CN110357091A - 一种物理提纯人造金刚石方法 - Google Patents

Abstract

一种物理提纯人造金刚石方法，包括以下步骤：1）将合成后的石墨柱经过电解、球磨与摇床后得到粒径为1mm以下的金刚石料；2）将步骤1）的金刚石料放入水和表面活化剂的混合液中超声清洗，使金刚石与石墨在清洗盆中分层；所述表面活化剂为乙醇或丙酮；3）分别收集上层石墨、下层金刚石，收集中间分界层的金刚石、石墨混合物重复步骤2）的操作；4）对收集的下层金刚石进行静电分离即可。本发明首先利用超声波处理使金刚石与石墨分开，分离中间过渡区的混合料进行二次超声波；然后将得到的金刚石部分再经电选机处理，进一步净化金刚石，不会丢掉带磁性的金刚石。

Description

一种物理提纯人造金刚石方法

技术领域

本发明属于人工合成金刚石后处理技术领域，具体涉及一种物理提纯人造金刚石方法。

背景技术

人造金刚石一般是采用HTHP法制得，即将包裹有石墨柱的合成块，放置于压机中，高温高压，在石墨柱中生长出金刚石，此时石墨柱中为金刚石、石墨和少量金属触媒的混合体。在提纯金刚石的后处理过程中，需要将石墨柱中的金刚石分离出来，得到纯净的金刚石。

现有提纯金刚石的方法大体上分为两种，一种是通过使用强酸强碱的化学方法来纯化金刚石，但是这种方法对环境危害较大，另一种是利用物理方法来分离金刚石与石墨。

公开号为CN 103303914A的中国专利公开了一种金刚石提纯工艺，是通过在金刚石与石墨混合物中加入蓬松药剂混匀，并在高温下处理，冷却后采用选矿摇床分离的物理办法将金刚石与石墨分离。用选矿摇床这种方法不能将金刚石与石墨彻底分离干净，而且摇床分离的中间过渡区会有混合区，混合区的混合料中的金刚石没有进入最后的分离结果中，造成金刚石的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种物理提纯人造金刚石方法。

基于上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种物理提纯人造金刚石方法，包括以下步骤：

1）将合成后的石墨柱经过电解、球磨与摇床后得到粒径为1mm以下的金刚石料；此时金刚石料中的石墨已经去除掉了大部分，同时会含有很少量的叶腊石、白云石；

2）将步骤1）的金刚石料放入水和表面活化剂的混合液中超声清洗，使金刚石与石墨在清洗盆中分层；所述表面活化剂为乙醇或丙酮；该步骤利用超声波振动的特性和金刚石与石墨的密度差异，使金刚石与石墨在清洗盆中分层，金刚石由于密度大，沉降速度快，会沉降到清洗盆的下部，而石墨密度低，则会留在金刚石层的上部，随着超声波振动的进行，金刚石与石墨的分层会越来越彻底，分层界限会越来越清晰；同时超声波的振动还可以粉碎金刚石与石墨的团聚颗粒，使团聚物剥离开来，然后进行分层沉淀；

3）分别收集上层石墨、下层金刚石，收集中间分界层的金刚石、石墨混合物重复步骤2）的操作；

4）对收集的下层金刚石进行静电分离即可。下层取出的金刚石已经比较干净了，此时的金刚石同时包含有磁性金刚石与无磁性金刚石。将这些金刚石料经过电选机静电分离，利用金刚石的不导电性和石墨的导电性，可以进一步除去里面的石墨。

所述表面活性剂与水的混合比为1:5-1:10。

本发明中选择表面活性剂和水混合后不与金刚石起化学反应，且安全，廉价，易于得到。其中，表面活性剂选乙醇作为超声溶剂时，超声太久会发热，不安全；丙酮作为溶剂时，溶解能力强，粘度小，易于流动，沸点低，清洗后易干。

其次，本发明所选用的表面活性剂溶液波长达几毫米、甚至几厘米，超声作用可穿透较粗的颗粒而起作用，而之所以选择表面活性剂与水的混合比选择在1:5-1:10的范围，原因在于，混合比大于1:10时，由于表面活性剂挥发性较大，经超声易于挥发，若混合比小于1:5则达不到超声提纯的效果。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：不仅能彻底提纯金刚石，还可保留磁性金刚石，不会造成浪费。本方法首先利用超声波处理使金刚石与石墨分开，分离中间过渡区的混合料进行二次超声波；然后将得到的金刚石部分再经过电选机处理，进一步净化金刚石，不会丢掉带磁性的金刚石。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

一种物理提纯金刚石的方法，包括以下步骤：

1）将合成后的石墨柱经过电解、球磨与摇床后得到粒径为1mm以下的金刚石料；

2）将步骤1）的金刚石料放入水和表面活化剂的混合液中超声清洗，使金刚石与石墨在清洗盆中分层；所述表面活化剂为乙醇；水与乙醇的用量比为1：8；

3）分别收集上层石墨、下层金刚石，收集中间分界层的金刚石、石墨混合物重复步骤2）的操作；

4）对收集的下层金刚石进行静电分离即可。静电分离采用的电选机选用DXJφ320×900型高压电选机。

该电选机包括转筒和高压电极，转筒正极接地，高压电极为负极，转筒直径较大，转筒与高压电极之间有一定的距离，以在转筒与高压电极之间形成静电场，使随转筒来到此静电场中的金刚石料中的导电物质与不导电物质分离。

金刚石从进料斗倒入，经过闸门由给矿辊均匀地排料至振动给矿板上，然后金刚石给入转筒，由转筒带入高压电场。此电场作用区域较大，电子也较多，导体微粒和非导体微粒在此都有更多的机会吸附电子。导电的石墨粒子吸附电荷会很快传走，在离心力、重力和电力的综合作用下，从转筒的前方落下，汇集在一起；不导电的金刚石粒子获得电荷后，由于其导电性很差，未能迅速传走所获电荷，剩余电荷多，因而在桶面产生较大的镜面吸引力，被吸在桶面上，随转筒转到后方，转筒后方无电场，金刚石粒子可以向下掉入集料斗里，并且，转筒后方设有毛刷，毛刷与转筒表面接触，可以将转筒表面不掉落的金刚石刷落到集料斗中。

通过电选机处理后，金刚石料中的杂质石墨进一步被去除，得到纯净的金刚石，并且获得的金刚石没有损失，避免了磁性金刚石的浪费。

实施例2

一种物理提纯金刚石的方法，与实施例1不同之处在于，所述表面活化剂为丙酮；水与丙酮的用量比为1：5。

实施例3

一种物理提纯金刚石的方法，与实施例1不同之处在于，所述表面活化剂为丙酮；水与丙酮的用量比为1：10。

Claims (2)

1.一种物理提纯人造金刚石方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将合成后的石墨柱经过电解、球磨与摇床后得到粒径为1mm以下的金刚石料；

2）将步骤1）的金刚石料放入水和表面活化剂的混合液中超声清洗，使金刚石与石墨在清洗盆中分层；所述表面活化剂为乙醇或丙酮；

3）分别收集上层石墨、下层金刚石，收集中间分界层的金刚石、石墨混合物重复步骤2）的操作；

4）对收集的下层金刚石进行静电分离即可。

2.如权利要求1所述的物理提纯人造金刚石方法，其特征在于，所述表面活性剂与水的混合比为1:5～1:10。