一种改性粘土完全再生砂的方法技术

本发明专利技术属于粘土旧砂再利用技术领域，具体涉及一种改性粘土完全再生砂的方法，具体为，将粘土完全再生砂用无氨水清洗2遍，然后在140‑160℃的条件下烘干4小时，自然冷却后备用；然后在上述备用的粘土完全再生砂加入相当于苯磺酸水溶液，保温搅拌2‑3小时后烘干至恒重；然后与相当于其重量3.5‑4.5%碳纳米管混合，放入磨轮式再生机中搓擦5分钟，然后在负压流化床中风选10分钟，即得。本发明专利技术相比现有技术具有以下优点：本发明专利技术中用无氨水冲洗粘土完全再生砂可使改性砂混制呋喃树脂自硬砂24h的抗拉强度达到1.45MPa左右，可使用时间相比新砂延长了20%左右，有效提高了其铸造工艺性能。

A method for fully reclaimed sand of modified clay

The invention belongs to the used clay sand recycling technology field, particularly relates to a method, modified clay sand concrete is completely regenerated, clay sand with no completely regenerated ammonia wash 2 times, and then in the 140 160 degrees under the conditions of drying for 4 hours, natural cooling reserve; then in the alternate clay completely regenerated sand added equivalent to benzene sulfonic acid aqueous solution, stirring 2 3 hours after drying to constant weight; and then equivalent to the weight of 3.5 4.5% carbon nanotubes mixed into the grinding wheel in recycling machine rub for 5 minutes, and then in the negative pressure fluidized bed winnowing is 10 minutes. Compared with the prior art, the invention has the following advantages: the use of ammonia free water washing sand can be completely recycled clay modified sand mixed tensile strength of self hardening sand 24h for furan resin is about 1.45MPa, you can use the time compared to the new sand extended about 20%, effectively improve the casting properties.

【技术实现步骤摘要】
一种改性粘土完全再生砂的方法
本专利技术属于粘土旧砂再利用
，具体涉及一种改性粘土完全再生砂的方法。
技术介绍
随着我国国民经济的转型，铸造行业进行了产业结构调整与转型，在提高铸造行业中旧砂回收利用是比较棘手的问题，粘土旧砂的再生及改性工艺越来越受到重视，我国铸件的产量不断增加，而粘土废砂作为固体废弃物丢弃，在污染环境的同时也会对珍贵硅砂资源造成浪费，因此，如何将粘土废砂进行再生利用已成为铸造行业急需解决的问题之一，对我国铸造产业的可持续发展具有重要意义，目前，我国对粘土旧砂的再生利用分为不完全再生和完全再生，粘土旧砂的不完全再生是通过再生降低旧砂中的含泥量并改善旧砂粒度分布情况，有机粘结剂芯砂混入对旧砂铸造工艺性能的影响没有消除，因此不完全再生处理获得的再生砂只能用于粘土砂系统，现有技术中通过“高温催化+机械再生+微粉分离”的技术路线对粘土旧砂进行完全再生，已经获得了与同种新砂相比泥分含量低，粒度不发生变化，粒形更趋圆整，但其铸造工艺性能低于同种新砂，因此，采取相应措施提高粘土完全再生砂的铸造工艺性能，成为现在急需解决的技术问题；由于树脂自硬砂具有流动性好、强度高、高温收缩小、溃散性好等优点，近年来树脂自硬砂造型制芯迅速发展，我国对树脂自硬砂使用较多，本文中对呋喃树脂自硬芯砂的四次再生砂的改性进行研究。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的问题，对完全再生砂进行分析，完全再生砂砂粒表面残留杂质的含量高于同种新砂，成为影响粘土完全再生砂铸造工艺性能的主要因素之一，完全再生砂表面的杂质主要来源于未被除去的粘土，包含铝、钙、铁、钾等元素，同时也会影响粘土完全再生砂铸造工艺性能，针对以上问题，提供了一种改性粘土完全再生砂的方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种改性粘土完全再生砂的方法，所述粘土完全再生砂为煤粉及15%呋喃树脂自硬芯砂的四次再生砂，其酸耗值为14.26，泥分含量为0.181%、角形系数为1.13；具体为，将粘土完全再生砂用无氨水清洗2遍，然后在140-160℃的条件下烘干4小时，自然冷却后备用；然后在温度为32-35℃的条件下，在上述备用的粘土完全再生砂加入相当于其重量1.5-2%的质量浓度为2.5-4.5mol/L的苯磺酸水溶液，保温搅拌2-3小时后烘干至恒重；然后与相当于其重量3.5-4.5%碳纳米管混合，放入磨轮式再生机中搓擦5分钟，然后在负压流化床中风选10分钟，即得。作为对上述方案的进一步改进，所述无氨水可用电导率≤7μS/cm的新制一次蒸馏水替换，可以解决无氨水制作繁琐，不容易大规模操作的问题。作为对上述方案的进一步改进，所述磨轮式再生机为叶片磨轮式再生机，其中砂轮线速度为20-22m/s，叶片与砂轮的距离为1mm，叶片的数量为24-26片，在该条件下能够使所得再生砂细度上升，性能稳定，含泥量减小至低于5%，有助于再生砂使用性能的提高。作为对上述方案的进一步改进，所述负压流化床的工作速度为0.85m/s，压差值为3.5mm水柱，可使其微粉完全分离。本专利技术相比现有技术具有以下优点：本专利技术中用无氨水冲洗粘土完全再生砂，用于除去其表面可溶性无机物，然后在高温条件下烘干，使其表面微孔增加，再利用苯磺酸水溶液在一定条件下进行处理，使树脂分子量增加，内聚力增大，树脂膜内部由于固化反应产生的多孔结构暴露出来，粘结桥断口呈塑性断裂的特性；碳纳米管在搓擦过程中的添加可使改性砂混制呋喃树脂自硬砂24h的抗拉强度达到1.45MPa左右，可使用时间相比新砂延长了20%左右，有效提高了其铸造工艺性能。具体实施方式实施例1一种改性粘土完全再生砂的方法，所述粘土完全再生砂为煤粉及15%呋喃树脂自硬芯砂的四次再生砂，其酸耗值为14.26，泥分含量为0.181%、角形系数为1.13；将粘土完全再生砂用无氨水清洗2遍，然后在150℃的条件下烘干4小时，自然冷却后备用；然后在温度为33℃的条件下，在上述备用的粘土完全再生砂加入相当于其重量1.8%的质量浓度为3.5mol/L的苯磺酸水溶液，保温搅拌2.5小时后烘干至恒重；然后与相当于其重量4%碳纳米管混合，放入磨轮式再生机中搓擦5分钟，然后在负压流化床中风选10分钟，即得；其中，所述磨轮式再生机为叶片磨轮式再生机，其中砂轮线速度为21m/s，叶片与砂轮的距离为1mm，叶片的数量为25片；所述负压流化床的工作速度为0.85m/s，压差值为3.5mm水柱。实施例2一种改性粘土完全再生砂的方法，所述粘土完全再生砂为煤粉及15%呋喃树脂自硬芯砂的四次再生砂，其酸耗值为14.26，泥分含量为0.181%、角形系数为1.13；将粘土完全再生砂用无氨水清洗2遍，然后在140℃的条件下烘干4小时，自然冷却后备用；然后在温度为32℃的条件下，在上述备用的粘土完全再生砂加入相当于其重量1.5%的质量浓度为4.5mol/L的苯磺酸水溶液，保温搅拌3小时后烘干至恒重；然后与相当于其重量3.5%碳纳米管混合，放入磨轮式再生机中搓擦5分钟，然后在负压流化床中风选10分钟，即得；其中，所述磨轮式再生机为叶片磨轮式再生机，其中砂轮线速度为20m/s，叶片与砂轮的距离为1mm，叶片的数量为24片；所述负压流化床的工作速度为0.85m/s，压差值为3.5mm水柱。实施例3一种改性粘土完全再生砂的方法，所述粘土完全再生砂为煤粉及15%呋喃树脂自硬芯砂的四次再生砂，其酸耗值为14.26，泥分含量为0.181%、角形系数为1.13；将粘土完全再生砂用无氨水清洗2遍，然后在160℃的条件下烘干4小时，自然冷却后备用；然后在温度为35℃的条件下，在上述备用的粘土完全再生砂加入相当于其重量2%的质量浓度为2.5mol/L的苯磺酸水溶液，保温搅拌2-3小时后烘干至恒重；然后与相当于其重量3.5%碳纳米管混合，放入磨轮式再生机中搓擦5分钟，然后在负压流化床中风选10分钟，即得；其中，所述磨轮式再生机为叶片磨轮式再生机，其中砂轮线速度为22m/s，叶片与砂轮的距离为1mm，叶片的数量为26片；所述负压流化床的工作速度为0.85m/s，压差值为3.5mm水柱。设置对照组1，将无氨水清洗及烘干的步骤省去，其余内容与实施例1中相同；设置对照组2，在常温下用苯磺酸水溶液处理，其余内容与实施例1中相同；设置对照组3，将碳纳米管去掉，其余内容与实施例1中相同；设置对照组4，设置对照组4，按照现有方法用质量浓度为3mol/L的硫酸水溶液加入到相当于其100倍重量的再生砂中，经改性、烘干、机械擦搓、分选后得到改性砂；设置对照组5，将对照组4中质量浓度为3mol/L的硫酸水溶液替换为质量浓度为6mol/L的盐酸水溶液，其余内容一样；空白组为再生砂；对照组为原砂。对各组中改性砂以呋喃树脂自硬砂混制工艺在S2004高效转子混砂机中混制呋喃树脂自硬砂，出砂后每隔1min制备一组8字型砂抗拉强度试样，在温度为25℃、湿度为40%的条件下放置24小时后测试其可使用时间内平均抗拉强度和可使用时间，得到以下结果：表1组别可使用时间内平均抗拉强度（MPa）可使用时间（h）实施例11.4435.4实施例21.4525.5实施例31.4475.4对照组11.3165.1对照组21.3845.3对照组31.2275.2对照组41.2054.2对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性粘土完全再生砂的方法，所述粘土完全再生砂为煤粉及15%呋喃树脂自硬芯砂的四次再生砂，其酸耗值为14.26，泥分含量为0.181%、角形系数为1.13；其特征在于，将粘土完全再生砂用无氨水清洗2遍，然后在140‑160℃的条件下烘干4小时，自然冷却后备用；然后在温度为32‑35℃的条件下，在上述备用的粘土完全再生砂加入相当于其重量1.5‑2%的质量浓度为2.5‑4.5mol/L的苯磺酸水溶液，保温搅拌2‑3小时后烘干至恒重；然后与相当于其重量3.5‑4.5%碳纳米管混合，放入磨轮式再生机中搓擦5分钟，然后在负压流化床中风选10分钟，即得。

【技术特征摘要】
1.一种改性粘土完全再生砂的方法，所述粘土完全再生砂为煤粉及15%呋喃树脂自硬芯砂的四次再生砂，其酸耗值为14.26，泥分含量为0.181%、角形系数为1.13；其特征在于，将粘土完全再生砂用无氨水清洗2遍，然后在140-160℃的条件下烘干4小时，自然冷却后备用；然后在温度为32-35℃的条件下，在上述备用的粘土完全再生砂加入相当于其重量1.5-2%的质量浓度为2.5-4.5mol/L的苯磺酸水溶液，保温搅拌2-3小时后烘干至恒重；然后与相当于其重量3.5-4.5%碳纳米管混合，放入磨...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙爱琴，
申请(专利权)人：合肥市田源精铸有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34