术所述的方法，步骤（1)优选具体为：在碱性酚醛树脂旧砂中混入质量为其 0. 5-1 %的粉剂，混合均匀后加热至650-750°C进行热法再生40min-50min。 本专利技术所述的方法，步骤（2)优选具体为将热法再生后的旧砂冷却至常温，然后 过16目筛除去大颗粒渣质，过140目筛除去细小砂粒最后风选除尘即得。 本专利技术所述粉剂通常显中性或者弱碱性对设备危害性小，在高温下易分解，能形 成其对应的氧化物，这些氧化物通常为碱性氧化物，具有碱性，再生砂中使再生砂的酸耗值 及PH值提高，但这些粉剂的加入能够降低再生中的危害物钾和钠，从而能够提高型芯的强 度，同时显著提高再生效果，经过处理后的再生砂酸耗值、pH值、酌烧减量及再生砂表面吸 附物含量相比单一的热法再生等有明显降低。本专利技术通过简单易行的处理即可意外地显著 提高再生砂的品质，降低旧砂对环境的污染，以及节约铸造企业造型材料的成本，具有重要 经济及环保意义。 本专利技术的第二目的在于保护上述方法制备得到的碱性酚醛树脂再生砂，这种再生 砂具有（1)再生砂表面钾含量低（1. 64-3. 23% )利于提高再生的强度和耐热性能；（2)加 入添加剂后砂粒表面还能吸附一定量的其他元素（如钙），有利于提高再生砂制备的自硬 砂强度，完全满足二次使用要求。【具体实施方式】 以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。若未特别指明，实施例 中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用原料均为市售商品。 实施例1 本实施例涉及对碱性酚醛树脂旧砂的再生，再生方法包括如下步骤：...

【技术保护点】
一种碱性酚醛树脂旧砂再生的方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)在碱性酚醛树脂旧砂中混入质量为其0.2‑2％的粉剂，混合均匀后加热至600‑800℃进行热法再生30min‑60min；(2)将热法再生后的旧砂经过筛选，去除再生砂中杂质，即得碱性酚醛树脂再生砂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：秦升益，龙御云，秦申二，王宏斌，
申请(专利权)人：北京仁创科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11