水玻璃旧砂残余Na_2O测定方法

介绍了酯固化水玻璃自硬砂旧砂砂粒表面水玻璃膜的主要化学成分,分析了水玻璃再生砂中Na2O含量的测定(参考方法)[1]产生误差的原因,推荐采用Q/HYT/-51-2012[2]法测定水玻璃再生砂中Na2O含量。     

酯硬化水玻璃再生砂循环使用后的性能变化及应对策略

分析了酯硬化水玻璃砂多次再生使用后,其Na2O含量较大升高、溃散性显著下降、生产厚大铸型(芯)时硬透性变差并出现蠕变现象的原因,探讨了再生砂性能变化后的应对策略。认为:研究开发适于干法再生水玻璃砂的改性水玻璃、对再生砂实施表面处理、对旧砂进行高脱膜率的再生等,应是解决酯硬化水玻璃砂多次再生使用后溃散性恶化问题的主要措施;而控制再生砂的含水量、适当增加有机酯的加入量、CO2气体补充硬化等,是增加型(芯)硬透性和克服蠕变现象的主要方法。     

水玻璃旧砂再生研究现状与展望

在分析水玻璃旧砂特性及其再生性能差异的基础上,概述了现有的干法、湿法和化学再生法及其进展,分析了不同再生方法的机理和适用性.干法再生脱膜率低,再生砂回用性差;化学法再生会导致Na20含量的积累,使得型砂的溃散性和耐火度恶化;湿法再生脱膜率高,耗水量大,污水处理困难,湿砂烘干能耗高.指出了就再生效果而言,湿法再生是水玻璃旧砂再生的方向,而降低湿法再生用水量是关键,其难点在于高模数水玻璃的溶解,用水量的降低还将为废水处理和综合利用奠定基础,最新研究结果表明,湿法再生用水量有望降低到20％,远远低于传统湿法再生方法的用水量(200％以上).此外,旧砂再生处理系统投资大,使得中小铸造企业废砂处理成为难题,而建立区域性铸造废砂处理中心的思路值得探索和实践.     

磷酸盐改性水玻璃旧砂加热-机械法再生

从水玻璃化学改性探讨了改善水玻璃旧砂干法再生性能的方法,采用复合磷酸盐对水玻璃进行化学改性,并对磷酸盐改性水玻璃旧砂进行"加热-机械法"再生。研究结果表明:当复合磷酸盐的含量为4%时,改性水玻璃砂具有较好的即时干强度和较低的高温残余强度。在旧砂再生工艺过程中,3个因素的影响能力为受热温度再生时间再生速度。经过复合磷酸盐改性的水玻璃旧砂脱膜率最高为26.8%,其工艺参数为受热温度350℃,再生时间8 min,再生转速2 000 r/min。     

非常温作用下水玻璃旧砂的干法再生性研究

干法再生水玻璃旧砂工艺,设备简单、成本低、二次污染少,但再生砂的脱膜率低、质量不高。如果再生前将水玻璃旧砂进行非常温处理(加热或冰冻)可以提高再生脱膜率,改善再生砂的性能。本文测试了普通干法再生、"加热-干法"再生和"冰冻-干法"再生的脱膜率,对比了几种循环再生砂的再粘结强度、可使用时间和残留强度。试验结果表明:普通干法再生的脱膜率为5%～10%,320℃"加热-干法"再生的脱膜率为20%～25%,-40℃"冰冻-干法"再生的脱膜率为35%～40%;而320℃"加热-干法"再生砂的再粘结强度和可使用时间最大,-40℃"冰冻-干法"再生砂的残留强度最低、溃散性最好。这一研究结果为改进水玻璃旧砂再生工艺、改善水玻璃再生砂性能等提供了有意义的新方法。     

CO2水玻璃旧砂化学再生的试验研究

在CO2硬化水玻璃砂的化学再生试验中,使用了从同一车间不同时间取回的两种旧砂。将NaOH水溶液与旧砂混匀并密封,在室温下放置不同的时间进行制样,并测试性能。立即制样时,砂子发散,性能很差;放置一段时间,碱液慢慢渗入废旧水玻璃膜,使旧砂粘结性能得以恢复,即得到再生。放置2天左右时,再生砂性能较好,即时强度与新水玻璃砂相当,24h强度可恢复至新水玻璃砂的50%～60%,表面稳定性达80%～90%。另外,两次旧砂再生时需加入的NaOH量相差很多,主要是由于生产中吹气操作的不同使水玻璃反应率不同,从而使旧砂中可恢复的Na2O不同所致。所以,生产中使用化学再生时,再生方案不能根据水玻璃旧砂原始参数进行简单估算,而应根据生产情况随时进行调整。     

水玻璃旧砂再生的质量控制

对水玻璃砂再生的质量控制进行了数理分析。结果认为,水玻璃砂采用螺旋振动再生,脱膜率是一定的,通过调整新砂加入量,即可使Na2O%的含量趋于并达到一个稳定的水平上,从而可以实现水玻璃干法再生砂的单一砂使用。     

水玻璃砂干法再生应用

水玻璃砂湿法再生不适应环保要求,国内外均偏向采用干法再生代替湿法再生.但干法再生回用率低,再生砂残留Na2O含量高,型砂硬化性能很难控制等等问题严重制约了水玻璃砂干法再生的推广.我厂在应用水玻璃砂干法再生一年多的时间以来,回用率大于80%,再生砂残留Na2O一般低于0.5%,型砂质量比较稳定,外型生产基本采用单一再生砂,铸件质量稳定.     

水玻璃旧砂"冰冻-机械"再生试验

根据水玻璃旧砂残留粘结剂的水溶性特点,进行了水玻璃旧砂“冰冻-机械”再生试验研究。通过单因素试验测试了“冰冻-机械”再生水玻璃旧砂的影响因素,通过正交试验优化了水玻璃旧砂“冰冻-机械”再生的工艺参数。采用较优的工艺参数对水玻璃旧砂实施“冰冻-机械”再生,脱膜率可达到43.1％。进行了液氮制冷连续“冰冻-机械”再生水玻璃旧砂试验,它与冰箱冰冻水玻璃旧砂模拟的“冰冻．机械”再生脱膜率相近;利用自然冰冻条件对水玻璃旧砂实施“冰冻．机械”再生在我国的北方地区进行,再生效果与实验室模拟试验相似。与其他常用再生方法对比,“冰冻-机械”再生的效果远远优于其他常用再生方法。     

水玻璃旧砂及再生砂中Na2O含量测试中不同提取法的研究

采用索氏提取法、蒸淋法、浸泡法、碱浸法和微波法从水玻璃砂中提取Na2O,用酸滴定Na2O含量,然后与常用的固体直接滴定法测试结果进行分析比较.结果表明,不同方法测定的水玻璃砂中的Na2O含量差异较大,说明不同方法的Na2O提取率不同,索氏提取法效果最佳,与直接法测定结果比较,索氏提取法测得的Na2O含量提高了23％以上,说明采用索氏提取法提取旧砂中的Na2O较完全,准确度高,可以代替现行水玻璃旧砂Na2O含量的测试方法.     

水玻璃旧砂的干法回用与湿法再生

根据水玻璃旧砂的特点和对其再生砂的不同使用要求,本文提出了“水玻璃旧砂干法回用与湿法再生”的观点。认为:如作背砂使用,水玻璃旧砂只需进行破碎、去磁、筛分、除尘等干法回用处理,没有必要对旧砂粒进行高强度的机械碰撞磨擦处理;但如作单一砂或面砂使用,水玻璃旧砂必须进行湿法再生,力求获得高的脱膜率。本文通过试验研究和比较水玻璃旧砂及其干法再生砂与湿法再生砂的性能特征,以及背砂、面砂(或单一砂)的使用要求,论证了上述观点的正确性。     

水玻璃砂的化学—机械干法再生及应用

根据水玻璃砂再生回用理论,通过加入RCT改性剂和水溶性树脂对水玻璃砂进行化学改性,加以软机械再生-通过砂块与砂料之间的摩擦而去掉旧粘结膜,从而实现水玻璃砂的化学-机械干法再生。获得的再生砂可直接用于面砂。     

水玻璃砂的化学-机械干法再生及应用

根据水玻璃砂再生回用理论,通过加入ＲＣＴ改性剂和水溶性树脂对水玻璃砂进行化学改性,加以机械设备的软机械再生－通过砂块与砂粒之间的摩擦而去掉旧粘结膜,从而实现水玻璃砂的干法再生。获得的再生砂可直接用于面砂。     

专利摘录

申请号：200510020092．0申请日：2005—12—19名称：水玻璃旧砂再生方法公开（公告）号：CNl792497公开（公告）日：2006—06—28申请（专利权）人：华中科技大学摘要：水玻璃旧砂再生方法属于金属铸造材料再生回用方法，其步骤为：（1）将破碎后的水玻璃旧砂粒加水调湿至含水量为质量经0．5％～10．0％；（2）将含水的水玻璃旧砂进行冰冻，冰冻温度为-1℃至-60℃；（3）对冰冻过程中或冰冻后的水玻璃旧砂粒实施干法再生；（4）在干法再生过程中，对水玻璃旧砂实施抽风除尘；（5）对再生水玻璃砂实施除湿处理后，贮存待用。本发明比干法再生水玻璃旧砂的脱膜率高，     

水玻璃砂的干法再生

水玻璃砂的干法再生主要是解决溃散性和脱膜率问题.采用各种方法,降低水玻璃加入量是提高水玻璃砂溃散性的有效途径.把水玻璃砂加热到一定温度,使水玻璃膜变脆,然后进行机械再生,可以获得较好的再生效果.     

无废砂排放的有机酯水玻璃砂工艺及旧砂再生设备

多重变性水玻璃的应用,水玻璃加入量降低到2.2%,甚至1.8%.350℃热干法再生,使旧砂的残留水玻璃脱离率有可能提高到50%;恒温加料的方法使水玻璃和有机酯能正确定量.针对水玻璃旧砂特点设计了直立式沸腾床加热和冷却器.新材料、新工艺和新设备的综合应用,使再生砂的残留Na2O控制在0.25%以下,可以用作中小型铸钢件型砂的单一砂.除去自然损耗外,无废砂排放.     

双联硬化水玻璃砂在大型铸钢件上的应用

通过控制水玻璃模数、密度和"有害盐"含量、原砂粒度和有效成分含量,采用吹CO2和烘干方法相结合的双联硬化工艺,生产的大型铸钢件质量符合标准要求。旧砂采用"热湿法干法联合旧砂再生生产线"进行再生,再生砂的表面质量和使用性能与新砂相同,Na2O残留量达到0.28%以下;再生系统能回收旧砂中的水玻璃、铬铁矿砂等用于铸钢件生产;水资源可重复利用,有效保护了环境,实现绿色铸造。     

磷酸氢二钠对水玻璃改性作用的研究

讨论了磷酸氢二钠对水玻璃结构、性能的影响.结果表明,磷酸氢二钠可以提高水玻璃砂吹CO2后的硬化强度;磷酸氢二钠与水玻璃可形成[PO4]、[SiO4]复合玻璃网络;在冷却过程中,由于从[PO4]、[SiO4]复合玻璃网络析出β-Na2Si2O5、γ-Na3PO4和5Na2O@P2O5@4SiO2等晶体,破坏了水玻璃粘结膜的完整性,以及因磷酸盐玻璃与硅酸盐玻璃收缩性相差极大而导致粘结膜开裂,使水玻璃(砂)高温溃散性得以改善.     

水玻璃旧砂湿法再生

我厂铸钢用水玻璃砂造型,过去因旧砂无法回用,型砂消耗量很大,1964年两吨铸件耗砂平均1.9吨。我们在自力更生、奋发图强的精神鼓舞下,群众动手,用几个月时间,自制了一套水玻璃旧砂再生设备。该设备均采用废旧料制造,费用低,制作周期短,效果好。含Na2O1．34%的旧砂,经再生后Na2O含量降到0．42%,由于旧砂回用,目前本厂型砂消耗量降为每吨铸件1吨。我厂铸钢用水玻璃砂造型,过去因旧砂无法回用,型砂消耗量很大,1964年两吨铸件耗砂平均1.9吨。我们在自力更生、奋发图强的精神鼓舞下,群众动手,用几个月时间,自制了一套水玻璃旧砂再生设备。该设备均采用废旧料制造,费用低,制作周期短,效果好。含Na2O1．34%的旧砂,经再生后Na2O含量降到0．42%,由于旧砂回用,目前本厂型砂消耗量降为每吨铸件1吨。一、旧砂回用流程二、设备简介1．水玻璃砂块粉碎落砂后,用锤式粉碎机将砂块粉碎,然后用滚筒筛筛过。2．洗砂洗砂设备如图1所示。经粉碎的旧砂用提升斗(1)提起,经双重筛(2)筛过后流入洗砂器(3)洗的砂子在沉砂斗(4)中下沉,然后经螺旋输送器(5)送入沉淀池(6)中。洗砂器(3),外壳尺寸为φ300×1000毫米,内部均布三个螺旋搅拌器(如图2),形成上升螺旋面,将砂子由筒底卷上,进入次一个。洗砂设备生产率为1吨/时,耗     

CO2-有机酯复合硬化水玻璃砂工艺的原理和利弊

CO2-有机酯复合硬化工艺虽有助于CO2硬化脱模后型砂强度快速提高,加快生产节奏,但多加的水玻璃不利于旧砂再生.水玻璃旧砂能全额再生,循环使用,必须采取多种措施使水玻璃加入量降低到1.8%～2.0%.这样,简便的热干法再生法才能使循环砂中残留Na2O不超过0.25%.直立式沸腾床加热或冷却器的使用,使干法再生得到应用.