回收铸造用水玻璃旧砂的装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种回收水玻璃砂的装置和方法，具体涉及一种回收铸造用水玻璃旧砂的装置和方法。
【背景技术】
[0002]在目前的铸钢件生产技术中，广泛使用C02硬化水玻璃砂，其优点在于工艺简单、成本低，但该工艺产生的水玻璃旧砂呈强碱性，若不处理会造成严重污染。水玻璃旧砂(简称“旧砂”或“废砂”)通常包括石英砂、水玻璃(粘结剂，通常指钠水玻璃，Na20.mSi02.ηΗ20)和辅助材料(例如溃散剂、脱模剂等)，主要特点是:1)结膜:水玻璃和辅助材料常在砂粒表面形成薄膜，除少部分在浇注过程中被燃烧外，大部分粘附于砂粒表面而难以通过筛分除去，对回用再生影响较大;2)成团:在铸型浇注打箱后仍有很多难以打碎的砂粒团块;3)粉化:经受高温的砂粒、杂质和粘结剂等由于脱水、老化而粉化，砂粒经受不均匀受热或机械力而形成粉末或细颗粒。
[0003]在现有技术中，水玻璃旧砂通常采用干法再生或湿法再生进行回收和再生。干法再生使用的设备系统简单，投资较少，但再生砂的质量不高，一般只能用做背砂。湿法再生利用旧砂表面残留物易溶于水的特点，除膜率较高(可大于90%)、旧砂回用率也较高(达90%以上)，而且得到的再生砂质量也较高(在再粘结强度、使用时间、耐火度等性能指标方面接近新砂)，可代替新砂作面砂和单一砂使用。
[0004]中国实用新型专利CN201482914U公开了水玻璃废砂再生系统，其中，废砂经破碎设备破碎并与清水池的清水按预设比例混合后，依次进入一级湿法再生设备和二级湿法再生设备，再经过湿砂脱水设备及烘干设备得到再生砂;产生的废水则由污水池进入污水处理设备进行净化处理。然而，该专利中的系统仍然存在占地面积较大，设备较为复杂且损坏率较高，自动化程度不高，处理效率较低，以及能耗较高等不足。
[0005]因此，仍然需要改进的回收铸造用水玻璃砂的装置和方法。
【发明内容】
[0006]本发明提供了一种回收铸造用水玻璃旧砂的装置和方法，具有自动化程度高、工艺流程简洁高效、综合回收率高等优点。具体而言，本发明申请提供以下技术方案:
[0007]1、一种回收铸造用水玻璃旧砂的装置，包括:破碎洗砂装置、振动筛洗砂装置、螺旋洗砂装置和供水装置，其中:
[0008]破碎洗砂装置是具有第一冲水装置的破碎机，破碎机具有用于接收旧砂的第一进料口和用于破碎丨日砂颗粒上的水玻璃膜和旧砂团块的破碎机构，第一冲水装置与供水装置连接并具有用于将洗砂水导入破碎机以在破碎旧砂团块的同时对旧砂进行水洗的第一布水口，第一布水口设置在第一进料口和/或破碎机构的上方；
[0009]振动筛洗砂装置是具有第二冲水装置的振动筛，设置在破碎洗砂装置的下游，振动筛具有用于接收来自破碎洗砂装置的旧砂和任选的洗砂水的第二进料口和用于筛除旧砂中的旧砂团块的筛体，第二冲水装置与供水装置连接并具有用于将洗砂水导入振动筛以在筛除旧砂团块的同时对旧砂进行水洗的第二布水口，第二布水口设置在第二进料口和/或筛体的上方；
[0010]螺旋洗沙装置是螺旋洗砂机，设置在振动筛洗砂装置的下游，螺旋洗砂机具有用于接收来自振动筛洗砂装置的旧砂和洗砂水的第三进料口，用于搅拌混合旧砂和洗砂水的下段螺杆，以及用于将旧砂与细粉料和洗砂水分离以获得再生砂的上段螺杆。
[0011 ] 在一些情况下，所述破碎机可以选自颚式破碎机、反击式破碎机、立式冲击式破碎机、圆锥破碎机、环锤式破碎机、锤式破碎机、辊式破碎机、复合式破碎机、双级破碎机、旋回式破碎机、移动式破碎机等，优选颚式破碎机、圆锥破碎机。
[0012]在一些情况下，振动筛选自直线振动筛、圆振动筛、高频振动筛等。
[0013]在一些情况下，螺旋洗砂机主要通过设备内的螺杆对旧砂进行搅拌，从而使旧砂中的细粉料和泥土与水混合后从设备上的流口排出，而旧砂则在螺杆的作用下从顶端的出料口排出，从而实现了旧砂的清洗、筛选和脱水效果。螺旋洗沙机可以是单螺旋洗砂机或双螺旋洗砂机。在一些情况下，螺旋洗砂机具有第三进料口、搅拌池和螺杆，第三进料口设置在搅拌池上方用于接收并将来自振动筛洗砂装置的旧砂和洗砂水导入搅拌池，螺杆的下部为用于搅拌混合旧砂和洗砂水的下段螺杆，螺杆的上部为用于将旧砂与细粉料和洗砂水分离以获得再生砂的上段螺杆，下段螺杆的至少部分设置在搅拌池中，上段螺杆设置在搅拌池的外部上方。在一些情况下，螺杆设置在螺杆槽中，螺杆槽的下部为搅拌池壁的一部分，螺杆槽的上部由搅拌池壁向斜上方延伸形成并在顶端形成出砂口。
[0014]在本发明中，破碎洗砂装置能够在破碎机破碎旧砂团块和旧砂颗粒上的水玻璃膜的同时，利用第一冲水装置提供的冲洗水冲洗旧砂，从而实现抑制破碎时产生的粉尘，强化旧砂团块和水玻璃膜的破碎，以及溶解除去旧砂颗粒上的水玻璃膜等效果;振动筛洗砂装置能够在筛除旧砂团块的同时，使旧砂颗粒与筛体之间以及旧砂颗粒之间相互摩擦和撞击，由此进一步破坏旧砂颗粒上的水玻璃膜，并且利用第二冲水装置提供的冲洗水进一步冲洗旧砂，从而实现去除旧砂团块，破坏和溶解旧砂颗粒上的水玻璃膜等效果;螺旋洗沙装置的下段螺杆能够对来自振动筛洗砂装置的旧砂和洗砂水进行搅拌混合，进一步强化水玻璃膜的破碎和水洗去除效果，而上段螺杆能够将旧砂与细粉料和洗砂水分离，由此获得了高品质的再生砂。在一些情况下，所得再生砂的Na20含量小于0.1%，并且基本不含细粉料和旧砂团块。
[0015]2、根据技术方案1的回收铸造用水玻璃旧砂的装置，还包括集砂池，所述集砂池设置在振动筛洗砂装置的下游和螺旋洗砂装置的上游，换句话说，设置在振动筛洗砂装置和螺旋洗砂装置之间，所述集砂池具有倾斜底面，在倾斜底面的高部附近设有出水口，所述螺旋洗砂机的第三进料口和下段螺杆设于所述集砂池中并位于倾斜底面的低部上方，并且所述振动筛洗砂装置的出料口与所述出水口之间的距离不小于0.5米，所述螺旋洗砂机的第三进料口与所述出水口之间的距离不小于0.5米。
[0016]3、根据技术方案1或2的回收铸造用水玻璃旧砂的装置，其中所述破碎洗砂装置的出料口位于所述第二进料口上方，所述振动筛洗砂装置的出料口位于所述第三进料口的上方。
[0017]在一些情况下，经破碎洗砂装置处理的旧砂(或旧砂与洗砂水一起)从破碎洗砂装置的出料口直接落入其下方的振动筛洗砂装置的第三进料口。在一些情况下，经振动筛洗砂装置处理的旧砂和洗砂水从振动筛洗砂装置的出料口直接落入其下方的螺旋洗砂机的第三进料口。在另一些情况下，经振动筛洗砂装置处理的旧砂和洗砂水从振动筛洗砂装置的出料口落入其下方的集砂池中，然后进入螺旋洗砂机的第三进料口。对于本发明的回收铸造用水玻璃旧砂的装置，这样的布置有利于充分利用重力进行物料转移，避免了额外的物料输送装置，使得整个装置结构紧凑，占地减少、节约投资、可靠性增加、可以有效地实现连续化操作和自动化控制、大大提高了处理效率并改善了再生砂的质量。
[0018]4、根据前述技术方案中任一项的回收铸造用水玻璃旧砂的装置，其中所述螺旋洗砂机具有第三冲水装置，第三冲水装置与供水装置连接用于将洗砂水导入螺旋洗砂机的上段螺杆处以便进一步地对丨日砂进行水洗，洗砂水与丨日砂在螺旋洗砂机中以逆流方式接触。
[0019]在一些情况下，螺旋洗沙机具有用于排出再生砂的出砂口。由螺旋洗砂机出砂口排出的再生砂可直接包装备用，或者干燥得到干燥的再生砂后包装备用。
[0020]5、根据前述技术方案中任一项的回收铸造用水玻璃旧砂的装置，还包括用于干燥来自螺旋洗沙机的再生砂的干燥装置，所述干燥装置设置在所述螺旋洗沙装置的下游。所述干燥装置具有接收来自螺旋洗砂机的再生砂的进料口。
[0021]干燥可以通过阴干、露天晾晒、各种干燥机或干燥器进行。干燥机或干燥器可以是，例如，厢