一种水玻璃旧砂改性再生制备方法技术

本发明专利技术涉及水玻璃技术领域，公开了一种水玻璃旧砂改性再生制备方法，包括以下步骤：配置改性溶液：(1)使用NH

A preparation method of water glass used sand modified and recycled

【技术实现步骤摘要】
一种水玻璃旧砂改性再生制备方法
本专利技术涉及水玻璃
，特别涉及一种水玻璃旧砂改性再生制备方法。
技术介绍
水玻璃砂型铸造因其较其他铸造方法对环境更为友好的特点，被普遍认为是最有可能实现绿色铸造的工艺。但水玻璃旧砂的再生砂各项性能较天然砂有明显差距，造成水玻璃旧砂再生回用率低、再生砂溃散性差、落砂异常困难、极易造成铸件粘砂等问题，成为阻碍水玻璃砂铸造工艺发展的关键。目前常用的水玻璃旧砂再生方法主要包括干法、湿法、化学法、生物法等，在此基础上还组成了“干法-湿法”、“湿法-化学法”等多种联合再生方法与技术。水玻璃旧砂的干法再生和湿法再生是目前最为普遍采用的水玻璃旧砂再生技术。无论水玻璃旧砂的干法再生或湿法再生，其基本原理都是希望通过对水玻璃旧砂表面的擦洗，包括高温擦洗、机械擦洗或浸泡擦洗，以实现脱除水玻璃旧砂表面包裹的水玻璃膜的目的。以目前这两种水玻璃旧砂再生方法的使用情况来看，湿法再生的效果优于干法再生，但这两种方法都存在砂粒或砂粒和其他物质之间的机械作用，因此再生过程均会产生破坏再生砂的表面结构和特性、再生过程能耗很大以及副产物的二次污染比较严重等问题。目前的水玻璃旧砂化学再生法主要指的是利用NaOH水溶液降低水玻璃旧砂表面水玻璃的模数，以达到脱除水玻璃旧砂表面水玻璃膜的目的。为了提升这种方法的效果，还有人将这种化学再生法与超声波技术相结合，但目前该方法实际使用的情况是该方法不仅无法将水玻璃旧砂表面的水玻璃膜脱除，而且会增加水玻璃旧砂中Na2O含量的积累，反而恶化了水玻璃型砂或芯砂的耐高温性能。水玻璃旧砂的生物法再生主要指的是通过在水玻璃旧砂表面培养硅藻，利用硅藻对“缓释型硅源”和其他营养物质的需要，脱除水玻璃旧砂表面的水玻璃膜，进而达到便水玻璃旧砂再生的目的，而体内固定了大量水玻璃的硅藻水华也能通过资源化处理再生为工业原料。这种方法的优点在于十分环保，几乎达到了资源的完全利用，但由于水玻璃旧砂表面的水玻璃膜几乎不溶于水，造成硅藻对水玻璃的吸收缓慢，进而导致水玻璃旧砂脱膜的时间过长，另外，硅藻的繁殖受环境影响极大，在自然生长条件下，硅藻很难发生水华，无法达到对大量水玻璃旧砂进行再生的目的，目的还无法达到产业化生产的效果。目前水玻璃旧砂的联合再生技术主要有“热法-干法”、“干法-湿法”、“湿法-化学法”等多种联合再生技术，但这些联合再生技术的核心理念依然停留在通过擦洗对水玻璃旧砂进行擦洗脱膜的范畴，并没有实质性的突破。综上所述，目前的水玻璃旧砂再生的主流方法是干法再生和湿法再生，这两种再生方法的核心理念是通过对水玻璃旧砂进行擦洗，以使得水玻璃旧砂表面的水玻璃膜尽可能地脱除，但由于水玻璃旧砂表面的水玻璃膜与砂粒结合地过于紧密，采用这两种再生方法虽然有一定效果，但再生砂的各项性能与新砂均有较大的差距，无法达到理想的脱膜效果。目前的水玻璃旧砂化学再生法不仅无法脱除水玻璃旧砂表面的水玻璃膜，而且会增加水玻璃旧砂中Na2O含量的积累，反而恶化了水玻璃型砂或芯砂的高温性能。水玻璃旧砂的生物法虽然环保，但硅藻消化水玻璃旧砂表面水玻璃膜的效率极低，目前还无法实现产业化。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种使得旧砂表面的水玻璃膜更为彻底地转变为改性膜水玻璃旧砂改性再生制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：一种水玻璃旧砂改性再生制备方法，包括以下步骤：(1)配置改性溶液：使用NH4Cl水溶液作为基础改性溶液，在NH4Cl水溶液中加入适量的金属盐混合物，生成修复改性溶液；(2)浸泡改性：将水玻璃旧砂放入改性溶液进行中浸泡；将水玻璃旧砂放在一定浓度的热修复改性溶液进行浸泡改性10-120min，或在用常温修复改性溶液对水玻璃旧砂进行浸泡改性30-200min，水玻璃旧砂改性过程定时进行搅拌；其反应方程式为：Na2O·mSiO2·nH2O+2NH4Cl→mSiO2+2NaCl+2NH3↑+(n+1)H2ONa2O·mSiO2·nH2O+CaCl2→mSiO2+2NaCl+Ca(OH)2+(n-1)H2ONa2O·mSiO2·nH2O+MgCl2→mSiO2+2NaCl+Mg(OH)2+(n-1)H2O3Na2O·mSiO2·nH2O+2AlCl3→mSiO2+6NaCl+2Al(OH)3+(n-3)H2O优选的，所述金属盐混合物为CaCl2、MgCl2和AlCl3中的任意一种或两种以上的混合物。优选的，所述金属盐混合物的质量百分比浓度为0.1％-30％。优选的，所述NH4Cl水溶液的质量百分比浓度为0.1％-30％。优选的，所述热修复改性溶液为50-100℃，所述常温修复改性溶液为25-30℃。本专利技术的采用水玻璃旧砂改性再生制备方法，取得以下有益效果：本专利技术仅对水玻璃旧砂进行表面改性，并不对旧砂进行破坏性的擦洗，不破坏砂粒表面的结构和特性；所采用的改性剂均为普通的无机盐，无毒性且成本低廉，可实现大规模生产；本专利技术再生的旧砂既可作为单一面砂或芯砂使用，也可与天然砂按照任意比例拼配使用；本专利技术再生的旧砂可实现多次再生循环使用，可实现完全替代天然砂使用，既保护了天然砂的资源，又减少了工业固废的排放，对环境十分友好；采用本专利技术再生的旧砂制作的砂型具有砂型强度高、不易粘砂、不易出现夹砂、落砂溃散性好等优点，可降低铸造过程中清砂、修补等工序的成本。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本专利技术，但并不构成对本专利技术的限定。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。(1)配置改性溶液：使用NH4Cl水溶液作为基础改性溶液，在NH4Cl水溶液中加入适量的金属盐混合物，生成修复改性溶液；(2)浸泡改性：将水玻璃旧砂放入改性溶液进行中浸泡；将水玻璃旧砂放在一定浓度的热修复改性溶液(50-100℃)进行浸泡改性10-120min，或在用常温修复改性溶液(25-30℃)对水玻璃旧砂进行浸泡改性30-200min，水玻璃旧砂改性过程定时进行搅拌；其反应方程式为：Na2O·mSiO2·nH2O+2NH4Cl→mSiO2+2NaCl+2NH3↑+(n+1)H2ONa2O·mSiO2·nH2O+CaCl2→mSiO2+2NaCl+Ca(OH)2+(n-1)H2ONa2O·mSiO2·nH2O+MgCl2→mSiO2+2NaCl+Mg(OH)2+(n-1)H2O3Na2O·mSiO2·nH2O+2AlCl3→mSiO2+6NaCl+2Al(OH)3+(n-3)H2O使用NH4Cl水溶液作为基础改性液，对水玻璃旧砂进行浸泡，针对不同水玻璃旧砂，NH4Cl水溶液的浓度从0.1％至30％不等，由于NH4Cl是真溶液电解质，溶质为离子，其半径小，溶液粘度低，易于扩散和渗透，NH4Cl水解产生的H+离子置换水玻璃的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水玻璃旧砂改性再生制备方法，其特征在于：包括以下步骤：/n(1)配置改性溶液：使用NH

【技术特征摘要】
1.一种水玻璃旧砂改性再生制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)配置改性溶液：使用NH4Cl水溶液作为基础改性溶液，在NH4Cl水溶液中加入适量的金属盐混合物，生成修复改性溶液；
(2)浸泡改性：将水玻璃旧砂放入改性溶液进行中浸泡；将水玻璃旧砂放在一定浓度的热修复改性溶液进行浸泡改性10-120min，或在用常温修复改性溶液对水玻璃旧砂进行浸泡改性30-200min，水玻璃旧砂改性过程定时进行搅拌；其反应方程式为：
Na2O·mSiO2·nH2O+2NH4Cl→mSiO2+2NaCl+2NH3↑+(n+1)H2O
Na2O·mSiO2·nH2O+CaCl2→mSiO2+2NaCl+Ca(OH)2+(n-1)H2O
Na2O·mSiO2·nH2O+MgCl2→mSiO2+2NaCl+Mg(OH)2+...

【专利技术属性】
技术研发人员：李冀臻，王良全，史纪录，
申请(专利权)人：福建蓝韵再生资源有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35