專利名稱：一種舊砂再生方法及其舊砂再生系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及鑄造生產中所使用的舊砂再生方法及舊砂再生設備。
背景技術：
鑄造生產中廣泛使用水玻璃砂造型。水玻璃砂具有無毒無味、成本低廉、 使用簡便等許多優點，是公認的最不影響人體健康的鑄造方法。目前由于水玻 璃舊砂再生困難，生產上一般用一次就廢棄了。大量舊砂的廢棄既嚴重污染了 環境又浪費了資源，幾十年來一直沒有很好的解決方法和比較理想的再生設備。
利用水玻璃溶于水的特點，采用濕法再生此類舊砂效果比較顯著，但傳統 的濕法再生方法及所用設備都存在著二個習慣性偏見即"砂從水出"和"濕 法去泥"，也就是無論用什么方法再生水玻璃舊砂，最后都是把洗好的再生砂從 洗砂水中取出，再把水中的粉塵分離出去。由于再生砂直接出自污水，為了保 證再生砂表面的潔凈度就必須增大洗砂用水以盡量稀釋水中粘結劑、粉塵等污 染物的濃度。每再生一噸砂耗水量可高達二十噸并產生同樣多的污水。這種含 有大量粉塵(其中許多粉塵是鑄造過程中特意加入的粘性很大粒度很細在水中 懸浮能力強的膨潤土或耐火粘土)和水玻璃的混合污水，要將它們徹底無害化 處理非常困難，若直接排放則嚴重污染環境，若進行處理則需另設龐大復雜的 污水處理系統，并投入高昂的運行費用，在經濟上得不償失。申請人在專利 《ZL99127564.0》中披露了二種熱流舊砂再生機可以大幅度減少污水產生，從 而降低污水處理費用。但由于最終又進入了 "砂從水出"和"濕法去泥"的誤 區，因此未能從根本上徹底解決問題。
為了避開舊砂再生污水處理這一難題，目前舊砂再生多轉向采用干法再生。 由于水玻璃舊砂具有較強的吸濕性，包裹在舊砂表面的惰性膜韌性較高，所以 干法再生此類舊砂效果較差，再生砂中氧化鈉去除率一般只有30~50%，其質量 遠比不上濕法再生砂，在生產中通常只作填充砂用。另外干法再生過程中產生 的大量含水玻璃的粉塵，很難被重新利用，廢棄后仍會對環境造成二次污染。

發明內容
本發明針對現有技術存在的上述問題，提供了一種舊砂再生方法及實J見該 方法的舊砂再生系統。其目的在于一方面能生產高質量再生砂以滿足生產需求， 另一方面在不另行設置污水處理系統的情況下，所述舊砂再生系統同時還具有 可以便捷、低廉、清潔地回收洗砂污水中所含水玻璃和粉塵等不溶物的功能， 從而實現水反復回用，污水零排放。
為了達到上述目的，本發明采用的解決方案是提供一種舊砂再生方法及實 現該方法的舊砂再生系統。該方法除了包括把舊砂置于水中并施以加熱、強力 攪拌等措施進行清洗，把再生砂烘干，還包括四項改進其一是改"砂從水出" 為"水從砂出"，其二是改"濕法去泥"為"干法去泥"。"水從砂出"即洗砂結 束后讓含有大量粉塵和水玻璃的污水透過再生砂層然后排出砂外。由于砂層的 過濾作用，溶于污水中的水玻璃隨著液體排出砂外，粉塵等不溶物則被截留在 砂層中。"干法去泥"即把剩下的含有大量的粉塵的再生砂先脫水干燥、篩分， 再把混在砂中的粉塵分離出去。此時再生砂中已基本不含水玻璃，可是仍含有 許多粘性很強的粘結劑膨潤土。部分粉塵被膨潤土牢牢地粘附在砂粒表面，僅 靠烘干、篩分、風選等簡單辦法不易將其去除，但由于砂中沒有了水玻璃，所 以烘干后砂粒表面裹著的粘土膜屬脆性膜，采用強力搓擦、撞擊的方法可將其 有效去除。其三是收集、儲存從砂中過濾出的溶液，讓其重新回用于舊砂再生。 該溶液不含粉塵，呈透明狀，其水玻璃濃度較低，可以繼續溶解舊砂中的水玻 璃惰性膜。其四是把經多次使用水玻璃含量較高的溶液進行濃縮、回收。回收 的水玻璃簡單再加工后可重新用于鑄造生產。
為了節約用水，所述舊砂再生方法洗砂采用一批一清、間斷作業。其主要 步驟如下-
一、 把經破碎、磁選等工序予處理過的水玻璃舊砂和水置于容器中并施以 加熱，強力攪拌等措施，舊砂表面的惰性膜在水中迅速溶解、脫落，舊砂變成 一粒粒松散的再生砂。
二、 洗砂結束后，讓含有大量粉塵和水玻璃的污水透過再生砂層排出容器 并流入預先準備好的儲水箱中。當溶液排凈后從容器中放出再生砂。
三、 把從容器中放出的含有大量粉塵和其它不溶物的再生砂進行脫水、干 燥、篩分。
四、 把混在干再生砂中的粉塵從砂中分離出去。
五、 把儲水箱中的溶液重新加入容器中并放入舊砂，重復上述舊砂再生過程。
六、 儲水箱中的溶液經多次使用后，其中的水玻璃含量逐漸增大，當其濃 度達到不能再繼續回用時，對溶液進行濃縮處理并回收。
上述舊砂再生系統包括熱流舊砂再生機(簡稱熱流再生機)、振動烘干機(簡 稱烘干機)、離心撞擊式舊砂再生機(簡稱離心再生機))、中間砂斗、斗式提升 機(簡稱斗提機)、除塵器、儲水箱、蒸發器。其中熱流再生機包括桶體、進砂 斗、進熱口、排砂口密封底板、攪拌裝置。進砂斗設在桶體頂部，攪拌裝置通 過軸承座安裝在桶體頂部其葉輪處于桶體內部。進熱口設在桶體下部并通過管 道和鍋爐連通。桶體底部設有排砂口密封底板，底板可以開啟或關閉排砂口， 底板上部設有金屬網，下部設有排水管，排水管和儲水箱連通，儲水箱通過管 道又和蒸發器連通。烘干機包括塔身、進砂漏斗、進熱口、葉片、振動電機、 排砂口、篩子。進砂漏斗設在塔身頂部，葉片設在塔身內部，進熱口設在塔身 下部并通過管道和熱風爐連通。振動電機設在塔身的外側壁，塔身底部還設有 篩子和排砂口。離心再生機包括桶體、進砂漏斗、反擊圈、再生盆、電機、風 葉、排砂口。進砂漏斗設在桶體頂部，再生盆處于桶體內部，反擊圈設在再生 盆的上方，再生盆內的砂子可拋到反擊圈的內壁上。電動機固定在桶體外側壁， 再生盆通過軸承座及三角傳動帶和電動機連接。風葉固定在再生盆下部，電動 機可以帶動再生盆和風葉旋轉。桶體上部設有排塵口，并通過管道和除塵器連 通。中間砂斗設在熱流再生機排砂口密封底板的下方。烘干機的進砂漏斗與中 間砂斗的排砂口之間，離心再生機的進砂漏斗與烘干機的排砂口之間均設有斗 提機連通。以上管道上均設有閥門。所述烘干機也可采用滾筒烘干機或熱氣流 烘干機。所述離心再生機也可采用振動舊砂再生機、氣流舊砂再生機。所述斗 提機也可采用螺旋輸送機、氣力輸送機。
熱流再生機的功能主要在于去除舊砂中殘留的粘結劑水玻璃，并把舊砂中 的粉塵截留在再生砂層中。烘干機的功能主要在于把熱流再生機排出的含粉塵 再生濕砂脫水、烘干，使之有利于下道除塵工序順利進行，同時把混入再生砂 中的未溶廢砂塊及其它異物分離出去。離心再生機的功能主要在于把附著在砂 粒表面的粉塵從再生砂中分離出去。 本發明的優點
1、 去除砂粒表面惰性膜能力強，能去除混在砂中未溶的焦砂塊及其它異物， 再生砂質量高，可100%取代新砂使用，做面砂、芯砂均可。 .一
2、 把熱濕法舊砂再生去水玻璃容易，千法舊砂再生去泥容易的各自優勢結 合在一起，取長補短，達到了既能生產高質量再生砂，又能清潔去泥的最佳效 果。3、 再生用水可反復回用，節約水資源。
4、 溶舊砂再生裝置和污水處理裝置為一體，可以在生產再生砂的同時便捷、 低成本地處理含有大量粉塵和水玻璃的污水，并回收其中的粘結劑水玻璃及不 含水玻璃的細粉，化害為寶，實現污水零排放。徹底解決了水玻璃舊砂再生難 這一困擾鑄造行業幾十年的公認難題。
以上結合附圖對本發明的優選實施例進行具體的描述。


附圖l是本發明第一實施例的簡圖，其中局部被剖開。 附圖2是本發明另一實施例的簡圖，其中局部被剖開。
具體實施例方式
圖1示出舊砂再生系統包括熱流再生機1、中間砂斗9、烘干機10、離心再 生機18。熱流再生機l為立式裝置，包括進砂斗2、攪拌裝置3、桶體4、進熱 管5、排砂口密封底板6、金屬網8、排水管7。桶體4安裝在機架(圖中未畫 出)上，進砂斗2設在桶體4的頂部，攪拌裝置3通過軸承座安裝在桶體4的 頂部其葉輪處在桶體內部。進熱管5設在桶體4下部并和桶體內相通。進熱管5 同時還連通鍋爐(圖中未畫出)。桶體4的底部設有排砂口密封底板6，底板可 以開啟、關閉排砂口，底板上部設有金屬網8，下部設有排水管7，排水管7和 儲水箱(圖中未畫出)連通。儲水箱通過管子和蒸發器連通(圖中未畫出)。中 間砂斗9設在排砂口密封底板6的下方并固定在支架上(圖中未畫出)。烘干機 IO為立式裝置，包括進砂漏斗ll、塔身12、葉片13、振動電機14、篩子16、 排砂口 15、進熱口 17。進砂漏斗11安裝在塔身12的頂部，塔身內部設有葉片 13，振動電機14安裝在塔身12的外側，塔身12底部設有篩子16和排砂口 15， 進熱口 17設在塔身12的下部并和塔身內部相通，進熱口通過管道和熱風爐(圖 中未畫出)連通。離心再生機18也為立式裝置，包括進砂漏斗19、桶體20、 排塵口21、反擊圈22、再生盆23、風葉24、軸承座25、電機26、三角傳動帶 27、排砂口28。進砂漏斗19設在桶體20的頂部，再生盆23設在桶體20的內 部并處在進砂漏斗19的下方。反擊圈22設在再生盆的上方，再生盆內的砂粒 可拋到反擊圈的內壁上。再生盆23通過軸承座25、三角傳動帶27與固定在桶 體20外側的電動機26相連。風葉24固定在再生盆23的下部，電動機可以帶 動再生盆23和風葉24旋轉。桶體20上部設有排塵口 21，排塵口通過管道和除 塵器(圖中未畫出)連通。桶體20底部設有排砂口28。上述管道上均設有閥門
(圖中未畫出)。中間砂斗9、烘干機10、離心再生機18之間由斗提機(圖中 未畫出)連通。
進行舊砂再生時，把經過破碎、磁選等工序予處理過的水玻璃舊砂經熱流 舊砂再生機1頂部的進砂斗2送入桶體4中，加入水后打開進熱管5上的閥門， 通入高溫蒸汽，同時開動攪拌裝置3。在高溫熱氣和強力攪拌的共同作用下，砂 粒表面裹著的水玻璃惰性膜迅速溶解、脫落，成為再生砂。當再生砂滿足要求 后，關閉進熱管5上的閥門并停止攪拌，打開排水管7上的閥門，溶有水玻璃 同時含有大量細粉的污水即透過再生砂層及擋砂金屬網8經排水管7流入機體 外的儲水箱中。由于砂層的過濾作用，污水中的粉塵被截留在砂層中，排出的 液體中只含有水玻璃呈透明狀。液體排凈后，開啟排砂口密封底板6，松散的再 生砂流入中間砂斗9，再由斗提機送入烘干機10頂部的進砂漏斗11并流入烘干 機內烘干。當桶體4內的再生砂排完后關閉排砂口密封底板6和排水管7，重新 裝入舊砂和水(此水為儲水箱中的含水玻璃液體)后，重復上述舊砂再生過程。 如此反復操作，從排水管7內排出的液體中的水玻璃含量逐漸增高，當水玻璃 含量高到液體不能回用時，則用管子把儲水箱中的該液體送到蒸發器濃縮。濃 縮后的水玻璃經簡單加工后可重用于造型。
進入烘干機10頂部進砂漏斗內的再生砂落在塔身12內的葉片13上，在振 動電機14的作用下，葉片上的再生砂繼續下落，在此過程中從進熱口 17進入 塔身內的高溫氣流穿過葉片及下落的砂粒沿著塔身12上升，迅速將再生砂脫水、 烘干。被烘干的再生砂透過篩子16從排砂口 15中流出，再由斗提機送入離心 再生機18頂部的進砂漏斗19中，混在再生砂中未溶的焦砂塊和其它異物則留 在篩面上被分離出去。
進入離心再生機18頂部進砂漏斗19中的再生砂，流入再生盆23內，此時 再生盆在電動機26的帶動下高速旋轉，再生盆23內的再生砂受離心力的作用 被拋向反擊圈22，并又彈回再生盆內。再生砂在上述反復、強烈的搓擦、撞擊 過程中砂粒表面附著的粉塵被迅速剝離。在風葉24和除塵器抽力的共同作用下， 粉塵通過排塵口 21被抽入除塵器中。干凈的再生砂經反擊圈22和再生盆23之 間的間隙從排砂口 28流出機外。 一
圖2示出了本發明的另一個實施方式。與第一實施例相同處是仍采用熱流 再生機1去除舊砂中的水玻璃。不同之處是采用熱氣流烘干機IO烘干再生砂， 采用橫吹氣流舊砂再生機(簡稱橫吹再生機)18去除再生砂中的粉塵。熱氣流
烘干機還起著傳遞輸送再生砂的作用。圖2示出舊砂再生系統包括熱流再生機1、篩子9、熱氣流烘砂機10、橫吹 再生機18。其中熱流再生機1與第一實施例中的熱流再生機1相同，篩子9設 在熱流再生機底部排砂口密封底板6的下方并固定在支架(圖中未畫出)上。 熱氣流烘干機10包括輸送管14、卸料器16、喉管13，喉管的上端出砂口和輸 送管14連通，下端設有進熱管12和熱風爐(圖中未畫出)連通，喉管13的進 砂口和篩子9的排砂口連通。卸料器16設在橫吹再生機18的上方，卸料器排 砂口 27和橫吹再生機18頂部的進砂漏斗19連通，進砂口 15和輸送管14的出 砂口連通。卸料器16的上部還設有排塵管17與除塵器(圖中未畫出)連通。 橫吹再生機18的進砂漏斗19設在桶體20的頂部，進砂漏斗19的下部設有與 其相通的混合室24，混合室的左側設有與其相通的噴管23，右側設有噴嘴25， 噴嘴前端深入混合室24內，后端同進風管26連通。噴管23的前方設有擋蓋22。 上述進砂漏斗19、擋蓋22、噴管23、混合室24、噴嘴25共同組成了一個再生 單元。在橫吹再生機內部分上下兩層設有兩套相互連通的所述再生單元。橫吹 再生機18的上部設有排塵管21與除塵器(圖中未畫出)連通。進行舊砂再生時，熱流再生機1的舊砂再生過程與第一實施例相同。從熱 流再生機1中排出的再生砂落入篩子9，松散的再生砂穿過篩網進入喉管13， 再生砂中未溶的焦砂塊及其它異物則順著篩面從排渣口 ll排出。在安裝在除塵 器上的高壓引風機的作用下喉管13經進熱管12吸入高溫高速氣流。落入喉管 內的再生砂被高速熱氣流沿著輸送管14攜帶到卸料器16內并經排砂口 27、進 砂漏斗19、進入混合室24中。再生砂在輸送管14內懸浮前進的過程中被迅速 烘干。當再生砂進入混合室后，噴嘴25中噴出由進風管26引入的高速氣流， 氣流帶著再生砂通過噴管23噴到擋蓋22上。在此過程中，砂粒之間、砂粒與 擋蓋之間產生強烈的撞擊、搓擦，附著在砂粒表面的粉塵很快脫落，經排塵口 21被除塵器抽走，再生砂進入下層再生單元進一步凈化，最后合格的再生砂從 橫吹再生機18底部排出。以上所述僅是本發明的優選實例，在不脫落離本發明原理的前提下，還可 以若干變形或改進，都應視為屬于本發明專利保護范圍。
權利要求
1、一種舊砂再生方法，包括用熱水清洗舊砂工序、再生砂烘干工序，其特征是一、洗砂結束后，讓污水直接透過再生砂層進行過濾；二、把被截留在砂層內的細粉從已烘干的再生砂中分離出去。
2、 如權利要求1所述舊砂再生方法，其特征是所述再生砂烘干工序是在再 生砂中的水排凈之后進行。
3、 如權利要求1所述舊砂再生方法，其特征是把過濾出的溶液儲存起來。
4、 如權利要求1所述舊砂再生方法，其特征是把過濾出的溶液重新加入舊 砂中作為舊砂再生用水。
5、 如權利要求3所述舊砂再生方法，其特征是把所儲存的經反復使用過的 溶液進行濃縮，使之便于回收利用。
6、 一種實現權利要求l所述舊砂再生方法的舊砂再生系統，包括舊砂再生 機、烘干機、砂輸送機，砂輸送機設在舊砂再生機和烘干機之間，能傳遞輸送 砂子，其特征是 一、所述舊砂再生機是二種其一是熱流舊砂再生機(1); 其二是干法舊砂再生機(18); 二、熱流舊砂再生機(1)在系統中的所處位置 在干法再生機(18)之前。
7、 如權利要求6所述舊砂再生系統，其特征是所述烘干機(10)設在熱流 舊砂再生機(1)之后干法舊砂再生機(18)之前。
8、 如權利要求6所述舊砂再生系統，其特征是所述熱流舊砂再生機(1) 設有排水管(7)和儲水箱連通。
9、 如權利要求8所述舊砂再生系統，其特征是所述儲水箱上設有管道和蒸 發器連通。
10、 如權利要求6所述舊砂再生系統，其特征是所述干法再生機(18)上 部設有排塵管(21)和除塵器連通。
全文摘要
本發明公開了一種舊砂再生方法及其舊砂再生系統。把水玻璃舊砂置于熱流舊砂再生機1中加熱清洗，溶解掉舊砂表面的惰性膜，然后讓污水透過再生砂層，污水中的細粉被截留在再生砂中，水玻璃隨水流入儲水箱。把再生砂送入烘干機10中烘干后再送入干法再生機18中去除粉塵即得到干凈的再生砂。儲水箱中的液體可多次重復回用于清洗舊砂。當溶液中水玻璃含量高到不能回用時，可將溶液進行濃縮、回收。本發明既可生產出高質量再生砂，又實現污水零排放。
文檔編號B22C5/00GK101209485SQ20071015980
公開日2008年7月2日 申請日期2007年12月21日 優先權日2007年12月21日
發明者李江平 申請人:李江平