申请日2018.07.02
公开(公告)日2018.08.24
IPC分类号B22C1/02
摘要
本发明公开了一种粘土旧砂湿法再生产生污泥的资源化利用方法，包括以下步骤：先将湿法再生产生污泥进行脱水干燥，再进行球磨，过200目铸造用试验筛，制得基料;然后向基料中添加聚环氧乙烷、添加剂、麝香草酚、豆粕粉，混合并搅拌均匀即得混配土;其中，所述添加剂为淀粉和糊精的一种或两种物料的混合料。本发明的有益效果为：本发明实现了粘土旧砂湿法再生污泥的资源化再利用，减少了固体废弃物的排放，保护了自然环境和自然资源;采用本发明制备的混配土混制粘土砂和传统采用加入膨润土和煤粉混制粘土砂工艺相比，铸造工艺性能有所提高，能够满足铸造生产的工艺要求;本发明的资源化利用方法工艺简单，容易实现工业化生产。
权利要求书
1.一种粘土旧砂湿法再生产生污泥的资源化利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)将湿法再生产生污泥进行脱水干燥，然后进行球磨，使其质量的 95%以上通过200目铸造用试验筛，制得用于混制粘土砂用混配土的基料;
步骤(2)向步骤(1)得到的基料中添加聚环氧乙烷、添加剂、麝香草酚、豆粕粉，混合并搅拌均匀即得到混配土;其中，所述添加剂为淀粉和糊精的一种或两种物料的混合料;
所述混配土能够代替膨润土和煤粉作为制备粘土砂的原料。
2.根据权利要求1所述的粘土旧砂湿法再生产生污泥的资源化利用方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述聚环氧乙烷的添加量为所述基料质量的3-5%，所述添加剂的添加量为所述基料质量的8-16%。
3.根据权利要求1-2任一项所述的粘土旧砂湿法再生产生污泥的资源化利用方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述麝香草酚的添加量为每吨基料5-25g。
4.根据权利要求1-3任一项所述的粘土旧砂湿法再生产生污泥的资源化利用方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述豆粕粉的添加量为所述基料质量的3-9%。
5.根据权利要求1-4任一项所述的粘土旧砂湿法再生产生污泥的资源化利用方法，其特征在于，所述添加剂中，所述糊精占所述添加剂总质量的0-50%;所述淀粉为α淀粉。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的粘土旧砂湿法再生产生污泥的资源化利用方法制得的混配土。
7.一种使用权利要求1-6任一项所述的混配土混制粘土砂的方法，其特征在于，将所述混配土与铸造砂、水混合均匀，制得粘土砂。
8.根据权利要求1-7任一项所述的混配土制粘土砂的方法，其特征在于，所述铸造砂、所述混配土以及水的质量配比为(89～93)：(7～11)：(3.0～3.5)。
9.一种将通过权利要求1-8任一项所述的方法制得的混配土、或将权利要求6所述的混配土，应用于粘土型砂的制备方法中。
说明书
一种粘土旧砂湿法再生产生污泥的资源化利用方法
技术领域
本发明涉及机械制造及自动化学科下的铸造技术领域，尤其涉及一种粘土旧砂湿法再生产生污泥的资源化利用方法。
背景技术
砂型铸造是铸件生产的主要工艺方法，由砂型铸造工艺生产的铸件占铸件总产量的90%以上。而在诸多砂型铸造工艺中，粘土砂铸造是最常用的砂型铸造工艺，由粘土砂工艺生产的铸件占到由砂型铸造工艺生产铸件总量的50%以上，粘土砂铸造工艺获得了广泛的应用。
在粘土砂铸造生产过程中，每生产1吨铸件大约要产生1吨废砂，为此每年将产生大量的粘土废砂。粘土废砂的排放不仅造成了对自然环境的污染，同时也是对自然资源的巨大浪费。为了减少粘土废砂的排放问题，粘土旧砂完全再生技术得到了采用粘土砂工艺铸件生产企业的广泛关注。
粘土旧砂完全再生就是通过再生去除砂粒表面的粘结剂膜，同时消除芯砂混入带来的不利影响，使砂子性能恢复到可以用于化学粘结剂用砂水平的再生方法。目前比较成熟的粘土旧砂完全再生方法有干法和湿法。干法粘土旧砂完全再生通过焙烧+机械或气流再生+微粉分离的工艺过程获得砂子性能恢复到可以用于化学粘结剂用砂水平的再生砂。湿法完全再生通过擦洗+焙烧获得砂子性能恢复到可以用于化学粘结剂用砂水平的再生砂。
在粘土旧砂湿法完全再生过程中，粘土旧砂中的有效膨润土、有效煤粉、死粘土、砂子碎屑、有机粘结剂膜碎屑等均在旧砂擦洗过程中被水带走，形成了粘土旧砂湿法再生污泥。
粘土砂铸造生产过程中，射压造型、静压造型以及负压加砂压实造型等高压造型方法被广泛应用，在此背景下粘土废砂泥分含量的质量分数一般不会超过14%，如果粘土型砂中有效膨润土的质量分数为7%，有效煤粉的质量分数为4%，则在粘土旧砂湿法再生产生污泥中有效成分将占到污泥总质量的78.6%，其中有效膨润土占湿法再生产生污泥质量分数的50%，有效煤粉占湿法再生产生污泥质量分数的28.6%，如果粘土型砂中有效膨润土及有效煤粉含量增加，或者要求型砂中总的泥分含量降低，则在湿法再生产生污泥中的有效成分所占的比例将进一步提高。由此可见，将粘土旧砂湿法再生过程产生的污泥直接扔掉不仅造成了对自然环境的污染，同时也造成了对自然资源的浪费，本发明将提供一种利用粘土旧砂湿法再生产生污泥制备用于混制粘土型砂时使用的混配土的方法，用于代替粘土砂混制过程中加入的膨润土和煤粉，从而实现粘土砂湿法再生过程产生污泥的资源化再利用，以实现自然资源的循环利用，保护自然环境和自然资源。
发明内容
本发明提供了一种粘土旧砂湿法再生产生污泥的资源化利用方法，利用粘土旧砂湿法再生产生污泥制备用于混制粘土型砂时使用的混配土，用于代替粘土砂混制过程中加入的膨润土和煤粉，从而实现粘土砂湿法再生过程产生污泥的资源化再利用，以实现自然资源的循环利用，保护自然环境和自然资源。
为了实现上述发明目的，本发明通过以下技术措施实现：一种粘土旧砂湿法再生产生污泥的资源化利用方法，包括以下步骤：
步骤(1)将湿法再生产生污泥进行脱水干燥，然后进行球磨，使其质量的 95%以上通过200目铸造用试验筛，制得用于混制粘土砂用混配土的基料;
步骤(2)向步骤(1)得到的基料中添加聚环氧乙烷、添加剂、麝香草酚、豆粕粉，混合并搅拌均匀即得到混配土;其中，所述添加剂为淀粉和糊精的一种或两种物料的混合料;所述混配土能够代替膨润土和煤粉作为制备粘土砂的原料。
其中，所述聚环氧乙烷的添加量为所述基料质量的3-5%，所述添加剂的添加量为所述基料质量的8-16%;所述麝香草酚的添加量为每吨基料5-25g;所述豆粕粉的添加量为所述基料质量的3-9%;所述添加剂中，所述糊精占所述添加剂总质量的0-50%，所述淀粉为α淀粉。
一种如上述的粘土旧砂湿法再生产生污泥的资源化利用方法制得的混配土。
将所述混配土与铸造砂、水混合均匀，制得粘土砂。
其中，所述铸造砂、所述混配土以及水的质量配比为(89～93)：(7～11)：(3.0～3.5)。
一种将上述的方法制得的混配土、或将权利要求6所述的混配土，应用于粘土型砂的制备之中。
本发明的有益效果是：本发明实现了粘土旧砂湿法再生污泥的资源化再利用，减少了固体废弃物的排放，保护了自然环境和自然资源;采用本发明制备的混配土混制粘土砂和传统采用加入膨润土和煤粉混制粘土砂工艺相比，在粉料加入量相同的情况下铸造工艺性能有所提高，能够满足铸造生产的工艺要求;本发明的资源化利用方法工艺简单，容易实现工业化生产。
具体实施方式
含有机粘结剂芯砂粘土砂旧砂湿法再生污泥的主要成分为有效膨润土、有效煤粉、死膨润土、砂粒碎屑、灰分、有机粘结剂膜碎屑等，其中有效膨润土、有效煤粉、有机粘结剂脂膜碎屑(可作为高碳材料)均为混制粘土砂的有益成分，死膨润土、砂粒碎屑、灰分为有害成分，其中，有效膨润土约占污泥的45%，有效煤粉约占污泥的27%，有机粘结剂膜碎屑约占污泥的1%，而有害成分约占污泥的27%。污泥中有害成分的比重过高，导致污泥破碎后不能直接用于混制粘土砂，本发明以粘土旧砂湿法再生过程产生的污泥为主要原料，干燥粉磨后加入聚环氧乙烷(PEO)、α淀粉和糊精等成分，以消除湿法再生污泥中死粘土、砂粒碎屑等的不利影响,制备出满足铸造生产工艺要求的能取代煤粉和膨润土的混配土。
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。
实施例1
本发明实施例提供了一种粘土旧砂湿法再生产生污泥的资源化利用方法，包括以下步骤：
步骤(1)将湿法再生产生污泥进行脱水干燥，然后进行球磨，使其质量的 95%以上通过200目铸造用试验筛，制得用于混制粘土砂用混配土的基料;
步骤(2)向步骤(1)得到的基料中添加聚环氧乙烷、添加剂、麝香草酚及豆粕粉，混合并搅拌均匀即得到能够用于混制粘土砂时代替膨润土和煤粉的混配土。
其中，步骤(2)中，聚环氧乙烷的添加量为基料质量的3%，添加剂的添加量为基料质量的16%，麝香草酚的添加量为每吨基料25g，添加剂为α淀粉，豆粕粉的加入量3%。
将铸造砂、制得的混配土、水按照89：11：3.4的质量配比混合均匀，制得粘土砂。和砂：粉料(3%煤粉，8%膨润土)：水的质量比为89：11：3.4加入煤粉和膨润土混制的普通粘土砂进行比较，湿压强度分别为0.152MPa和0.148MPa，透气性均大于180，本发明实施例制得的粘土砂的铸造工艺性能有所提高，并且能够满足铸造生产的工艺要求。
实施例2
本发明实施例提供了一种粘土旧砂湿法再生产生污泥的资源化利用方法，包括以下步骤：
步骤(1)将湿法再生产生污泥进行脱水干燥，然后进行球磨，使其质量的 95%以上通过200目铸造用试验筛，制得用于混制粘土砂用混配土的基料;
步骤(2)向步骤(1)得到的基料中添加聚环氧乙烷、添加剂、麝香草酚及豆粕粉，混合并搅拌均匀即得到能够用于混制粘土砂时代替膨润土和煤粉的混配土。
其中，步骤(2)中，聚环氧乙烷的添加量为基料质量的5%，添加剂的添加量为基料质量的8%，麝香草酚的添加量为每吨基料5g，添加剂为α淀粉和糊精的混合物，糊精占添加剂的质量分数为50%，豆粕粉加入量为9%。
将铸造砂、制得的混配土、水按照93：7：3.0的质量配比混合均匀，制得粘土砂。和砂：粉料(2%煤粉，5%膨润土)：水的质量比为93：7：3.0加入煤粉和膨润土混制的普通粘土砂进行比较，湿压强度分别为0.102MPa和0.099MPa，透气性均大于200，本发明实施例制得的粘土砂的铸造工艺性能有所提高，并且能够满足铸造生产的工艺要求。
实施例3
本发明实施例提供了一种粘土旧砂湿法再生产生污泥的资源化利用方法，包括以下步骤：
步骤(1)将湿法再生产生污泥进行脱水干燥，然后进行球磨，使其质量的 95%以上通过200目铸造用试验筛，制得用于混制粘土砂用混配土的基料;
步骤(2)向步骤(1)得到的基料中添加聚环氧乙烷、添加剂、麝香草酚和豆粕粉，混合并搅拌均匀即得到能够用于混制粘土型砂时代替膨润土和煤粉的混配土。
其中，步骤(2)中，聚环氧乙烷的添加量为基料质量的4.2%，添加剂的添加量为基料质量的12%，麝香草酚的添加量为每吨基料15g，添加剂为α淀粉和糊精的混合物，糊精占添加剂的质量分数为25%，豆粕粉加入量为6%。
将铸造砂、制得的混配土、水按照90：10：3.2的质量配比混合均匀，制得粘土砂。
和砂：粉料(3%煤粉，7%膨润土)：水的质量比为90：10：3.2加入煤粉和膨润土混制的普通粘土砂进行比较，湿压强度分别为0.142MPa和0.135MPa，透气性均大于190，本发明实施例制得的粘土砂的铸造工艺性能有所提高，并且能够满足铸造生产的工艺要求。
本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
