DE1667373A1 - Verfahren zur Reinigung von synthetischem Diamant - Google Patents
Verfahren zur Reinigung von synthetischem DiamantInfo
- Publication number
- DE1667373A1 DE1667373A1 DE19671667373 DE1667373A DE1667373A1 DE 1667373 A1 DE1667373 A1 DE 1667373A1 DE 19671667373 DE19671667373 DE 19671667373 DE 1667373 A DE1667373 A DE 1667373A DE 1667373 A1 DE1667373 A1 DE 1667373A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- diamond
- carbon
- base
- melt
- liquid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000010432 diamond Substances 0.000 title claims description 89
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 title claims description 82
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 31
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 29
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 24
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 18
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 17
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 15
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 15
- 150000007529 inorganic bases Chemical class 0.000 claims description 11
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 11
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 10
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 8
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 6
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 6
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 5
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 4
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001854 alkali hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 20
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 10
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 9
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 3
- 241001233037 catfish Species 0.000 description 3
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000003738 black carbon Substances 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 2
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- IJJWOSAXNHWBPR-HUBLWGQQSA-N 5-[(3as,4s,6ar)-2-oxo-1,3,3a,4,6,6a-hexahydrothieno[3,4-d]imidazol-4-yl]-n-(6-hydrazinyl-6-oxohexyl)pentanamide Chemical compound N1C(=O)N[C@@H]2[C@H](CCCCC(=O)NCCCCCC(=O)NN)SC[C@@H]21 IJJWOSAXNHWBPR-HUBLWGQQSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910020175 SiOH Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000015895 biscuits Nutrition 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000011335 coal coke Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 239000010437 gem Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000004452 microanalysis Methods 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Substances [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- -1 red Chemical class 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
München 5
reichen bach str. 51
reichen bach str. 51
TEL 163151
Folio 10 560
Alllad Chemical Corporation, Hew York« W.Y., USA
Verfahren zur Reinigung von synthetischen Diamant -
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Abtrennung von künstlichem Diamant aus einem Gemisch mit
nichtdiamantart Igen Kohlenstoffmaterial und insbesondere
ein Verfahren rur Gewinnung von verhältnismäßig reinem
Diamant konzentrat aus eine» stark verunreinigten Oemleoh.
Für die Herstellung von künstlichem Diamant sind in den ver
ganzenen Jahren verschiedene Verfuhren entwickelt worden.
Beispielsweise setzt man nlehtdlanaatartiges Kohlenstoffmaterial
wie Graphit in Qtgpmmzb ein«« Hotelllechen Katalysators
derart bähvn ftiip#r»turen au«, da£ um Metall oder
109124/Uto
das Metall/Kohlenstoff-Gemisch schmilzt, wobei gleichzeitig
auf das Ganze ein Druck ausgeübt wird, der im Stabilitäten
bereich von Diamant liegt. Ein weiteres Verfahren zur Herstellung von künstlichem Diamant besteht In der Erzeugung;
einer Stoßwelle durch niohtdiamantartiges Kohlenstoffmaterial wie Graphit gemäß USA-Patentschrift 3 238 019 und
belgischer Patentschrift 664 177. Ferner laßt sioh Material
aus ktlnstHohem Diamant» das eine hydrophile Ober»
fläche mit sauren Eigenschaften besitzt, gemäß der deutschen
derselben Anmelderin durch gesteuerte Oxydation eines rohen diamanthalt igen Materials erhalten, das dadurch hergo«
stallt wird« indem man nicht diamant art !gas Kohlenstoffmaterial
innerhalb des Stabllit&t&berelchs von Diamant
Stoßwellen aussetzt. Außer den nützlichen Eigenschaften des I7&turdlarii&nten besitzt Diamant, der nach den obigen
Methoden künstlich hergestellt wurde, eine besonders guto
Verwendbarkeit zum Polieren von Edelsteinen einschließlich Natmrdiamanten* zum Polieren von optischen Materialien
wie Linsen, Fenstern und Lasern; ferner zur Herstellung verschleißfeste? Oberflächen durch Einbettung in feste
Stoffe« ^i© wKrniehflrtbare Harze oder keramische Materialien,
und schließlich zum Plattieren von metallischen
S'!jsferatui? SU3? Verbesserung ihrer Belastbarkeit.
v veh® künstliche Diamant, der naoh einer dtr genanntem
108824/U6Q
Sy nt he se verfahren hergestellt wurde, 1st jedoch normalerweise
stark mit nlchtumgesotztem, nichtdiamantartigen
Kohlenstoffmaterlal sowie ggfa, mit Metallkttalysator und
anderen Verunreinigungen, life*-, λ!}-«weise hochschmelzenden
Metallen, wie Eisen, Bor und Titan, vn«r Aluminiumoxyd
sowie silioiumhaltigen Materialien, wie Sliiciumdloxyd, das
ggfa. auG der Umgebung stammt, in der die Stoßwelle erzeugt
wurde, verunreinigt. Die genannten Beimengungen machen sich auf bestimmten Anwendungsgebieten des Diamantmaterials
störend bemerkbar, de ale das hervorragende Schleifvermögen
und die ausgezeichnete Härte des Diamantmaterials beeinträchtigen. So bedeckt beispielsweise das niehtdiamantartige
Kohlenstoffmaterial die zu polierenden ObarflBohen
und verhindert damit den Kontakt zwischen ihnen und dem
zusammen Stoffmaterial, das als Verunreinlgung'rait Diamant in einen
anderen Stoff zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit dessen Oberfläche eingebettet ist, die erwUnsohten OberflKcheneigenschaften
dieses Stoffes nioht erzielt.
Demzufolge 1st anschließend an die Herstellung von künstlichem Diamant eine Abtrennungs- oder Reinigungsoperation
notwendig, um die einzelnen Diamantteilohen aus dem Qemisch
mit den Verunreinigungen zu isolieren.
109824/1460
andere anorganische Verunreinigungen werden herkömmlicherweiße durch Behandeln des künstlichen Rohdiamants mit Säuren
wie roter, rauchender Salpetersäure, Salzsäure, Perchlorsäure
oder Flußsäure, größtenteils herausgelöst. Jedoch ist zur vollst findigen Lösung von nicht diamant artigem Kohlenstoffmaterial
im allgemeinen eine derart lange Kontaktzelt
des Rohprodukts mit der Säure erforderlich, daS auch große Mengen
Diamant mit dabei verlorengehen. Darüber hinaus sind in manchen Fällen, insbesondere, wenn der künstliche Diamant
durch Erzeugen einer Stoßwelle in kohlenstoffhaltigem
Material und bzw. oder durch chemische Oxydation des dabei erhaltenen Rohproduktes gewonnen wurde« die Diamanttellohen
mit dem nichtumgesetzten Ausgangskohlenstoff material derart Innig vermischt, daß eine praktisch vollständige Entfernung
der Verunreinigungen auf herkömmliche Welse unmöglich 1st. Da außerdem der D'imant in Taschen aus nlohtumgeeetztem,
nichtdiamantartigen Material eingebettet let, geht durch
längeres Behandeln dee Raaktionaproduktes mit Säuren das
gewünschte diamantartige Material In auSerordentlioh
hohem Maße mit verloren.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren
zur weitgehend verlustfreien Abtrennung von kUnatlioh
hergestelltem Diamant aus einem Oemisoh mit nioht umgesetzt em,
109824/1460
nichtdlamant art igen Kohlenstoff.
Be wurde nun gefunden, daß sowohl Restmengen an nichtdiamant
artigem Kohlenstoff als auch andere anorganische Verunreinigungen aus künstlich hergestelltem Diamant entfernt
werden können, wenn das Rohmaterial nach Entfernung der Hauptmenge der Verunreinigungen auf herkömmliche Weise
bei erhöhter Temperatur mit bestimmten anorganischen Basen konditioniert wird. Dabei werden die Tellohen aus künstlichem
Diamant praktisch vollständig von den diamanthaltlgen Rohprodukt befreit« so daß der erhaltene Diamant in allgemeinen
nur nooh solche Mengen an nioht diamant artigem Kohlenstoff
enthält, die unterhalb der mit Röntgenbeugung bestimmbaren
Grenzen liegen. Zugleich wird auf diese Welse im Falle einer anfänglichen Reinigung des Rohproduktes
mit Säure eine zu lange Kontaktzelt mit der Säure überflüssig
und damit ein überhöhter Verlust an Diamant vermieden.
Auch kann der Im Rohprodukt vorhandene Diamant
bei Anwendung de· erflnduagegea&flen Verfahrene praktisch
vollständig gewonnen werden.
Gegenstand der Erfindung ist ein verfahren zur Gewinnung
verhältnismäßig reinen Diamante aus dem bei der Diamantsynthese erhaltenen rohen Gemlsoh mit nicht diamant artigem
Kohlenstoff» das dadurch gekennzeichnet iet, da0 nan
109824/1460
BAD ORIGINAL
das Gemisch mit einer anorganischen Base (einem Alkalihydroxyd, Alkalicarbonat oder einem Genisch davon) bei oder
oberhalb der Schmelztemperatur der Base behandelt, wobei eine solche Menge Base verwendet wird, öle ausreicht, um eine aus e:
ner Diamant suspendiert enthaltenden Schmelze bestehende flüssige und eine aus dem nichtdiamantartigem Kohlenstoff
bestehende, auf der Oberfläche der Schmelze schwimmende feste Phase entstehen zu lassen, danach flüssige und feste
Phase voneinander trennt und den Diamant aus der Schmelze isoliert.
Das bei der Diamant synthese erhaltene rohe Material kann
mit der anorganischen Base vor oder nach deren Erhitzen auf Schmelztemperatur In Kontakt gebracht werden. Vorzugsweise
bringt man jedoch (a) das Gemisch aus künstlichem Diamant und nichtdiamantartigem Kohlenstoff mit einer festen
anorganischen Base In Kontakt, (b) erhitzt man das erhaltene Oemisoh bis mindestens zur Schmelztemperatur der Base, wobei
sich eine Suspension des Oemisohee in der verflüssigten
Base bildet, und (o) bewegt dl« erhaltene Suspension,
während man ihre Temperatur so lance wenigstens oberhalb des Schmelzpunktee der Base hMlt, daß βloh die flüssige
land die feste Phase ausbilden können. Ferner ist es zur
wirtschaftlichen Durchführung der Operation erwünscht, praktisoh dl« gesamte In der Renktionszone anwosende Bas·
in den flussig«η Zustand zu überfuhren, obgleich es genügt,
109824/1460
BAD ORIGINAL
nur einen Tell der mit dem rohen Agglomerat in Berührung
stehenden anorganischen Base zu schmelzen. Als Base wird bei dem Verfahren der Erfindung KaliumLydroxyd bevorzugt.
Im allgemeinen ist eö zweckmäßig, das rohe Dlamantgemleoh mit
so viel anorganischer Base in Berührung zu bringen, wie zur Aufnahme der in Freiheit gesetzten Diamanttellohen und zur
Bildung einer deutlich ausgeprägten flüssigen Phase notwendig ist, so daS die flüssige und die feste Phase leicht voneinander
getrennt werden können« Daher wird das rohe Diamant* agglomerat mit mindestens ter gleichen (equivalent) Oewiehtsmenge
vorzugsweise Jedooh mit mindestens der etwa 4- bis 20-fachen
Gewichtsmenge an anorganischer Base in Kontakt gebracht.
Das erfindungagemäSe Reinigungsverfahren kann bei unterode
r UberatmosphKrlsohein Druck im Bereioh zwisohen etwa 0,5
bis 10 Atmosphären durchgeführt werden, jedoch erzielt man bei seiner DurohfUhrung unter Atnosphärendruek besonders
zufriedenstellende Ergebnisse* Zweckmäßig arbeitet nan unter
AtmosphKrendruck bei Temperaturen der anorganischen Base
zwisohen etwa 520T und dem Siedepunkt* Für das bevorzugte
Kaliumhydroxyd liegt dieser Temperaturbereich beispielsweise zwischen etwa 375 und 90O1C.
Die Konditionlerungszeit, die zur Erzielung des gewünschten Reinheitsgrades erforderlich ist, hängt natürlich sowohl
109824/1460
ORIGINAL
von der Art der Base und ihrer Temperatur ab als auch von Art
und Menge der anwesenden Verunrein:« -,iingen. Da die Dichten von
Diamant und nichtdiamantartigem Kohlenstoff stark voneinander abweichen, genügt es im allgemeinen, das zu reinigende Rohgemisch zusammen mit der anorganischen Base unter Rühren bis
mindestens zum Schmelzpunkt der Büsq zu erhitzen. Soll die
auf der Oberfläche der Schmelze schwimmende feste Phase auf physikalischem Wege, beispielsweise durch Dekantieren oder
Abschöpf verfahren, abgetrennt werde:!, so ist es im allgemeinen
erforderlich, die Schmelze wenigstens etwa 5 Minuten, vorzugsweise
20 bis 6o Minuten, bei minder;tens ihrer Schmelztemperatur
zu konditionieren, insbesondere, wenn eine praktisch vollständige Trennung des Diamantmaterials vom nichtdiamantartigem
Kohlenstoff und, falle anwesend, von den anderen anorganischen Verunreinigungen erzielt werden soll.
Vorzugswelse wird die Abtrennung der festen Phase jedooh
nicht auf physikalischem Wege, sondern durch oxydierende Vergasung vorgenommen, wobei die feste Phase vortellhafterwelse
dadurch zerstört werden kann, daß man sie mit einem sauer*
stoffhaltigen Gas in Kontakt bringt, das entweder unter oder
über die Oberfläche der Schmelze geleitet werden kann* Das bevorzugte Oxydationsmittel ist Luft, jedoch können auoh
molekularer Sauerstoff oder andere Stoffe verwendet werden, die die feste, niohtdiamantartigen Kohlenstoff enthaltende
10982A/U60
Phase zu oxydieren vermögen, beispielsweise Verbindungen* die unter den angewandten Reaktionsbedingungen unter Bildung
eines molekularen Sauerstoff enthaltenden Gases zerfallen. Im allgemeinen wird diese oxydierende Behandlung * insbesondere,
wenn das nichtdiamantartige Kohleneboffmaterial praktisch
vollständig entfernt werden soll - so lange durchgeführt, bis jegliches schwarze, kohlenstoffhaltige Material von der
Oberfläche der Schmelze verschwunden 1st.
Nach erfolgter Trennung von fester und flüssiger Phase kann
der Diamant aus der geschmolzenen anorganischen Phase auf herkömmliche Weise« wie Einbringen dar Sohmelte in Wasser,
wobei der Diamantanteil ungelöst bleibt« isoliert werden» Wenn jedoch das rohe diamanthaltige Material noch andere
anorganische Verunreinigungen als nlchtdlamantartigen Kohlenstoff
enthält, so werden diese Verunreinigungen unter den Bedingungen des erfindungsgemäSen Verfahrene normalerweise
in der geschmolzenen anorganischen Base disperglert» Tn diesem
Falle wird die Abtrennung dieser anorganieefetn Verunreinigungen
ν on dem aus der Schmelze gewonnen Diassant auf
ml&ehe Weise, wie Behandeln mit verdünnte?
«u beispielsweise 30&»ig«s? Salzsäure, wo&'arsfe
dl« gssftpü&en anorganisches Verunreinigungen gelust
-■ ίο -
Herstellung künstlichen Diamants erhaltene Rohprodukt nur
verhältnismäßig geringe Mengen, beispielsweise weniger ale etwa 25$ des Kohlenstoffgehaltes, an Diamant; d.h. der beträchtliche
Rest besteht aus nichtumgesetztem, niohtdiamantartlgem
Kohlenstoff und in manchen Fällen, je nach dor Herkunft des Produktes zusätzlich aus anderen anorganischen Verunreinigungen
wie hochsohmelzenden Metallen» Metallen, die al» Katalysator bei der Herstellung de3 Rohdiamants dienten,
sowie oiliolumhaltigen Stoffen. Wenn daher aus einem Rohgemisoh
mit einem derartig geringen Diamantgehalt Diamant gewonnen werden soll, der nur noch selbst mittels Röntgenbeugung
nicht mehr feststellbare Beimengungen an nichtdiamantartlgem
Kohlenstoff enthält, mu3 man die Hauptmenge des nicht diamant art igen Kohlenstoffes und ggfs. der anderen anorganischen
Verunreinigungen entfernen, bevor man den Rohdlamant dem erfinaungsgemKflen Verfahren unterwirft. Dies
kann mit jeder herkömmlichen physikalischen oder chemischen frennungemetiiode erfolgen, beispielsweise durch Inkontaktbringen
des Rohdiamants nach seiner Herstellung mit mindestens
einer der oben beschriebenen Säuren. Unter Entfernung der Hauptmenge des niohtdiamantartigen Kohlenstoffs und ggfs.*
UQT· anderen anorganischen Verunreinigungen soll eine Operation
v-srstacden werden, nach der der Gehalt an nichtdiamantartigem
tvpÄLLensfcoff nicht gröSer als etwa 40$ und vorzugsweise nicfet
•"■■-vi^si" als efc^a i0$ scwie der Oehalt en ggf^: Vorhandenen
- li -
und vorzugsweise geringer als etwa 2#, bezogen auf den
Gesamtfeststoffgehalt des mit Säure behandelten Rohdiamants,
1st. Selbstverständlich fällt diese getrennte Vorbehandlung
fort« wenn Diamant hergestellt werden soll, der nicht praktisch
frei von nichtdiamantartigem Kohlenstoff zu sein
braucht.
Die Erfindung soll im folgenden anhand von Beispielen näher erläutert werden·
Der in den folgenden Beispielen 1 und 2 als Ausgangsmaterial
verwendete künstliche Diamant wurde durch Oxydation eines durch Behandlung eines Kohlenstoffmaterials mit Stoßwellen
innrnalb des StabilitKtsberelohee von Diamant erhaltenen
Rohdlanants mit Salpetersäure gemäß DBP . .*. ...
(Patentanmeldung A 53 442 IVa/121) gewonnen. Bei diesem
Oxydationsverfahren wird der Rohdiamant im allgemeinen vor
seiner Oxydation alt Salpetersäure mit einer anorganischen Säure wie Salzsäure und bzw» oder PluBsäure In Kontakt gebracht,
um die Hauptmenge an nichtdiamantartigem Kohlenstoff
sowie weiteren anorganischen Verunreinigungen zu entfernen.
halt ige β Material mit einem Gehalt an Kohlenstoff von 6*7,4$,
109824/1460
an Wasserstoff von 1,4$ und an Stickstoff von 1,8$, bestimmt
durch Mikroanalyse, einem Oehalt an 3raphit von 2,5o£, bestimmt
durch Röntgenanalyse, und geringen Mangen an Silicium,
Bor, Titan« Aluminium und Calcium* bestimmt durch emissionsepektrographische
Analyse, verwendet.
Eine 15 g schwere Probe dieses Materials wurde in einem Nickeltiegel mit 100 g Kaliumhydroxydplätzohen vermischt.
Durch etwa 60-mlnütiges Erwärmen des Tiegels auf einer Heizplatte
mit einer OberflHohentemperatur von etwa 400T wurden
anschließend dl· Kaliumhydroxydplätzohen zum Schmelzen gebracht*
Ansohlie3end wurde der Tiegel etwa 5 Minuten lang auf offener Flamme erhitzt und die Schmelze dabei auf eine
Temperatur von etwa 80O1C gebracht. Danach wurde der Tiegel
wieder auf die Heizplatte gestellt und dort etwa 15 Minuten belassen. Während dieser Zeit wurde die kontinuierliche Bildung
einer festen Phase in Fora von SOhWSrZeIn7 kohlenstoffhaltigem
Material auf der Oberfläche der Schmelze beobachtet»
Als offensichtlich kein weiteres schwarzes Material mehr an die Oberfläche der Schmelze geschwemmt wurde, wurde die
feste Phase durch Absaugen mit Hilfe eines geheizten Nickelrohres,
das etwa zwischen der festen und der flüssigen Phase angeordnet war, von der Oberfläche der Schmelze entfernt.
Die aus der Schneise alt dem darin suspendierten Diamant
bestehend· flüssige Fraktion wurde daraufhin ebenfalls aus
109824/1460
dem TJe gel entfernt und zugleich auf Raumtemperatur abgekühlt,
indem man sie in ein Gefäß mit Wasser einbrachte, wobei zugleich
praktisch der gesamte Kallumhydroxydantsil der
Schmelze gelöst wurde. Die festen Diamantteilchen wurden durch Dekantieren von Wasser befreit und zunächst mit destilliertem
Wasser, danach zur Entfernung von stwa anhaftender Base oder
anderen anorganischen Verunreinigungen mit 30£-iger Salzsäure
und schließlich zur Entfernung etwa adsorbierter Säure erneut mit destilliertem Wasser gewaschen und 12 Stunden bei 2001C
getrocknet. Rön'cgenbeugunga diagramm β des erhaltenen Produktes
zeigten, daß in dem Diamant keine erfaßbaren Mengen (weniger als 0,2$) Graphit vorhanden waren, und emilssionsspektrogra»
phlsohe Untersuchung ergab, daß das Produkt weniger als
etwa 0,2# andere anorganische Verunreinigungen aufwies.
Die feste Phase wurde in gleicher Weise wie die flüssige
aufgearbeitet und erwies sieh nach Röntgenanalyse als
hauptsächlich aus Graphit bestehend, der nu? Spurenmengen an
Diamant enthielt.
Als Ausgangsmaterial wurde ein künstlich hergestelltes diamanthaltigec Material mit einem Gehalt an Kohlenstoff
von 89,0Ji, an Wasserstoff von 0,8*» und an Stiokstoff von
2,0$ sowie einem Graphitgehalt von 1,0$ und einem Gehalt
an geringen Mengen Silicium, Titan, Aluminium und Bor verwendet.
109824/1460
Eine 25-g-Probo dieses Materials wurde in einem Nickeltiegel
der gemäß Beispiel 1 verwendeten Art mit 150 g
Kaliumhydroxydplätzchen vermischt. Das erhaltene Gemisch
wurde daraufhin gemäß dem Verfahren von Beispiel 1 konditioniert. Sobald sich die Abscheidung der festen, schwarzen
Kohlenstoff phase beobachten ließ, wurde durch ein Niokelrohr
unter die FlUssigkeitsoberfläche der Schmelze mit einer
Geschwindigkeit von 6 nl/seo Luft in den Tiegel geleitet.
Die Luftzufuhr wurde fortgesetzt, bis staatliches sichtbares schwarzeβ Kohlenetoffmaterlal von der Oberfläche der
Schmelze verschwunden war (naoh etwa 60 Hinuten). Danach wurde die den Diamant suspendiert enthaltende Schmelze
in Wasser eingebracht, um den Kaliumhydroxydanteil zu lösen. Der feste Diamant wurde gornäö Beispiel I aufgearbeitet.
Die Runtgenbeugungsdlagramme des Produkt·« ließen die Anwesenheit
von Diamant, der keine feststellbaren Mengen (d.h. weniger als 0,2Ji) Graphit enthielt, erkennen, und emissionsspeKtrographische
Prüfung ergab die Anwesenheit von weniger als 0,l£ anderer anorganischer Verunreinigungen.
PraktiEch gleiche Ergebnisse können bei Venrendung anderer
Alkalihydroxyde oder -carbonate, beispielsweise von Hatrlumhydroxyd, sowie Kalium- oder Natriumcarbonat, als
Konditionierungsmittel in dem erflndungsgemHSen Trennverfahren
erzielt werden. Außerdem kann durch das vorliegende Verfahren eint wirkungsvolle Abtrennung von
109824/1480
anderem nicht diamant artigem Kohlenstoff als natürlichem
oder künstlichen Graphit, beispielsweise von Graphitkohle,
Petrolkoks« Kohlenkoke und Leropensohwarz, aus einem Gemisch
mit kUnstlloh hergestelltem Diamant erzielt werden. Die genannten
nicht diamantartigen Kohlenetoffmaterialien dienen
als Ausgangsstoffe für die oben beschriebenen Herstellungsverfahren
für künstlichen Diamant, und die bei diesem Verfahren
gewonnenen Rohprodukte können demzufolge in gleicher M
Weise nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung behandelt werden.
gewonnene Diamant nicht notwendigerweise rein, sondern kann
verhKltnlen&eig geringe Mengen an Verunreinigungen, selbst
an nichtdiamantartigem Kohlenstoff enthalten und tut dies
in allgemeinen auch, obwohl er damit innrer noch praktisch frei von derartigen Verunreinigungen 1st. Somit kann da·
β rf indungagenttSe Verfahren zur Abtrennung von Diamant aus ™
einen Rohgemlsoh nib Verunreinigungen als «In Verfahren zur
Herstellung eines verhKltnlsm&Oig reinen synthetischen
Diamantmaterials oder -konzentrats aus einem stark verunreinigten
Diamantmaterial betrachtet werden.
109824/U60
Claims (9)
1. Verfahren zur Gewinnung verhKltnismäßig reinen Diamante
aus dem bei der Diamantsynthese erhaltenen rohen Gemisch mit nicht diamant artigem Kohlenstoff, dadurch gekennzeichnet,
daß man das Genisoh mit einer anorganischen Base (einem
Alkalihydroxyd» Alkalicarbonat oder einem Gemisch davon) bei oder oberhalb der Schmelztemperatur der Base behandelt,
wobei eine solche Menge Base verwendet wird, die ausreicht, um
eine aus einer Diamant suspendiert enthaltenden Schmelze bestehende flüssige und eine aus dem nichtdiamantartigen
Kohlenstoff bestehende, auf der Oberfläche der Schmelze
schwimmende feste Phase entstehen zu lassen» danach flüssige
und feste Phase voneinander trennt und den Diamant aus der Schmelze Isoliert«
2. Verfahren &uMB Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet,
daS die Behandlung mit der Base durchgeführt wird« indem
man (a) das Gemisch aus künstlichem Diamant und nichtdiamantartigem
Kohlenstoff mit der anorganischen Base In fester Form in Kontakt bringt, (b) das erhaltene Gemisch bis
mindestens auf die Schmelztemperatur der Base erhltst und
dabei die Base praktisch vollständig verflüssigt und dadurch eine Suspension des Gemisches aus Diamant und
109824/1460
nlchtdiamantartigem Kohlenstoff herstellt und (c) die
Suspension bewegt und dabei ihre Temperatur so lange mindestci:
über dem Schmelzpunkt der Base hält, da3 sich flüssige und feste Phase ausbilden können.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die feste Phase von der flüssigen durch Oxydation der festen Phase mit einem molekularen Sauerstoff enthaltenden
0as abgetrennt wird.
4, Verfahren nach einem der AnsprUohe 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das in der flüssigen Phase enthaltene Diamantmateriax von der in der flüssigen Phase enthaltenen
Base durch Lösen der Base in Wasser abgetrennt
wird.
5· Verfahren gemäß einen der vorhergehenden Ansprüche« Λ
dadurch gekennzeichnet, da8 al· Ausgangsaaterial ein
kohlenstoffhaltige· Material Alt einem Gehalt von weniger als 4o£ an ηlohtdiamantartigem Kohlenstoff verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5# dadurch gekennzeichnet, daß
ein Rohgemlsoh aus Diamant und Niohtdlamantmateria?
zur Herabsetzung des Anteile an Nichtdiaraantkohlenstoff
auf unter 4o£ mit Säure behandelt wird.
10982WU60
7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche« dadurch
gekennzeichnet, daß die Zweiphasenschmelze bei einer Temperatur von mindestens 375*C gebildet wird.
8. Verfahren gemKfl einem der vorhergehenden Ansprüche« daduroh
gekennzeichnet, da3 als Ausgangsmaterial ein bei der Oxydation eines rohen diamanthaltigen Material», das durch
Blnwirkenlassen von Stoßwellen auf niehtdiamanthaltlges
Kohlenstoffmaterial Innerhalb des StabllltMtsbereiches von
Diamant hergestellt worden war, erhaltenes Material verwendet wird.
9. Verfahren zur Synthese von Diamant, dadurch gekennzeichnet«
daS das Rohprodukt nach dem Verfahren gemäß den vorhergehenden Ansprüchen angereiobert wird.
■>V
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US544103A US3386805A (en) | 1966-04-21 | 1966-04-21 | Process of separating non-diamond carbonaceous material from synthetic diamantiferous products |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1667373A1 true DE1667373A1 (de) | 1971-06-09 |
Family
ID=24170760
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19671667373 Pending DE1667373A1 (de) | 1966-04-21 | 1967-04-21 | Verfahren zur Reinigung von synthetischem Diamant |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3386805A (de) |
DE (1) | DE1667373A1 (de) |
GB (1) | GB1158027A (de) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60239314A (ja) * | 1984-05-11 | 1985-11-28 | Nippon Oil & Fats Co Ltd | ダイヤモンドの精製法 |
US5406859A (en) * | 1987-07-08 | 1995-04-18 | Belford; James R. | Device for transferring power between linear and rotary motion |
WO1992000243A1 (en) * | 1990-06-28 | 1992-01-09 | Nauchno-Proizvodstvennoe Obiedinenie 'altai' | Method for extraction of diamonds from a diamond-containing detonated charge |
JP4174626B2 (ja) * | 2002-07-19 | 2008-11-05 | 株式会社島津製作所 | X線発生装置 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2947610A (en) * | 1958-01-06 | 1960-08-02 | Gen Electric | Method of making diamonds |
US3238019A (en) * | 1963-10-01 | 1966-03-01 | Stanford Research Inst | Method of making diamond |
-
1966
- 1966-04-21 US US544103A patent/US3386805A/en not_active Expired - Lifetime
-
1967
- 1967-04-19 GB GB18080/67A patent/GB1158027A/en not_active Expired
- 1967-04-21 DE DE19671667373 patent/DE1667373A1/de active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US3386805A (en) | 1968-06-04 |
GB1158027A (en) | 1969-07-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2614633C2 (de) | Verfahren zum Rückgewinnen von Metallcarbiden aus Hartmetallschrott | |
DE3008765C2 (de) | Preßling für Schleifzwecke | |
DE1142346B (de) | Verfahren zur Synthese von Diamanten | |
DE2706536A1 (de) | Aufreinigung von kohle | |
DE3334627C2 (de) | Salzröstverfahren für Vanadiumerze in Gegenwart von Kohlenstoff | |
DE3145006C2 (de) | ||
DE2135734B2 (de) | ||
DE2458169A1 (de) | Verfahren zum herstellen von koks | |
DE1667373A1 (de) | Verfahren zur Reinigung von synthetischem Diamant | |
DE3227041A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines graphitfluorids | |
DE1592115A1 (de) | Verfahren zur Gewinnung von Ceriumkonzentraten aus Erzen | |
DE2135731C3 (de) | Verfahren zur Gewinnung von Nickel und Kupfer aus Manganknollen | |
DE3630986A1 (de) | Hochreiner koks und verfahren zu dessen herstellung | |
DE2646945A1 (de) | Diamantwerkstoff | |
DE2758205A1 (de) | Verfahren zur gewinnung von magnesiumoxid aus feuerfestaltmaterial | |
DE1226548B (de) | Verfahren zur Herstellung von Boriden | |
DE2318517C2 (de) | Verfahren zur Abtrennung verunreinigender Substanzen | |
DE3142826A1 (de) | Verfahren zur herstellung einer hochreaktiven pechfraktion und deren verwendung | |
DE1592368C3 (de) | Verfahren zur Gewinnung von Ammoniak und Chlor aus Ammoniumchlorid | |
DE2501396A1 (de) | Verfahren zur entfernung von kupfer aus geringe mengen kupfer enthaltenden sauren loesungen | |
DE2921786C2 (de) | ||
DE1183059B (de) | Verfahren zur Herstellung von Titandioxyd aus titanhaltigen Erzen, die Eisen als Hauptverunreinigung enthalten | |
DE69800532T2 (de) | Wiedergewinnung von Wolfram aus Wolfram-Thoria Schrott mittels Natriumhydroxidschmelzung | |
DE2726817C2 (de) | Verfahren zur Rückgewinnung von Ta(Nb)C-WC-TiC-Mischcarbiden aus Hartmetallschrott | |
DE635387C (de) | Verfahren zur Herstellung von kompaktem Magnesium |