第五章旧砂处理及旧砂再生

1、第五章第五章 旧砂及旧砂再生旧砂及旧砂再生第一节第一节 旧砂及旧砂质量评价体系旧砂及旧砂质量评价体系在砂型铸造生产中，凡经浇注后的型（芯）砂统称为在砂型铸造生产中，凡经浇注后的型（芯）砂统称为旧砂。旧砂。在旧砂体系中，除粘土旧砂可以有限的反复使用外，在旧砂体系中，除粘土旧砂可以有限的反复使用外，其余的旧砂（合脂旧砂、油类旧砂、水玻璃旧砂、其余的旧砂（合脂旧砂、油类旧砂、水玻璃旧砂、树脂旧砂、覆膜旧砂等）均在一次浇注后不能再复树脂旧砂、覆膜旧砂等）均在一次浇注后不能再复用。用。第一节第一节 旧砂及旧砂质量评价体系旧砂及旧砂质量评价体系1、粘土旧砂的特点、粘土旧砂的特点粘土砂在长期反复使用过程中：

2、粘土砂在长期反复使用过程中：粘土因失去结构水而变成死粘土；粘土因失去结构水而变成死粘土；部分煤粉会被烧损而成为焦炭或灰分；部分煤粉会被烧损而成为焦炭或灰分；旧芯砂含量逐渐增加；旧芯砂含量逐渐增加；这些失效的部分或成为这些失效的部分或成为0.02mm的细粉、或凝聚成团的细粉、或凝聚成团粒状、或包覆在砂粒表面粒状、或包覆在砂粒表面 1、粘土旧砂、粘土旧砂包覆的形式大都以包覆的形式大都以多孔覆膜多孔覆膜形式包覆在砂粒表面，且形式包覆在砂粒表面，且在反复循环使用过程中，会在反复循环使用过程中，会多次覆膜多次覆膜，在砂粒表面，在砂粒表面构成牢固的构成牢固的惰性膜惰性膜，严重损害了原砂的，严重损害了原砂的

3、原有性能原有性能，使型砂的使型砂的透气性透气性、强度强度（特别是热湿拉强度特别是热湿拉强度）等铸）等铸造性能造性能显著下降显著下降1、粘土旧砂的特点、粘土旧砂的特点 旧芯砂含量逐渐增加，会引起膨润土的反活化现旧芯砂含量逐渐增加，会引起膨润土的反活化现象，使型砂热湿拉强度和抗粘砂性显著下降。象，使型砂热湿拉强度和抗粘砂性显著下降。旧砂的使用旧砂的使用，通常是通过添加部分新砂、膨润土、煤，通常是通过添加部分新砂、膨润土、煤粉等后作为背砂使用粉等后作为背砂使用但当但当其铸造工艺性能下降到无法再使用时，只能作为其铸造工艺性能下降到无法再使用时，只能作为固体废弃物排放掉固体废弃物排放掉第一节第一节 旧砂

4、及旧砂质量评价体系旧砂及旧砂质量评价体系 2、水玻璃旧砂的特点、水玻璃旧砂的特点水玻璃旧砂一次使用过后：水玻璃旧砂一次使用过后：砂粒表面的水玻璃粘结膜被严重破坏砂粒表面的水玻璃粘结膜被严重破坏残留强度随温度的变化连续出现几个峰值残留强度随温度的变化连续出现几个峰值水玻璃中的水玻璃中的SiO2与液态金属反应产生铁的氧化物与液态金属反应产生铁的氧化物2、水玻璃旧砂的特点、水玻璃旧砂的特点如果在这些氧化物中，其如果在这些氧化物中，其SiO2含量过高，它的凝固组含量过高，它的凝固组织基本上具有晶体结构，结果导致：织基本上具有晶体结构，结果导致：所形成的玻璃体很难破碎；所形成的玻璃体很难破碎；再利用时，

5、砂粒表面残留物隔绝了粘结剂与砂粒再利用时，砂粒表面残留物隔绝了粘结剂与砂粒表面良好接触及砂粒间的粘连；表面良好接触及砂粒间的粘连；造成铸件表面粘砂缺陷；造成铸件表面粘砂缺陷；水玻璃旧砂终因其溃散性差而无法循环复用水玻璃旧砂终因其溃散性差而无法循环复用第一节第一节 旧砂及旧砂质量评价体系旧砂及旧砂质量评价体系 3、树脂旧砂的特点、树脂旧砂的特点树脂旧砂一次使用过后：树脂旧砂一次使用过后：砂粒表面的树脂膜基本烧损砂粒表面的树脂膜基本烧损但残留微分含量相对较高但残留微分含量相对较高同样不能满足或达到树脂砂工艺性能的要求，也只能同样不能满足或达到树脂砂工艺性能的要求，也只能作为固体废弃物作为固体废弃物

6、排放排放第一节第一节 旧砂及旧砂质量评价体系旧砂及旧砂质量评价体系在砂型铸造生产中，每年大约有数以千万吨在砂型铸造生产中，每年大约有数以千万吨的旧砂被废弃的旧砂被废弃大量的固体废弃物的排放造成：大量的固体废弃物的排放造成： 自然资源的浪费自然资源的浪费 生态环境的污染生态环境的污染 生产成本的增加生产成本的增加解决的途径解决的途径：主要是再生：主要是再生第一节第一节 旧砂及旧砂质量评价体系旧砂及旧砂质量评价体系4、旧砂质量评价体系、旧砂质量评价体系 粘土旧砂粘土旧砂粘土旧砂主要质量评价指标有：粘土旧砂主要质量评价指标有： 旧砂中有效膨润土含量旧砂中有效膨润土含量 旧砂中有效煤粉含量旧砂中有效煤

7、粉含量 旧砂中总含泥量旧砂中总含泥量 旧砂中砂粒粒形及其分布旧砂中砂粒粒形及其分布 旧砂中其他影响工艺性能的因素旧砂中其他影响工艺性能的因素4、旧砂质量评价体系、旧砂质量评价体系 水玻璃旧砂水玻璃旧砂水玻璃旧砂主要质量评价指标有：水玻璃旧砂主要质量评价指标有： 旧砂中残留旧砂中残留Na2O的含量的含量 旧砂的含泥量旧砂的含泥量 旧砂的酸耗值旧砂的酸耗值 旧砂中砂粒粒形及其分布旧砂中砂粒粒形及其分布4、旧砂质量评价体系、旧砂质量评价体系 树脂旧砂树脂旧砂树脂旧砂主要质量评价技术指标有：树脂旧砂主要质量评价技术指标有： 旧砂中的含泥量及微分含量旧砂中的含泥量及微分含量 旧砂的酸耗值旧砂的酸耗值 旧

8、砂中砂粒粒形及其分布旧砂中砂粒粒形及其分布氧化钠含量的测定氧化钠含量的测定 1、称取试样、称取试样45克，移入克，移入250ml容量瓶中容量瓶中 2、水解稀释至刻度，摇匀、水解稀释至刻度，摇匀 3、移取该试液置于、移取该试液置于300ml锥形瓶内锥形瓶内 4、加、加812滴甲基红指示液滴甲基红指示液 5、用、用0.2mol盐酸盐酸(HCl)标准溶液滴定，当溶液由黄标准溶液滴定，当溶液由黄变红即为终点。变红即为终点。试样中氧化钠（试样中氧化钠（NaO）的百分含量按下式计算。）的百分含量按下式计算。氧化钠含量的测定氧化钠含量的测定%1002505003099.02 mNVONa式中：式中：N盐酸（

9、盐酸（HCl）标准溶液的当量浓度）标准溶液的当量浓度 M试样重量（试样重量（g) V滴定时消耗的盐酸标准溶液的滴定时消耗的盐酸标准溶液的ml数数 0.030099氧化钠（氧化钠（Na2)毫克当量数毫克当量数酸耗值的测定酸耗值的测定 1、称取砂样、称取砂样500.01克，置于烧杯中，加入克，置于烧杯中，加入50ml蒸馏水；蒸馏水； 2、用移液管加入、用移液管加入50ml、0.1mol的的HCl标准溶液；标准溶液； 3、用表面皿将烧杯盖上，在磁力搅拌器上搅拌、用表面皿将烧杯盖上，在磁力搅拌器上搅拌5min； 4、然后静置、然后静置1h后，将此溶液用中速滤纸滤入锥形瓶中；后，将此溶液用中速滤纸滤入锥

10、形瓶中； 5、用蒸馏水洗涤、用蒸馏水洗涤5次，每次用水次，每次用水10ml； 6、滤液中加入、滤液中加入34滴溴麝香草酚蓝指示剂；滴溴麝香草酚蓝指示剂； 7、用、用0.1mol的的NaOH标准溶液滴定至蓝色；标准溶液滴定至蓝色； 8、当此色保持、当此色保持30s不变时，即为滴定终点。不变时，即为滴定终点。酸耗值的测定酸耗值的测定酸耗值可按下式计算：酸耗值可按下式计算： 耗酸值耗酸值= 式中：式中： 加入的加入的0.1molHCl标准溶液的毫升数标准溶液的毫升数 滴定消耗的滴定消耗的0.1mol NaOH标准溶液毫升数标准溶液毫升数21AA 1A2A酸耗值的测定酸耗值的测定如果所配制的标准溶液的

11、浓度不是如果所配制的标准溶液的浓度不是0.1mol，酸耗值可按下式计算：酸耗值可按下式计算： 酸耗值酸耗值=式中：式中： 加入的加入的HCl标准溶液的标准溶液的ml数数 加入的加入的HCl标准溶液的标准溶液的mol浓度浓度 滴定消耗的滴定消耗的 标准溶液的标准溶液的ml数数 滴定消耗的滴定消耗的 标准溶液的标准溶液的mol浓度浓度10)(4433 MAMA3A3M4A4MNaOHNaOH第五章第五章 旧砂及旧砂再生旧砂及旧砂再生第二节第二节 旧砂再生旧砂再生1、旧砂再生的意义、旧砂再生的意义 绿色铸造绿色铸造是近些年随着政府和人们对环保意识的增强提出的。是近些年随着政府和人们对环保意识的增强提

12、出的。旧砂再生旧砂再生是实现绿色铸造主要途径之一。其意义在于：是实现绿色铸造主要途径之一。其意义在于： 旧砂再生旧砂再生是是自然资源再利用的新成果；自然资源再利用的新成果； 旧砂再生旧砂再生是是降低成本，改善粒形的唯一途径；降低成本，改善粒形的唯一途径； 旧砂再生旧砂再生是是提高铸件质量的新创造；提高铸件质量的新创造； 旧砂再生旧砂再生是是减少环境污染和节约硅砂资源的重要举措。减少环境污染和节约硅砂资源的重要举措。 第二节第二节 旧砂再生旧砂再生2、旧砂再生的方法：、旧砂再生的方法： 机械法、物理法、化学法机械法、物理法、化学法3、旧砂再生的目的、旧砂再生的目的就是通过对旧砂进行机械的、物理的

13、或化学的方法：就是通过对旧砂进行机械的、物理的或化学的方法： 去除旧砂粒表面上积聚的残留物和惰性薄膜以及旧砂中的去除旧砂粒表面上积聚的残留物和惰性薄膜以及旧砂中的微粒、粉尘等微粒、粉尘等 使其回复到接近新砂的物理特征使其回复到接近新砂的物理特征 不明显降低其原的有各种工艺性能指标不明显降低其原的有各种工艺性能指标 达到可代替新砂使用之目的。达到可代替新砂使用之目的。 第二节第二节 旧砂再生旧砂再生4、旧砂再生主要解决的问题、旧砂再生主要解决的问题: 减少固体废弃物排放量减少固体废弃物排放量 改善原砂粒形，减少粘结剂的加入量，降低成本改善原砂粒形，减少粘结剂的加入量，降低成本 提高铸件的成品率提

14、高铸件的成品率 节约有限的硅砂资源节约有限的硅砂资源 改善工作条件和保护自然环境改善工作条件和保护自然环境第二节第二节 旧砂再生旧砂再生5、再生砂的特点、再生砂的特点再生砂与新砂相比，具有下列优点：再生砂与新砂相比，具有下列优点： 急热膨胀性小，热稳定性好；急热膨胀性小，热稳定性好； 粒度较均匀，均一性好；粒度较均匀，均一性好； 粒形及砂粒表面得到改善并变得圆整；粒形及砂粒表面得到改善并变得圆整； 有利于提高型砂工艺性能；有利于提高型砂工艺性能； 有利于提高铸件尺寸精度和铸件质量有利于提高铸件尺寸精度和铸件质量6、旧砂再生方法、旧砂再生方法主要有：主要有：湿法再生湿法再生、热法再生热法再生、机

15、械再生机械再生、联合再生联合再生6、旧砂再生方法、旧砂再生方法湿法再生湿法再生湿法再生主要是依靠水及在水中添加某些化学物质对旧砂进行湿法再生主要是依靠水及在水中添加某些化学物质对旧砂进行冲冲洗洗、擦洗擦洗及及酸洗酸洗等，以去除砂粒表面残留粘结剂及旧砂中泥分等，以去除砂粒表面残留粘结剂及旧砂中泥分和微分含量和微分含量以水力旋流器为主的以水力旋流器为主的水力清砂水力清砂及及水爆清砂水爆清砂就属于这一种就属于这一种湿法再生湿法再生适用于：各类旧砂体系，再生效果好适用于：各类旧砂体系，再生效果好湿法再生湿法再生缺点是：成本高，易造成二次污染缺点是：成本高，易造成二次污染6、旧砂再生方法、旧砂再生方法热

16、法再生热法再生热法再生主要是对旧砂进行一定温度的加热处理，使旧砂粒表面热法再生主要是对旧砂进行一定温度的加热处理，使旧砂粒表面的残留粘结剂在高温下烧损、剥落，恢复原砂的本来面目的残留粘结剂在高温下烧损、剥落，恢复原砂的本来面目热法再生热法再生对水玻璃旧砂、树脂旧砂等有机化学粘结剂旧砂的再生对水玻璃旧砂、树脂旧砂等有机化学粘结剂旧砂的再生效果较理想效果较理想沸腾炉沸腾炉热法再生技术已成功用于各类有机粘结剂旧砂的再生热法再生技术已成功用于各类有机粘结剂旧砂的再生但是，热法再生必须配以但是，热法再生必须配以风选风选过程才能达到去微分之目的过程才能达到去微分之目的流化床流化床是风选的主要设备之一是风选

17、的主要设备之一目前目前负压流化床负压流化床风选技术也已得到成功应用风选技术也已得到成功应用6、旧砂再生方法、旧砂再生方法 机械再生（干法再生）机械再生（干法再生）机械再生主要是借助于机械力发生旧砂粒与机械某部件、旧砂粒机械再生主要是借助于机械力发生旧砂粒与机械某部件、旧砂粒之间的碰撞、摩擦，搓擦等物理现象，使得旧砂砂粒表面的残之间的碰撞、摩擦，搓擦等物理现象，使得旧砂砂粒表面的残留物剥落，以得到或基本得到原砂的本来物理特征留物剥落，以得到或基本得到原砂的本来物理特征。但机械再生对旧砂粒表面的化学特征改变不明显但机械再生对旧砂粒表面的化学特征改变不明显机械再生机械再生适用于适用于各类旧砂体系各类旧砂体系机械再生典型设备：离心再生机、震动破碎再生机、螺旋振动再机械再生典型设备：离心再生机、震动破碎再生机、螺旋振动再生机、磨轮再生机、生机、磨轮再生机、逆流转子再生机逆流转子再生机等等机械再生也需要与机械再生也需要与风选设备风选设备配合使用，才能达到再生之目的配合使用，才能达到再生之目的6、旧砂再生方法、旧砂再生方法联合再生联合再生联合再生有：湿法再生与机械再生联合联合再生有：湿法再生与机械再