水玻璃铸造废砂的再生循环利用

中图分类号：TE08文献标识码： A

铸造是机械制造业的重要组成部分，我国是世界铸造大国。水玻璃砂型铸造工艺具有价格便宜、流动性好、硬化快、型芯的尺寸精度高等优点，在混砂造型、浇注和落砂过程中均无刺激性气味、无毒气产生，也无黑色污染，是铸造工艺的主要方法，它约占整个铸钢件生产的70%。

但是，水玻璃铸造废弃砂低成本有效再生一直是水玻璃砂型铸造行业的一个的难题，我国废弃水玻璃砂的回收率不超过30%，每年铸造水玻璃砂的废弃量有上千万吨，铸造水玻璃废弃砂堆积如山，不少地方堆弃在深沟河道内，造成不可见的地下水污染。。随着国家对环境保护日趋重视，谁污染谁治理，谁排放谁埋单，主管领导要对污染事件负主要责任等一系列法律政策的执行，废弃物随意倾倒的现象已成为过去。

据查阅，铸造废弃砂回收利用已有众多研究，以树脂自硬砂再生回用最为普遍，树脂砂再生技术在国内已非常成熟和完善。部分企业也尝试过水玻璃旧砂再生，但因水玻璃旧砂再生技术耗水量大，成本高，再生砂质量差，溃散性恶化，再生砂只能做背砂使用，更不可重复循环使用，导致再生技术根本不可能大量推广。调研发现，因无法再生处理，排放又占用土地污染环境，一些使用水玻璃砂铸造的企业不得不放弃水玻璃砂铸造技术而使用树脂砂进行铸造，这样不但折合到每吨铸件上的成本要增加200多元，而且在浇铸时会有很刺鼻的气味。如果水玻璃铸造废砂能彻底处理，不少企业还是倾向于使用水玻璃铸造方法，成本低，界面友好。如何对资源综合利用、发展循环经济是摆在铸造行业的一个很值得思考的问题。工业和信息化部近日也出台了关于铸造企业准入制度，要求采用砂型铸造工艺的企业，必须配备有与企业生产规模相适应的砂处理设备，采用什么技术哪种装备能彻底进行水玻璃铸造废弃砂再生可能一直是困扰铸造企业的一个难题。

机械科学研究总院是国资委直属大型中央企业，在全国拥有十四家控股和直属公司，是全国铸造、焊接、锻压、热处理等方面的归口单位。下属的沈阳铸造研究所是国内铸造技术和铸造材料研究的专业院所，机械科学研究总院专家团队经过长时间摸索，探索出了可以对水玻璃铸造废砂能彻底处理循环利用的专利技术，项目已获得国家专利6项，成立了国内首家专业性水玻璃废砂循环利用企业。水玻璃砂型铸造工艺中需要使用大量的水玻璃砂，传统方式废砂回收利用率仅为20%-30%，该技术采用湿法再生配合微生物处理，经过分拣、破碎、分拣、除杂、浸泡、微生物分解处理、搓洗、脱水烘干、分级再生、除尘、污水处理等一系列工艺，实现了无尘化生产，分粒度级别回收，副产品是铬铁矿砂、铁粉和硅酸钠，污水无排放全部循环利用，回用率达到90%以上。

福建地区年处理水玻璃铸造废砂15万吨的中试示范线已运行一年多，实现了水玻璃铸造废砂的循环再生，再生硅砂已在福建省三钢明光机械铸造有限公司、三明鑫建特种机械铸造有限公司、福建三明三重铸锻有限公司、三明市祥宏机械有限公司回用，使用效果良好，技术成熟可靠，该项目经过中试成功已进入产业化推广阶段。再生砂在性能各方面均优于原砂，再生砂棱角更加圆润，不仅比新砂好用，而且价格比新砂要低，在铸造砂采购环节上的费用也大大降低，进而可以大大降低企业的铸件成本，提高产品的市场竞争力。

该技术的中试成功，对解决制约使用水玻璃砂型铸造技术的企业废砂处理的技术瓶颈问题，对节约资源，对解决铸造企业发展壮大与环境保护日益突出的矛盾，降低环境污染有很大的社会效益。不仅解决了企业水玻璃废砂无处堆放的难题，而且大大降低了原砂开采量，自然资源终究是有限的，对建立节约型社会和环境友好型社会奠定了基础。

通过调研发现，随着企业的社会责任心增强，大力推广应用水玻璃铸造废弃砂的再生循环利用技术是众多铸造企业的迫切需求。机械科学研究总院已着手在全国范围内选址布点，力争在2年内建立5个年处理20万吨水玻璃铸造废弃砂的废弃砂再生利用基地。该技术的研究和推广不仅可以推动铸造行业节能减排，实现绿色制造，而且对发展我国循环经济具有重大意义。