本发明专利技术一种铸造用水玻璃的制备方法其特征在于：加热到１５８－１６９℃，在此温度下保温１～４ｈ，再升温至１７９～２１２℃保温４～１０ｈ，泄压至０．３ＭＰａ，用余压将物料打入冷却罐，冷却至５０～７０℃，再用固液分离设备将未反应物分离除去，未反应物在后续生产中继续使用，将澄清液体吸入水玻璃原料贮罐，自然沉淀４８ｈ～７２ｈ后得透明液体水玻璃，底口放出混浊水玻璃；在透明水玻璃中用工业固体氢氧化钠、工业固体氢氧化钾之一种或全部调节ＳｉＯ↓［２］、Ｎａ↓［２］Ｏ、Ｋ↓［２］Ｏ质量百分比，并加入占质量分数为０．５～２１％的改性剂，其中改性剂选自山梨醇、木糖醇、甘露醇、麦芽糖醇的一种或多种，上述原料加入搅拌罐，搅拌均匀，得到质量百分比为ＳｉＯ↓［２］ ２３～３１％；Ｋ↓［２］Ｏ ０．５～２８％；Ｎａ↓［２］Ｏ ９～２１％；改性剂０．５～２１％；水余量的铸造用水玻璃。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铸造技术的造型材料，特别提供了一种铸造用水玻璃的制 备方法。
技术介绍
水玻璃俗称泡花碱，是1价金属硅酸盐在水中真溶液和胶体溶液并存的体系， 一般可表示为M2OmSi02TiH20，其中M为Na+、 K+、 Li+、 Rb+。 铸造用水玻璃主要为Na+水玻璃、或Na+、 K+二者混合水玻璃的改性产品， 模数为1.7 2.6。 1952年C02硅酸钠水玻璃砂引入铸造业，并获得广泛应 用。据2007年末统计，我国年产铸件3126.9万吨，其中铸钢件404.7万吨， 年消耗普通钠水玻璃30 40万吨，并以每年10 15%的速度增加用量。铸 造是对环境污染较大的行业之一，其中与采用粘结剂的种类关系很大，所 以，开发和使用环境友好型粘结剂，越来越引起世界各国的重视。中国专利技术专利ZL 99 112955.5; ZL 2006 10045711.6和ZL 2006 10047215.4提供了三种改性水玻璃的配方及制备方法，使铸造用水玻璃工 艺性能显著提高，砂混合料水玻璃加入量由C02工艺的6 8%，降低到酯 硬化法的2 3%。原C02水玻璃砂工艺，旧砂不能再生回用，现在酯固化 水玻璃自硬砂旧砂80 90%可以再生回用，节省优质硅砂资源，减少固体 废弃物排放，有利于保护生态环境。目前，上述专利水玻璃在全国铁路车 辆厂、重型矿山厂、冶金机械厂、通用机械厂等各装备制造业百余家企业 推广应用，现已安装三十多条酯固化水玻璃自硬砂造型、制芯生产线，经近十年考验，生产线运行稳定、可靠。铸造用水玻璃未来市场需求很大，生产上述专利水玻璃的主要成分为(质量百分比)SiO2占20 31。/c、 K20 占0.5 28%、 Na20占l 2P/。、改性剂占0.5 21%，其余为水，其中改性 剂选用山梨醇、木糖醇、甘露醇、麦芽糖醇、乙二醇、丙二醇、甘油、季 戊四醇、二甘醇、 一縮二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丙三醇中的一 种或多种，加入量为0.5 21%。以往水玻璃成份中Si02、 K20、 Na20主要来自工业固体硅酸钠、工业 固体硅酸钾。工业固体硅酸钠和工业固体硅酸钾采用千法工艺生产。干法 工艺是将石英砂和纯碱(Na2C03、 K2C03)按规定比例混合后加入玻璃窑 中，加热到140(TC左右，使之发生化学反应Na2C03+mSi02—Na20.mSi02+C021^。 K2C03+mSi02—K20.mSi02+C02T ，生成熔融状的硅酸钠(或硅酸钾)液体，从出料口流出，经过水淬，成颗 粒状固体或经铁模成型、冷却、结晶成块状物。固体硅酸钠(硅酸钾)加定量的水混合装入高压釜内，通入蒸汽，并 在0.5 0.8MPa下保温数小时，使硅酸钠(硅酸钾)溶入水中，形成液体水 玻璃。水玻璃干法工艺，熔融用玻璃窑属反射炉，用发生炉煤气或天燃气加 热。反射炉热效率为25 30%，热能利用率低，如用发生炉煤气，必须选 用优质燃煤，如我国北方水玻璃厂大部分选用大同烟煤，否则很难保证 煤气发生量。l吨固体硅酸钠平均耗标准煤300kg,再加上二次重溶，总能 耗较高。目前许多干法生产硅酸钠的企业为降低成本，用硫酸钠代替纯碱: Na2S04+mSi02+|C^Na20 ■ mSi03+iC02+S02t由于排放大量S02、 co2，前者易形成酸雨，后者是地球温室气体，给生态环境造成危害。这种以高耗能破坏生态环境的生产方式，现已受到环保部 门的严格关注。目前湿法工艺原料为石英砂和氢氧化钠、氢氧化钾和水，蒸汽加热到0.6 0.8MPa， 158—169。C保温8 12小时，使Si02和碱发生化学反应，生 成硅酸钠、硅酸钾，生成物经压滤或真空吸滤，得澄清水玻璃溶液。但是 以往湿法工艺均采用普通碳钢制作压力釜，为避免压力釜受碱腐蚀，设计 压力为0.6 0.8MPa。目前湿法工艺存在下列问题1、 反应时间长，生产效率低；2、 生产水玻璃的模数偏低，模数^2.2，市场需求有限；3、 固体残留物多，大约占总量的5 15%，固体废弃物外排，危害 生态环境。由于以上原因，湿法工艺未能大量推广应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新的湿法生产铸造用水玻璃的制备方法， 用该方法生产铸造用水玻璃，具有节省能源、生产成本低、生产水玻璃质 量好、模数高、有利于环境保护等优点。本专利技术提供了，以工业用固体氢氧化钠 和/或工业用液体氢氧化钠、工业用固体氢氧化钾和/或工业用液体氢氧化 钾、二氧化硅含量不小于98%的石英粉和水为原材料，其质量百分比为-NaOH: 1 27%KOH: 0 31%石英粉20 32%水，包括加热时，蒸汽带入的水余量；将按质量配比称量的各种原料加入高压釜内，其特征在于通入蒸汽 加热，在158-169t:下保温1 4h，再升温至179 212°C，并在此温度下保 温4 10h，泄压至0.3MPa，用余压将物料打入冷却罐，冷却至50 70。C， 再用固液分离设备将未反应物分离除去，未反应物在后续生产中继续使用， 将澄清液体吸入水玻璃原料贮罐，自然沉淀48h 72h后得透明液体水玻璃， 底口放出混浊水玻璃。在透明水玻璃中用工业固体氢氧化钠、工业固体氢 氧化钾调节Na20、K20质量分数，并加入占质量分数为0.5 21%的改性剂， 其中改性剂选自山梨醇、木糖醇、甘露醇、麦芽糖醇的一种或多种，上述 原料加入搅拌罐，搅拌均匀，得到质量百分比为&0223 31%、 K2O0.5 28%、 Na20 9 21%、改性剂0.5 21%、水余量的铸造用水玻璃。其中第一段加热温度最好为169°C，保温时间优选为2 3h，之后再升 温至179 212。C，保温时间优选4 6h。最好冷却至7(TC。按照本专利技术所述铸造用水玻璃的制备方法制备的铸造用水玻璃，其特 征在于主要用做铸造砂型、砂芯粘结剂，砂混合料配比为铸造用硅砂 95 98.5%，铸造用水玻璃1.5 5%。本专利技术所提供的，其具体步骤为生产采用常规碳钢高压釜内衬2-5mm厚镍鉬铁合金，设计耐压 2.5MPa，工作压力0.6 2.0MPa，用电加热、导热油加热、蒸汽通入式加热， 其中蒸汽通入式加热为最佳。以工业锅炉提供蒸汽为例，蒸汽锅炉对燃料 适应性较宽，可以采用价格便宜的普通燃煤， 一般锅炉热效率为76 83%,均安装 除尘、脱硫设备，环保效果好。原材料为工业用固体氢氧化钠和/或工业用液体氢氧化钠、工业用固体 氢氧化钾和/或工业用液体氢氧化钾、二氧化硅含量不小于98%的石英粉和 水，其质量百分比为NaOH: 1 27%;KOH: 0 31%;石英粉(二氧化硅含量^98%): 20 32%; 水(包括加热时，蒸汽带入的水)余量；上述原材料混匀后，用砂泵加入高压釜内，密封后，通入蒸汽在0.6-0.8MPa下保温(158-169°C) 1 4h，此间，釜内不停的搅拌，使大部分 Si02和碱反应2NaOH+mSi02—Na20.mSi02+H202KOH+mSi02—K20.mSi02+H20反应使碱浓度从30%左右降到5 15%，同时，硅酸钠和/或硅酸钾的 浓度从0上升到15 25%。硅酸钠、硅酸钾属于无机缓蚀剂，在金属表面 易形成阳极保护膜，缓蚀效果好。碳钢可在80(TC以下Na2Si03溶液中工作。 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种铸造用水玻璃的制备方法，以工业用固体氢氧化钠和／或工业用液体氢氧化钠、工业用固体氢氧化钾和／或工业用液体氢氧化钾、二氧化硅含量不小于９８％的石英粉和水为原材料，其质量百分比为： ＮａＯＨ：１～２７％ ＫＯＨ：０～３１％石英粉：２０～３２％ 水，包括加热时蒸汽带入的水：余量； 将按质量配比称量的各种原料加入高压釜内，其特征在于：加热到１５８－１６９℃，在此温度下保温１～４ｈ，再升温至１７９～２１２℃，并在此温度下保温４～１０ｈ，泄压至０．３ＭＰａ，用余压将物料打入冷却罐，冷却至５０～７０℃，再用固液分离设备将未反应物分离除去，未反应物在后续生产中继续使用，将澄清液体吸入水玻璃原料贮罐，自然沉淀４８ｈ～７２ｈ后得透明液体水玻璃，底口放出混浊水玻璃；在透明水玻璃中用工业固体氢氧化钠、工业固体氢氧化钾之一种或多种调节ＳｉＯ↓［２］、Ｎａ↓［２］Ｏ、Ｋ↓［２］Ｏ质量百分比，并加入质量分数为０．５～２１％的改性剂，其中改性剂选自山梨醇、木糖醇、甘露醇、麦芽糖醇的一种或多种，上述原料加入搅拌罐，搅拌均匀，得到质量百分比为ＳｉＯ↓［２］２３～３１％；Ｋ↓［２］Ｏ０．５～２８％；Ｎａ↓［２］Ｏ ９～２１％；改性剂０．５～２１％；水余量的铸造用水玻璃。...
【技术特征摘要】
1、一种铸造用水玻璃的制备方法，以工业用固体氢氧化钠和/或工业用液体氢氧化钠、工业用固体氢氧化钾和/或工业用液体氢氧化钾、二氧化硅含量不小于98％的石英粉和水为原材料，其质量百分比为NaOH1～27％KOH0～31％石英粉20～32％水，包括加热时蒸汽带入的水余量；将按质量配比称量的各种原料加入高压釜内，其特征在于加热到158-169℃，在此温度下保温1～4h，再升温至179～212℃，并在此温度下保温4～10h，泄压至0.3MPa，用余压将物料打入冷却罐，冷却至50～70℃，再用固液分离设备将未反应物分离除去，未反应物在后续生产中继续使用，将澄清液体吸入水玻璃原料贮罐，自然沉淀48h～72h后得透明液体水玻璃，底口放出混浊水玻璃；在透明水玻璃中用工业固体氢氧化钠、工业固体氢氧化钾之一种或多种调节SiO2、Na2O、K2O质量百分比，并加入质量分数为0.5～21％的改性剂，其中改性剂选自山梨醇、木糖...
【专利技术属性】
技术研发人员：余明伟，
申请(专利权)人：沈阳汇亚通铸造材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]
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