CN87103661A - 石墨两种多型的分离方法及设备 - Google Patents
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Abstract
石墨3R型与2H型分离方法及设备是一种新的用重液分离微观性质相近的物质的工艺和设备。该设备根据函数重液法原理操作，对存在微观性质差异的同种物料(矿物和工业品，如3R型与2H型石墨。)进行分离。它由恒温水槽、带水套的重液预热杯和分选杯及温度数字显示器等部件组成，使用新型无毒重液工作。适用范围为相对密度小于3.6、相对密度差大于0.004、粒度大于180目的固体物料。具有设备简单、无污染、能耗低、分离效果好等特点。
Description
本发明为石墨3R型与2H型分离方法及设备。属于微观性质相近的物质的分离技术。
早在1917年和1943年就分别测定出石墨的2H型和3R型晶体结构。石墨属层状晶体结构，每层晶格都是由碳原子组成的六方网格，这些网格有规律地重叠排列就构成石墨晶体。由于这些网格一层层排列的方式不同，形成不同的多型。2H型石墨第二层网格重叠时要旋转180°，第三层与第一层完全重复形成六方晶格;而3R型石墨第二层网格旋转120°，第三层旋转240°，第四层与第一层完全重复形成菱方晶格。菱方晶格石墨的碳原子排列方式更接近于金刚石晶格的碳原子排列方式。因此在用石墨合成金刚石时，3R型石墨容易转变为金刚石，而2H型石墨很难转变成金刚石，需要由2H型石墨转变成3R型石墨再转变成金刚石。
天然或人工合成石墨中3R型约占14%，2H型约占80%，其余为二者混合型。近些年在生产实践中发现采用爆炸法用石墨合成金刚石时，只有石墨中的3R型转变为金刚石，采用静压法也是如此。本发明的石墨3R型与2H型分离方法及设备就是为了从天然或人工石墨中分离出3R型石墨作为原料合成金刚石。
石墨3R型与2H型分离方法原理是利用函数重液法。重液也和其它物质一样，热胀冷缩。本方法应用的新型无毒重液的温度每升高1℃，相对密度减少0.0010～0.0016（即△D/△t＝0.0010～0.0016，式中D为重液的相对密度，t为摄氏温度），新型无毒重液的相对密度与温度呈一定函数关系。利用本发明的专用设备，重液温度可控制的精度为±0.2℃。这样，考虑到其它影响因素两种固体物质只要有0.004以上的相对密度差就可以分开。而3R型石墨与2H型石墨的相对密度差为0.06～0.08应用与石墨的相对密度相近的一种新型无毒重液作为介质，调节重液温度使其相对密度在2H型石墨与3R型石墨的相对密度之间使2H型石墨上浮、3R型石墨下沉从而得到分离。
如图描述了石墨3R型与2H型分离设备的结构特征和工作原理，将恒温水槽（容积5～10升）内的水通过电热器（1）（2000W/220V）升温。水银接点温度计（7）可保证控制温度在预定范围内，并通过温度数字显示器（10）直接给出温度数值。搅拌浆（3）的作用是使水槽内水温尽量均匀。温水通过微型水泵（6）的启动流经重液预热杯（12）和分选杯（15）的水套返回水槽进行循环。重液预热杯和分选杯内的重液温度通过水银接点温度计（12）和（16）分别控制，并在温度数字显示器调节转换开关后随时读出。分选杯支架（8）起到支承分选杯（15）、重液预热杯（11）、温度数字显示器（10）和用于接收轻物料的烧杯（17）的作用。重液预热杯下的玻璃旋塞（9）用来控制分选杯（15）冲入重液的流量和流速，以保证溢流口溢流稳定。金属卡子（18）用来控制分选杯（15）下口胶管的开闭，使需排放的相对密度较大的物料平稳排入烧杯（14）中。水槽与重液预热杯、分选杯间水管和重液预热杯与分选杯间重液管路及分选杯下口连接管均为胶管（13）。
以石墨3R型与2H型分离为例，说明其操作步骤如下：将一种与石墨的相对密度相近的一种新型无毒重液置入重液预热杯（11）和分选杯（15）内，石墨粉放入分选杯重液内，由于选用重液的相对密度与石墨相近，石墨颗粒或呈基本漂浮态或呈基本沉淀态。假定基本呈沉淀态。启动电热器（1）和搅拌浆（3），启动微型水泵（6）使水进行循环。转换温度数字显示器开关，即可随意读出水槽（5）内的水温、重液预热杯和分选杯内的重液温度。并可通过水银接点温度计（7）、（12）、（16）分别控制水温、重液温度到选定值。如确定了分选杯内重液最佳温度后，即可通过水银接点温度计（16）保证温度波动在±0.7℃内。此时，2H型石墨逐渐上浮到重液表面，通过反复开闭旋塞（9）调节重液冲入量，使上浮的2H型石墨逐渐从分选杯上部的溢流口流入烧杯（17）内。待上浮石墨全部溢出后，调节分选杯口下面的金属卡子（18）使胶管开启，分选杯下部3R型石墨即放入烧杯（14）内。3R型与2H型石墨的分离过程即告结束。
石墨3R型与2H型分离设备简单、无污染、能耗低、分离精度高。应用本发明的石墨3R型与2H型分离方法和设备从天然或人工合成的石墨中分离出3R型石墨，用其作为原料合成金刚石大大提高了转化率、降低了生产成本。
应用本发明的工艺和设备可分离相对密度小于3.6、相对密度差大于0.004、粒度大于180目的固体物料。可用于有用物质的提纯、有害杂质的检出、质量检测与分级。例如：人造金刚石聚晶的无损检验和分级、含包裹体与不含包裹体的人造金刚石单晶的分离、单矿物提纯、麸酸钠含量不同的味精的分离、不同壁厚的空心玻璃微珠的分离、黄玉的检测与分选、天然珍珠与人工珍珠的检测等。
Claims (4)
1、石墨3R型与2H型分离方法其特征是应用与石墨的相对密度相近的一种新型无毒重液作为介质，调节重液温度使其相对密度在2H型石墨与3R型石墨的相对密度之间。
2、由恒温水槽（5）、槽内电热器（1）和（2）、搅拌浆（3）、半导体制冷器（4）、微型水泵（6）、水银接点温度计（7）及（12）和（16）、分选杯支架（8）、温度数字显示器（10）、旋塞（9）、金属卡子（18）、烧杯（14）和（17）、还有胶管（13）组成的石墨3R型与2H型分离设备其特征是有一个重液预热杯（11）和分选杯（15）。
3、如权利要求2所述的石墨3R型与2H型分离设备其特征在于：重液预热杯（11）为带水套的玻璃漏斗。
4、如权利要求2所述的石墨3R型与2H型分离设备其特征在于：分选杯为带水套和溢流口的玻璃漏斗，分选杯圆筒部（上部）高40～250mm，园锥部（下部）内壁锥度（内壁与中心线夹角）小于50°。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN87103661.4A CN1003773B (zh) | 1987-05-19 | 1987-05-19 | 3r型和2h型石墨的分离设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN87103661.4A CN1003773B (zh) | 1987-05-19 | 1987-05-19 | 3r型和2h型石墨的分离设备 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN87103661A true CN87103661A (zh) | 1988-11-30 |
| CN1003773B CN1003773B (zh) | 1989-04-05 |
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Family Applications (1)
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| CN87103661.4A Expired CN1003773B (zh) | 1987-05-19 | 1987-05-19 | 3r型和2h型石墨的分离设备 |
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| CN (1) | CN1003773B (zh) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1987
- 1987-05-19 CN CN87103661.4A patent/CN1003773B/zh not_active Expired
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| Publication number | Publication date |
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| CN1003773B (zh) | 1989-04-05 |
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