[發明專利]金剛石合成棒的物理解離提純裝置及其提純方法

有效

• 申請號: 201510426264.8
• 申請日: 2015-07-20
• 公開（公告）號: CN104925804B
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 蔡博;王瑋
• 申請（專利權）人: 三門峽天鉆晶體材料有限公司
• 主分類號: C01B32/28
• 分類號: C01B32/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及金剛石合成棒的提純領域，具體為一種金剛石合成棒的物理解離提純裝置及其提純方法。

背景技術

現在金剛石行業一般都采用粉末合成棒工藝，合成后的合成棒是石墨和被金屬觸媒包裹著金剛石顆粒的棒體，后序提純工序就是要把金剛石提純出來，并實現石墨和金屬觸媒的分離回收。提純車間對合成棒普遍采用化學處理的方法工藝實現金剛石的提純，其常規工藝過程為：合成棒經破碎成小顆粒后用化學電解的設備和工藝提取出金屬觸媒，其金屬電解的提取率一般在90％以上，電解過程中其酸性的電解液蒸發出酸蒸汽，需要風罩抽風至堿性中和塔中和排放，電解周期一般為四——七天左右，而電解后的物料是石墨和金剛石以及剩余金屬觸媒的混合體；而后轉入球磨或碾子使顆粒料細化，再經搖床把金剛石和石墨分離出來，分離出的金剛石還含有部分觸媒以及石墨，不能獲得純凈的金剛石產品；接下來再轉入用反應釜進行加酸加溫反應，一般是用濃硫酸和少量硝酸浸沒物料加溫反應，以氧化殘余石墨和用稀酸反應去除殘余金屬觸媒，該工藝過程產生大量的廢酸氣，需引至堿性湍球凈化塔反應吸附酸性氣體，而反應釜排除物料則需要用清水多次進行漂洗至中性，才能獲得較為純凈的金剛石；漂洗的酸性水要用堿性物質進行中和反應，用壓濾機實現固液分離，反應生成的鹽類固體物作為垃圾排放，其中性水作為廢水排放。接下來再對金剛石進行清洗和烘干，以獲得純凈的金剛石混合料成品。

上述處理工藝過程中，電解工序要用酸性電解液，電解過程產生的酸蒸汽要由抽風裝置到酸霧凈化塔處理排放；反應釜用硫酸、硝酸等強酸加溫反應去除石墨和殘余金屬，要耗用大量的濃硫酸、濃硝酸，其過程產生大量的酸霧也需要酸霧凈化塔處理；上述的處理過程，工藝過程產生的酸霧用凈化塔吸收處理，其設備投入大，運行費用高。而淘洗反應釜用酸處理后的物料時還產生大量的廢酸水，需要加堿性材料如燒堿等來中和反應，使之達到中性后經過濾(壓濾)實現固體物排放，中和反應后的廢水還會含有有害的物質，排放后仍存在環境污染。企業每生產5000萬克拉金剛石其用酸量達到20噸以上，造成環保設施投入巨大，往往不能達標排放，并且工藝時間長，一般從前序投料到成品提純產出的過程需要7天左右。

因此，改善現有的金剛石合成棒的提成工藝，實現工藝周期短，且在提成過程中降 低生產成本和對環境的污染，已經是一個值得研究的問題。

發明內容

為了克服上述現有技術中的不足，本發明提供了一種能夠縮短現有金剛石合成棒的工藝周期，且在提純過程中降低生產成本和對環境污染的金剛石合成棒的物理解離提純裝置及其提純方法。

本發明的目的是這樣實現的：

一種金剛石合成棒的物理解離提純裝置，包括解離罐1，設置在解離罐1上的攪拌器2，與解離罐1連接的破碎合成棒料投放裝置7，所述的解離罐1的上部設置有溢流出料槽，溢流出料槽連接外圍分離設備3，外圍分離設備連接水系統4，水系統4連接解離罐1和補水管；

所述的外圍分離設備3包括過濾機、篩機、磁選機、攪拌桶和搖床或其任意組合；

所述的水系統4包括分離物料存料水箱4-1，與分離物料存料水箱4-1連接的儲水箱4-2，與儲水箱4-2通過管道連接的解離罐1；所述的儲水箱4-2同時連接補水管道a，同時儲水箱4-2與解離罐1中間的管道上設置有水泵4-3和給水閥門4-4；

所述的解離罐1上方設置有與攪拌器2連接的電機，與電機連接的減速機，減速機通過聯軸器連接帶有攪拌部件的攪拌軸；所述的攪拌器2上設置有機械升降裝置5；

所述的解離罐1為立式上敞口結構，其高徑比為0.6-1.2∶1，罐口設置有溢流出料槽；設置在解離罐1內部的攪拌器2包括有漿式、葉片式或棒式結構，其中攪拌部分在罐內高度為3/4高度范圍內；

所述的解離罐1的罐體外周中部對稱設置有轉軸6，轉軸6通過軸座與機架固定；

利用上述金剛石合成棒的物理解離提純裝置進行提純的方法，包括以下步驟：

把破碎合成棒料投放裝置7中的破碎后的合成棒料放入解離罐1內，解離罐1內裝有磨球和水介質；解離罐1內設置有攪拌器2，攪拌器2在電機和減速機組成的驅動裝置的驅動下，使在水介質中的磨球和物料以給定的線速度在罐內運動，攪拌運動過程中磨球和合成棒物料顆粒間產生循環剝離作用，在磨球間的剪切破碎力和擠壓破碎力等的綜合作用下，使得石墨首先被剝離下來，懸浮于水介質中；進一步的，其包裹著金剛石的金屬觸媒膜也在磨球間的剪切破碎力和擠壓破碎力作用下被剝離下來，其金屬觸媒細削和解離掉金屬觸媒膜的金剛石一并也存在于水介質中；這樣就實現了石墨、金屬觸媒和金剛石三者的解離分離；