铸造CO2水玻璃砂的再生利用一直是业界的难题之一。有关回收研究和应用实践表明,湿法再生可实现高质量低成本的旧砂回收利用,缺点是产生大量再生污水。针对湿法再生产生污水排放的问题,本课题提出了水循环使用的水玻璃旧砂湿法再生方法,可以实现水的循环使用、污水零排放的目标。基于此开展理论与实验研究,并进入中试试验,以获取湿法再生及污水处理的技术参数。分析了水玻璃旧砂湿法再生污水处理及循环使用的小试试验结果,对比不同的试剂对污水的处理效果,确定了以石灰乳处理污水后过滤水循环使用的技术方案。从污水中有害成分的去除与沉淀、再生砂的强度等三个方面进行水玻璃旧砂和污水的处理实验,分析了技术方案的可行性。基于实验结果搭建中试试验平台。使用Ansys Fluent的多相流模型对生石灰消化和石灰乳处理污水过程进行模拟仿真,完成生石灰粉粒径和消化与混合搅拌速度的选择和轴应力校核。实现包括生石灰消化系统与污水处理系统等关键设备的合理选型,组建水玻璃旧砂湿法再生中试生产线。按照试验和仿真优化的参数,在中试生产线上进行六次水循环湿法再生。中试试验表明:旧砂经过二级水力擦洗后喷淋脱水,得到再生砂和污水;石灰乳以水与生石灰质量比为3/1,以300r/min搅拌,石灰乳处理污水能有效的将80%以上的碳酸盐和90%以上的硅酸盐转化成氢氧化钠溶液和碳酸钙、硅酸钙沉淀。在六次水循环过程中,再生砂的平均回用率为87%,循环水量相比于湿法再生用水增加率为2.5‰,实现了水零排放的目标。再生砂的初强度1.5MPa、24h强度为1.6MPa,接近于新砂的强度;残留强度为2.5MPa,溃散性有小幅度恶化。以再生砂进行造型浇铸,铸件没有明显的铸造缺陷,证明再生砂完全满足使用要求。循环过程中氢氧化钠的浓度不断提高,水力擦洗可恢复旧砂表面水玻璃活性变成胶体,污水的粘度变高,在脱水阶段增加高压清水喷淋,可以进一步去除了旧砂表面黏附溶液,减缓了再生砂中杂质累积,保证了再生砂的初强度和24h强度的稳定,有效缓解溃散性恶化问题。