CN116603972B - 宝珠砂再生精选工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铸型材料处理技术领域，具体涉及一种宝珠砂再生精选工艺，依次包括如下步骤：S1.脱模：对废砂进行脱模，去除废砂中的泥份；S2.焙烧：对脱模后的废砂进行焙烧，去除废砂中的树脂和煤粉；S3.强磁选：以大于或等于15000Gs的磁场强度对焙烧后的废砂进行强磁选，吸出废砂中的宝珠砂、铁粉和烧结硅砂，同时附带部分硅砂；S4.弱磁选：以1500Gs至1800Gs的磁场强度对强磁选出的混合物进行弱磁选，去除其中的铁粉；S5.精选：对弱磁选得到的混合物进行精选，得到宝珠砂。本发明提供的宝珠砂再生精选工艺，能够实现宝珠砂的回收利用，以满足宝珠砂较大的需求量。
Description
技术领域
本发明涉及铸型材料处理技术领域，尤其涉及一种宝珠砂再生精选工艺。
背景技术
宝珠砂，学名“熔融陶瓷砂”，具有耐高温、不破碎、无粉尘、球形、透气性高、填充性好、无矽尘危害等优点，是绿色铸造环保用砂。
宝珠砂，主要成分有三氧化二铝、二氧化硅、三氧化二铁、二氧化钛等，常用于发动机缸体和缸盖等油道、水套及薄壁铸件的砂芯制造，用以解决烧结问题；热芯盒使用的覆膜砂中也会增加不等比例的宝珠砂。
在铸造完成后，宝珠砂进入废砂***中。对于这种废砂，现有的处理方式为：作为固废处理或将废砂中的铁粉磁选出，剩余废砂采用热法或热湿法再生后直接使用，不进行宝珠砂的回收利用。但宝珠砂的价格是普通硅砂的10多倍，国内年需求量约为25万吨，回收利用可带来经济和环保价值。因此，亟需一种宝珠砂再生精选工艺。
发明内容
为解决现有废砂中宝珠砂回收利用的技术难题，本发明提供了一种宝珠砂再生精选工艺。
本发明提供的宝珠砂再生精选工艺，包括：
S1.脱模：对废砂进行脱模，去除废砂中的泥份；
S2.焙烧：对脱模后的废砂进行焙烧，去除废砂中的树脂和煤粉；
S3.强磁选：以大于或等于15000Gs的磁场强度对焙烧后的废砂进行强磁选，吸出废砂中的宝珠砂、铁粉和烧结硅砂，同时附带部分硅砂；
S4.弱磁选：以1500Gs至1800Gs的磁场强度对强磁选出的混合物进行弱磁选，去除其中的铁粉；
S5.精选：对弱磁选得到的混合物进行精选，得到宝珠砂。
可选的，步骤S1中，废砂依次经过两个脱模机，以完成二次脱模。
可选的，步骤S3中，采用带式强磁选机对焙烧后的废砂进行强磁选，所述带式强磁选机所用磁性滚筒的磁场强度大于或等于15000Gs。
可选的，所述带式强磁选机设有至少两个且呈上下游分布，每个带式强磁选机皆包括磁选机本体和振动溜槽，所述振动溜槽为腹板和两个翼板组成的U型槽结构，物料通过振动溜槽进入磁选机本体，上游磁选机本体的非磁性物料出口与相邻下游振动溜槽的入口对应设置。
可选的，所述振动溜槽内设有挡砂板，所述挡砂板与所述振动溜槽的腹板垂直，所述挡砂板与所述振动溜槽的腹板之间形成适于让物料通过的间隙，所述挡砂板高度可调。
可选的，所述振动溜槽的腹板上设有多个导砂块，多个导砂块沿所述振动溜槽的宽度方向间隔分布。
可选的，步骤S4中，采用带式弱磁选机对强磁选出的混合物进行弱磁选，所述带式弱磁选机所用磁性滚筒的磁场强度在1500Gs至1800Gs之间。
可选的，步骤S5中，采用比重精选机对弱磁选得到的混合物进行精选，所述比重精选机设有宝珠砂纯度依次增高的第一组出口、第二组出口和第三组出口，从第一组出口选出的宝珠砂作为普通砂使用，从第二组出口选出的宝珠砂返回所述比重精选机入口再次精选，从第三组出口选出的宝珠砂作为成品进行收集。
可选的，在步骤S3与步骤S4之间增设有筛选步骤：对强磁选出的混合物进行振动筛选，以去除其中的杂质。
可选的，在步骤S5之后增设有水洗步骤：对精选出的宝珠砂进行水洗，得到再生精选宝珠砂。
本发明提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
本发明提供的宝珠砂再生精选工艺，首先通过脱模去除废砂中的泥份，通过焙烧去除废砂中的树脂和煤粉，然后通过强磁选筛选出宝珠砂、铁粉和烧结硅砂，最后通过精选筛选出宝珠砂。本方法能够实现宝珠砂的回收利用，以满足宝珠砂较大的需求量。另外，本方法在废砂进行脱模和焙烧后，利用宝珠砂的弱磁性，通过强磁将宝珠砂、铁粉以及烧结硅砂尽可能多的磁选出，虽然磁性滚筒也会附带部分硅砂，但此部分硅砂量相对于初始废砂中的硅砂量而言大幅减少，同时通过强磁能够基本将初始废砂中的宝珠砂磁选出，所以在后续精选时能够大幅提高宝珠砂的精选效率，以满足生产工艺要求。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1表示本发明实施例中强磁选所用设备示意图；
图2表示本发明实施例中振动溜槽的结构俯视示意图；
图3表示本发明实施例中筛选、弱磁选以及精选步骤所用设备示意图。
图中：
1、磁选机本体；11、非磁性物料出口；12、磁性物料出口；2、振动溜槽；21、腹板；211、导砂块；22、翼板；221、连接板；3、挡砂板；4、带式弱磁选机；5、比重精选机；6、上料斗；7、振动筛分机；8、斗式提升机。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面将对本发明的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。
在一个实施例中，宝珠砂再生精选工艺依次包括：脱模、焙烧、强磁选、弱磁选以及精选。
S1.脱模：对废砂进行脱模，去除废砂中的泥份。
容易理解的，脱模是在脱模机操作完成，其主要目的去除废砂中的泥份，以避免泥份对后续工艺的干扰。
进一步的，废砂依次经过两个脱模机，以完成二次脱模。通过二次脱模，能够更加彻底的去除废砂中的泥份。
S2.焙烧：对脱模后的废砂进行焙烧，去除废砂中的树脂和煤粉。
容易理解的，焙烧是在焙烧炉中操作完成，其主要目的是去除废砂中的树脂和煤粉，以避免树脂和煤粉对后续工艺的干扰。
具体的，焙烧温度控制在590℃至610℃，可以为590℃，也可以为600℃，还可以为610℃。
S3.强磁选：以大于或等于15000Gs的磁场强度对焙烧后的废砂进行强磁选，吸出废砂中的宝珠砂、铁粉和烧结硅砂，同时附带部分硅砂。
需要说明的是，通过实验观察，当磁场强度在12000Gs时便可以将弱磁性的宝珠砂吸取。为了提高宝珠砂的回收率，选用磁场强度越高越好。当磁选强度达到15000GS时，宝珠砂的回收率便可达到生产需要，所以本方法要求强磁选的磁场强度大于或等于15000GS。
具体的，以15000Gs的磁场强度对焙烧后的废砂进行强磁选。目前市场上磁选结构最高磁场强度为16000Gs，但当采用16000Gs时，其生产工艺精度要求高且价格昂贵，所以本实施例综合以上因素，选取15000Gs的磁场强度进行强磁选。其他实施例中，如果不计成本因素，选用16000Gs的磁场强度进行强磁选亦可。
具体的，采用带式强磁选机对焙烧后的废砂进行强磁选，带式强磁选机所用磁性滚筒的磁场强度大于或等于15000Gs。容易理解的，带式强磁选机包括磁性滚筒和绕装在磁性滚筒***的透磁皮带，磁性滚筒一般根据体积、磁极排布，采用普通磁铁块进行组合，然后在***包裹不带磁性的不锈钢制成。带式强磁选机制造难度低，操作方便。其他实施例中，也可采用管道永磁除铁器对焙烧后的废砂进行强磁选。
更具体的，带式强磁选机设有至少两个且呈上下游分布，每个带式强磁选机皆包括磁选机本体1和振动溜槽2，振动溜槽2为腹板21和两个翼板22组成的U型槽结构，物料通过振动溜槽2进入磁选机本体1，上游磁选机本体1的非磁性物料出口11与相邻下游振动溜槽2的入口对应设置。
容易理解的，振动溜槽2即带有振动器的槽状结构，通过振动器的振动，能够实现振动溜槽2的振动进料，从而使得进料更加均匀。
细节的，参照图1，带式强磁选机设有上下布置的两个，上方带式强磁选机的振动溜槽2承接焙烧后的废砂，上方磁选机本体1的非磁性物料出口11输出的物料进入下方带式强磁选机的振动溜槽2进行二次强磁选，两个带式强磁选机的磁性物料出口12输出的物料皆流入弱磁工序进行弱磁选，下方磁选机本体1的非磁性物料出口11输出的物料收集后作为普通砂使用。当然，作为可替换的实施方式，带式强磁选机也可设有三个或更多且呈上下游分布。
通过两个或多个带式强磁选机能够完成对焙烧后的废砂进行两级或多级的强磁选，能够尽可能多的吸出废砂中的宝珠砂，进一步提高宝珠砂的回收率。
进一步的，参照图2，在振动溜槽2内设有挡砂板3，挡砂板3与振动溜槽2的腹板21垂直，挡砂板3与振动溜槽2的腹板21之间形成适于让物料通过的间隙，挡砂板3高度可调。
具体的，参照图2，振动溜槽2的两个翼板22上皆设有连接板221，连接板221上沿振动溜槽2的槽深方向设置多个安装孔，挡砂板3的两端通过贯穿安装孔的螺栓固定在振动溜槽2的翼板22上，通过将螺栓贯穿于不同高度的安装孔内实现挡砂板3的高度调节。作为可替换的实施方式，也可在振动溜槽2的两个翼板22内侧开设沿槽深方向布置的滑槽，挡砂板3的两端置于滑槽中，通过挡砂板3沿滑槽滑动实现挡砂板3的高度调节，并在振动溜槽2的翼板22外侧对应滑槽的位置拧装顶丝，通过顶丝抵接挡砂板3实现挡砂板3在滑槽内的固定。
通过挡砂板3的高度调节，能够调节挡砂板3与振动溜槽2的腹板21之间间隙的高度，从而调节从该间隙通过的物料的厚度，以在保证生产效率的前提下尽可能多的从废砂中吸出宝珠砂。
进一步的，参照图2，振动溜槽2的腹板21上设有多个导砂块211，多个导砂块211沿振动溜槽2的宽度方向间隔分布。
如前述所述，带式强磁选机的磁性滚筒一般根据体积、磁极排布，采用普通磁铁块进行组合，然后在***包裹不锈钢制成。相邻普通磁铁块在接缝处磁性相吸，磁性最强。导砂块211能够引导废砂从磁性最强的地方通过，以提高宝珠砂的回收率。
S4.弱磁选：以1500Gs至1800Gs的磁场强度对强磁选出的混合物进行弱磁选，去除其中的铁粉。
需要说明的是，通过实验观察，当磁场强度在1800Gs时，无法吸取宝珠砂，而当磁场强度在1500Gs时，对铁粉的吸取效率便已可以满足生产需要，所以本方法要求弱磁选的磁场强度在1500Gs至1800Gs之间。
具体的，参照图3，采用带式弱磁选机4对强磁选出的混合物进行弱磁选，带式弱磁选机4所用磁性滚筒的磁场强度在1500Gs至1800Gs之间。带式弱磁选机4制造难度低，操作方便。其他实施例中，也可采用管道永磁除铁器对强磁选出的混合物进行弱磁选。
S5.精选：对弱磁选得到的混合物进行精选，得到宝珠砂。
具体的，参照图3，采用比重精选机5对弱磁选得到的混合物进行精选，比重精选机5设有宝珠砂纯度依次增高的第一组出口、第二组出口和第三组出口，从第一组出口选出的宝珠砂作为普通砂使用，从第二组出口选出的宝珠砂返回比重精选机5入口再次精选，从第三组出口选出的宝珠砂作为成品进行收集。
更具体的，本实施例采用公告号为CN217369171U的专利中所用的废砂精选机，该废砂精选机设有十个出口，为方便说明，按照宝珠砂纯度从低到高的顺序依次将十个出口命名为一号出口、二号出口…十号出口，将一号出口至三号出口作为第一组出口，将四号出口至七号出口作为第二组出口，将八号出口至十号出口作为第三组出口。作为可替换的实施方式，比重精选机5也可采用公告号为CN210730890U的专利中所用的宝珠砂筛分装置。
通过将第一组出口选出的宝珠砂直接作为普通砂使用，能够保证宝珠砂精选的效率；通过将第二组出口返回比重精选机5入口再次精选，能够提高宝珠砂的收得率；通过将第三组出口选出的宝珠砂作为成品进行收集能够保证宝珠砂的纯度。
本发明提供的宝珠砂再生精选工艺，首先通过脱模去除废砂中的泥份，通过焙烧去除废砂中的树脂和煤粉，然后通过强磁选筛选出宝珠砂、铁粉和烧结硅砂，最后通过精选筛选出宝珠砂。本方法能够实现宝珠砂的回收利用，以满足宝珠砂较大的需求量。另外，本发明在废砂进行脱模和焙烧后，利用宝珠砂的弱磁性，通过强磁将宝珠砂、铁粉以及烧结硅砂尽可能多的磁选出，虽然磁性滚筒也会附带部分硅砂，但此部分硅砂量相对于初始废砂中的硅砂量而言大幅减少，同时通过强磁能够基本将初始废砂中的宝珠砂磁选出，所以在后续精选时能够大幅提高宝珠砂的精选效率，以满足生产工艺要求。
一些实施例中，参照图3，在步骤S3与步骤S4之间增设有筛选步骤：对强磁选出的混合物进行振动筛选，以去除其中的杂质，以避免杂质对后续弱磁选或精选的影响。
具体的，采用振动筛分机7对强磁选出的混合物进行振动筛选。
具体实施时，参照图3，强磁选出的混合物依次经过上料斗6、振动筛分机7、斗式提升机8进入带式弱磁选机4，铁粉经过弱磁选被筛掉后，剩余物料进入比重精选机5进行精选。
一些实施例中，在步骤S5之后增设有水洗步骤：对精选出的宝珠砂进行水洗，得到再生精选宝珠砂。
具体的，水洗步骤包括依次进行的擦水机水洗、脱水机脱水、烘干滚筒干燥、沸腾冷却床冷却，最后通过发砂罐进入成品砂仓。
下面结合一组实验对水洗的效果进行论证：
选取步骤S5得到的宝珠砂，加入树脂1.4%，所制成的砂芯初强度为1.7MPa，24小时后强度为3.05MPa；选取经过水洗步骤后得到的宝珠砂，加入树脂1.4%，所制成的砂芯初强度为2.1MPa，24小时后强度为3.1MPa。
可见，精选的宝珠砂经过水洗后，不但能够去除表面灰尘，提高可见亮度，而且还能提高所制成砂芯的强度。
以上仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。尽管参照前述各实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离各实施例技术方案的范围，其均应涵盖权利要求书的保护范围中。
Claims (2)
1.一种宝珠砂再生精选工艺，其特征在于，依次包括如下步骤：
S1.脱模：对废砂进行脱模，去除废砂中的泥份；废砂依次经过两个脱模机，以完成二次脱模；
S2.焙烧：对脱模后的废砂进行焙烧，去除废砂中的树脂和煤粉；
S3.强磁选：以大于或等于15000Gs的磁场强度对焙烧后的废砂进行强磁选，吸出废砂中的铁粉、烧结硅砂和弱磁性的宝珠砂，同时附带部分硅砂；采用带式强磁选机对焙烧后的废砂进行强磁选，所述带式强磁选机包括磁性滚筒和绕装在磁性滚筒***的透磁皮带，所述带式强磁选机所用磁性滚筒的磁场强度大于或等于15000Gs；所述带式强磁选机设有两个且呈上下游分布，每个带式强磁选机皆包括磁选机本体（1）和振动溜槽（2），所述振动溜槽（2）为腹板（21）和两个翼板（22）组成的U型槽结构，物料通过振动溜槽（2）进入磁选机本体（1），上游磁选机本体（1）的非磁性物料出口（11）与相邻下游振动溜槽（2）的入口对应设置，带式强磁选机设有上下布置的两个，上方带式强磁选机的振动溜槽（2）承接焙烧后的废砂，上方磁选机本体（1）的非磁性物料出口（11）输出的物料进入下方带式强磁选机的振动溜槽（2）进行二次强磁选，两个带式强磁选机的磁性物料出口（12）输出的物料皆流入弱磁工序进行弱磁选，下方磁选机本体（1）的非磁性物料出口（11）输出的物料收集后作为普通砂使用；所述振动溜槽（2）内设有挡砂板（3），所述挡砂板（3）与所述振动溜槽（2）的腹板（21）垂直，所述挡砂板（3）与所述振动溜槽（2）的腹板（21）之间形成适于让物料通过的间隙，所述挡砂板（3）高度可调，振动溜槽（2）的两个翼板（22）皆设有连接板（221），连接板（221）上沿振动溜槽（2）的槽深方向设置多个安装孔，挡砂板（3）的两端通过贯穿安装孔的螺栓固定在振动溜槽（2）的翼板（22）上，通过将螺栓贯穿于不同高度的安装孔内实现挡砂板（3）的高度调节；所述振动溜槽（2）的腹板（21）上设有多个导砂块（211），多个导砂块（211）沿所述振动溜槽（2）的宽度方向间隔分布，导砂块（211）引导废砂从磁性最强的地方通过，以提高宝珠砂的回收率；
对强磁选出的混合物进行振动筛选，以去除其中的杂质；
S4.弱磁选：以1800Gs的磁场强度对强磁选出的混合物进行弱磁选，去除其中的铁粉；
S5.精选：对弱磁选得到的混合物进行精选，得到宝珠砂，采用比重精选机（5）对弱磁选得到的混合物进行精选，所述比重精选机（5）设有宝珠砂纯度依次增高的第一组出口、第二组出口和第三组出口，从第一组出口选出的宝珠砂作为普通砂使用，从第二组出口选出的宝珠砂返回所述比重精选机（5）入口再次精选，从第三组出口选出的宝珠砂作为成品进行收集；
S6.水洗：对精选出的宝珠砂进行水洗，得到再生精选宝珠砂。
2.根据权利要求1所述的宝珠砂再生精选工艺，其特征在于，步骤S4中，采用带式弱磁选机（4）对强磁选出的混合物进行弱磁选，所述带式弱磁选机（4）所用磁性滚筒的磁场强度为1800Gs。
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