水玻璃铸造旧砂再生方法及设备研究进展

水玻璃砂在绿色铸造领域有着非常广泛的应用,但旧砂再生难题长期困扰着铸造与环保工作者。针对这一问题,国内外学者先后提出了干法再生、湿法再生、加热干法再生、化学再生、生物再生等水玻璃再生方法。对现有的几种典型的水玻璃再生方法的原理及其设备进行了详细的阐述,分析了各类再生方法的优缺点,介绍了课题组开发的一系列水玻璃旧砂再生设备,认为未来水玻璃旧砂生物再生将重点研究绿色高效的水玻璃旧砂促溶剂以及再生设备的开发。     

水玻璃旧砂中醋酸盐含量分析方法

针对水玻璃旧砂的成分特点,研究了旧砂中的碳酸根、硅酸根等阴离子的影响.结果表明:酸化处理后碳酸根的影响可以忽略;当硅酸根质量浓度高于300μg/mL时,测试结果明显偏高;通过加入MgCl_2可沉淀去除大部分碳酸盐和硅酸盐,其中硅酸根的质量浓度可降低到257.6μg/mL以下,将其影响减少到合理范围.据此提出了沉淀分离、索氏提取、酸化后滴定分析的水玻璃旧砂醋酸盐含量方法.采用该方法测定了模拟旧砂样品及工厂实际砂样中的醋酸盐含量,测试结果与离子色谱法的结果相比仅高出0.33%,说明与实际值一致,相对标准偏差低于3%.     

水玻璃旧砂湿法再生污水生物处理研究

介绍了水玻璃旧砂湿法再生强碱性污水生物处理技术的研究结果.利用硅藻依赖污水中Na＋和SiO32＋而繁殖的特性,在强碱性污水中提供适宜的条件培养经过驯化的硅藻,使快速生长的硅藻大量消耗碱性污水中的Na＋和SiO32＋,使污水的碱性显著降低.生物处理的关键技术包括：硅藻藻种的选择（选用谷皮菱形藻）;在高碱性水玻璃湿法再生污水中逐步驯化得到硅藻良种;提供适宜条件使耐碱硅藻大量繁殖以消耗污水中的Na＋和SiO32＋离子实现回收（回收效率影响因素包括环境温度和光照度、营养物的氮源类型和氮磷比等）.研究结果证明：所选用的谷皮菱形藻能将质量分数超过51.0%的Na＋和质量分数超过24.0%的SiO32＋从污水中提取出来,污水的pH值可由11.0降低到8.8.     

基于电位法的水玻璃模数自动测定方法及仪器

在遵循水玻璃模数测定原理的基础上,提出了一种基于电位法的水玻璃模数自动测定方法并设计了相关仪器,采用金属锑电极和温度传感器组成的信号采集单元采集到的电位信号取代传统的指示剂判断滴定终点;采用微型蠕动泵对待测溶液进行精确加液滴定代替手工加液滴定;采用STM32F103微控制器控制整个滴定过程并进行数据处理;采用磁力加热搅拌器对整个滴定过程进行加热搅拌.试验结果表明采用该方法及仪器可以自动、快速、准确测定水玻璃模数.     

超细粉末材料改性水玻璃粘结剂

从几种可能的超细材料里面筛选出一种最合适的超细材料,就这种材料对水玻璃粘结剂的具体性能影响展开研究.结果表明:用经过特殊处理后的超细粉末材料改性水玻璃粘结剂,具有常温强度高、残留强度低等优点;超细粉末材料改性的水玻璃粘结剂采用酯硬化工艺,可使水玻璃粘结剂的加入量低于3.0%,在水玻璃砂常温强度有所提高的前提下,其溃散性显著改善.较佳的超细粉末材料改性水玻璃粘结剂的测试结果为(与不改性水玻璃相比):常温24h强度提高了30.7%,残留强度下降了40.1%.     

微波加热硬化水玻璃砂表面涂层的抗湿性研究

针对微波加热硬化水玻璃砂吸湿性强的特点,以PbO-ZnO系低温玻璃粉作为主要的涂层材料,研究测试了涂层的抗湿性．结果表明：表面涂层后的水玻璃砂样抗吸湿性明显高于普通水玻璃砂样,4h存放强度提高了2．33倍,4h吸水率降低了45．9％．通过SEM和XRD等测试方法,对表面涂层砂样和普通砂样的物相和成分进行了分析：SEM分析表明,表面涂层砂样的表层有涂层材料渗入形成防湿层,防湿层内砂粒表面的粘结桥有许多细小颗粒状物质分布．表面xRD扫描表明：涂层表面出现了3种新的物相,即Al2TiO3,NaAlO2和PbTiO3,它们是表面涂层提高砂样抗湿性的主要原因．