专利名称：更新型砂的方法
像含有机或无机胶结料的石英砂、橄榄石砂、锆英砂、铬砂等这样一类的型砂的湿法、机械法、热法或其组合的再生方法已为人们所共知。这些再生工艺的目的是提供能代替或作为新砂而重复使用的更新砂。同时，通过再生来消除型砂中危害环境的物质。如果有机粘合的砂不含有不燃烧或不蒸发的碱性、酸性或其它干扰组分时，通常只需用加热来再生就可以。
无机胶结的单一砂或混合砂，特别是原来用膨润土处理过的砂，必须用热法和机械法再生，以生产一种可重复使用的砂。
这些已知的方法，例如带有难于或不可能除去的碱性或酸性组分的有机胶结料体系，特别是用无机胶结料的单一砂或混合砂，其缺点是具有偏离新砂的性质，例如PH值、电导率鱼卵状化程度、淤泥含量等等。这样的再生砂性质或多或少是不利的，尤其不利于重复用来制做型芯。特别是在用作具有人造树脂胶结料的芯砂时，这样的再生砂较差的性质造成刚性下降、砂混合物加工时间减少、胶结料的消耗增加等等。
本发明的目的是提供一种上述类型的方法，用该方法，可以对热法和/或机械法的再生砂进行处理，然后使其象新的砂或相似于新的砂。
按照本发明解决这个目的，其中，将热法再生后含一种有机胶结料的砂或热法和机械法再生后含无机胶结料的砂用适当的碱或酸进行中和，这取决于在再生后用例如滴定的量测方法确定的它的PH值，之后以便使其PH值在6和8之间，优选的是在6.8～7.5之间。
另外，使所说的砂子经湿法提纯和在中和后接着进行干燥。为了中和使用NH4OH作为碱或者使用硫酸或氢氧酸。加入到再生后呈碱性的砂中的浓硫酸的量为3～50ml/kg砂，优选的是8～12ml/kg砂。加入再生后呈酸性的砂中的25%的NH4OH的量为3～40ml/kg砂，优选的是12ml/kg砂。在一个封闭的循环系统里进行中和提纯并在一个单罐中交替，并将使用后的中和溶液通过过滤而净化，用洗涤水更新后再用于中和工艺过程中。
本发明的实质是附加湿法中和纯化像石英颗粒这样一类的砂粒，例如在热法处理后最初用有机和/或无机胶结料(膨润土)处理接着用机械法提纯，特别是使其PH值和电导率与新砂的数值相符。
将有机胶结料进行彻底燃烧，或通过热法和机械法的处理将无机胶结料如粘土或膨润土进行死烧，并且通过机械提纯法从砂粒上进行充分地提取和分离。按照本发明，然后将该再生砂在容器中在潮湿状态下进行中和并提纯。将混合物在处理罐中搅拌或翻动以维持和加速工艺过程。
中和添加剂的需要是可通过50到100g砂样的滴定很方便地测定出来，也就是说当砂处于热法或可能是机械法再生的状态。
当加入一种合适的酸作为无机胶结的再生砂的中和剂进行实验，意想不到地水溶液中出现有某些混浊。显然，由于中和作用，使仍粘附于砂粒上的污物、污泥或胶结料发生了轻微的分离，因此也就消除了各颗粒的静电粘合和粘附。
在中和或者清洗然后干燥之后，当在电子显微镜下观察时，处理过的砂已经具有比以前明显更清洁的外观，并具有与新砂相同或相似的各种性质，如以下实施例Ⅰ和Ⅱ所示。
实施例1石英砂再生AFS60.3性质 初始再生砂 每kg用10毫升 对比的新砂浓硫酸中和PH值 9.6 7.4 约7.0电导率 172 4 约0μs/cm赤热损失 0.17 0.14 约0(%)含泥量 1.04 0.34 约0.3%鱼卵状化 0.93 0.79 约0程度实施例Ⅱ石英砂再生AFS45性质初始再生砂每kg砂用12ml NH4OH(25%)中和PH值 3.6 7.2电导率 189 12μs/cm
再生砂的中和示于附图
。
将已经再生的砂从位于一个皮带式秤2上方的供砂器1中喂入中和罐3，其中的带式秤是用于调节每次装料重量的。与供砂的同时，将一种中和溶剂用泵5从一个储箱4泵送出来到中和罐3中，该中和罐3由一个充盈水平显示器(未在图中标出)进行控制。在中和罐3中在充填过程和中和期间用示意图说明的搅拌方式进行材料的搅拌和翻动。在中和后，将溶液经过一个过滤板6、泵7和过滤器8抽出并喂回储箱4。用洗涤剂或新鲜水对用过的中和溶液进行更新，和新的酸或碱的加入用容器16进行。在中和之后，进行已中和过的再生砂的洗涤和提纯，方法是从储箱13向中和罐3内引入一种洗涤溶液，同时搅拌过程继续进行。然后将洗砂水的混合物通过泵9从罐3泵出到分离器10内。砂和含淤泥的水在分离器10内分离开。淤泥水在过滤器12中净化而用泵11喂回储箱13。在这里向使用过的洗涤水中加入新鲜的水。将从分离器中分离出的、净化过的和中和好的砂用旋转干燥器14进行干燥，然后输送到储料仓15。
中和和洗涤或提纯交替地在两个分别密封的循环系统中进行。为调节洗涤溶液的中和度，当用酸中和时也可加入碱，或者反之。带式秤也可通过一个分配器皮带供应几个中和罐。在该处还可使用几个分离器。由于环境的原因，中和和提纯过程用可能最少的水耗量封闭循环地进行。在完全反应之后，将中和溶液连同提取的泥渣一起从罐中排出。之后，经由过滤器将淤泥分离出去。当需要的时候，将过完滤的和使用过的中和溶液用新的酸或碱和新鲜的水或洗涤水进行更新并且总是喂回下一次处理的循环过程中，例如用一种中间的储箱。
再一个实施例是下面一种无机胶结的混合砂的例子，其中将初始用旧的砂进行热法和机械法处理得到再生的砂，然后将其进行中和和净化处理。
对特别敏感的冷箱芯砂混合物在处理的各不同阶段进行强度试验，和新砂对比。
实施例Ⅲ膨润土用 热法-机械法 每kg由Ⅰ的砂用筛分析 旧的砂 由Ⅰ再生的砂 10ml的浓硫酸中和Ⅰ Ⅱ Ⅲ% % %0.71mm 0.2 0 0.10.5mm 0.5 0.7 0.90.355mm 3.6 6.1 5.70.25mm 25.1 22.3 21.50.18mm 52.8 48.0 50.20.125mm 14.2 21.0 20.00.09mm 3.3 1.8 1.50.063mm 0.3 0.1 0.10.02mm 0 0 020.02mm 0 0 0PH值 9.8 9.7 7.1电导率μs/cm 976 165 3污泥% 8.26 0.93 0.32赤热损失% 2.57 0.17 0.14鱼卵状化程度 2.3 0.89 0.77冷箱砂样弯曲强度对比，单位N/cm2砂混合物30% 新砂 AFS 约 6070% 热-机械法再生0.8% 人造树脂 352T140.8% 人造树脂 652TEA700
试验时间 砂Ⅱ 砂Ⅲ 100新砂150 260 2301/2小时 185 390 3401小时 190 420 4102小时 192 440 42024小时 225 450 460
权利要求
1.用于更新含有机和/或无机胶结料的单一或混合的型砂的方法，其特征在于将含有机胶结料的砂在热法再生之后或含无机胶结料的砂在热法和机械法再生之后用一种合适的碱或酸进行中和，根据其在再生后用一种量测方法测定的它的PH值，使所说的砂中和之后具有6和8之间的PH值。
2.如权利要求1的方法，其特征是中和后所说的砂的pH值在6.8和7.5之间。
3.如权利要求1的方法，其特征是砂经湿法提纯和在中和后接着进行干燥。
4.如权利要求1的方法，其特征是为了中和，采用NH4OH作为碱，或采用硫酸或氢氟酸。
5.如权利要求1的方法，其特征是为了中和，将按每kg砂为量3～50毫升的浓硫酸加到再生后为碱性的砂中。
6.如权利要求1的方法，其特征是为了中和，将按每kg砂为量8～12毫升的浓硫酸加到再生后为碱性的砂中。
7.如权利要求1的方法，其特征是为了中和，将按每kg砂3～40毫升的25%浓度的NH4OH加到再生后为酸性的砂中。
8.如权利要求1的方法，其特征是为了中和，将按每kg砂12毫升的25%浓度的NH4OH加到再生后呈酸性的砂中。
9.如权利要求1的方法，其特征是在一个封闭循环系统里进行中和和提纯并在一个单罐中交替。
10.如权利要求1或6的方法，其特征是将使用后的中和溶液通过过滤而净化，用洗涤水更新后再用于中和工艺过程中。
11.用热法和/或机械法处理而可得到的更新的型砂，其处理方法取决于其中所含胶结料，和此后的中和使其PH值位于6.8和7.5之间。
全文摘要
本发明涉及更新含有机和/或无机胶结料的单一或混合型砂的工艺方法。其中，将含有机胶结料的砂在热法再生以后或含无机胶结料的砂在热法和机械法再生以后，用一种合适的碱或酸进行中和，根据其在再生后通过一种量测方法测定的它的pH值使其随后具有6和8之间的pH值。
文档编号B22C5/00GK1054021SQ9010334
公开日1991年8月28日 申请日期1990年7月5日 优先权日1990年2月14日
发明者赫尔曼·W·萨默 申请人:Saz股份有限公司