陶粒旧砂再生方法、再生陶粒砂及其产品技术

本发明专利技术提供了一种陶粒旧砂再生方法、再生陶粒砂及其产品，涉及铸造废砂再生技术领域。陶粒旧砂再生方法，包括如下步骤：将破碎的陶粒旧砂型依次进行焙烧处理、酸洗和物理除杂得到再生陶粒砂；破碎的陶粒旧砂型目数为30‑200目；该陶粒旧砂再生方法缓解了现有技术中缺乏一种应用陶粒旧砂回收再生较高品质的再生陶粒砂，且再生率高的陶粒旧砂再生方法的技术问题；本发明专利技术还提供了陶粒旧砂再生方法回收再生得到的再生陶粒砂及其产品。

【技术实现步骤摘要】
陶粒旧砂再生方法、再生陶粒砂及其产品
本专利技术涉及铸造废砂再生
，具体而言，涉及一种陶粒旧砂再生方法、再生陶粒砂及其产品。
技术介绍
铸造生产是将金属加热熔化，使其具有流动性，然后浇入到具有一定形状的铸型型腔中，在重力或外力(压力、离心力、电磁力等)的作用下充满型腔，冷却并凝固成铸件(或零件)的一种金属成形方法。砂型铸造是指在砂型中生产铸件的铸造方法。钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。陶粒砂是砂型铸造所用的造型材料。陶粒砂可制成砂芯和壳芯，用来形成铸件内部空腔或局部外形。铸造过程中砂芯和壳芯的表面被高温金属液包围，铸件冷却凝固时，砂芯和壳芯需要被清理掉，由于铸造过程中砂芯和壳芯的表面被高温金属液包围，长时间受到液态金属的冲击压力作用和高温金属液的烘烤作用；铸件冷却凝固时，往往会产生变形或阻碍铸件自由收缩，通常为一次性使用，因此，铸造业会产生大量的废弃砂芯和壳芯(陶粒旧砂)，污染环境，也造成浪费。如何对陶粒旧砂再生循环利用，成为人们关注的焦点。目前，对于陶粒旧砂的处理方法集中在热法处理或机械碾磨，大多数为热法处理和机械碾磨两种方式联合再生，业内称之为联合再生工艺，但是这种方法一次再生效果差，而且由于陶粒砂本身质地较脆，往往不适合碾磨工艺，湿法再生设备庞大、耗能高，而且也存在处理效率低、再生率低或再生砂品质差的问题，而且成本较高。因此，开发一种能够利用陶粒旧砂为原料制备较高品质的再生陶粒砂，而且再生率高的陶粒旧砂再生方法具有重要意义。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种陶粒旧砂再生方法，包括如下步骤：将破碎的陶粒旧砂型依次进行焙烧处理、酸洗和物理除杂得到再生陶粒砂；破碎的陶粒旧砂型目数为30-200目。该陶粒旧砂再生方法能有效利用陶粒旧砂制备较高品质的再生陶粒砂，而且再生率高；此外，该方法兼具程序简单，成本低的优势。本专利技术目的之二在于提供上述陶粒旧砂再生方法回收再生得到的再生陶粒砂。本专利技术的目的之三在于提供包含上述再生陶粒砂的有机覆膜砂、无机覆膜砂或冷芯砂。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：一种陶粒旧砂再生方法，包括如下步骤：将破碎的陶粒旧砂型依次进行焙烧处理、酸洗和物理除杂得到再生陶粒砂；破碎的陶粒旧砂型目数为30-200目。优选地，在本专利技术方案基础上，焙烧处理依次包括如下步骤：一次焙烧：将破碎的陶粒旧砂型在温度为100-300℃条件下焙烧，焙烧时间为0.5-2h；二次焙烧：将一次焙烧产物在温度为500-800℃条件下焙烧，当体系内压力为400-550Pa时，优选为400-500Pa时，停止二次焙烧。优选地，在本专利技术方案基础上，一次焙烧的温度为125-275℃，优选为150-250℃；一次焙烧的时间为0.5-1.5h，优选为1h；优选地，二次焙烧的温度为550-750℃，优选为600-750℃。优选地，在本专利技术方案基础上，在二次焙烧结束后，将温度缓慢降温至300-450℃对二次焙烧产物进行热处理；优选地，降温速率为5-15℃/min。优选地，在本专利技术方案基础上，酸洗采用的酸溶液包括无机酸和/或有机酸，优选为无机酸，进一步优选为盐酸；优选地，将焙烧产物与浓度为1.5-3％的酸溶液混合，混合时间为5-30min，得到酸洗产物；优选地，酸溶液的质量占焙烧产物与酸溶液总质量的5-15％；优选地，混合时间为5-20min，优选为5-15min。优选地，在本专利技术方案基础上，物理除杂依次包括震动、风选和磁选；优选地，震动在筛网式分选装置中进行。优选地，在本专利技术方案基础上，包括如下步骤：将破碎的陶粒旧砂型在温度为100-300℃条件下一次焙烧，焙烧时间为0.5-2h；将一次焙烧产物在温度为500-800℃条件下二次焙烧，当体系内压力为400-550Pa时，优选为400-500Pa时，停止二次焙烧；在二次焙烧结束后，以5-15℃/min将温度缓慢降温至300-450℃对二次焙烧产物进行热处理；然后将热处理以后的焙烧产物与浓度为1.5-3％的盐酸溶液混合并搅拌5-30min，然后对酸洗产物依次进行震动、风选和磁选，得到再生陶粒砂。优选地，在本专利技术方案基础上，包括如下步骤：将破碎的陶粒旧砂型在温度为150-250℃条件下一次焙烧，焙烧时间为1h；将一次焙烧产物在温度为600-750℃条件下二次焙烧，当体系压力为450Pa时，停止二次焙烧；在二次焙烧结束后，以10℃/min将温度缓慢降温至300-450℃对二次焙烧产物进行热处理；然后将热处理以后的焙烧产物与浓度为2.18％的盐酸溶液混合并搅拌10min，然后对酸洗产物依次进行震动、风选和磁选，得到再生陶粒砂。第二方面，提供了上述陶粒旧砂再生方法回收再生得到的再生陶粒砂。第三方面，提供了包含再生陶粒砂的有机覆膜砂、无机覆膜砂或冷芯砂。与已有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：(1)本专利技术的陶粒旧砂再生方法，破碎的陶粒旧砂型具有更大的比表面积，有利于后续焙烧处理中反应的充分性和高效性，也有利于后续酸洗过程中碱性物质的充分去除，因此可以降低制得的再生陶粒砂的酸耗值和灼减量，同时能够提高破碎的陶粒旧砂型酸洗过程的处理效率。此外，破碎的陶粒旧砂型有利于进入焙烧装置。目数过大会降低各步骤的处理效率，因此破碎的陶粒旧砂型目数在30-200目较为合适。由于许多陶粒砂作为铸造用的砂芯和壳芯时候，一般陶粒砂外包覆一层有机膜，例如树脂或有机粘结剂等，因此进行焙烧处理，使陶粒旧砂中的杂质如硬脂酸钙或树脂等有机高分子物质被燃烧殆尽，同时也脆化砂粒表面的涂料等，可进一步降低制备的再生陶粒砂的灼减量，对陶粒旧砂进一步除杂。酸洗可去除陶粒旧砂中的碱性物质，例如：旧砂中含有较多的氧化钾、氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾或氢氧化钠等；此外，酸洗过程中的酸溶液也能帮助焙烧产物降温，缩短陶粒砂再生过程的工艺用时。酸洗进一步降低再生砂的酸耗值。机械震动是通过震动方式，将焙烧处理后不能以气体形式逸散而附着在焙烧产物表面的一些固体杂质，如泥土，膨润土，涂料等经焙烧处理后的生成物，均可通过震动进行去除，粉末和磁性物质可通过风选或磁选过程去除，焙烧处理、酸洗、物理除杂均具有一定针对性，仅针对性去除特定类型的物质，因此本专利技术方法损失少，再生率较高。(2)本专利技术的陶粒旧砂再生方法制备得到的再生陶粒砂，含泥量、灼减量和酸耗值较低，品质较好；此外，本专利技术提供了包含上述再生陶粒砂的有机覆膜砂、无机覆膜砂或冷芯砂。附图说明图1为本专利技术实施例1制得的再生陶粒砂图。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。根据本专利技术的第一个方面，提供了一种陶粒旧砂再生方法，包括如下步骤：将破碎的陶粒旧砂型依次进行焙烧处理、酸洗和物理除杂得到再生陶粒砂；破碎的陶粒旧砂型目数为30-200目。陶粒砂砂芯或壳芯都属于陶粒砂砂型，陶粒砂砂型经过浇铸使用后成为陶粒旧砂，铸造过程中砂芯和壳芯的表面被高温金属液包围，铸件冷却凝固时，砂芯和壳芯需要被清理掉，砂芯和壳芯通常为一次性使用，清理掉的砂芯和壳芯即为本专利技术所说的陶粒旧砂，经破碎处理以后，就是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶粒旧砂再生方法，其特征在于，包括如下步骤：将破碎的陶粒旧砂型依次进行焙烧处理、酸洗和物理除杂得到再生陶粒砂；所述破碎的陶粒旧砂型目数为30‑200目。

【技术特征摘要】
1.一种陶粒旧砂再生方法，其特征在于，包括如下步骤：将破碎的陶粒旧砂型依次进行焙烧处理、酸洗和物理除杂得到再生陶粒砂；所述破碎的陶粒旧砂型目数为30-200目。2.按照权利要求1所述的陶粒旧砂再生方法，其特征在于，所述焙烧处理依次包括如下步骤：一次焙烧：将破碎的陶粒旧砂型在温度为100-300℃条件下焙烧，焙烧时间为0.5-2h；二次焙烧：将一次焙烧产物在温度为500-800℃条件下焙烧，当体系内压力为400-550Pa时，优选为400-500Pa时，停止二次焙烧。3.按照权利要求2所述的陶粒旧砂再生方法，其特征在于，所述一次焙烧的温度为125-275℃，优选为150-250℃；所述一次焙烧的时间为0.5-1.5h，优选为1h；优选地，所述二次焙烧的温度为550-750℃，优选为600-750℃。4.按照权利要求2或3所述的陶粒旧砂再生方法，其特征在于，在二次焙烧结束后，将温度缓慢降温至300-450℃对二次焙烧产物进行热处理；优选地，所述降温速率为5-15℃/min。5.按照权利要求1所述的陶粒旧砂再生方法，其特征在于，所述酸洗采用的酸溶液包括无机酸和/或有机酸，优选为无机酸，进一步优选为盐酸；优选地，将焙烧产物与浓度为1.5-3％的酸溶液混合，混合时间为5-30min，得到酸洗产物；优选地，所述酸溶液的质量占焙烧产物与酸溶液总质量的5-15％；优选地，所述混合时间为5-20min，优选为5-15min。6.按照权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李卓情，尹海军，冯俊龙，刘承翔，秦申二，
申请(专利权)人：南阳仁创砂业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41