RU2716692C1 - Method of extracting diamonds from a tool matrix - Google Patents
Method of extracting diamonds from a tool matrix Download PDFInfo
- Publication number
- RU2716692C1 RU2716692C1 RU2019120672A RU2019120672A RU2716692C1 RU 2716692 C1 RU2716692 C1 RU 2716692C1 RU 2019120672 A RU2019120672 A RU 2019120672A RU 2019120672 A RU2019120672 A RU 2019120672A RU 2716692 C1 RU2716692 C1 RU 2716692C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- diamonds
- carried out
- concentration
- ammonium nitrate
- nitric acid
- Prior art date
Links
Images
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
- C01B32/25—Diamond
- C01B32/28—After-treatment, e.g. purification, irradiation, separation or recovery
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B33/00—After-treatment of single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure
- C30B33/08—Etching
- C30B33/10—Etching in solutions or melts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам извлечения алмазов из алмазосодержащих материалов, которыми могут быть продукты синтеза алмазов, отходы переработки продуктов синтеза, и может быть использовано на предприятиях, производящих синтетические алмазы или специализирующиеся по переработке продуктов синтеза алмазов.The invention relates to methods for extracting diamonds from diamond-containing materials, which may be products of diamond synthesis, waste products from synthesis products, and can be used in enterprises producing synthetic diamonds or specializing in the processing of diamond synthesis products.
Известен способ извлечения алмазов из алмазосодержащего материала, включающий растворение металлов концентрированными кислотами (в частности соляной кислотой) с последующим окислением графита в присутствии азотисто-кислого аммония и оксидов металлов свинца, марганца и цинка и обработкой продукта соляной кислотой.[: Патент США N 4578260, C01B 31/06, 1986.]A known method for the extraction of diamonds from diamond-containing material, including the dissolution of metals with concentrated acids (in particular hydrochloric acid), followed by the oxidation of graphite in the presence of nitrous acid ammonium and metal oxides of lead, manganese and zinc and processing of the product with hydrochloric acid. [: US Patent N 4578260, C01B 31/06, 1986.]
Недостатком способа является использование концентрированных кислот и токсичных окислителей и как следствие этого необходимость очистки сточных вод, вредные условия труда, загрязнение окружающей среды, потери алмазов из-за необходимости большого количества промывок после кислотной обработки.The disadvantage of this method is the use of concentrated acids and toxic oxidizing agents and, as a consequence, the need for wastewater treatment, harmful working conditions, environmental pollution, loss of diamonds due to the need for a large number of washes after acid treatment.
Более совершенным признают способ [Пат РФ №2043299, C01B 31/06, заяв., 501486/26, 30.10.1991, опубл. 10.09.1995] извлечения алмазов из алмазосодержащего материала, включающий удаление металлов и отделение графита от алмаза, отличающийся тем, что полученный после удаления металлов продукт обжигают при 300-700°С в течение 10-300 мин, а отделяют графит от алмаза флотацией. Способ трудоемок, требует значительных энергетических затрат и не исключает использование концентрированных кислот на начальных стадиях удаления металлов.The method is recognized as more perfect [RF Pat. No. 2043299, C01B 31/06, application. 501486/26, 10.30.1991, publ. 09/10/1995] the extraction of diamonds from diamond-containing material, including the removal of metals and separation of graphite from diamond, characterized in that the product obtained after removal of metals is calcined at 300-700 ° C for 10-300 minutes, and graphite is separated from diamond by flotation. The method is time consuming, requires significant energy costs and does not exclude the use of concentrated acids in the initial stages of metal removal.
Наиболее близким признан способ извлечения алмазов и твердосплавных компонентов из алмазоносной матрицы инструмента [Пат РФ №2062252, C01B 31/06 заяв., 89 4771371 18.12.1989 конвенц. приор 18.12.1989], включающий дезинтеграцию матрицы электролитическим растворением металла-связки с образованием шлама из частиц алмазов и твердосплавных компонентов, отделение электролита от шлама, высушивание шлама и выделение алмазов и твердосплавных компонентов, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода извлеченных алмазов и улучшения их качества, после отделения электролита перед высушиванием дополнительно проводят дезинтеграцию шлама и очищение зерен алмазов путем обработки в водном растворе соляной кислоты и затем в водном растворе щелочи и после высушивания и выделения алмазов и твердосплавных компонентов выделенные алмазы измельчают электрогидравлическим дроблением, выделяют кондиционные по форме алмазы, остальные овализуют до уровня кондиции по форме и из тех и других выделяют кондиционные по прочности алмазы. При этом оставшиеся некондиционные по прочности алмазы разделяют на две партии по крупности зерен до 1 мм и более 1 мм и обрабатывают электрогидравлическим дроблением и объемным сжатием соответственно с последующим выделением кондиционных по форме алмазов.The closest recognized method for the extraction of diamonds and carbide components from a diamond matrix tool [RF Pat. No. 2062252, C01B 31/06 application., 89 4771371 12/18/1989 Convention. prior December 18, 1989], including disintegration of the matrix by electrolytic dissolution of the metal binder with the formation of sludge from particles of diamonds and carbide components, separation of the electrolyte from the sludge, drying of the sludge and separation of diamonds and carbide components, characterized in that, in order to increase the yield of extracted diamonds and improve their quality, after separation of the electrolyte before drying, the sludge is further disintegrated and diamond grains are cleaned by treatment in an aqueous solution of hydrochloric acid and then in aqueous astvore alkali and, after drying and isolation of the diamond and cemented carbide components is ground isolated diamonds electrohydraulic crushing, conditioning isolated shaped diamonds, the remaining level ovalizuyut conditioned in form and those of other isolated and conditioning strength diamonds. At the same time, the remaining diamonds of substandard strength are divided into two batches of grain size up to 1 mm and more than 1 mm and processed by electro-hydraulic crushing and volumetric compression, respectively, followed by the release of conditionally shaped diamonds.
Последний из приведенных так же не лишен недостатков, главными из которых являются: ограничения выбора конструкционных материалов при использовании соляной кислоты, неизбежные потери части кондиционных зерен в режиме электрогидравлического дробления на стадии финишной обработки.The last of the above is also not without drawbacks, the main of which are: restrictions on the choice of structural materials when using hydrochloric acid, the inevitable loss of part of the conditioned grains in the electro-hydraulic crushing mode at the finishing stage.
Решаемой проблемой заявляемого изобретения является расширение технических возможностей в выборе конструкционных материалов, исключение потерь алмазов и ценных компонентов матрицы.The solved problem of the claimed invention is the expansion of technical capabilities in the selection of structural materials, the exclusion of loss of diamonds and valuable matrix components.
Сущность заявляемого технического решения заключается в том, что извлечение алмазов из алмазоносной матрицы инструмента, включающем растворение металла-связки электролитом с образованием шлама, содержащего частицы алмазов, отделение электролита от шлама и выделение алмазов, отличающийся тем, что растворение металла-связки осуществляют в растворе серной кислоты концентрацией 100-300 г/л с активирующими добавками: азотной кислотой или нитратом аммония, а выделение и классификацию алмазов осуществляют в восходящем потоке с переменным гидродинамическим режимом при линейной скорости в пределах 15-45 м/ч.The essence of the claimed technical solution lies in the fact that the extraction of diamonds from the diamond matrix of the tool, including the dissolution of the metal binder by an electrolyte with the formation of a sludge containing diamond particles, the separation of the electrolyte from the sludge and the selection of diamonds, characterized in that the dissolution of the metal binder is carried out in a sulfuric solution acids with a concentration of 100-300 g / l with activating additives: nitric acid or ammonium nitrate, and the selection and classification of diamonds is carried out in an upward flow with a variable guide odinamicheskim mode at a linear velocity in the range of 15-45 m / h.
При этом концентрацию азотной кислоты или нитрата аммония варьируют в пределах 20-50 г/л, а процесс растворения ведут при температуре 60-80°С.The concentration of nitric acid or ammonium nitrate varies in the range of 20-50 g / l, and the dissolution process is carried out at a temperature of 60-80 ° C.
Достигаемые результаты заявляемого способа основаны в первую очередь на том, что матричная основа алмазного инструмента как правило содержит в своем составе медь, кобальт, никель в самых разнообразных пропорциях и элементы припоя: свинец, олово. Экспериментально установлено, что удаление металлов может быть достигнуто их переводом в раствор серной кислотой относительно невысокой концентрации в присутствии активаторов процесса растворения в виде нитратов. Элементы припоев при этом, в частности свинец образуют малорастворимые сульфаты. Шлам после отделения раствора представляет собой многофазную систему алмазов в первозданном их виде с тонкодисперсными сульфатами элементов припоя и графита. Использование восходящего потока с переменным гидродинамическим режимом позволяет одновременно промыть алмазы от кислого раствора, отделить сульфатно-графитовую составляющую и, при необходимости, расклассифицировать алмазы по крупности и совершенству формы.The achieved results of the proposed method are based primarily on the fact that the matrix base of a diamond tool usually contains copper, cobalt, nickel in a wide variety of proportions and solder elements: lead, tin. It was experimentally established that the removal of metals can be achieved by their conversion to a solution of sulfuric acid at a relatively low concentration in the presence of activators of the dissolution process in the form of nitrates. Solder elements in this case, in particular lead, form poorly soluble sulfates. The slurry after separation of the solution is a multiphase system of diamonds in their original form with finely dispersed sulfates of solder and graphite elements. The use of an ascending flow with a variable hydrodynamic regime allows you to simultaneously wash diamonds from an acid solution, separate the sulfate-graphite component and, if necessary, classify diamonds by size and perfect shape.
Сущность способа поясняется примерами.The essence of the method is illustrated by examples.
Пример 1. Алмазы извлекали из партии отработанных буровых колонок, алмазоносный слой которых содержал следующие компоненты в весовых процентах: алмазы в виде зерен крупностью от 400 до 800 мкм- 8, металл-основа (сплав меди, никеля, кобальта) - 62, припой и примеси остальное. Растворение основы проводили погружением образцов под слой раствора серной кислоты концентрации 100-300 г/л. Скорость растворения регулировали вводом нитрат иона в виде азотной кислоты. Температура процесса поддерживалась 60-80°С. После дезинтеграции основы образцов за счет растворения раствор декантировали, а шламовый остаток использовали в качестве исходного питания лабораторной пульсационной колонны, схема которой представлена на Фиг. 1, где 1 - колонна пульсационная с пакетной насадкой типа КРИМЗ, 2 - отстойник конический, 3 - насос циркуляционный, 4 - пульсатор мембранный.Example 1. Diamonds were extracted from a batch of spent drill columns, the diamond layer of which contained the following components in weight percent: diamonds in the form of grains with a grain size of 400 to 800 μm-8, the base metal (alloy of copper, nickel, cobalt) - 62, solder and impurities rest. The dissolution of the base was carried out by immersion of the samples under a layer of a solution of sulfuric acid with a concentration of 100-300 g / l. The dissolution rate was regulated by the introduction of nitrate ion in the form of nitric acid. The process temperature was maintained at 60-80 ° C. After disintegration of the sample base due to dissolution, the solution was decanted, and the sludge residue was used as the feed for the laboratory pulsation column, the scheme of which is shown in FIG. 1, where 1 is a pulsation column with a packet nozzle of the KRIMZ type, 2 is a conical sump, 3 is a circulation pump, 4 is a membrane pulsator.
Пример 2 Отличие от процедуры, описанной в примере 1, скорость растворения регулировали вводом нитрат иона в виде нитрата аммония. Преимущество этого режима состоит в том, что газообразные продукты реакции представлены не окислами азота, а преимущественно молекулярным азотом. Исключается вредное воздействие на персонал и затраты на обеспечение безопасных условий.Example 2 Difference from the procedure described in example 1, the dissolution rate was regulated by the introduction of ion nitrate in the form of ammonium nitrate. The advantage of this mode is that the gaseous reaction products are not represented by nitrogen oxides, but mainly by molecular nitrogen. Eliminates harmful effects on personnel and the cost of providing a safe environment.
Пример 3. Шламовый остаток от растворения основы содержащий алмазы, полученный по процедурам, описанным в примере 1, 2, использовали в качестве исходного питания пульсационной колонны. Результаты фракционирования шлама при различных линейных скоростях восходящего потока представлены в таблице. На фиг. 2 представлен снимок алмазов, полученных при линейной скорости восходящего потока, равной 45 м/ч.Example 3. The sludge residue from dissolving the base containing diamonds obtained according to the procedures described in example 1, 2, was used as the feed source of the pulsation column. The results of sludge fractionation at various linear upstream velocities are presented in the table. In FIG. 2 is a snapshot of diamonds obtained at a linear upstream velocity of 45 m / h.
Таблица.Table.
Результаты фракционирования шламового остатка от растворения основы.The results of fractionation of sludge residue from dissolution of the base.
Таким образом, реализация заявленных режимов в техническом решении: концентрационные пределы используемой серной кислоты - обеспечивает щадящие коррозионные условия ведения процесса, облегчает выбор конструкционных материалов и утилизацию растворов основы; использование восходящего потока с переменным гидродинамическим режимом в варианте пульсационной колонны - значимо сокращает и упрощает технологическую схему и исключает потери алмазов в сравнении с известными ранее техническими решениями.Thus, the implementation of the claimed modes in the technical solution: the concentration limits of the sulfuric acid used - provides gentle corrosion conditions for the process, facilitates the selection of structural materials and the disposal of base solutions; the use of an ascending flow with a variable hydrodynamic regime in a pulsation column variant significantly reduces and simplifies the technological scheme and excludes diamond losses in comparison with previously known technical solutions.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019120672A RU2716692C1 (en) | 2019-07-03 | 2019-07-03 | Method of extracting diamonds from a tool matrix |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019120672A RU2716692C1 (en) | 2019-07-03 | 2019-07-03 | Method of extracting diamonds from a tool matrix |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2716692C1 true RU2716692C1 (en) | 2020-03-13 |
Family
ID=69898525
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019120672A RU2716692C1 (en) | 2019-07-03 | 2019-07-03 | Method of extracting diamonds from a tool matrix |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2716692C1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1992000243A1 (en) * | 1990-06-28 | 1992-01-09 | Nauchno-Proizvodstvennoe Obiedinenie 'altai' | Method for extraction of diamonds from a diamond-containing detonated charge |
RU2062252C1 (en) * | 1989-12-18 | 1996-06-20 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Методики И Техники Разведки | Method to extract diamonds and hard alloy components from diamond carrying tool matrix |
-
2019
- 2019-07-03 RU RU2019120672A patent/RU2716692C1/en active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2062252C1 (en) * | 1989-12-18 | 1996-06-20 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Методики И Техники Разведки | Method to extract diamonds and hard alloy components from diamond carrying tool matrix |
WO1992000243A1 (en) * | 1990-06-28 | 1992-01-09 | Nauchno-Proizvodstvennoe Obiedinenie 'altai' | Method for extraction of diamonds from a diamond-containing detonated charge |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109384222B (en) | Method for extracting diamond | |
CA2239960C (en) | Biological oxidation of sulphide minerals | |
RU2716692C1 (en) | Method of extracting diamonds from a tool matrix | |
EP0216688B1 (en) | Process for treating rare-earth ores | |
JP5441506B2 (en) | Method for concentrating precious metals in refining raw materials containing dental powders by flotation | |
RU2651842C2 (en) | Method for processing black shale ores | |
CN112676029A (en) | Method for preparing water glass by using purified iron tailings | |
RU2630073C2 (en) | Method for flotation concentration of gold-carbonaceous ores | |
RU2462523C1 (en) | Method of extraction of rare-earth elements from technological and productive solutions | |
CN111097591A (en) | Agent and method for improving recovery rate of copper concentrate from slag separation | |
JPS63205164A (en) | Production of high purity quartz concentrate | |
US2421648A (en) | Bauxite beneficiation by hydration of gangue | |
CN114672656A (en) | Resource treatment method for waste diamond tool bits | |
CN109110765B (en) | Method for extracting silicon powder and silicon carbide from silicon wafer cutting waste sand mixture | |
GB1567765A (en) | Flotation process | |
RU2655509C1 (en) | Method of gold-containing carbonaceous ores processing | |
CN106904585B (en) | A kind of diluted acid de-magging slurry processing method | |
CN104120026A (en) | Method for comprehensively recycling SiC cutting fluid waste mortar | |
CN105327786A (en) | Method for removing foam generated in collophanite normal-temperature positive-floatation | |
CN110711645A (en) | Beneficiation method for gold-bearing sulfide ore | |
CN108855585A (en) | A method of separation diamond matrix | |
RU2043299C1 (en) | Method for recovery of diamonds from diamond-containing material | |
CN103495505B (en) | Floatation method of diamonds and application to separation and purification of artificial diamonds from grinding waste materials thereof | |
JP7057900B2 (en) | Pretreatment method for nickel oxide ore slurry | |
US2238250A (en) | Process of purifying molybdenite concentrates |