一種人造金剛石電選提純的工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于超硬材料提純技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種人造金剛石電選提純的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]在超硬材料行業(yè)中，人工合成金剛石現(xiàn)多采用粉末觸媒合成芯柱工藝，即高溫高壓下，合成芯柱中部分石墨在粉末觸媒作用下轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸?。在金剛石后處理提純過程中，首先粉末觸媒金剛石合成芯塊經(jīng)電化學(xué)工藝提取出觸媒金屬，所得物料為金剛石與石墨的混合物，然后進(jìn)入人造金剛石提純關(guān)鍵步驟一一金剛石、石墨的分離。
[0003]公知的人工合成超硬材料的提純工藝技術(shù)包括化學(xué)分離和物理機械分離?；瘜W(xué)分離是采用強氧化性酸或焙燒氧化去除石墨，從而達(dá)到金剛石的提純?；瘜W(xué)方法分離干凈，但其耗酸量大，成本較高，排出有害氣體多，污染環(huán)境。物理機械分離是根據(jù)金剛石與石墨的密度差異，采用選礦搖床重選工藝來完成金剛石和石墨的分離。物理方法分離過程簡易、經(jīng)濟、無有害氣體，但由于水阻力、水分子表面張力等因素造成金剛石顆粒與石墨微粉在水中沉降速度差異不明顯，不能充分去除石墨微粉。同時，搖床為粗礦型選礦設(shè)備，搖床工藝在除雜提純時用水量大，物料流失嚴(yán)重，人為因素影響大，勞動力占有量大，廢水處理成本高昂O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種安全環(huán)保、生產(chǎn)效率高、勞動強度低、節(jié)能節(jié)酸的人造金剛石電選提純工藝。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明針對石墨與金剛石的電導(dǎo)率差異，采用高壓電場讓石墨與金剛石感應(yīng)起電，使混合物料與接地金屬面均勾接觸，良導(dǎo)體石墨的表面電荷在接觸金屬導(dǎo)體時流走，而絕緣體金剛石表面依然帶有感應(yīng)電荷。帶電荷金剛石與不帶電荷石墨在高壓電場做切割電場線運動，在高壓電場的作用下，帶電金剛石受電場力作用改變運動軌跡，從而與石墨分離開來，達(dá)到除雜提純的目的。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種人造金剛石電選提純的工藝，包括以下步驟:
步驟一，凈水淘洗，離散金剛石與石墨混合物料；
步驟二，烘干金剛石與石墨混合物料；
步驟三，電選機分選出非導(dǎo)體，分選出的剩余物料導(dǎo)體及中間體進(jìn)行重選循環(huán)處理。
[0007]所述步驟一的金剛石與石墨混合物料預(yù)先經(jīng)電化學(xué)工藝提取出其中的觸媒金屬。
[0008]所述步驟三具體為:將干燥的金剛石與石墨混合物料均勻布料于電選機加料口，啟動電選機，物料經(jīng)初選處理后分為非導(dǎo)體、導(dǎo)體及中間體，再降低電選機鼓筒轉(zhuǎn)速，對導(dǎo)體與中間體進(jìn)行重選循環(huán)處理。
[0009]優(yōu)選地，所述電選機的電選電壓為30~60千伏，初選處理時鼓筒轉(zhuǎn)速為80~120轉(zhuǎn)/分鐘，重選循環(huán)處理時鼓筒轉(zhuǎn)速為40~80轉(zhuǎn)/分鐘。
[0010]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明所述的人造金剛石電選提純工藝，通過改變石墨與金剛石表面電荷屬性，使之在電場力的作用下發(fā)生運動偏轉(zhuǎn)，完成金剛石的提純除石墨，避免了高濃度氧化性酸及配套高溫反應(yīng)系統(tǒng)的使用，減少了大量生產(chǎn)成本投入。同時，杜絕了大量硫酸煙霧、NOx氣體、酸性廢水的產(chǎn)生，優(yōu)化了車間及廠區(qū)環(huán)境，免除了大量尾氣、廢水處理費用。相對于傳統(tǒng)球磨、搖床工序，本發(fā)明所述的工藝，自動化程度高，人力資源占用少，精細(xì)化管理方便。可使人造金剛石提純比傳統(tǒng)處理工藝周期縮短40%，電選過程僅提供高壓環(huán)境，未形成電流回路，能耗低，降低了生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明所述的人造金剛石電選提純的工藝流程圖；
圖2是實施例1中I號樣金剛石電選提純試驗結(jié)果及流程圖；
圖3是實施例2中2號樣金剛石電選提純試驗結(jié)果及流程圖。
【具體實施方式】
[0012]人造金剛石提純過程中，首先要經(jīng)過電化學(xué)工藝提取出觸媒金屬，得到金剛石與石墨的混合物料，然后進(jìn)一步電選提純除雜，如圖1所示，電選提純的工藝包括:首先，用凈水淘洗混合物料，以達(dá)到離散金剛石與石墨的效果；然后，烘干金剛石與石墨混合物料，保證金剛石與石墨游離存在；接著，將干燥的金剛石與石墨混合物料均勻布料于電選機加料口，啟動電選機，選擇電選機的電選電壓為30~60千伏，鼓筒轉(zhuǎn)速為80~120轉(zhuǎn)/分鐘，給料速度視電選機鼓筒大小而定。物料經(jīng)高壓電選后分為非導(dǎo)體、導(dǎo)體及中間體，再改變鼓筒轉(zhuǎn)速為40~80轉(zhuǎn)/分鐘，對導(dǎo)體與中間體進(jìn)行重選循環(huán)處理。根據(jù)電選前金剛石的純度，重選循環(huán)處理可進(jìn)行2~3次，每進(jìn)一步重選可適當(dāng)降低鼓筒轉(zhuǎn)速。
[0013]下面結(jié)合具體實施例，對人造金剛石電選提純的工藝作進(jìn)一步說明。
[0014]實施例1
如圖2所示，電選法提純?nèi)嗽旖饎偸に嚢匆韵铝鞒踢M(jìn)行:將粗提純石墨后金剛石與石墨的混合物300kg淘洗后烘干，保證金剛石與石墨游離存在，記為I號樣。選用鼓筒式電選機一一YD31200-23H型，設(shè)定工作電壓為30千伏，鼓筒轉(zhuǎn)速分別為120轉(zhuǎn)/分鐘，給料速度10kg/分鐘。I號樣經(jīng)電選I后分出非導(dǎo)體I ;設(shè)定工作電壓為30千伏，鼓筒轉(zhuǎn)速分別為80轉(zhuǎn)/分鐘，電選I后剩余物料經(jīng)電選II分出非導(dǎo)體2 ;設(shè)定工作電壓為30千伏，鼓筒轉(zhuǎn)速分別為50轉(zhuǎn)/分鐘，電選II后剩余物料經(jīng)電選III，分出非導(dǎo)體3、中間體I及導(dǎo)體I ;設(shè)定工作電壓為30千伏，鼓筒轉(zhuǎn)速分別為40轉(zhuǎn)/分鐘，對中間體I再選分出非導(dǎo)體4、中間體2及導(dǎo)體2。經(jīng)過四次電選，得到非導(dǎo)體(非導(dǎo)體1、非導(dǎo)體2、非導(dǎo)體3、非導(dǎo)體4)共76.34%，中間體(中間體2)共7.33%，導(dǎo)體(導(dǎo)體1、導(dǎo)體2)共16.33%。
[0015]肉眼及鏡下觀察，電選對I號樣物料提純具有不錯的效果，由于I號樣純度較低，最終可以獲得產(chǎn)率為76.34%的合格產(chǎn)品，7.33%的中礦堆存再處理，16.33%作拋尾處理。
[0016]實施例2
如圖3所示，電選法提純?nèi)嗽旖饎偸に嚢匆韵铝鞒踢M(jìn)行:將粗提純石墨后金剛石與石墨的混合物300kg淘洗后烘干，保證金剛石與石墨游離存在，記為2號樣。選用鼓筒式電選機——YD31200-23H型，設(shè)定工作電壓為60千伏，鼓筒轉(zhuǎn)速分別為120轉(zhuǎn)/分鐘，給料速度10kg/分鐘。2號樣經(jīng)電選I后分出非導(dǎo)體I ;設(shè)定工作電壓為60千伏，鼓筒轉(zhuǎn)速分別為80轉(zhuǎn)/分鐘，電選I后剩余物料經(jīng)電選II分出非導(dǎo)體2、中間體及導(dǎo)體I ;設(shè)定工作電壓為60千伏，鼓筒轉(zhuǎn)速分別為50轉(zhuǎn)/分鐘，對導(dǎo)體I再選分出非導(dǎo)體3及導(dǎo)體2。經(jīng)過三次電選，得到非導(dǎo)體(非導(dǎo)體1、非導(dǎo)體2、非導(dǎo)體3)共65.33%，中間體共29.67%，導(dǎo)體(導(dǎo)體2)共 5.00%ο
[0017]肉眼及鏡下觀察，電選對2號樣物料提純具有不錯的效果，由于2號樣純度較高，非導(dǎo)體及中間體均為合格產(chǎn)品，即產(chǎn)率為95.00%，5.00%作拋尾處理。
【主權(quán)項】
1.一種人造金剛石電選提純的工藝，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一，凈水淘洗，離散金剛石與石墨混合物料； 步驟二，烘干金剛石與石墨混合物料； 步驟三，電選機分選出非導(dǎo)體，分選出的剩余物料導(dǎo)體及中間體進(jìn)行重選循環(huán)處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人造金剛石電選提純的工藝，其特征在于:所述步驟一的金剛石與石墨混合物料預(yù)先經(jīng)電化學(xué)工藝提取出其中的觸媒金屬。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人造金剛石電選提純的工藝，其特征在于:所述步驟三具體為:將干燥的金剛石與石墨混合物料均勻布料于電選機加料口，啟動電選機，物料經(jīng)初選處理后分為非導(dǎo)體、導(dǎo)體及中間體，再降低電選機鼓筒轉(zhuǎn)速，對導(dǎo)體與中間體進(jìn)行重選循環(huán)處理。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種人造金剛石電選提純的工藝，其特征在于:所述電選機的工作電壓為30~60千伏，初選處理時鼓筒轉(zhuǎn)速為80~120轉(zhuǎn)/分鐘，重選循環(huán)處理時鼓筒轉(zhuǎn)速為40~80轉(zhuǎn)/分鐘。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種人造金剛石電選提純的工藝，包括：步驟一，凈水淘洗，離散金剛石與石墨混合物料；步驟二，烘干金剛石與石墨混合物料；步驟三，電選機分選出非導(dǎo)體。其中金剛石與石墨混合物料預(yù)先經(jīng)電化學(xué)工藝提取出觸媒金屬；烘干的物料經(jīng)電選后分選出非導(dǎo)體，再降低電選機鼓筒轉(zhuǎn)速，對導(dǎo)體與中間體進(jìn)行重選循環(huán)處理。本發(fā)明通過改變石墨與金剛石表面電荷屬性，使之在電場力的作用下發(fā)生運動偏轉(zhuǎn)，完成金剛石的提純，避免了高濃度氧化性酸及配套高溫反應(yīng)系統(tǒng)的使用，杜絕了大量硫酸煙霧、NOx氣體、酸性廢水的產(chǎn)生，優(yōu)化了車間及廠區(qū)環(huán)境，電選過程僅提供高壓環(huán)境，未形成電流回路，能耗低，降低了生產(chǎn)成本。
【IPC分類】B03C11/00
【公開號】CN104941813
【申請?zhí)枴緾N201510300388
【發(fā)明人】劉善躍, 車林, 嚴(yán)國軍, 郭浩, 周飛
【申請人】中南鉆石有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年6月4日