シリカゲル砂処理装置

シリカゲル砂処理装置
シリカゲル砂（ケイ酸ナトリウム砂またはケイ酸ナトリウム砂としても知られる）は、鋳造業界で一般的に使用される無機結合剤タイプの砂です。シリカゲル砂処理装置の主な目的は、砂の性能を維持することを前提として、コストを削減し、固形廃棄物の排出を最小限に抑えながら、古い砂を効率的に再生およびリサイクルすることです。
シリカゲル砂処理装置の核となる「砂再生システム」は、シリカゲル砂の硬化・崩壊機構により古い砂の表面が硬いシリコンゲルの膜で覆われ、直接再利用すると砂の性能に重大な影響を及ぼします。
完全なシリカゲル砂処理システムには、通常、次の主要コンポーネントが含まれています。
1. 炉心再生装置（再生原理による分類）
これはシステムの「心臓部」であり、再生砂の品質とシステムのコストを決定します。
乾式再生装置
原理: 高速の衝突、摩擦、研削によって古い砂粒子の表面の不活性膜を除去します。-
主な装備：
遠心衝撃再生機: 高速ローターの作用により砂流が吐き出され、ターゲット プレートや砂流に衝突、摩擦されます。{0}これは現在最も広く使用されており、効果的な乾式再生装置です。
気流衝撃再生機: 高速気流を使用して、再生チャンバー内で砂粒子を互いに衝突させたり、耐摩耗性のターゲット プレートに衝撃を与えたりします。-
振動再生機：振動により砂粒子同士が摩擦を起こし、スケール除去能力は比較的弱く、一次再生として、または他の装置と組み合わせて使用​​されることが多い。
特長：設備がシンプルでエネルギー消費が少なく、廃水も発生しません。ただし、再生砂中の残留 Na₂O 含有量は比較的高く (通常はまだ 0.3-1.0% の範囲内)、砂の品質要件がそれほど厳しくない鋳鋼および鋳鉄部品、または湿式再生の前処理として適しています。
湿式再生装置
原理：水洗、拭き取り、機械的撹拌と摩擦により、砂粒子表面のシリコンゲル膜やアルカリ金属酸化物を溶解除去します。
主な装備：
油圧サイクロン：核となる装置。砂-混合物は接線に沿って装置内に押し込まれ、遠心力と粒子間の摩擦を利用して激しい渦を発生させて洗浄します。
ワイピングマシン/スクレーパータンク: 砂-混合物を機械的に拭き取るための強力な羽根車を備えたタンク。
プロセスフロー: 古い砂の破砕 → 湿式再生 (ワイピング、サイクロン) → 脱水 (振動スクリーン、脱水機) → 乾燥 (沸騰床乾燥機、3 パスドラム乾燥機)。-
特長：再生砂の品質は最高で、残留Na₂Oを0.1％以下に低減でき、新砂のレベルに近づき、高い再利用率（最大90％）を実現します。しかし、システムが複雑で投資額が高く、廃水処理の問題（水処理システムが必要）があり、エネルギー消費量も高くなります。これは主に、高品質の鋳鋼部品、複雑で精密な鋳造品、または砂の要件が非常に厳しい生産ラインに使用されます。-
熱回生と複合回生
熱再生：高温（700度以上）では、砂粒子表面のシリコンゲル膜が燃焼して酸化され、機械的摩擦によって除去されます。非常に高いエネルギー消費を伴う燃焼炉が必要ですが、通常は特別な要件にのみ使用されるか、乾式/湿式法と組み合わせて使用​​されます。
複合再生: 最良の効果と経済的利益を達成するために 2 つ以上の方法を組み合わせること。最も一般的なのは「乾式法＋湿式法」または「サーマル法＋乾式法」です。たとえば、最初に乾式法で不活性膜の大部分を除去し、次に湿式法で徹底的に洗浄することで、湿式法システムの負荷と処理コストを削減できます。
2. 対応治療機器
完全なシリカゲル砂処理ラインには、次のリンクも含まれています。
前処理装置:-
破砕装置：振動破砕機、ジョークラッシャーなど、鋳物部品の研磨後に固まった古い砂を処理するために使用されます。
磁気分離装置：砂から鉄豆や飛び刃などの磁性不純物を除去し、その後の装置を保護します。
ふるい分け装置（振動ふるいなど）: 非磁性不純物から大きな砂ブロックや中核骨などを除去します。-
後処理と砂の保管システム:{0}}
砂冷却装置：再生砂は温度が高い場合があるため、使用前に室温近くまで冷却する必要があります。一般的に使用される沸騰床冷却器またはダブルディスク冷却器。-砂貯蔵・搬送システム：砂材の循環・貯蔵に使用される砂貯蔵ビン、バケットエレベータ、ベルトコンベア、空気搬送装置などが含まれます。
混合機：再生砂（または新品砂混合）と新品の水ガラス、硬化剤などを混合し、使用可能な鋳物砂を調製します。通常は高効率-ローター-タイプの混合機を使用します。
環境補助装置 (特に湿式プロセス用):
水処理装置：湿式再処理で発生した廃水を凝集・沈殿・加圧ろ過等の処理により処理し、水の再利用と汚泥（主に微細シリカとアルカリ）の乾燥処理を実現します。
集塵システム: 粉砕、選別、搬送、乾式再処理などの粉塵発生箇所に集塵フードや袋型集塵機を設置し{0}{1}集塵します。
Ⅲ．装置の選定とプロセスフローの提案
再処理装置とプロセス フローの選択は、主に次の要素によって決まります。
鋳造材料と品質要件: 鋳鋼と高品質の鋳鉄部品には、通常、湿った再処理砂が必要です。{0}一般的な鋳鉄部品には、高品質の乾式再処理砂を使用できます。-
生産バッチサイズと規模: 大規模な連続生産は、完全に自動化された湿式再処理ラインに適しています。-少量のバッチ、複数の品種では、乾式再処理または単純な湿式処理装置を採用できます。
環境要件とコスト予算: 湿式再処理への投資と運営コストは高額ですが、固形廃棄物 (廃砂) の排出をゼロにする可能性があります。乾式処理のコストは低いですが、それでも最終的には一部の廃砂を処分する必要があります。
典型的なプロセス フローの例:
水ガラス砂処理装置乾式再処理ライン：
除塵→破砕→磁選→選別→乾式再処理機→砂冷却→保管→混合。
水ガラス砂処理装置の湿式再処理ライン：
除塵→粉砕→磁気分離→湿式再処理装置（スクラブ＋旋回）→脱水→乾燥→冷却→保管→混合。
（補完水処理システム：廃水→沈殿池→加圧ろ過→上水再利用、汚泥は移送）
ケイ酸ナトリウム砂処理装置の鍵は、効率的かつ低コストの砂再生にあります。{0}現在の業界の傾向は次のとおりです。
高品質の再生の追求: 湿式再生技術は常に最適化されており、特に水処理技術の進歩により、その適用がより実現可能になっています。
設備と自動化の統合: 破砕、再生、除塵、輸送、制御を 1 つのシステムに統合し、土地占有と人員を削減します。
環境保護と資源活用を重視：古砂の「ゼロエミッション」と水のリサイクルを目指します。設備を計画するときは、専門の鋳造設備サプライヤーと綿密なコミュニケーションを取ることをお勧めします。-製品の構造、生産量、投資予算、現場条件に基づいて、お客様のニーズに合わせて最適な処理ソリューションをカスタマイズします。