一种无废水排放的水玻璃旧砂湿法再生方法技术

本发明专利技术公开了一种无废水排放的水玻璃旧砂湿法再生方法，步骤如下：(1)将水玻璃旧砂破碎、筛分后与清水混合，直接静置10‑36h；或机械搅拌3‑10min后将砂水分离，获得湿砂和再生废水，将所述湿砂烘干得到再生砂；(2)向再生废水中加入碱性无机粉体，混合搅拌、静置沉淀、过滤，获得清液，再将所述清液用于下一批水玻璃旧砂的湿法再生用水。本发明专利技术使用加氢氧化镁、氢氧化钙、氧化钙三种不同无机碱性粉体去除湿法再生废水中的有害成分，经处理过滤后的废水循环用于水玻璃旧砂的再生，再生砂的性能与新砂性能相近，完全能够达到工艺要求，且氧化钙处理再生废水的效果最好，废水中碳酸钠与碱性无机粉体的摩尔比为1：6。

A method of water glass used sand Wet regeneration without waste water discharge

【技术实现步骤摘要】
一种无废水排放的水玻璃旧砂湿法再生方法
本专利技术属于铸造行业资源回收利用领域，具体涉及一种无废水排放的水玻璃旧砂湿法再生方法。
技术介绍
绿色清洁生产是铸造生产的发展趋势，为了实现绿色清洁生产，旧砂的全部再生回用是关键。水玻璃砂被公认为是最有可能实现绿色铸造的型砂。它以其无色、无味、无毒，在混砂、造型浇注和落砂过程中没有刺激性气体和有毒气体产生对人体没有危害，最大的不足就是很难再生，造成较大污染，所以能实现循环利用问题，水玻璃砂将率先进入绿色铸造行列。水玻璃旧砂湿法再生是利用水的溶解、擦洗作用及机械搅拌作用，去除旧砂粒表面的残留粘结剂、盐、酯等水溶性物质。湿法再生水玻璃旧砂具有残留粘结剂去除率高、再生砂质量好等优点，现有的水玻璃砂湿法再生后产生大量碱性废水，需经处理后才能实现循环利用或向外排放，而废水处理问题一直没得到很好的解决。水玻璃砂污水的特点：水玻璃砂污水中一般含有较多的碳酸钠、NaOH以及硅酸胶体和粘土胶体。这两种胶体颗粒均带负电荷，由于静电斥力的作用，阻止胶粒与胶粒之间碰撞而聚集成较大颗粒，它们稳定地呈悬浮状态存在于水中，因而这种污水不可能通过自然沉淀达到澄清的目的。因此必须投加能使胶体发生电荷中和而脱稳凝聚的凝聚剂，以及促使失去稳定的颗粒形成较大絮体的絮凝剂。何富强等人采用加酸中和后，再加聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)絮凝剂复合使用来处理污水，处理后污水中大部分胶体已被除去，处理后的水浊度降低到25度，已经接近纯净水的浊度1度，人的肉眼已不能区分，采用此种方法虽可以较为有效的处理污水，但是消耗的化学试剂的量大，成本高，且处理过程中加酸处理易腐蚀设备，处理后带入了氯离子、铝离子及聚丙烯酰胺等有机成分。龙威等人通过加酸将污水的pH值降低到7、再加入有机膨润土和聚合氯化铝对污水进一步处理，获得了满意的处理效果。但有机膨润土成本较高，处理周期较长。CN201510528118.6专利技术公开了一种CO2硬化水玻璃砂湿法再生废水的处理方法，采用分次pH调节、混凝、助凝、沉淀、污泥脱水的方法处理铸造行业水玻璃砂湿法再生废水，并将浓缩后的沉淀泥渣用板框压滤机处理后外运，铸造水玻璃砂湿法再生原水经过pH粗调池和pH微调池，在泵前、后分别加入混凝剂PAC和助凝剂PAM，通过序批式絮凝沉淀浓缩池，停止进水处理2～3h后将上清液排出，再用泵将池底的浓缩污泥抽至板框压滤机。但是上述再生废水处理方法存在工艺操作繁琐，处理周期长，处理成本高等缺陷。基于上述理由，特提出本申请。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题或缺陷，本专利技术的目的在于提供一种无废水排放的水玻璃旧砂湿法再生方法。采用加化学试剂处理水玻璃旧砂湿法再生的污水，实现旧砂再生和滤液的循环利用是本专利技术的创新之处，且再生砂的性能优于传统湿法再生砂的性能。为了实现本专利技术的上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种无废水排放的水玻璃旧砂湿法再生方法，所述方法具体包括如下步骤：(1)将收集的水玻璃旧砂破碎、筛分后与清水混合，直接静置10-36h；或机械搅拌3-10min；然后将砂水分离，获得湿砂和再生废水，将所述湿砂烘干，得到再生砂；(2)向步骤(1)获得的再生废水中加入碱性无机粉体，混合搅拌、静置沉淀、过滤，即可获得清液，再将所述清液用于下一批水玻璃旧砂的湿法再生用水，重复步骤(1)。进一步地，上述技术方案，还包括步骤(3)：当步骤(1)获得的再生砂中的总碱量超标时，用清水淋洗再生砂，然后将淋洗获得的淋洗液用于补充旧砂再生用水。进一步地，上述技术方案，步骤(1)所述水玻璃旧砂筛分优选采用高频振筛机，所述振筛机是将颗粒大小不一的水玻璃旧砂多次通过均匀布孔的单层或多层筛面，最终实现粗砂、细砂粒的分离。进一步地，上述技术方案，步骤(1)所述水玻璃旧砂与清水的质量比为1：2-10，较优选为1：3。进一步地，上述技术方案，步骤(1)所述静置时间优选为24h。进一步地，上述技术方案，步骤(2)所述碱性无机粉体为氢氧化镁、氢氧化钙、氧化钙中的任一种。优选地，上述技术方案，步骤(2)所述碱性无机粉体优选为氧化钙。进一步地，上述技术方案，步骤(2)所述再生废水中碳酸钠与碱性无机粉体摩尔比为1：1-6。优选地，上述技术方案，步骤(2)所述再生废水中碳酸钠与碱性无机粉体的摩尔比为1：6。进一步地，上述技术方案，步骤(2)所述混合搅拌时间可不作具体限定，只要达到均匀混合、反应充分的目的即可。所述混合搅拌时间较优选为1-10min，更优选为3min。进一步地，上述技术方案，步骤(2)所述静置时间不超过36h，较优选为24h。为了清除再生废水中的碳酸盐等物质，减少有害成分累积对旧砂的再生性能造成不利的影响，必须采取措施去除再生废水主要中的碳酸盐、硅酸盐等成分，而且不会引入新的有害成分。本专利技术采用的三种不同无机碱性粉体CaO、Ca(OH)2、Mg(OH)2处理再生废水的反应方程式如下式一所示，通过上述反应可以将再生废水中的CO32-和SiO32-沉淀过滤后除去，得到稀的碱溶液。CaO+CO32-+H2O＝CaCO3↓+2OH-+H2OCaO+SiO32-+H2O＝CaSiO3↓+2OH-+H2OCa(OH)2+CO32-+H2O＝CaCO3↓+2OH-+H2OCa(OH)2+SiO32-+H2O＝CaSiO3↓+2OH-+H2OMg(OH)2+CO32-+H2O＝MgCO3↓+2OH-+H2OMg(OH)2+SiO32-+H2O＝MgSiO3↓+2OH-+H2O式一。与现有技术相比，本专利技术涉及的一种无废水排放的水玻璃旧砂湿法再生方法具有如下有益效果：本专利技术使用加氢氧化镁、氢氧化钙、氧化钙三种不同无机碱性粉体去除湿法再生废水中的有害成分，经处理过滤后的废水循环用于水玻璃旧砂的再生，再生砂的性能与新砂性能相近，完全能够达到工艺要求。经过实验对比分析发现，氧化钙处理再生废水的效果最好，且将氧化钙处理过滤后的废水再次用于湿法再生水玻璃砂，获得的再生砂中碳酸钠含量显著降低，其含量对再生砂性能没有影响。附图说明图1为本专利技术的一种无废水排放的水玻璃旧砂湿法再生方法的工艺流程示意图。图2为用酸滴本专利技术实施例1-3获得的清液所生成的二氧化碳气体体积对比图。图3为用酸滴本实施例4-11获得的清液所生成的二氧化碳气体体积对比图。图4为本专利技术实施例7、实施例12分别获得的再生砂以及市场上购买的新砂、旧砂的初始强度测试结果对比图：其中，纵坐标为初始强度，单位为MPa。图5为本专利技术实施例7、实施例12分别获得的再生砂以及市场上购买的新砂、旧砂的终强度测试结果对比图；其中，纵坐标为终强度，单位为MPa。图6为本专利技术实施例7、实施例12分别获得的再生砂以及市场上购买的新砂、旧砂的溃散性测试结果对比图；其中，纵坐标为残留强度，单位为MPa。图7为本专利技术实施例13获得的再本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无废水排放的水玻璃旧砂湿法再生方法，其特征在于：所述方法具体包括如下步骤：/n(1)将收集的水玻璃旧砂破碎、筛分后与清水混合，直接静置10-36h；或机械搅拌3-10min；然后将砂水分离，获得湿砂和再生废水，将所述湿砂烘干，得到再生砂；/n(2)向步骤(1)获得的再生废水中加入碱性无机粉体，混合搅拌、静置沉淀、过滤，即可获得清液，再将所述清液用于下一批水玻璃旧砂的湿法再生用水，重复步骤(1)。/n

【技术特征摘要】
1.一种无废水排放的水玻璃旧砂湿法再生方法，其特征在于：所述方法具体包括如下步骤：
(1)将收集的水玻璃旧砂破碎、筛分后与清水混合，直接静置10-36h；或机械搅拌3-10min；然后将砂水分离，获得湿砂和再生废水，将所述湿砂烘干，得到再生砂；
(2)向步骤(1)获得的再生废水中加入碱性无机粉体，混合搅拌、静置沉淀、过滤，即可获得清液，再将所述清液用于下一批水玻璃旧砂的湿法再生用水，重复步骤(1)。


2.根据权利要求1所述的一种无废水排放的水玻璃旧砂湿法再生方法，其特征在于：还包括步骤(3)：当步骤(1)获得的再生砂中的总碱量超标时，用清水淋洗再生砂，然后将淋洗所得淋洗液用于补充旧砂再生用水。


3.根据权利要求1所述的一种无废水排放的水玻璃旧砂湿法再生方法，其特征在于：步骤(1)所述水玻璃旧砂与清水的质量比为1：2-10。


4.根据权利要求1所述的一种无废水排...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢记军，李继常，徐自立，余联庆，卢鑫，杨凯晟，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42