一种铸造用水溶性废旧复合盐芯的循环回用方法及系统技术方案

本发明专利技术属于铸造相关技术领域，其公开了一种铸造用水溶性废旧复合盐芯的循环回用方法及系统，该方法包括以下步骤：(1)铸造完成后，将得到的铸件连同水溶性复合盐芯放入清水中，并施加超声波，水溶性废旧复合盐芯在超声波作用下与铸件分离，同时得到含有高浓度盐水与不溶于水的增强剂的混合物；(2)将混合物冷却到室温以结晶析出部分无机盐，并获得含有低浓度盐水、无机盐及增强剂的混合物；(3)向混合物中加入盐析剂以促使无机盐的析出，并将当前的混合物依次进行整体过滤及分离，以得到无机盐及增强剂；(4)采用精馏方法将所述盐析剂自过滤后剩下的混合液中分离出来，以得到盐析剂及清水。本发明专利技术工艺流程简单，易于实现工业化应用。易于实现工业化应用。易于实现工业化应用。

【技术实现步骤摘要】
一种铸造用水溶性废旧复合盐芯的循环回用方法及系统


[0001]本专利技术属于铸造相关
，更具体地，涉及一种铸造用水溶性废旧复合盐芯的循环回用方法及系统。

技术介绍

[0002]水溶性盐芯是易溶于水的无机盐材料通过熔融浇注法或者压制烧结法制备而成的，其具有表面质量好、强度高、发气性低和溃散性好等优点，在细长复杂空腔结构铸件的制造中具有广泛的应用前景。一般地，盐芯中会加入不溶于水的粉末增强剂对其力学性能进行强化，以满足服役过程中的性能要求。水溶性盐芯应用于铸件清理后，会产生大量的废盐水，若直接将废盐水排放，不仅会严重污染水资源，而且浪费了无机盐材料和粉末增强剂材料，不利于盐芯的绿色发展。
[0003]水溶性盐芯通过水的溶解作用可以从铸件中取出，盐芯中不溶于水的粉末增强剂材料会在盐水中沉淀，直接采用过滤的方法可以将盐水和粉末增强剂分离，增强剂材料直接回用到水溶性盐芯的制备中，但盐水中的无机盐无法直接回用于盐芯的制备。目前，还没有成熟的技术将盐水中的无机盐低成本回用于盐芯的制备中。而且，盐水中通常存在多种无机盐，会增大盐芯的循环回用难度。
[0004]已有文献研究了Al2O3颗粒增强的NaCl盐芯的循环使用，水溶性盐芯在高温下溶解，过滤分离后获得NaCl水溶液和Al2O3颗粒。Al2O3颗粒直接回用于水溶性盐芯的制备中；NaCl水溶液通过蒸发结晶回收NaCl无机盐，回用于水溶性盐芯的制备中。该盐芯的循环使用方法直接将盐水蒸发结晶以获得无机盐，需要消耗巨大的能量，导致盐芯循环回用成本较高，不适用于工业化应用。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种铸造用水溶性废旧复合盐芯的循环回用方法及系统，其通过超声的辅助溶解以获得高浓度盐水，冷却结晶析出部分无机盐，然后向低浓度盐水中加盐析剂进一步结晶析出无机盐，整个循环回用过程中避免了盐水的直接蒸发回用，可实现废旧复合盐芯的低成本循环回用，解决了复合盐芯大量应用后废旧盐芯产生的盐水对环境污染的问题。
[0006]为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种铸造用水溶性废旧复合盐芯的循环回用方法，所述循环回用方法主要包括以下步骤：
[0007](1)铸造完成后，将得到的铸件连同水溶性复合盐芯放入清水中，并施加超声波，水溶性废旧复合盐芯在超声波作用下与铸件分离，同时得到含有高浓度盐水与不溶于水的增强剂的混合物；
[0008](2)将得到的混合物冷却到室温以结晶析出部分无机盐，并获得含有低浓度盐水、无机盐及增强剂的混合物；
[0009](3)向新得到的混合物中加入盐析剂以促使无机盐的进一步析出，并将当前的混
合物依次进行整体过滤及分离，以得到无机盐及增强剂；
[0010](4)采用精馏方法将所述盐析剂自过滤后剩下的混合液中分离出来，以得到盐析剂及清水；
[0011]其中，所述高浓度盐水是指30℃～80℃下的饱和或过饱和盐水；所述低浓度盐水为10℃～25℃下的饱和盐水。
[0012]进一步地，步骤(1)中采用的超声功率为100W～1200W，超声时间为15min～120min。
[0013]进一步地，所述盐析剂包括甲醇、乙醇、丙酮、二乙胺中的一种或者多种。
[0014]进一步地，所述盐析剂的加入量为低浓度盐水质量的0.3倍～2.5倍。
[0015]进一步地，所述盐析剂的加入量为低浓度盐水质量的0.5倍～1.5倍。
[0016]进一步地，步骤(3)中分离得到的无机盐为高浓度盐水冷却过程中和低浓度盐水加盐析剂过程中结晶析出的无机盐；步骤(4)中得到的盐析剂直接回用于低浓度盐水中，清水直接回用于溶解清除废旧盐芯的清水池中。
[0017]进一步地，从混合液精馏出盐析剂时所采用的温度为50℃～80℃。
[0018]进一步地，所述水溶性复合盐芯的组分包括多种无机盐材料和粉末增强剂材料，无机盐材料与增强剂材料的质量之比为(65％～100％)：(0％～35％)。
[0019]按照本专利技术的另一个方面，提供了一种铸造用水溶性废旧复合盐芯的循环回用系统，所述循环回用系统是采用如上所述的铸造用水溶性废旧复合盐芯的循环回用方法对铸造用水溶性废旧复合盐芯进行回用的。
[0020]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，本专利技术提供的铸造用水溶性废旧复合盐芯的循环回用方法及系统主要包括以下步骤：
[0021]1.通过温度降低和盐析剂对盐水中无机盐溶解度的影响回收无机盐材料，避免了盐水直接蒸发结晶回收无机盐，可实现废旧复合盐芯的低成本循环回用，而且盐芯的循环回用过程中只需要一次过滤分离，工艺流程简单，易于实现工业化应用。
[0022]2.废旧复合盐芯的循环回用过程中采用超声辅助溶解，不仅可以提高盐芯的清除效率，还可以提高盐水的温度，增加盐水的浓度，有利于提高盐芯循环回用的效率和无机盐的回收率。
[0023]3.本专利技术的一次性循环回用工艺可以实现废旧复合盐芯中80％以上无机盐材料和100％增强剂材料的循环回用，显著降低了复合盐芯的制备成本，可以有效降低废旧盐水对环境污染的问题。
[0024]4.水溶性废旧复合盐芯经过本专利技术所提供的循环回用方法，其3次循环回用后的盐芯抗弯强度仍可达到原始盐芯抗弯强度的90％以上。
附图说明
[0025]图1是本专利技术涉及的水溶性复合盐芯的制备及废旧后循环回用的流程示意图。
具体实施方式
[0026]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并
不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0027]请参阅图1，本专利技术提供的一种铸造用水溶性废旧复合盐芯的循环回用方法主要包括以下步骤：
[0028]步骤一，水溶性复合盐芯用于铸造空腔结构零件后，将得到的铸件及废旧盐芯一起放入清水池中，废旧盐芯在超声波作用下溶解并从铸件内分离出来，得到了高浓度盐水和不溶于水的增强剂混合物。
[0029]所述水溶性复合盐芯的组分包括多种无机盐材料和粉末增强剂材料，无机盐材料与增强剂材料的质量之比为(65％～100％)：(0％～35％)。超声的功率为100W～1200W，超声时间为15min～120min。
[0030]其中，超声的空化作用不仅可以加速盐芯的溶解，提高盐芯的清除效率，还可以提高盐水的温度，增加盐水的浓度。超声辅助溶解盐芯的功率和时间主要取决于盐水的温度，确保盐水的温度在盐芯最大溶解度附近。高浓度盐水是指30℃～80℃下的饱和或过饱和盐水。
[0031]步骤二，将得到的混合物冷却到室温，以结晶析出部分无机盐，并获得低浓度盐水、无机盐及增强剂的混合物。
[0032]具体地，低浓度盐水为10℃～25℃下的饱和盐水。高浓度盐水冷却至室温，结晶析本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铸造用水溶性废旧复合盐芯的循环回用方法，其特征在于，所述循环回用方法包括以下步骤：(1)铸造完成后，将得到的铸件连同水溶性复合盐芯放入清水中，并施加超声波，水溶性废旧复合盐芯在超声波作用下与铸件分离，同时得到含有高浓度盐水与不溶于水的增强剂的混合物；(2)将得到的混合物冷却到室温以结晶析出部分无机盐，并获得含有低浓度盐水、无机盐及增强剂的混合物；(3)向新得到的混合物中加入盐析剂以促使无机盐的进一步析出，并将当前的混合物依次进行整体过滤及分离，以得到无机盐及增强剂；(4)采用精馏方法将所述盐析剂自过滤后剩下的混合液中分离出来，以得到盐析剂及清水；其中，所述高浓度盐水是指30℃～80℃下的饱和或过饱和盐水；所述低浓度盐水为10℃～25℃下的饱和盐水。2.如权利要求1所述的铸造用水溶性废旧复合盐芯的循环回用方法，其特征在于：步骤(1)中采用的超声功率为100W～1200W，超声时间为15min～120min。3.如权利要求1所述的铸造用水溶性废旧复合盐芯的循环回用方法，其特征在于：所述盐析剂包括甲醇、乙醇、丙酮、二乙胺中的一种或者多种。4.如权利要求3所述的铸造用水溶性废旧复合盐芯的循环回用方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊自田，龚小龙，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：