CN104941813A - 一种人造金刚石电选提纯的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种人造金刚石电选提纯的工艺，包括：步骤一，净水淘洗，离散金刚石与石墨混合物料；步骤二，烘干金刚石与石墨混合物料；步骤三，电选机分选出非导体。其中金刚石与石墨混合物料预先经电化学工艺提取出触媒金属；烘干的物料经电选后分选出非导体，再降低电选机鼓筒转速，对导体与中间体进行重选循环处理。本发明通过改变石墨与金刚石表面电荷属性，使之在电场力的作用下发生运动偏转，完成金刚石的提纯，避免了高浓度氧化性酸及配套高温反应系统的使用，杜绝了大量硫酸烟雾、NOx气体、酸性废水的产生，优化了车间及厂区环境，电选过程仅提供高压环境，未形成电流回路，能耗低，降低了生产成本。

Description

一种人造金刚石电选提纯的工艺

技术领域

本发明属于超硬材料提纯技术领域，具体涉及一种人造金刚石电选提纯的工艺。

背景技术

在超硬材料行业中，人工合成金刚石现多采用粉末触媒合成芯柱工艺，即高温高压下，合成芯柱中部分石墨在粉末触媒作用下转变为金刚石。在金刚石后处理提纯过程中，首先粉末触媒金刚石合成芯块经电化学工艺提取出触媒金属，所得物料为金刚石与石墨的混合物，然后进入人造金刚石提纯关键步骤——金刚石、石墨的分离。

公知的人工合成超硬材料的提纯工艺技术包括化学分离和物理机械分离。化学分离是采用强氧化性酸或焙烧氧化去除石墨，从而达到金刚石的提纯。化学方法分离干净，但其耗酸量大，成本较高，排出有害气体多，污染环境。物理机械分离是根据金刚石与石墨的密度差异，采用选矿摇床重选工艺来完成金刚石和石墨的分离。物理方法分离过程简易、经济、无有害气体，但由于水阻力、水分子表面张力等因素造成金刚石颗粒与石墨微粉在水中沉降速度差异不明显，不能充分去除石墨微粉。同时，摇床为粗犷型选矿设备，摇床工艺在除杂提纯时用水量大，物料流失严重，人为因素影响大，劳动力占有量大，废水处理成本高昂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种安全环保、生产效率高、劳动强度低、节能节酸的人造金刚石电选提纯工艺。

为了实现上述目的，本发明针对石墨与金刚石的电导率差异，采用高压电场让石墨与金刚石感应起电，使混合物料与接地金属面均匀接触，良导体石墨的表面电荷在接触金属导体时流走，而绝缘体金刚石表面依然带有感应电荷。带电荷金刚石与不带电荷石墨在高压电场做切割电场线运动，在高压电场的作用下，带电金刚石受电场力作用改变运动轨迹，从而与石墨分离开来，达到除杂提纯的目的。

本发明采用的技术方案如下：

一种人造金刚石电选提纯的工艺，包括以下步骤：

步骤一，净水淘洗，离散金刚石与石墨混合物料；

步骤二，烘干金刚石与石墨混合物料；

步骤三，电选机分选出非导体，分选出的剩余物料导体及中间体进行重选循环处理。

所述步骤一的金刚石与石墨混合物料预先经电化学工艺提取出其中的触媒金属。

所述步骤三具体为：将干燥的金刚石与石墨混合物料均匀布料于电选机加料口，启动电选机，物料经初选处理后分为非导体、导体及中间体，再降低电选机鼓筒转速，对导体与中间体进行重选循环处理。

优选地，所述电选机的电选电压为30~60千伏，初选处理时鼓筒转速为80~120转/分钟，重选循环处理时鼓筒转速为40~80转/分钟。

本发明的有益效果：

本发明所述的人造金刚石电选提纯工艺，通过改变石墨与金刚石表面电荷属性，使之在电场力的作用下发生运动偏转，完成金刚石的提纯除石墨，避免了高浓度氧化性酸及配套高温反应系统的使用，减少了大量生产成本投入。同时，杜绝了大量硫酸烟雾、NOx气体、酸性废水的产生，优化了车间及厂区环境，免除了大量尾气、废水处理费用。相对于传统球磨、摇床工序，本发明所述的工艺，自动化程度高，人力资源占用少，精细化管理方便。可使人造金刚石提纯比传统处理工艺周期缩短40%，电选过程仅提供高压环境，未形成电流回路，能耗低，降低了生产成本。

附图说明

图1是本发明所述的人造金刚石电选提纯的工艺流程图；

图2是实施例1中1号样金刚石电选提纯试验结果及流程图；

图3是实施例2中2号样金刚石电选提纯试验结果及流程图。

具体实施方式

人造金刚石提纯过程中，首先要经过电化学工艺提取出触媒金属，得到金刚石与石墨的混合物料，然后进一步电选提纯除杂，如图1所示，电选提纯的工艺包括：首先，用净水淘洗混合物料，以达到离散金刚石与石墨的效果；然后，烘干金刚石与石墨混合物料，保证金刚石与石墨游离存在；接着，将干燥的金刚石与石墨混合物料均匀布料于电选机加料口，启动电选机，选择电选机的电选电压为30~60千伏，鼓筒转速为80~120转/分钟，给料速度视电选机鼓筒大小而定。物料经高压电选后分为非导体、导体及中间体，再改变鼓筒转速为40~80转/分钟，对导体与中间体进行重选循环处理。根据电选前金刚石的纯度，重选循环处理可进行2~3次，每进一步重选可适当降低鼓筒转速。

下面结合具体实施例，对人造金刚石电选提纯的工艺作进一步说明。

实施例1

如图2所示，电选法提纯人造金刚石工艺按以下流程进行：将粗提纯石墨后金刚石与石墨的混合物300kg淘洗后烘干，保证金刚石与石墨游离存在，记为1号样。选用鼓筒式电选机-——YD31200-23H型，设定工作电压为30千伏，鼓筒转速分别为120转/分钟，给料速度100kg/分钟。1号样经电选I后分出非导体1；设定工作电压为30千伏，鼓筒转速分别为80转/分钟，电选I后剩余物料经电选II分出非导体2；设定工作电压为30千伏，鼓筒转速分别为50转/分钟，电选II后剩余物料经电选III，分出非导体3、中间体1及导体1；设定工作电压为30千伏，鼓筒转速分别为40转/分钟，对中间体1再选分出非导体4、中间体2及导体2。经过四次电选，得到非导体（非导体1、非导体2、非导体3、非导体4）共76.34%，中间体（中间体2）共7.33%，导体（导体1、导体2）共16.33%。

肉眼及镜下观察，电选对1号样物料提纯具有不错的效果，由于1号样纯度较低，最终可以获得产率为76.34%的合格产品，7.33%的中矿堆存再处理，16.33%作抛尾处理。

实施例2

如图3所示，电选法提纯人造金刚石工艺按以下流程进行：将粗提纯石墨后金刚石与石墨的混合物300kg淘洗后烘干，保证金刚石与石墨游离存在，记为2号样。选用鼓筒式电选机——YD31200-23H型，设定工作电压为60千伏，鼓筒转速分别为120转/分钟，给料速度100kg/分钟。2号样经电选I后分出非导体1；设定工作电压为60千伏，鼓筒转速分别为80转/分钟，电选I后剩余物料经电选II分出非导体2、中间体及导体1；设定工作电压为60千伏，鼓筒转速分别为50转/分钟，对导体1再选分出非导体3及导体2。经过三次电选，得到非导体（非导体1、非导体2、非导体3）共65.33%，中间体共29.67%，导体（导体2）共5.00%。

肉眼及镜下观察，电选对2号样物料提纯具有不错的效果，由于2号样纯度较高，非导体及中间体均为合格产品，即产率为95.00%，5.00%作抛尾处理。

Claims (4)

1.一种人造金刚石电选提纯的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，净水淘洗，离散金刚石与石墨混合物料；

步骤二，烘干金刚石与石墨混合物料；

步骤三，电选机分选出非导体，分选出的剩余物料导体及中间体进行重选循环处理。

2.根据权利要求1所述的一种人造金刚石电选提纯的工艺，其特征在于：所述步骤一的金刚石与石墨混合物料预先经电化学工艺提取出其中的触媒金属。

3.根据权利要求1所述的一种人造金刚石电选提纯的工艺，其特征在于：所述步骤三具体为：将干燥的金刚石与石墨混合物料均匀布料于电选机加料口，启动电选机，物料经初选处理后分为非导体、导体及中间体，再降低电选机鼓筒转速，对导体与中间体进行重选循环处理。

4.根据权利要求3所述的一种人造金刚石电选提纯的工艺，其特征在于：所述电选机的工作电压为30~60千伏，初选处理时鼓筒转速为80~120转/分钟，重选循环处理时鼓筒转速为40~80转/分钟。