本发明专利技术提供了一种用碱性酚醛树脂自硬砂废砂制备铸造用水玻璃的方法，该方法步骤为将铸造废砂和纯碱作为主要原料熔融，制备出硅酸钠和硅酸钾混合物；将硅酸钠和硅酸钾混合物颗粒、氢氧化钠、氢氧化钾、水、改性剂按照比例要求混合，通入0.6-0.8MPa的蒸汽，在158℃-169℃的温度下保温1h-4h，硅酸钠和硅酸钾在水中溶解、混匀即可制得铸造用水玻璃；本发明专利技术使碱性酚醛树脂自硬砂废砂工艺产生的废砂得到综合利用，减少固体废弃物的排放，有利于保护生态环境；降低了水玻璃的生产成本，节省部分能源。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铸造技术的造型材料
，具体涉及一种用碱性酚醛树脂铸造废砂制备铸造用水玻璃的方法。
技术介绍
装备制造业是我国的支柱产业，铸件是装备制造业的基础件，2010年我国铸件产量3960万吨，其中铸钢件530万吨，随着装备制造业的发展，面对国内外市场的需求，我国对铸件质量的提升越来越重视，用传统的水玻璃CO2法生产铸钢件，其质量已不能满足要求。用碱性酚醛树脂自硬砂生产铸钢件，其内在及外观质量均可显著提高。近几年碱性酚醛树脂砂工艺在铸钢件生产中获得广泛推广应用，目前，每年用该工艺生产铸钢约15-20万吨。以平均每吨铸钢件需3t砂混合料计算，年需砂混合料45-60万吨，碱性树脂自硬砂旧砂再生率为80%，产生20%废砂，年排放废石英砂9-12万吨，这种含碱废砂的排放不仅是对优质硅砂资源的浪费，同时对生态环境产生危害，实现这种废砂的综合利用一直是推广碱性酚醛树脂自硬砂的技术关键。中国专利技术专利ZL 200610047215.4提供了一种主要成分为水玻璃的铸造用黏结齐U。其特征在于该黏结剂是由硅酸钠、硅酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾和改性剂复合制成。改性剂为:糊精、糖、糖蜜、聚丙稀酸钠、三聚磷酸钠、纤维素、腐植酸、腐植酸钠、木糖醇、山黎醇、麦芽糖醇、甘露醇、乙二醇、丙二纯、甘油、季戊四醇、二甘醇、一缩二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丙三醇、氢氧化锂之一种或多种。其中硅酸钠、硅酸钾是选择优质石英矿，矿石SiO2含量大于97%，其生产过程为开采石块，鳄式破碎机破碎，磨粉，石英粉和无水碳酸钠(或无水碳酸钾)按比例混合，加入反射炉，熔融成硅酸钠(或硅酸钾)液体，流出入水激冷，得硅酸钠颗粒(硅酸钾颗粒)。硅酸钠颗粒、硅酸钾颗粒、氢氧化钠、氢氧化钾、改性剂、水按比例加入转鼓，通入0.6-0.8 Mpa的蒸汽，保温l_4h，硅酸钠在水中溶解，和其他材料混匀，得铸造用水玻璃黏结剂。以上专利文献为代表的现有技术，每万吨固体硅酸钠需石英砂7000_7700t，可以生产铸造用水玻璃20000t，我国每年铸造生产需水玻璃50-60万吨，并以每年10-15%速度增长，需要消耗大量优质石英资源。我国的优质石英矿藏有限，减少优质石英矿的年开采量是国民经济发展的百年大计。实现碱性树脂自硬砂废砂的综合利用，对节约硅砂资源保护生态环境很有意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用碱性酚醛树脂铸造废砂制备铸造用水玻璃的方法，该方法使碱性酚醛树脂自硬砂废砂工艺产生的废砂得到综合利用，减少固体废弃物的排放，有利于保护生态环境；降低了水玻璃的生产成本。本专利技术提供了，具体步骤如下:(I)将铸造废砂和纯碱作为主要原料熔融，制备出硅酸钠和硅酸钾混合物；(2)将硅酸钠和硅酸钾混合物颗粒、氢氧化钠、氢氧化钾、水、改性剂按照比例要求混合，通入0.6-0.8MPa的蒸汽，在158°C _169°C的温度下保温lh_4h，硅酸钠和硅酸钾在水中溶解、混匀即可制得铸造用水玻璃。本专利技术提供的用碱性酚醛树脂自硬砂废砂制备铸造用水玻璃的方法，所述步骤(I)具体为:对碱性酚醛树脂自硬砂废砂进行预处理:(I)用6目筛(筛孔径3.35mm)筛分去掉废砂中的杂物；(2)对经筛分的废砂进行磁选分离，去掉含铁颗粒；(3)用球磨机或雷蒙磨粉机对碱性酚醛树脂自硬砂废砂磨粉处理，使其颗粒直径小于0.075mm，增加其表面积，有利于熔融时提高化学反应速度，缩短反应时间；(4)粉料经二次磁选分离，将铁类杂质去掉。将提纯后的铸造废砂和纯碱按比例混合加入反射炉中，其中铸造废砂占总质量百分比为50-80%，余量为纯碱(无水碳酸钠)，然后燃烧煤气或天然气，加热到1400±10°C，使得铸造废砂中的醋酸钠、醋酸钾受热分解、燃烧，生成Na20、K2O、CO2和H2O ;Na20、K2O及纯碱与SiO2反应，生产硅酸钠、硅酸钾，使废砂中的贵金属氧化物Na20、K20和SiO2同时获得回收利用；熔融的硅酸钠、硅酸钾液体从反射炉出口流出，入水激冷，即可制得硅酸钠和硅酸钾混合物颗粒。本专利技术提供的用碱性酚醛树脂自硬砂废砂制备铸造用水玻璃的方法，所述铸造废砂为碱性酚醛树脂砂废砂，是酯硬化水玻璃砂工艺产生的废砂，其成分组成和各成分的质量百分比满足下述要求:Si02:90-97%, CH3COONa:0.5-3.5%, CH3COOK:0.5-6.2%，其它:余量。本专利技术提供的用碱性酚醛树脂自硬砂废砂制备铸造用水玻璃的方法，所述纯碱为无水碳酸钠。 本专利技术提供的用碱性酚醛树脂自硬砂废砂制备铸造用水玻璃的方法，所述改性剂为以下几种物质之一或其组合:糊精、糖、糖蜜、聚丙稀酸钠、三聚磷酸钠、纤维素、腐植酸、腐植酸钠、木糖醇、山黎醇、麦芽糖醇、甘露醇、乙二醇、丙二纯、甘油、季戊四醇、二甘醇、一缩二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丙三醇、锌酸钠、氢氧化锂。本专利技术提供的用碱性酚醛树脂自硬砂废砂制备铸造用水玻璃的方法，所述步骤(2 )中的硅酸钠和硅酸钾混合物颗粒、氢氧化钠、氢氧化钾、水、改性剂各原料在所有原料中所占的质量百分比比例关系满足下述要求=SiO2:23-31%, Na2O:8-21%, K2O:0.5_17%，改性剂:0.3-10.0%,7jC:余量。本专利技术提供的用碱性酚醛树脂自硬砂废砂制备铸造用水玻璃的方法，还要求保护下述优选的限定内容: 利用碱性酚醛树脂自硬砂废砂和纯碱作为主要原料制备得到生产硅酸钠和硅酸钾混合物的过程依次满足下述要求: 将碱性酚醛树脂自硬砂废砂和纯碱(无水碳酸钠)按比例混合加入反射炉中，其中碱性酚醛树脂自硬砂废砂占总质量百分比为50-80%，余量为纯碱(无水碳酸钠)； 燃烧煤气或天然气，加热到1400± 10°C，使得碱性酚醛树脂自硬砂废砂中的醋酸钠、醋酸钾受热分解、燃烧，生成Na20、K2O、CO2、和、H2O ;Na20、K2O及纯碱(无水碳酸钠)与SiO2反应，生产硅酸钠、硅酸钾，使废砂中的贵金属氧化物Na20、K2O和SiO2同时获得回收利用；反应式及相关要求如下:2CH3C00Na + 402 — Na2O + 3H20 t + 4C O2 2CH3C00K + 402 — K2O + 3H20 + 4C02 m SiO2 + Na2O — Na20.mSi02.m SiO2 + K2O — K20.HiSiO2m SiO2 + Na2CO3 — Na20.mSi02 + CO2 m =1.4 3.8 熔融的硅酸钠、硅酸钾液体从反射炉出口流出，入水激冷，即可制得硅酸钠和硅酸钾混合物颗粒。铸造生产中最常用的水玻璃模数为:m=l.6 3.2，制造硅酸钠和硅酸钾混合物颗粒时控制铸造废砂和纯碱的比例，其反应式及相关要求如下:m SiO2 + Na2O — Na20.mSi02.m SiO2 + K2O — K20.HiSiO2m SiO2 + Na2CO3 — Na20.mSi02 + CO2 个m =1.6 3.2 这样生产硅酸钠和硅酸钾混合物颗粒的模数与铸造用水玻璃时模数相当，制造水玻璃时可减少氢氧化钠、 氢氧化钾的加入量。本专利技术制备的铸造用水玻璃作为粘结剂进行造型和制芯的方法，采用水洗硅砂、人造硅砂、整形硅砂、锆砂、镁橄榄石砂、铬铁矿砂，上述这些原砂的再生旧砂作为主要原本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用碱性酚醛树脂自硬砂废砂制备铸造用水玻璃的方法，其特征在于：具体步骤如下：（1）将铸造废砂和纯碱作为主要原料熔融，制备出硅酸钠和硅酸钾混合物；（2）将硅酸钠和硅酸钾混合物颗粒、氢氧化钠、氢氧化钾、水、改性剂按照比例要求混合，通入0.6?0.8MPa的蒸汽，在158℃?169℃的温度下保温1h?4h，硅酸钠和硅酸钾在水中溶解、混匀即可制得铸造用水玻璃。
【技术特征摘要】
1.一种用碱性酚醛树脂自硬砂废砂制备铸造用水玻璃的方法，其特征在于:具体步骤如下: (1)将铸造废砂和纯碱作为主要原料熔融，制备出硅酸钠和硅酸钾混合物； (2)将硅酸钠和硅酸钾混合物颗粒、氢氧化钠、氢氧化钾、水、改性剂按照比例要求混合，通入0.6-0.8MPa的蒸汽，在158°C _169°C的温度下保温lh_4h，硅酸钠和硅酸钾在水中溶解、混匀即可制得铸造用水玻璃。2.按照权利要求1所述用碱性酚醛树脂自硬砂废砂制备铸造用水玻璃的方法，其特征在于:所述步骤(I)具体为:先对铸造废砂进行筛分、一次磁选、磨粉、二次磁选处理，去掉铁类及其他杂物，再将提纯后的铸造废砂和纯碱按比例混合加入反射炉中，其中铸造废砂占总质量百分比为50-80%，余量为纯碱，然后燃烧煤气或天然气，加热到1400±10°C，使得铸造废砂中的醋酸钠、醋酸钾受热分解、燃烧，生成Na20、K20 XO2和H2O ;Na20、K20及纯碱与SiO2反应，生产硅酸钠、硅酸钾，使废砂中的贵金属氧化物Na20、K20和SiO2同时获得回收利用；熔融的硅酸钠、硅酸钾液体从反射炉出口流出，入水激冷，即可制得硅酸钠和硅酸钾混合物颗粒。3.按照权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：余明伟，金广明，汪解民，
申请(专利权)人：重庆汇亚通铸造材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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