[發(fā)明專利]一種強化置換反應(yīng)的金剛石回收方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711217574.4
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN107983746A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾舟華;蔣小春;胡全勝;冉敬文;黃林勇;楊水彬
• 申請（專利權(quán)）人: 黃岡師范學(xué)院
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00;C22B15/00;C22B7/00;C01B32/28
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 姜學(xué)德

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及選擇性溶解廢棄切割、磨削和鉆孔等工具中金屬結(jié)合劑的金剛石回收方法，尤其涉及強化置換反應(yīng)的金剛石回收方法及裝置。

背景技術(shù)

金剛石是自然界中天然存在的最堅硬的物質(zhì)，廣泛應(yīng)用于地質(zhì)鉆探以及大理石等硬脆材料的切割、磨削和鉆孔等加工。人造金剛石業(yè)的興起，帶來了石材加工業(yè)的迅猛發(fā)展。我國是金剛石和金剛石工具生產(chǎn)使用大國，每年消耗大量的金剛石，也產(chǎn)生大量的金剛石廢品。金剛石廢品中除了含有昂貴的金剛石顆粒以外，還含有一些具有很高回收利用價值的物質(zhì)（如碳化鎢、銅、鈷、鎳等）。因此，對金剛石廢品的回收利用是十分有意義的。

現(xiàn)行金剛石廢品的回收方法主要是用王水或硝酸溶解金屬結(jié)合劑，過濾得金剛石顆粒。但王水或硝酸溶解金剛石廢品過程中，產(chǎn)生大量氧化氮有害氣體和廢水，污染環(huán)境，對人體健康有害。可以選擇無氧化性稀酸選擇性溶解金剛石廢品中比銅活潑的鐵等金屬，但鐵置換氫的反應(yīng)速度太慢，幾乎無工業(yè)生產(chǎn)的價值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有的金剛石回收方法中存在的缺點，提供一種既不產(chǎn)生有害氣，也不排放廢水的強化置換反應(yīng)的金剛石回收方法及裝置。

本發(fā)明一種強化置換反應(yīng)的金剛石回收方法及裝置，其特征為：在非氧化性無機稀酸中添加有機酸，加速鐵等金屬置換氫的反應(yīng)，有機酸和無機酸的質(zhì)量比為：0.005至0.05，混酸pH為2.5-0.5，優(yōu)選值為1.5；并采用反應(yīng)液循環(huán)不斷地沖刷置換反應(yīng)表面，強化上述置換反應(yīng)；用產(chǎn)生的氫氣作熱源，加熱反應(yīng)液，用提高反應(yīng)溫度的措施，進一步強化上述置換反應(yīng)；還用氫氣作熱源蒸發(fā)濃縮反應(yīng)液，生產(chǎn)無機鹽；添加的有機酸在反應(yīng)過程中被分解，對無機鹽產(chǎn)品質(zhì)量無影響。

一種強化置換反應(yīng)的金剛石回收裝置，它是由強化塔、氫氣鍋爐、分步冷卻沉淀池、配料池和泵組成，強化塔頂設(shè)加料蓋，內(nèi)置金剛石廢品，強化塔底部側(cè)壁，金剛石廢品下方設(shè)置氣體連通管，氣體連通管下端接氫氣鍋爐上部，強化塔底部側(cè)壁，氣體連通管下方設(shè)置液體連通管，液體連通管下端接氫氣鍋爐上部，強化塔底部設(shè)置取料口，強化塔頂部側(cè)壁設(shè)置氫氣管，氫氣管下端接氫氣鍋爐燃燒室，氫氣鍋爐下端設(shè)置帶排液閥的排液管，側(cè)壁設(shè)置溢流管，溢流管下端接分步冷卻沉淀池，沉淀池液可溢流到配料池，在溢流管上引出帶調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)管，調(diào)節(jié)管下端接配料池，配料池中上部側(cè)壁接泵進口管，泵出口管接強化塔頂噴頭。

本發(fā)明的有益效果是：設(shè)備投資少，環(huán)境污染小，操作簡單，變廢為寶。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1為噴頭，2為金剛石廢品，3為強化塔，4為氣體連通管，5為取料口，6為液體連通管，7為氫氣鍋爐，8為排液閥，9為調(diào)節(jié)閥，10為溢流管，11為分步冷卻沉淀池，12為配料池，13為泵，14為加料蓋。

具體實施方式

一種強化置換反應(yīng)的金剛石回收裝置，它是由強化塔3、氫氣鍋爐7、分步冷卻沉淀池11、配料池12和泵13組成，強化塔3頂設(shè)加料蓋14，內(nèi)置金剛石廢料2，強化塔3底部側(cè)壁，金剛石廢料2下方設(shè)置氣體連通管4，氣體連通管4下端接氫氣鍋爐7上部，氣體連通管4下方設(shè)置液體連通管6，液體連通管6下端接氫氣鍋爐7上部，強化塔3底部設(shè)置取料口5，強化塔3頂部側(cè)壁設(shè)置氫氣管，氫氣管下端接氫氣鍋爐7燃燒室，氫氣鍋爐7下端設(shè)置帶排液閥8的排液管，側(cè)壁設(shè)置溢流管10，溢流管10下端接分步冷卻沉淀池11，沉淀池11液可溢流到配料池12，在溢流管10上引出帶調(diào)節(jié)閥9的調(diào)節(jié)管，調(diào)節(jié)管下端接配料池12，配料池12中上部側(cè)壁接泵13進口管，泵13出口管接強化塔3頂噴頭1。

實施本發(fā)明專利的操作步驟如下：

1）用有機酸和無機酸質(zhì)量比為：0.005至0.05的混酸充滿取料池、氫氣鍋爐7、沉淀池11和配料池12；

2）將強化塔3內(nèi)填滿金剛石廢品2，蓋上加料蓋14；

3）啟動泵13，將配料池12的混酸送到強化塔3頂，經(jīng)噴頭1噴淋，再經(jīng)金剛石廢品2表面，流淌到取料池，溢流到氫氣鍋爐7，再溢流到沉淀池11，最后流回配料池12，不斷循環(huán)；

4）當金剛石廢品2中的鐵等活潑金屬置換出的氫氣充滿管路系統(tǒng)，送到氫氣鍋爐爐膛，采用安全方式點火，加熱循環(huán)反應(yīng)液；

5）開啟調(diào)節(jié)閥9，將熱液直接送到配料池12；

6）當氫氣鍋爐7產(chǎn)生大量蒸汽，使取料池循環(huán)反應(yīng)液的溫度升到90℃時，關(guān)閉調(diào)節(jié)閥9；

7）定期向強化塔3補充金剛石廢品2，從取料池中撈取金剛石顆粒和銅粉，從沉淀池11中撈取鐵鹽固體，向配料池12中不斷補充無機酸和有機酸,使循環(huán)液pH為2.5-0.5，優(yōu)選值為1.5，有機酸和無機酸質(zhì)量比為：0.005至0.05。