第五章舊砂處理及舊砂再生

1、第五章第五章 舊砂及舊砂再生舊砂及舊砂再生第一節(jié)第一節(jié) 舊砂及舊砂質(zhì)量評(píng)價(jià)體系舊砂及舊砂質(zhì)量評(píng)價(jià)體系在砂型鑄造生產(chǎn)中，凡經(jīng)澆注后的型（芯）砂統(tǒng)稱為在砂型鑄造生產(chǎn)中，凡經(jīng)澆注后的型（芯）砂統(tǒng)稱為舊砂。舊砂。在舊砂體系中，除粘土舊砂可以有限的反復(fù)使用外，在舊砂體系中，除粘土舊砂可以有限的反復(fù)使用外，其余的舊砂（合脂舊砂、油類舊砂、水玻璃舊砂、其余的舊砂（合脂舊砂、油類舊砂、水玻璃舊砂、樹(shù)脂舊砂、覆膜舊砂等）均在一次澆注后不能再?gòu)?fù)樹(shù)脂舊砂、覆膜舊砂等）均在一次澆注后不能再?gòu)?fù)用。用。第一節(jié)第一節(jié) 舊砂及舊砂質(zhì)量評(píng)價(jià)體系舊砂及舊砂質(zhì)量評(píng)價(jià)體系1、粘土舊砂的特點(diǎn)、粘土舊砂的特點(diǎn)粘土砂在長(zhǎng)期反復(fù)使用過(guò)程中：

2、粘土砂在長(zhǎng)期反復(fù)使用過(guò)程中：粘土因失去結(jié)構(gòu)水而變成死粘土；粘土因失去結(jié)構(gòu)水而變成死粘土；部分煤粉會(huì)被燒損而成為焦炭或灰分；部分煤粉會(huì)被燒損而成為焦炭或灰分；舊芯砂含量逐漸增加；舊芯砂含量逐漸增加；這些失效的部分或成為這些失效的部分或成為0.02mm的細(xì)粉、或凝聚成團(tuán)的細(xì)粉、或凝聚成團(tuán)粒狀、或包覆在砂粒表面粒狀、或包覆在砂粒表面 1、粘土舊砂、粘土舊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，且在反復(fù)循環(huán)使用過(guò)程中，會(huì)在反復(fù)循環(huán)使用過(guò)程中，會(huì)多次覆膜多次覆膜，在砂粒表面，在砂粒表面構(gòu)成牢固的構(gòu)成牢固的惰性膜惰性膜，嚴(yán)重?fù)p害了原砂的，嚴(yán)重?fù)p害了原砂的

3、原有性能原有性能，使型砂的使型砂的透氣性透氣性、強(qiáng)度強(qiáng)度（特別是熱濕拉強(qiáng)度特別是熱濕拉強(qiáng)度）等鑄）等鑄造性能造性能顯著下降顯著下降1、粘土舊砂的特點(diǎn)、粘土舊砂的特點(diǎn) 舊芯砂含量逐漸增加，會(huì)引起膨潤(rùn)土的反活化現(xiàn)舊芯砂含量逐漸增加，會(huì)引起膨潤(rùn)土的反活化現(xiàn)象，使型砂熱濕拉強(qiáng)度和抗粘砂性顯著下降。象，使型砂熱濕拉強(qiáng)度和抗粘砂性顯著下降。舊砂的使用舊砂的使用，通常是通過(guò)添加部分新砂、膨潤(rùn)土、煤，通常是通過(guò)添加部分新砂、膨潤(rùn)土、煤粉等后作為背砂使用粉等后作為背砂使用但當(dāng)?shù)?dāng)其鑄造工藝性能下降到無(wú)法再使用時(shí)，只能作為其鑄造工藝性能下降到無(wú)法再使用時(shí)，只能作為固體廢棄物排放掉固體廢棄物排放掉第一節(jié)第一節(jié) 舊砂

4、及舊砂質(zhì)量評(píng)價(jià)體系舊砂及舊砂質(zhì)量評(píng)價(jià)體系 2、水玻璃舊砂的特點(diǎn)、水玻璃舊砂的特點(diǎn)水玻璃舊砂一次使用過(guò)后：水玻璃舊砂一次使用過(guò)后：砂粒表面的水玻璃粘結(jié)膜被嚴(yán)重破壞砂粒表面的水玻璃粘結(jié)膜被嚴(yán)重破壞殘留強(qiáng)度隨溫度的變化連續(xù)出現(xiàn)幾個(gè)峰值殘留強(qiáng)度隨溫度的變化連續(xù)出現(xiàn)幾個(gè)峰值水玻璃中的水玻璃中的SiO2與液態(tài)金屬反應(yīng)產(chǎn)生鐵的氧化物與液態(tài)金屬反應(yīng)產(chǎn)生鐵的氧化物2、水玻璃舊砂的特點(diǎn)、水玻璃舊砂的特點(diǎn)如果在這些氧化物中，其如果在這些氧化物中，其SiO2含量過(guò)高，它的凝固組含量過(guò)高，它的凝固組織基本上具有晶體結(jié)構(gòu)，結(jié)果導(dǎo)致：織基本上具有晶體結(jié)構(gòu)，結(jié)果導(dǎo)致：所形成的玻璃體很難破碎；所形成的玻璃體很難破碎；再利用時(shí)，

5、砂粒表面殘留物隔絕了粘結(jié)劑與砂粒再利用時(shí)，砂粒表面殘留物隔絕了粘結(jié)劑與砂粒表面良好接觸及砂粒間的粘連；表面良好接觸及砂粒間的粘連；造成鑄件表面粘砂缺陷；造成鑄件表面粘砂缺陷；水玻璃舊砂終因其潰散性差而無(wú)法循環(huán)復(fù)用水玻璃舊砂終因其潰散性差而無(wú)法循環(huán)復(fù)用第一節(jié)第一節(jié) 舊砂及舊砂質(zhì)量評(píng)價(jià)體系舊砂及舊砂質(zhì)量評(píng)價(jià)體系 3、樹(shù)脂舊砂的特點(diǎn)、樹(shù)脂舊砂的特點(diǎn)樹(shù)脂舊砂一次使用過(guò)后：樹(shù)脂舊砂一次使用過(guò)后：砂粒表面的樹(shù)脂膜基本燒損砂粒表面的樹(shù)脂膜基本燒損但殘留微分含量相對(duì)較高但殘留微分含量相對(duì)較高同樣不能滿足或達(dá)到樹(shù)脂砂工藝性能的要求，也只能同樣不能滿足或達(dá)到樹(shù)脂砂工藝性能的要求，也只能作為固體廢棄物作為固體廢棄物

6、排放排放第一節(jié)第一節(jié) 舊砂及舊砂質(zhì)量評(píng)價(jià)體系舊砂及舊砂質(zhì)量評(píng)價(jià)體系在砂型鑄造生產(chǎn)中，每年大約有數(shù)以千萬(wàn)噸在砂型鑄造生產(chǎn)中，每年大約有數(shù)以千萬(wàn)噸的舊砂被廢棄的舊砂被廢棄大量的固體廢棄物的排放造成：大量的固體廢棄物的排放造成： 自然資源的浪費(fèi)自然資源的浪費(fèi) 生態(tài)環(huán)境的污染生態(tài)環(huán)境的污染 生產(chǎn)成本的增加生產(chǎn)成本的增加解決的途徑解決的途徑：主要是再生：主要是再生第一節(jié)第一節(jié) 舊砂及舊砂質(zhì)量評(píng)價(jià)體系舊砂及舊砂質(zhì)量評(píng)價(jià)體系4、舊砂質(zhì)量評(píng)價(jià)體系、舊砂質(zhì)量評(píng)價(jià)體系 粘土舊砂粘土舊砂粘土舊砂主要質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)有：粘土舊砂主要質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)有： 舊砂中有效膨潤(rùn)土含量舊砂中有效膨潤(rùn)土含量 舊砂中有效煤粉含量舊砂中有效煤

7、粉含量 舊砂中總含泥量舊砂中總含泥量 舊砂中砂粒粒形及其分布舊砂中砂粒粒形及其分布 舊砂中其他影響工藝性能的因素舊砂中其他影響工藝性能的因素4、舊砂質(zhì)量評(píng)價(jià)體系、舊砂質(zhì)量評(píng)價(jià)體系 水玻璃舊砂水玻璃舊砂水玻璃舊砂主要質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)有：水玻璃舊砂主要質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)有： 舊砂中殘留舊砂中殘留Na2O的含量的含量 舊砂的含泥量舊砂的含泥量 舊砂的酸耗值舊砂的酸耗值 舊砂中砂粒粒形及其分布舊砂中砂粒粒形及其分布4、舊砂質(zhì)量評(píng)價(jià)體系、舊砂質(zhì)量評(píng)價(jià)體系 樹(shù)脂舊砂樹(shù)脂舊砂樹(shù)脂舊砂主要質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)指標(biāo)有：樹(shù)脂舊砂主要質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)指標(biāo)有： 舊砂中的含泥量及微分含量舊砂中的含泥量及微分含量 舊砂的酸耗值舊砂的酸耗值 舊

8、砂中砂粒粒形及其分布舊砂中砂粒粒形及其分布氧化鈉含量的測(cè)定氧化鈉含量的測(cè)定 1、稱取試樣、稱取試樣45克，移入克，移入250ml容量瓶中容量瓶中 2、水解稀釋至刻度，搖勻、水解稀釋至刻度，搖勻 3、移取該試液置于、移取該試液置于300ml錐形瓶?jī)?nèi)錐形瓶?jī)?nèi) 4、加、加812滴甲基紅指示液滴甲基紅指示液 5、用、用0.2mol鹽酸鹽酸(HCl)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，當(dāng)溶液由黃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，當(dāng)溶液由黃變紅即為終點(diǎn)。變紅即為終點(diǎn)。試樣中氧化鈉（試樣中氧化鈉（NaO）的百分含量按下式計(jì)算。）的百分含量按下式計(jì)算。氧化鈉含量的測(cè)定氧化鈉含量的測(cè)定%1002505003099.02 mNVONa式中：式中：N鹽酸（

9、鹽酸（HCl）標(biāo)準(zhǔn)溶液的當(dāng)量濃度）標(biāo)準(zhǔn)溶液的當(dāng)量濃度 M試樣重量（試樣重量（g) V滴定時(shí)消耗的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定時(shí)消耗的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的ml數(shù)數(shù) 0.030099氧化鈉（氧化鈉（Na2)毫克當(dāng)量數(shù)毫克當(dāng)量數(shù)酸耗值的測(cè)定酸耗值的測(cè)定 1、稱取砂樣、稱取砂樣500.01克，置于燒杯中，加入克，置于燒杯中，加入50ml蒸餾水；蒸餾水； 2、用移液管加入、用移液管加入50ml、0.1mol的的HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液；標(biāo)準(zhǔn)溶液； 3、用表面皿將燒杯蓋上，在磁力攪拌器上攪拌、用表面皿將燒杯蓋上，在磁力攪拌器上攪拌5min； 4、然后靜置、然后靜置1h后，將此溶液用中速濾紙濾入錐形瓶中；后，將此溶液用中速濾紙濾入錐

10、形瓶中； 5、用蒸餾水洗滌、用蒸餾水洗滌5次，每次用水次，每次用水10ml； 6、濾液中加入、濾液中加入34滴溴麝香草酚藍(lán)指示劑；滴溴麝香草酚藍(lán)指示劑； 7、用、用0.1mol的的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至藍(lán)色；標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至藍(lán)色； 8、當(dāng)此色保持、當(dāng)此色保持30s不變時(shí)，即為滴定終點(diǎn)。不變時(shí)，即為滴定終點(diǎn)。酸耗值的測(cè)定酸耗值的測(cè)定酸耗值可按下式計(jì)算：酸耗值可按下式計(jì)算： 耗酸值耗酸值= 式中：式中： 加入的加入的0.1molHCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的毫升數(shù)標(biāo)準(zhǔn)溶液的毫升數(shù) 滴定消耗的滴定消耗的0.1mol NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液毫升數(shù)標(biāo)準(zhǔn)溶液毫升數(shù)21AA 1A2A酸耗值的測(cè)定酸耗值的測(cè)定如果所配制的標(biāo)準(zhǔn)溶液的

11、濃度不是如果所配制的標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度不是0.1mol，酸耗值可按下式計(jì)算：酸耗值可按下式計(jì)算： 酸耗值酸耗值=式中：式中： 加入的加入的HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)準(zhǔn)溶液的ml數(shù)數(shù) 加入的加入的HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)準(zhǔn)溶液的mol濃度濃度 滴定消耗的滴定消耗的 標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)準(zhǔn)溶液的ml數(shù)數(shù) 滴定消耗的滴定消耗的 標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)準(zhǔn)溶液的mol濃度濃度10)(4433 MAMA3A3M4A4MNaOHNaOH第五章第五章 舊砂及舊砂再生舊砂及舊砂再生第二節(jié)第二節(jié) 舊砂再生舊砂再生1、舊砂再生的意義、舊砂再生的意義 綠色鑄造綠色鑄造是近些年隨著政府和人們對(duì)環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)提出的。是近些年隨著政府和人們對(duì)環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)提

12、出的。舊砂再生舊砂再生是實(shí)現(xiàn)綠色鑄造主要途徑之一。其意義在于：是實(shí)現(xiàn)綠色鑄造主要途徑之一。其意義在于： 舊砂再生舊砂再生是是自然資源再利用的新成果；自然資源再利用的新成果； 舊砂再生舊砂再生是是降低成本，改善粒形的唯一途徑；降低成本，改善粒形的唯一途徑； 舊砂再生舊砂再生是是提高鑄件質(zhì)量的新創(chuàng)造；提高鑄件質(zhì)量的新創(chuàng)造； 舊砂再生舊砂再生是是減少環(huán)境污染和節(jié)約硅砂資源的重要舉措。減少環(huán)境污染和節(jié)約硅砂資源的重要舉措。 第二節(jié)第二節(jié) 舊砂再生舊砂再生2、舊砂再生的方法：、舊砂再生的方法： 機(jī)械法、物理法、化學(xué)法機(jī)械法、物理法、化學(xué)法3、舊砂再生的目的、舊砂再生的目的就是通過(guò)對(duì)舊砂進(jìn)行機(jī)械的、物理的

13、或化學(xué)的方法：就是通過(guò)對(duì)舊砂進(jìn)行機(jī)械的、物理的或化學(xué)的方法： 去除舊砂粒表面上積聚的殘留物和惰性薄膜以及舊砂中的去除舊砂粒表面上積聚的殘留物和惰性薄膜以及舊砂中的微粒、粉塵等微粒、粉塵等 使其回復(fù)到接近新砂的物理特征使其回復(fù)到接近新砂的物理特征 不明顯降低其原的有各種工藝性能指標(biāo)不明顯降低其原的有各種工藝性能指標(biāo) 達(dá)到可代替新砂使用之目的。達(dá)到可代替新砂使用之目的。 第二節(jié)第二節(jié) 舊砂再生舊砂再生4、舊砂再生主要解決的問(wèn)題、舊砂再生主要解決的問(wèn)題: 減少固體廢棄物排放量減少固體廢棄物排放量 改善原砂粒形，減少粘結(jié)劑的加入量，降低成本改善原砂粒形，減少粘結(jié)劑的加入量，降低成本 提高鑄件的成品率提

14、高鑄件的成品率 節(jié)約有限的硅砂資源節(jié)約有限的硅砂資源 改善工作條件和保護(hù)自然環(huán)境改善工作條件和保護(hù)自然環(huán)境第二節(jié)第二節(jié) 舊砂再生舊砂再生5、再生砂的特點(diǎn)、再生砂的特點(diǎn)再生砂與新砂相比，具有下列優(yōu)點(diǎn)：再生砂與新砂相比，具有下列優(yōu)點(diǎn)： 急熱膨脹性小，熱穩(wěn)定性好；急熱膨脹性小，熱穩(wěn)定性好； 粒度較均勻，均一性好；粒度較均勻，均一性好； 粒形及砂粒表面得到改善并變得圓整；粒形及砂粒表面得到改善并變得圓整； 有利于提高型砂工藝性能；有利于提高型砂工藝性能； 有利于提高鑄件尺寸精度和鑄件質(zhì)量有利于提高鑄件尺寸精度和鑄件質(zhì)量6、舊砂再生方法、舊砂再生方法主要有：主要有：濕法再生濕法再生、熱法再生熱法再生、機(jī)

15、械再生機(jī)械再生、聯(lián)合再生聯(lián)合再生6、舊砂再生方法、舊砂再生方法濕法再生濕法再生濕法再生主要是依靠水及在水中添加某些化學(xué)物質(zhì)對(duì)舊砂進(jìn)行濕法再生主要是依靠水及在水中添加某些化學(xué)物質(zhì)對(duì)舊砂進(jìn)行沖沖洗洗、擦洗擦洗及及酸洗酸洗等，以去除砂粒表面殘留粘結(jié)劑及舊砂中泥分等，以去除砂粒表面殘留粘結(jié)劑及舊砂中泥分和微分含量和微分含量以水力旋流器為主的以水力旋流器為主的水力清砂水力清砂及及水爆清砂水爆清砂就屬于這一種就屬于這一種濕法再生濕法再生適用于：各類舊砂體系，再生效果好適用于：各類舊砂體系，再生效果好濕法再生濕法再生缺點(diǎn)是：成本高，易造成二次污染缺點(diǎn)是：成本高，易造成二次污染6、舊砂再生方法、舊砂再生方法熱

16、法再生熱法再生熱法再生主要是對(duì)舊砂進(jìn)行一定溫度的加熱處理，使舊砂粒表面熱法再生主要是對(duì)舊砂進(jìn)行一定溫度的加熱處理，使舊砂粒表面的殘留粘結(jié)劑在高溫下燒損、剝落，恢復(fù)原砂的本來(lái)面目的殘留粘結(jié)劑在高溫下燒損、剝落，恢復(fù)原砂的本來(lái)面目熱法再生熱法再生對(duì)水玻璃舊砂、樹(shù)脂舊砂等有機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑舊砂的再生對(duì)水玻璃舊砂、樹(shù)脂舊砂等有機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑舊砂的再生效果較理想效果較理想沸騰爐沸騰爐熱法再生技術(shù)已成功用于各類有機(jī)粘結(jié)劑舊砂的再生熱法再生技術(shù)已成功用于各類有機(jī)粘結(jié)劑舊砂的再生但是，熱法再生必須配以但是，熱法再生必須配以風(fēng)選風(fēng)選過(guò)程才能達(dá)到去微分之目的過(guò)程才能達(dá)到去微分之目的流化床流化床是風(fēng)選的主要設(shè)備之一是風(fēng)選

17、的主要設(shè)備之一目前目前負(fù)壓流化床負(fù)壓流化床風(fēng)選技術(shù)也已得到成功應(yīng)用風(fēng)選技術(shù)也已得到成功應(yīng)用6、舊砂再生方法、舊砂再生方法 機(jī)械再生（干法再生）機(jī)械再生（干法再生）機(jī)械再生主要是借助于機(jī)械力發(fā)生舊砂粒與機(jī)械某部件、舊砂粒機(jī)械再生主要是借助于機(jī)械力發(fā)生舊砂粒與機(jī)械某部件、舊砂粒之間的碰撞、摩擦，搓擦等物理現(xiàn)象，使得舊砂砂粒表面的殘之間的碰撞、摩擦，搓擦等物理現(xiàn)象，使得舊砂砂粒表面的殘留物剝落，以得到或基本得到原砂的本來(lái)物理特征留物剝落，以得到或基本得到原砂的本來(lái)物理特征。但機(jī)械再生對(duì)舊砂粒表面的化學(xué)特征改變不明顯但機(jī)械再生對(duì)舊砂粒表面的化學(xué)特征改變不明顯機(jī)械再生機(jī)械再生適用于適用于各類舊砂體系各類舊砂體系機(jī)械再生典型設(shè)備：離心再生機(jī)、震動(dòng)破碎再生機(jī)、螺旋振動(dòng)再機(jī)械再生典型設(shè)備：離心再生機(jī)、震動(dòng)破碎再生機(jī)、螺旋振動(dòng)再生機(jī)、磨輪再生機(jī)、生機(jī)、磨輪再生機(jī)、逆流轉(zhuǎn)子再生機(jī)逆流轉(zhuǎn)子再生機(jī)等等機(jī)械再生也需要與機(jī)械再生也需要與風(fēng)選設(shè)備風(fēng)選設(shè)備配合使用，才能達(dá)到再生之目的配合使用，才能達(dá)到再生之目的6、舊砂再生方法、舊砂再生方法聯(lián)合再生聯(lián)合再生聯(lián)合再生有：濕法再生與機(jī)械再生聯(lián)合聯(lián)合再生有：濕法再生與機(jī)械再