JPH1192128A - 粒子混合物からの炭素の除去方法 - Google Patents
粒子混合物からの炭素の除去方法Info
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- JPH1192128A JPH1192128A JP10217216A JP21721698A JPH1192128A JP H1192128 A JPH1192128 A JP H1192128A JP 10217216 A JP10217216 A JP 10217216A JP 21721698 A JP21721698 A JP 21721698A JP H1192128 A JPH1192128 A JP H1192128A
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- 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
- C01B32/25—Diamond
- C01B32/28—After-treatment, e.g. purification, irradiation, separation or recovery
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- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ダイヤモンド／炭素混合物のような、高価な
粒子状物質から固体炭素を除去する改善された方法の提
供。 【解決手段】 （ａ）粒子状物質と、酸化銀、および酸
化銀を添加した酸化銅からなる群より選ばれる有効量の
触媒との完全混合物を形成する工程と； （ｂ）酸素の存在下、前記工程（ａ）の完全混合物を、
２５０℃〜５００℃の範囲の温度で１２〜６０時間加熱
して、前記固体炭素を酸化する工程と、を具える方法。
粒子状物質から固体炭素を除去する改善された方法の提
供。 【解決手段】 （ａ）粒子状物質と、酸化銀、および酸
化銀を添加した酸化銅からなる群より選ばれる有効量の
触媒との完全混合物を形成する工程と； （ｂ）酸素の存在下、前記工程（ａ）の完全混合物を、
２５０℃〜５００℃の範囲の温度で１２〜６０時間加熱
して、前記固体炭素を酸化する工程と、を具える方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、触媒酸化による、
粒子混合物からの炭素の除去に関する。ダイヤモンド以
外の、炭素のあらゆる元素形態を、この方法によって粒
子混合物から除去することができる。この方法は、特
に、合成ダイヤモンドの製造における残留炭素の除去に
有用である。
粒子混合物からの炭素の除去に関する。ダイヤモンド以
外の、炭素のあらゆる元素形態を、この方法によって粒
子混合物から除去することができる。この方法は、特
に、合成ダイヤモンドの製造における残留炭素の除去に
有用である。
【０００２】
【従来の技術】炭素は、沈降や濾過、遠心分離器の使
用、および蒸留のような慣用の物理的操作によって、あ
る粒子混合物から除去することができる。しかし、炭素
粒子が非常に小さい場合は、混合物中の炭素粒子とその
他の粒子との強い結合のために、物理的な分離技術を用
いることはできない。そのような状況では、空気による
酸化のような化学的操作を採用しなくてはならない。
用、および蒸留のような慣用の物理的操作によって、あ
る粒子混合物から除去することができる。しかし、炭素
粒子が非常に小さい場合は、混合物中の炭素粒子とその
他の粒子との強い結合のために、物理的な分離技術を用
いることはできない。そのような状況では、空気による
酸化のような化学的操作を採用しなくてはならない。
【０００３】その他の混合物成分が非常に酸化されにく
い場合（たとえば多くの無機酸化物やケイ酸塩、粘土の
場合）、炭素は、それらの他の混合物成分を有意に損失
したり改変することなく、酸化雰囲気下で混合物を６０
０℃を越える温度で加熱することによって除去すること
ができる。固定床、流動床、およびロータリー式の炉
を、この目的に用いてよい。混合物が、回収すべきであ
り、かつ高温では不安定な高価な成分を含む場合は、触
媒を用いて、酸化に必要な温度を下げてもよい。
い場合（たとえば多くの無機酸化物やケイ酸塩、粘土の
場合）、炭素は、それらの他の混合物成分を有意に損失
したり改変することなく、酸化雰囲気下で混合物を６０
０℃を越える温度で加熱することによって除去すること
ができる。固定床、流動床、およびロータリー式の炉
を、この目的に用いてよい。混合物が、回収すべきであ
り、かつ高温では不安定な高価な成分を含む場合は、触
媒を用いて、酸化に必要な温度を下げてもよい。
【０００４】米国特許第３, ３４８, ９１８号は、約２
５０℃〜５００℃の範囲内の温度で、酸化鉛触媒の存在
下に酸素分子で選択的に酸化することにより、炭素／ダ
イヤモンド混合物から炭素を除去する方法を記載してい
る。この触媒は、炭素／ダイヤモンド混合物中に均一に
分散する。たとえば、反応温度またはそれより低い温度
において、イン・サイチュ（in situ ）で鉛の酸化物に
転換する、炭酸鉛や水酸化鉛、硝酸鉛、セバシン酸鉛等
の鉛の酸化物または酸素含有化合物を、人力で、または
機械的に、均一に混合物粉末と混合する。
５０℃〜５００℃の範囲内の温度で、酸化鉛触媒の存在
下に酸素分子で選択的に酸化することにより、炭素／ダ
イヤモンド混合物から炭素を除去する方法を記載してい
る。この触媒は、炭素／ダイヤモンド混合物中に均一に
分散する。たとえば、反応温度またはそれより低い温度
において、イン・サイチュ（in situ ）で鉛の酸化物に
転換する、炭酸鉛や水酸化鉛、硝酸鉛、セバシン酸鉛等
の鉛の酸化物または酸素含有化合物を、人力で、または
機械的に、均一に混合物粉末と混合する。
【０００５】ドイツ国特許公開第ＤＤ２２４, ５７５Ａ
１号は、炭素／ダイヤモンド混合物から炭素を除去する
方法であって、４５０℃より高い温度ではＣｕＯまたは
ＣｕＯ2 の形成を伴いながら分解する銅塩の水溶液を、
炭素／ダイヤモンド混合物と混合する方法を記載してい
る。得られる懸濁液は乾燥して、酸素含有ガスを加えな
がら、最大温度５４０℃で反応させる。反応生成物を塩
酸または硝酸とともに沸騰させ、酸を水で洗い落とし、
生成物を乾燥する。Ｘ線分析をすると、残留物が、ほと
んどグラファイトを含まないダイヤモンドであることが
わかる。
１号は、炭素／ダイヤモンド混合物から炭素を除去する
方法であって、４５０℃より高い温度ではＣｕＯまたは
ＣｕＯ2 の形成を伴いながら分解する銅塩の水溶液を、
炭素／ダイヤモンド混合物と混合する方法を記載してい
る。得られる懸濁液は乾燥して、酸素含有ガスを加えな
がら、最大温度５４０℃で反応させる。反応生成物を塩
酸または硝酸とともに沸騰させ、酸を水で洗い落とし、
生成物を乾燥する。Ｘ線分析をすると、残留物が、ほと
んどグラファイトを含まないダイヤモンドであることが
わかる。
【０００６】爆発による衝撃でダイヤモンドを合成する
製造法においては、未反応の炭素を除去しなくてはなら
ない。現在の工業的なやり方は、有効触媒量の酸化鉛粉
末を、爆発衝撃合成によって生成した炭素／ダイヤモン
ド物質と混合し、その混合物を空気中で約４００℃の温
度で数時間加熱する、というものである。これにより、
ダイヤモンドではない炭素は酸化され、ガス状のＣＯと
ＣＯ2 を形成し、それらはプロセスから排出されて、ダ
イヤモンドと酸化鉛触媒の混合物を残す。この酸化鉛触
媒を酸で抽出することにより除去し、ダイヤモンドを回
収する。
製造法においては、未反応の炭素を除去しなくてはなら
ない。現在の工業的なやり方は、有効触媒量の酸化鉛粉
末を、爆発衝撃合成によって生成した炭素／ダイヤモン
ド物質と混合し、その混合物を空気中で約４００℃の温
度で数時間加熱する、というものである。これにより、
ダイヤモンドではない炭素は酸化され、ガス状のＣＯと
ＣＯ2 を形成し、それらはプロセスから排出されて、ダ
イヤモンドと酸化鉛触媒の混合物を残す。この酸化鉛触
媒を酸で抽出することにより除去し、ダイヤモンドを回
収する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】産業界では、環境上か
つ健康上の理由から、商業規模のプロセスにおける鉛化
合物の代替物が要望されている。更に、上記した方法で
は、酸化鉛を用いると、特にサブミクロンの高価な粒子
の損失を生じる、ダイヤモンドの「バーンアップ（burn
-up ）」のために、ダイヤモンドの収率が低下する可能
性がある。
つ健康上の理由から、商業規模のプロセスにおける鉛化
合物の代替物が要望されている。更に、上記した方法で
は、酸化鉛を用いると、特にサブミクロンの高価な粒子
の損失を生じる、ダイヤモンドの「バーンアップ（burn
-up ）」のために、ダイヤモンドの収率が低下する可能
性がある。
【０００８】このように、ダイヤモンド／炭素混合物の
ような、高価な粒子状物質から炭素を除去する方法を改
善することが必要とされている。
ような、高価な粒子状物質から炭素を除去する方法を改
善することが必要とされている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】単独で、または銅酸化物
の添加物としての銀酸化物が、２５０℃〜５００℃の温
度範囲で、元素状態の粒子状炭素の酸化に有効な触媒で
あることを知見した。この炭素は、ダイヤモンド以外
の、いかなる元素状態の炭素でもよい。
の添加物としての銀酸化物が、２５０℃〜５００℃の温
度範囲で、元素状態の粒子状炭素の酸化に有効な触媒で
あることを知見した。この炭素は、ダイヤモンド以外
の、いかなる元素状態の炭素でもよい。
【００１０】したがって、本発明によれば、粒子状物質
からの固体炭素の除去方法であって、 （ａ）粒子状物質と、酸化銀、および酸化銀を添加した
酸化銅からなる群より選ばれる有効量の触媒との完全混
合物を形成する工程と； （ｂ）酸素の存在下、前記工程（ａ）の完全混合物を、
２５０℃〜５００℃の範囲の温度で１２〜６０時間加熱
して、前記固体炭素を酸化する工程と、を具えることを
特徴とする方法が提供される。
からの固体炭素の除去方法であって、 （ａ）粒子状物質と、酸化銀、および酸化銀を添加した
酸化銅からなる群より選ばれる有効量の触媒との完全混
合物を形成する工程と； （ｂ）酸素の存在下、前記工程（ａ）の完全混合物を、
２５０℃〜５００℃の範囲の温度で１２〜６０時間加熱
して、前記固体炭素を酸化する工程と、を具えることを
特徴とする方法が提供される。
【００１１】触媒は、工程（ｂ）の後に酸で抽出するこ
とによって、粒子状物質から都合よく除去される。好ま
しい態様においては、この方法を用いて、合成ダイヤモ
ンドの製造により生成したダイヤモンドと未反応炭素と
の混合物を処理することによって、過剰の未反応炭素を
除去し、純度の高いダイヤモンドを回収することができ
るようになる。
とによって、粒子状物質から都合よく除去される。好ま
しい態様においては、この方法を用いて、合成ダイヤモ
ンドの製造により生成したダイヤモンドと未反応炭素と
の混合物を処理することによって、過剰の未反応炭素を
除去し、純度の高いダイヤモンドを回収することができ
るようになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の方法は、多様な物質から
粒子状炭素を除去するのに用いてよい。この方法は、工
業的規模で行われるダイヤモンドの製造の際に形成され
るダイヤモンドと炭素の混合物から、粒子状炭素を除去
するのに特に有用である。したがって、本発明を、この
好ましい態様に当てはめて詳細に説明する。
粒子状炭素を除去するのに用いてよい。この方法は、工
業的規模で行われるダイヤモンドの製造の際に形成され
るダイヤモンドと炭素の混合物から、粒子状炭素を除去
するのに特に有用である。したがって、本発明を、この
好ましい態様に当てはめて詳細に説明する。
【００１３】粒子状炭素 ここで用いるように、「粒子状炭素」とは、限定はない
が、グラファイト、カーボンブラック、無定形炭素、
炭、およびコークスのような、元素状態の固体炭素を指
す。この用語には、上記した元素状態の炭素とは物理的
かつ化学的に異なる特性を有するダイヤモンドは含まれ
ない。炭素を含む粒子状物質は、典型的には、この方法
によって炭素を除去するのに要する時間を最短に抑える
ために、サブミクロン〜１ミリメートルにわたる平均粒
径を有している。
が、グラファイト、カーボンブラック、無定形炭素、
炭、およびコークスのような、元素状態の固体炭素を指
す。この用語には、上記した元素状態の炭素とは物理的
かつ化学的に異なる特性を有するダイヤモンドは含まれ
ない。炭素を含む粒子状物質は、典型的には、この方法
によって炭素を除去するのに要する時間を最短に抑える
ために、サブミクロン〜１ミリメートルにわたる平均粒
径を有している。
【００１４】触媒 触媒は、酸化銀単独か、または酸化銅の添加物としての
酸化銀である。ここで用いるように、「酸化銀」および
「酸化銅」なる用語は、本発明の方法の過程でイン・サ
イチュでそれぞれ酸化銀および酸化銅を形成する前駆体
化合物を含む。
酸化銀である。ここで用いるように、「酸化銀」および
「酸化銅」なる用語は、本発明の方法の過程でイン・サ
イチュでそれぞれ酸化銀および酸化銅を形成する前駆体
化合物を含む。
【００１５】酸化銀は、本発明の方法の過程で揮発する
か分解して対応する酸化物を形成する、有機または無機
陰イオンの銀塩として、本発明の方法の過程で酸化する
銀として導入されるか、もしくは酸化銀そのものとして
導入してよい。適切な銀塩の例としては、硝酸銀、炭酸
銀、ギ酸銀、酢酸銀、プロピオン酸銀、乳酸銀、シュウ
酸銀、水酸化銀、およびこれらの混合物がある。酢酸銀
およびシュウ酸銀が、容易に入手でき、また除去すべき
炭素を含有する粒子状物質中に均一に分散しやすいこと
から好ましい。
か分解して対応する酸化物を形成する、有機または無機
陰イオンの銀塩として、本発明の方法の過程で酸化する
銀として導入されるか、もしくは酸化銀そのものとして
導入してよい。適切な銀塩の例としては、硝酸銀、炭酸
銀、ギ酸銀、酢酸銀、プロピオン酸銀、乳酸銀、シュウ
酸銀、水酸化銀、およびこれらの混合物がある。酢酸銀
およびシュウ酸銀が、容易に入手でき、また除去すべき
炭素を含有する粒子状物質中に均一に分散しやすいこと
から好ましい。
【００１６】酸化銅単独では、本発明の目的にあまり有
効ではない。しかし、少量の酸化銀、または上記したそ
の前駆体は、酸化銅の活性を大いに高めるものである。
このように、酸化銀は、酸化銅の添加物として役に立
ち、酸化銅を本発明に有効なものとする。酸化銅は、酢
酸銅または硝酸銅として都合よく添加され、酸化銀また
はその前駆体と、元素状態の炭素を含有する粒子状物質
との完全混合物の形成を促進する。酸化銀添加物を酸化
銅と一緒に用いるのは、酸化銀単独を使用するよりも経
済的な面で有利である。
効ではない。しかし、少量の酸化銀、または上記したそ
の前駆体は、酸化銅の活性を大いに高めるものである。
このように、酸化銀は、酸化銅の添加物として役に立
ち、酸化銅を本発明に有効なものとする。酸化銅は、酢
酸銅または硝酸銅として都合よく添加され、酸化銀また
はその前駆体と、元素状態の炭素を含有する粒子状物質
との完全混合物の形成を促進する。酸化銀添加物を酸化
銅と一緒に用いるのは、酸化銀単独を使用するよりも経
済的な面で有利である。
【００１７】混合物 元素状態の炭素と触媒を含有する粒子状物質を均一に混
合して、完全混合物を形成する。これは、成分が粉末の
場合、まず、スパチュラを用いるか、好ましくはサンプ
ル・スプリッタに粉末を数回（通常は少なくとも１０
回）通して粉末を混合することによって達成できる。次
いで、予備混合した粉末を、ジルコニアのペレットのよ
うな不活な粉砕材を用いてセラミックのボールミル内で
乾燥粉砕し、粉砕後、ワイヤメッシュスクリーンを用い
て粉末混合物を回収する。また、別の方法では、水溶性
の前駆体塩を水に溶解し、この溶液を用いて、炭素含有
混合物とのスラリーまたは懸濁液を調製する。空気中で
加熱することによって水を蒸発させ、炭素成分と前駆体
塩との完全混合物を含有する残留物を、粉末状に容易に
変換する。
合して、完全混合物を形成する。これは、成分が粉末の
場合、まず、スパチュラを用いるか、好ましくはサンプ
ル・スプリッタに粉末を数回（通常は少なくとも１０
回）通して粉末を混合することによって達成できる。次
いで、予備混合した粉末を、ジルコニアのペレットのよ
うな不活な粉砕材を用いてセラミックのボールミル内で
乾燥粉砕し、粉砕後、ワイヤメッシュスクリーンを用い
て粉末混合物を回収する。また、別の方法では、水溶性
の前駆体塩を水に溶解し、この溶液を用いて、炭素含有
混合物とのスラリーまたは懸濁液を調製する。空気中で
加熱することによって水を蒸発させ、炭素成分と前駆体
塩との完全混合物を含有する残留物を、粉末状に容易に
変換する。
【００１８】選択した触媒の量は、粒子状物質中に含ま
れる炭素の量と種類、選択した処理温度と時間、および
プロセス中に存在する酸素の量によって変化する。一般
に、添加する触媒の量は、反応時間および／または温度
が減少するにしたがって、また粒子混合物の炭素含量が
増加するにしたがって増加する。最も効率をよくするた
めには、混合物が、重量にして２％〜４０％、好ましく
は１０％〜２０％の触媒を含むようにする。触媒と粒子
状物質との特定の組み合わせに最適な量は、日常的な実
験によって容易に決定される。酸化した炭素は、ＣＯお
よびＣＯ2 として、プロセスから容易に排出される。
れる炭素の量と種類、選択した処理温度と時間、および
プロセス中に存在する酸素の量によって変化する。一般
に、添加する触媒の量は、反応時間および／または温度
が減少するにしたがって、また粒子混合物の炭素含量が
増加するにしたがって増加する。最も効率をよくするた
めには、混合物が、重量にして２％〜４０％、好ましく
は１０％〜２０％の触媒を含むようにする。触媒と粒子
状物質との特定の組み合わせに最適な量は、日常的な実
験によって容易に決定される。酸化した炭素は、ＣＯお
よびＣＯ2 として、プロセスから容易に排出される。
【００１９】好ましい態様−合成ダイヤモンドの製造 本発明の方法は、特に、ダイヤモンドと未変換の炭素を
含有する粒子状物質からダイヤモンドを回収するのに適
合している。このような物質は、米国特許第３, ６６
７, ９１１号および米国特許第３, ６０８, ０１４号に
記載のように、炭素の爆発衝撃処理によってダイヤモン
ドを合成する際に生成する。その基本的な工程は次の通
り。グラファイトを銅金属粉末と混合し、得られる混合
物をスチール管（生成物管）に充填し、そしてスチール
の栓を溶接することによってチューブの両端を閉じる。
生成物管を、径がより大きく壁の厚いスチール管（駆動
管）に、駆動管の内壁と生成物管の外壁とのあいだに実
質的に同心円状の空間（間隙）ができるように、駆動管
の中心に置く。駆動管／生成物管の構造物を、この同心
円的構成のまま溶接し、次いで、より大きな円筒状の容
器の中心に置く。爆薬を環状の間隙に注ぎ入れ、爆薬カ
ラムの上から爆発させて、環状の爆発面を作り出し、チ
ューブ構造物の長手に沿って軸方向に伝播させる。爆発
の際の圧力によってグラファイト／金属混合物中に高圧
衝撃条件が作り出され、これがグラファイトをダイヤモ
ンドに変換する。この「発砲」ののち、構造物を回収
し、機械的手段および金属の酸抽出によって、粗製のダ
イヤモンド／グラファイト混合物を除去する。
含有する粒子状物質からダイヤモンドを回収するのに適
合している。このような物質は、米国特許第３, ６６
７, ９１１号および米国特許第３, ６０８, ０１４号に
記載のように、炭素の爆発衝撃処理によってダイヤモン
ドを合成する際に生成する。その基本的な工程は次の通
り。グラファイトを銅金属粉末と混合し、得られる混合
物をスチール管（生成物管）に充填し、そしてスチール
の栓を溶接することによってチューブの両端を閉じる。
生成物管を、径がより大きく壁の厚いスチール管（駆動
管）に、駆動管の内壁と生成物管の外壁とのあいだに実
質的に同心円状の空間（間隙）ができるように、駆動管
の中心に置く。駆動管／生成物管の構造物を、この同心
円的構成のまま溶接し、次いで、より大きな円筒状の容
器の中心に置く。爆薬を環状の間隙に注ぎ入れ、爆薬カ
ラムの上から爆発させて、環状の爆発面を作り出し、チ
ューブ構造物の長手に沿って軸方向に伝播させる。爆発
の際の圧力によってグラファイト／金属混合物中に高圧
衝撃条件が作り出され、これがグラファイトをダイヤモ
ンドに変換する。この「発砲」ののち、構造物を回収
し、機械的手段および金属の酸抽出によって、粗製のダ
イヤモンド／グラファイト混合物を除去する。
【００２０】粗製のダイヤモンド／グラファイト粒子状
物質は、酸化銀、または酸化銀と酸化銅の触媒と完全に
混合する。これらの触媒は、５００℃より低い温度の比
較的おだやかな酸化条件下で、ダイヤモンドを不当に酸
化することなく、残留するグラファイトを選択的に酸化
することがわかっている。好ましいのは酢酸銀または銀
単独であり、より好ましいのは酢酸銅または硝酸銅の添
加物としての銀である。混合物の全重量に基づき２〜５
％の銀塩および１５〜１８％の銅塩を有する触媒の組み
合わせが、おだやかな条件下でグラファイトを選択的に
酸化するのに特に有効であることがわかっている。
物質は、酸化銀、または酸化銀と酸化銅の触媒と完全に
混合する。これらの触媒は、５００℃より低い温度の比
較的おだやかな酸化条件下で、ダイヤモンドを不当に酸
化することなく、残留するグラファイトを選択的に酸化
することがわかっている。好ましいのは酢酸銀または銀
単独であり、より好ましいのは酢酸銅または硝酸銅の添
加物としての銀である。混合物の全重量に基づき２〜５
％の銀塩および１５〜１８％の銅塩を有する触媒の組み
合わせが、おだやかな条件下でグラファイトを選択的に
酸化するのに特に有効であることがわかっている。
【００２１】次いで、触媒とダイヤモンド／グラファイ
ト粒子状物質の完全混合物を、適切な反応器中に薄層と
して、典型的には深さ１３ｍｍ未満の層として塗布す
る。混合物を酸素の存在下、好ましくは空気の存在下で
加熱する。空気は、プロセスを促進するために、富酸素
状態にしてよい。酸素のみ、もしくは酸素と窒素または
不活ガス（たとえばアルゴン）との混合物も選択してよ
い。
ト粒子状物質の完全混合物を、適切な反応器中に薄層と
して、典型的には深さ１３ｍｍ未満の層として塗布す
る。混合物を酸素の存在下、好ましくは空気の存在下で
加熱する。空気は、プロセスを促進するために、富酸素
状態にしてよい。酸素のみ、もしくは酸素と窒素または
不活ガス（たとえばアルゴン）との混合物も選択してよ
い。
【００２２】銀と銅の塩は、対応する酸化物にイン・サ
イチュで変換するが、その酸化物は、酸素ガスの存在下
で混合物の炭素成分の酸化を選択的に触発する。酸素濃
度が高くなるほど、炭素を完全に酸化するのに要する温
度は低くなり、またそれに要する時間は短くなる。しか
し、不当に高い酸素濃度は避けるようにする。なぜな
ら、そうなればプロセスの選択率が下がるし、より高い
温度ではダイヤモンドの収率が低下しうるからである。
イチュで変換するが、その酸化物は、酸素ガスの存在下
で混合物の炭素成分の酸化を選択的に触発する。酸素濃
度が高くなるほど、炭素を完全に酸化するのに要する温
度は低くなり、またそれに要する時間は短くなる。しか
し、不当に高い酸素濃度は避けるようにする。なぜな
ら、そうなればプロセスの選択率が下がるし、より高い
温度ではダイヤモンドの収率が低下しうるからである。
【００２３】粒子状物質は、２５０℃〜５００℃、好ま
しくは３５０℃〜４３０℃で加熱する。酸化雰囲気下で
の加熱は、１２〜６０時間、好ましくは１８〜５０時間
続ける。上記の温度範囲でも、比較的高い温度では接触
酸化の選択性が低下するので、比較的低い温度が好まし
い。酸素の供給源として空気を用いる場合は、選択する
温度は、一般に少なくとも３５０℃、好ましくは少なく
とも３８０℃〜４００℃として、望ましい反応速度を達
成する。しかし、純粋な酸素を選択するならば、温度は
約２５０℃の低温まで選択しうる。
しくは３５０℃〜４３０℃で加熱する。酸化雰囲気下で
の加熱は、１２〜６０時間、好ましくは１８〜５０時間
続ける。上記の温度範囲でも、比較的高い温度では接触
酸化の選択性が低下するので、比較的低い温度が好まし
い。酸素の供給源として空気を用いる場合は、選択する
温度は、一般に少なくとも３５０℃、好ましくは少なく
とも３８０℃〜４００℃として、望ましい反応速度を達
成する。しかし、純粋な酸素を選択するならば、温度は
約２５０℃の低温まで選択しうる。
【００２４】酸化工程の後、粒子状物質を冷却する。水
性の酸を添加し、得られるスラリーを６０℃〜８０℃で
数時間攪拌して、残留する触媒金属酸化物を溶解する。
硝酸、酢酸、プロピオン酸、およびシュウ酸の水溶液
を、有利に選択してよい。次いで、水溶性の酸から、再
利用するために金属塩を回収してよい。溶解しなかった
成分は、濾過または遠心分離によって分離し、洗浄して
不純物を除去して、慣用の操作によって乾燥する。かく
して回収した合成ダイヤモンドは、残留した未反応のグ
ラファイトを、重量にして０. ５％未満、典型的には
０. ２％未満含有する。
性の酸を添加し、得られるスラリーを６０℃〜８０℃で
数時間攪拌して、残留する触媒金属酸化物を溶解する。
硝酸、酢酸、プロピオン酸、およびシュウ酸の水溶液
を、有利に選択してよい。次いで、水溶性の酸から、再
利用するために金属塩を回収してよい。溶解しなかった
成分は、濾過または遠心分離によって分離し、洗浄して
不純物を除去して、慣用の操作によって乾燥する。かく
して回収した合成ダイヤモンドは、残留した未反応のグ
ラファイトを、重量にして０. ５％未満、典型的には
０. ２％未満含有する。
【００２５】
【実施例】以下の実施例は、本発明の方法を説明するも
のであるが、本方法を限定するものではない。
のであるが、本方法を限定するものではない。
【００２６】実施例１ 以下の量の粉末を秤量して磁気の皿に入れ、スパチュラ
で混合した：乾燥したグラファイト−ダイヤモンド混合
物（グラファイトからの衝撃合成の生成物）を１４. ０
０グラムと、酢酸銀を３. ５グラム。この混合物を、ジ
ルコニアのペレット（約５ｍｍ径）を含む、汚染されて
いない乾燥セラミック・ボールミル（５００ｍｌ容）に
入れ、約１００ｒｐｍで９０分間粉砕した。粉砕した粉
末をジルコニア・ペレットから分離し（ワイヤメッシュ
スクリーンを用いる）、プラスチックのビンに入れた。
で混合した：乾燥したグラファイト−ダイヤモンド混合
物（グラファイトからの衝撃合成の生成物）を１４. ０
０グラムと、酢酸銀を３. ５グラム。この混合物を、ジ
ルコニアのペレット（約５ｍｍ径）を含む、汚染されて
いない乾燥セラミック・ボールミル（５００ｍｌ容）に
入れ、約１００ｒｐｍで９０分間粉砕した。粉砕した粉
末をジルコニア・ペレットから分離し（ワイヤメッシュ
スクリーンを用いる）、プラスチックのビンに入れた。
【００２７】粉末のサンプルを小型の四角いトレイにの
せ、約３ｍｍ深さの粉末層にならした。トレイにのせた
粉末の重量は２. ４９９８グラムであった。次いで、ト
レイをムライト管の高熱ゾーンの中心に置き、リンドバ
ーグ管炉（Lindberg Tube Furnace ）内で、サンプル上
に空気を中高速（２００〜５００ｃｃ／分）で流しなが
ら加熱した。４００℃で２４時間加熱した後、炉を止
め、空気を流し続けながらサンプルを室温まで冷却し
た。トレイに残った粉末は１. ２１５８グラムあり、重
量減少は１. ２８４０グラム、またはもともとの粉末量
の５１. ３６％であった。
せ、約３ｍｍ深さの粉末層にならした。トレイにのせた
粉末の重量は２. ４９９８グラムであった。次いで、ト
レイをムライト管の高熱ゾーンの中心に置き、リンドバ
ーグ管炉（Lindberg Tube Furnace ）内で、サンプル上
に空気を中高速（２００〜５００ｃｃ／分）で流しなが
ら加熱した。４００℃で２４時間加熱した後、炉を止
め、空気を流し続けながらサンプルを室温まで冷却し
た。トレイに残った粉末は１. ２１５８グラムあり、重
量減少は１. ２８４０グラム、またはもともとの粉末量
の５１. ３６％であった。
【００２８】１. ０４１５ｇの酸化粉末をガラスビーカ
ーに移し、５ｍｌの脱イオン水を加えた。マグネチック
・スターラーで攪拌しながら、１２０ｍｌの３５％硝酸
を加え、得られるスラリーを加熱し、攪拌を続けながら
７０±５℃で３時間維持した後、４０℃より低い温度ま
で冷却した。このスラリーを、ガラスフリット・フィル
ターを用いて、定量的に濾過した。ガラスフリット上の
粉末を、ガラスフリットを通過する粉末がないことを確
認しながら、瀘液が澄むまで、５０ｍｌの３５％硝酸で
３回、５０ｍｌの脱イオン水で５回洗浄した。粉末を、
立てたガラスフリット上で１２０度で２時間真空乾燥
し、室温に冷却した。回収した乾燥粉末の重量は、０.
７６５１ｇだった（７３. ４６％の残留物を回収し
た）。
ーに移し、５ｍｌの脱イオン水を加えた。マグネチック
・スターラーで攪拌しながら、１２０ｍｌの３５％硝酸
を加え、得られるスラリーを加熱し、攪拌を続けながら
７０±５℃で３時間維持した後、４０℃より低い温度ま
で冷却した。このスラリーを、ガラスフリット・フィル
ターを用いて、定量的に濾過した。ガラスフリット上の
粉末を、ガラスフリットを通過する粉末がないことを確
認しながら、瀘液が澄むまで、５０ｍｌの３５％硝酸で
３回、５０ｍｌの脱イオン水で５回洗浄した。粉末を、
立てたガラスフリット上で１２０度で２時間真空乾燥
し、室温に冷却した。回収した乾燥粉末の重量は、０.
７６５１ｇだった（７３. ４６％の残留物を回収し
た）。
【００２９】粉末のサンプルをＸ線回折で分析したとこ
ろ、０. ８％のグラファイトを含有することがわかっ
た。残りはダイヤモンドである。残留するグラファイト
の量は、４００℃での空気酸化工程を約５０〜６０時間
に伸ばした場合、０. １％未満まで減少した。
ろ、０. ８％のグラファイトを含有することがわかっ
た。残りはダイヤモンドである。残留するグラファイト
の量は、４００℃での空気酸化工程を約５０〜６０時間
に伸ばした場合、０. １％未満まで減少した。
【００３０】実施例２ 実施例１で用いたような乾燥ダイヤモンド／グラファイ
ト混合物を３２０グラムと、酢酸銅１. ６８グラムと、
酢酸銀１２グラムとを、実施例１に記載の方法で混合し
た。
ト混合物を３２０グラムと、酢酸銅１. ６８グラムと、
酢酸銀１２グラムとを、実施例１に記載の方法で混合し
た。
【００３１】粉末層の深さを約３ｍｍとし、６０時間と
加熱時間をより長くして、より大きな炉を用いるほかは
実施例１の操作によって、７７. ７４グラムの粉末を酸
化した。これにより、残留する粉末２８. ８３グラムを
得た。重量減少は４８. １グラム、またはもともとの粉
末の６２. ９１％であった。
加熱時間をより長くして、より大きな炉を用いるほかは
実施例１の操作によって、７７. ７４グラムの粉末を酸
化した。これにより、残留する粉末２８. ８３グラムを
得た。重量減少は４８. １グラム、またはもともとの粉
末の６２. ９１％であった。
【００３２】１４. ９２７７グラムの酸化粉末を６００
ｍｌのガラスビーカーに移し、１０ｍｌの脱イオン水を
加えた。マグネティック・スターラーで攪拌しながら、
２５０ｍｌの３５％硝酸を加え、このスラリーを、攪拌
を続けながら７０±５℃で３時間加熱した後、４０℃よ
り低い温度まで冷却した。このスラリーを、実施例１の
ようにして、定量的に濾過した。ガラスフリット上の粉
末を、ガラス・フリットを通過する粉末がないことを確
認しながら、瀘液が澄むまで、１００ｍｌの３５％硝酸
で３回、１００ｍｌの脱イオン水で５回洗浄した。粉末
を、実施例１に記載したようにして真空乾燥した。回収
した乾燥粉末の重量は、１１. ３９５０ｇだった（７
６. ３４％の残留物を回収した）。
ｍｌのガラスビーカーに移し、１０ｍｌの脱イオン水を
加えた。マグネティック・スターラーで攪拌しながら、
２５０ｍｌの３５％硝酸を加え、このスラリーを、攪拌
を続けながら７０±５℃で３時間加熱した後、４０℃よ
り低い温度まで冷却した。このスラリーを、実施例１の
ようにして、定量的に濾過した。ガラスフリット上の粉
末を、ガラス・フリットを通過する粉末がないことを確
認しながら、瀘液が澄むまで、１００ｍｌの３５％硝酸
で３回、１００ｍｌの脱イオン水で５回洗浄した。粉末
を、実施例１に記載したようにして真空乾燥した。回収
した乾燥粉末の重量は、１１. ３９５０ｇだった（７
６. ３４％の残留物を回収した）。
【００３３】粉末のサンプルをＸ線回折で分析したとこ
ろ、グラファイトはまったく検出されなかった。したが
って、０. １％未満のグラファイトが存在しており、残
りはダイヤモンドである。
ろ、グラファイトはまったく検出されなかった。したが
って、０. １％未満のグラファイトが存在しており、残
りはダイヤモンドである。
【００３４】
【発明の効果】ダイヤモンド以外の、炭素のあらゆる元
素形態を、本発明の方法によって粒子混合物から効果的
に除去することができる。この方法は、特に、合成ダイ
ヤモンドの製造における残留炭素の除去に有用である。
素形態を、本発明の方法によって粒子混合物から効果的
に除去することができる。この方法は、特に、合成ダイ
ヤモンドの製造における残留炭素の除去に有用である。
【００３５】さらに本発明の方法によれば、環境上およ
び健康上の問題も解決できる。
び健康上の問題も解決できる。
Claims (7)
- 【請求項１】 粒子状物質からの固体炭素の除去方法で
あって、 （ａ）粒子状物質と、酸化銀、および酸化銀を添加した
酸化銅からなる群より選ばれる有効量の触媒との完全混
合物を形成する工程と； （ｂ）酸素の存在下、前記工程（ａ）の完全混合物を、
２５０℃〜５００℃の範囲の温度に加熱する工程と、を
具えることを特徴とする方法。 - 【請求項２】 前記の固体炭素が、粒子または塊が平均
にして１ミリメートル径までの大きさのグラファイト、
カーボンブラック、無定形炭素、炭またはコークスであ
ることを特徴とする、請求項１に記載の除去方法。 - 【請求項３】 前記触媒が、工程（ａ）の完全混合物
を、重量にして２〜４０％含有することを特徴とする、
請求項２に記載の除去方法。 - 【請求項４】 前記触媒を塩として工程（ａ）に加える
ことを特徴とする請求項３に記載の除去方法。 - 【請求項５】 工程（ｂ）の後に、酸で抽出することに
より金属酸化物を除去する工程を含むことを特徴とす
る、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。 - 【請求項６】 合成ダイヤモンドを含有する粒子状物質
から固体物質を選択的に除去することを特徴とする、請
求項１〜５のいずれかに記載の除去方法。 - 【請求項７】 前記の粒子状物質を洗浄し、重量にして
０. ５％未満の残留する未反応炭素を含有するダイヤモ
ンドを回収することを特徴とする、請求項６に記載の除
去方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/904,469 | 1997-08-01 | ||
| US08/904,469 US6045768A (en) | 1997-08-01 | 1997-08-01 | Removal of carbon from particulate mixtures |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1192128A true JPH1192128A (ja) | 1999-04-06 |
Family
ID=25419219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10217216A Pending JPH1192128A (ja) | 1997-08-01 | 1998-07-31 | 粒子混合物からの炭素の除去方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6045768A (ja) |
| JP (1) | JPH1192128A (ja) |
| CN (1) | CN1211535A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011510894A (ja) * | 2008-01-25 | 2011-04-07 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア | ナノダイヤモンドおよび炭素質材料からのナノダイヤモンド様粒子 |
| JP2017202940A (ja) * | 2016-05-09 | 2017-11-16 | 株式会社ダイセル | ナノダイヤモンド製造方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2197013B1 (es) * | 2002-06-06 | 2005-03-01 | Consejo Sup. Investig. Cientificas | Preparacion de nuevos catalizadores basados en oxidos de plata y cobre y su uso en reacciones de oxidacion. |
| US9422770B2 (en) | 2011-12-30 | 2016-08-23 | Smith International, Inc. | Method for braze joining of carbonate PCD |
| CN102531676B (zh) * | 2012-03-03 | 2013-05-22 | 哈尔滨工业大学 | 基于纳米氧化铜的天然金刚石刀具真空热化学腐蚀方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE224575C (ja) * | ||||
| US3348918A (en) * | 1966-11-21 | 1967-10-24 | Du Pont | Diamond purification |
| US4054687A (en) * | 1976-06-01 | 1977-10-18 | United Technologies Corporation | Method for making a fuel cell electrode |
| US5271917A (en) * | 1989-09-15 | 1993-12-21 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Activation of carbon fiber surfaces by means of catalytic oxidation |
| RU2004491C1 (ru) * | 1991-07-02 | 1993-12-15 | Андрей Семенович Чиганов | Способ очистки детонационного алмаза |
| RU2036138C1 (ru) * | 1993-02-16 | 1995-05-27 | Акционерное общество "Карбид" | Способ обогащения алмазом его смесей с графитом или аморфным углеродом |
-
1997
- 1997-08-01 US US08/904,469 patent/US6045768A/en not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-07-31 JP JP10217216A patent/JPH1192128A/ja active Pending
- 1998-08-01 CN CN98117532A patent/CN1211535A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011510894A (ja) * | 2008-01-25 | 2011-04-07 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア | ナノダイヤモンドおよび炭素質材料からのナノダイヤモンド様粒子 |
| JP2017202940A (ja) * | 2016-05-09 | 2017-11-16 | 株式会社ダイセル | ナノダイヤモンド製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1211535A (zh) | 1999-03-24 |
| US6045768A (en) | 2000-04-04 |
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