金刚石提纯工艺流程.doc

关于金刚石提纯新工艺技术的研究来源:中国超硬材料网作者:张戈,高工,毕业于东北大学有色冶金系,先后从事电解铝、电解镁、电解铜粉、镍粉、铅粉等技术工作,2005年进入金刚石合成行业,从事合成金刚石原材料的研究工作。      【摘要】本文通过对现行金刚石提纯的主流工艺的弊端分析,提出一个全新的金刚石提纯工艺流程图,并对其合理性进行论证。确认该项技术必将在短时间内,取代现行工艺流程,达到节约能源和资源,降低成本,改善环境的目标。新工艺流程可提高功效三倍,每吨金属节电3000—4000KWh。     一、前言      现在金刚石行业迎来了大发展的机遇,但金刚石提纯工序却是制约企业发展的一颗“毒瘤”,必须对其作一大型手术,才能得到医治,得到新生。      现行金刚石提纯工艺的核心是“电解合成块”将金属触媒从石墨和金刚石中分离出来的技术。该技术是将合成柱破碎成一定粒度后(以不破坏金刚石晶粒为限)装入阳极布袋进行电解,电解液将合成块中金属溶解为金属离子后进入电解液,然后在阴极板上放电还原成金属,剩余的石墨和金刚石再经球磨(或辗压),过筛,筛上料约有10%左右再返回去二次电解,筛下料送摇床分选,使金刚石与石墨分离。这种工艺不成熟,不合理,以致于产生很多弊端。而成为企业中的一颗“毒瘤”,对人员,对环境造成极大的污染和伤害。现已到非彻底整治不可的时候了。      二、现行金刚石提纯工艺的主要问题      现行工艺的核心技术是“合成块的电解”它属于可溶阳极电解。该工艺的主要问题在于选择用“电解合成块”的方法回收金属。这是一个带有根本性的错误选择。合成块装入布袋中连同阳极板吊挂在电解槽中,是静止不动的,布袋中的物料和阳极板也是经压实是静止不动的。金属触媒是依靠电解液缓慢地进入布袋,渗透到合成块中与暴露出来的金属表面进行氧化反应,使金属以Fe2+、Ni2+、Co2+等形式进入电解液。对于经过高温高压作用后的料块,电解液是很难将金属快速溶解出来的,一般都需要5-8天时间,这么漫长的时间要消耗多少能源,浪费多少材料,对环境造成多大污染?所以一般金刚石合成企业都将这部分隐藏在偏僻的角落中,不易被人发觉。      选择电解工艺回收金属本是无可厚非,一个好的工艺如果放到一个极不合理的位置,它也无法发挥作用。下面举两个与“电解合成块”相类似的例子,进行一下对比,从中不难发现这种选择是否合理,是否科学。      (1)在铜电解精练方面:是将粗铜或铜合金铸成阳极板,在电解槽中进行电解,在阴极板上得到精练铜,其直流电耗仅为230-280KWh/吨铜。      (2)在铜矿浆电解方面:首先将黄铜矿磨细到10-65μm,然后装入阳极布袋进行电解,在阴极得到铜粉,其直流电耗仅为1000-1500KWh/吨铜粉,应该旨出,矿浆电解处理的是黄铜矿(硫化矿)而不是纯金属,其难度可想而知。      联想到“电解合成块”中金属是极分散的质点,被层层包裹,又不能磨得很细,还要装入布袋中,这又属于“隔膜电解”应用在本工艺,使阳极整体电压降占槽电压的70%以上,所以选择“电解合成块”在关键性的三个方面都处于劣势,是极不合理的选择。      综上所述,现行金刚石提纯工艺存在的主要问题是:      1、 电解周期漫长,一般为5-8天,一般合成金刚石从混料到压机合成仅需二天时间,而该工序就要这么长