[發(fā)明專利]一種金剛石粉體粒度分級(jí)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011071946.9
• 申請(qǐng)日: 2020-10-09
• 公開（公告）號(hào): CN112191360B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何方;王語(yǔ)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B03B7/00
• 分類號(hào): B03B7/00;B03B5/30;B03C1/015
• 代理公司: 河南大象律師事務(wù)所 41129
• 代理人: 王映樸

本發(fā)明提供一種通過(guò)外加力對(duì)金剛石粉體進(jìn)行粒度分級(jí)的方法。本發(fā)明的目的在于，通過(guò)在金剛石粉表面鍍上一層磁性物質(zhì)，使其具有一定磁性。磁性顆粒具有很好的磁響應(yīng)性，通過(guò)外加磁場(chǎng)這種“非接觸式操作”，磁力的加入增大了流體中粉體重力與浮力之間的差值，此時(shí)將磁力加在粉體重力方向上，即增大了輕質(zhì)粉體之間的受力差，沉降速度的差距更加明顯，更能有效地進(jìn)行粒度分級(jí)。首先將金剛石粉分散到特定流體中，保持較小的粉體濃度，保證磁性粉體顆粒之間的磁力作用小到不足以影響沉降分級(jí)效率，當(dāng)流體以足夠慢的速度橫向通過(guò)磁場(chǎng)，此時(shí)粉體受力被擴(kuò)大，快速沉降，定向地到達(dá)特定位置，提高粒度分級(jí)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于粉體分級(jí)領(lǐng)域，具體涉及一種金剛石粉體粒度分級(jí)的方法。

背景技術(shù)

人造金剛石微粉或者其超細(xì)粉體通常是由篩選后的非完整晶形粉碎后制得，其粒度一般在0.1-100um之間，顆粒密度為3.52g/cm³，顆粒形狀不規(guī)則，有條形、多面形、多棱角形，鮮有球形。

由于目前的金剛石生產(chǎn)方法和粉碎方法都難以確保所生產(chǎn)金剛石的粒度絕對(duì)處于某一要求的范圍內(nèi)，所以需要對(duì)金剛石粉進(jìn)行粒度分級(jí)處理，即將大小不同的金剛石分開，使金剛石顆粒處于一定的粒度分布范圍內(nèi)，以滿足一定的需要。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于粒徑為40-100um的金剛石粉，我們可用標(biāo)準(zhǔn)篩進(jìn)行篩分，而對(duì)于40um以細(xì)的部分，標(biāo)準(zhǔn)篩不能獲得滿意的效果，因此必須用其它分級(jí)方法進(jìn)行細(xì)分。

目前，粉體粒度分級(jí)分為干法流體分級(jí)和濕法流體分級(jí)2種。在干法分級(jí)中，由于流場(chǎng)不易控制，且不易添加表面改性劑，所以現(xiàn)有的干式分級(jí)設(shè)備較難實(shí)現(xiàn)d₅₀＜1μm的超細(xì)粒子的分級(jí)；在濕法分級(jí)中，作為介質(zhì)的水本身就是一種較好的分散劑，且易于添加表面改性劑，更易得到符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的金剛石粉體產(chǎn)品。流體分級(jí)一般脫離不了重力式和離心力式這兩種最基本的方式。

但是對(duì)于粒徑為幾十個(gè)微米的金剛石顆粒來(lái)說(shuō)，重力沉降速度己足夠快，如果采用離心力分級(jí)，則會(huì)將粗細(xì)顆粒幾乎同時(shí)沉降而不能獲得良好分級(jí)。另外，由于離心分級(jí)時(shí)顆粒的快速運(yùn)動(dòng)，對(duì)設(shè)備的磨損相當(dāng)嚴(yán)重。同時(shí)離心設(shè)備由于結(jié)果復(fù)雜，不便維修，成本也高。而對(duì)于幾個(gè)微米及以細(xì)的粒度較小的金剛石粉，分體本身的重力和浮力已經(jīng)足夠小，從而二者差值更小，粗細(xì)顆粒幾乎同時(shí)沉降的現(xiàn)象更加明顯，此時(shí)粒度分級(jí)效率更低。同時(shí)金剛石顆粒化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，硬度極大，屬于非極性物質(zhì)，所以與其他極性物質(zhì)之間粘附性差，在極性介質(zhì)中分散性不是特別好，團(tuán)聚現(xiàn)象較多，一般是較細(xì)顆粒附在較大顆粒表面。粉體中含有極微小的顆粒時(shí)，很難將這些細(xì)微顆粒與粗顆粒分開的，因?yàn)樗鼈冎g產(chǎn)生了強(qiáng)烈的團(tuán)聚行為，這無(wú)疑又為分級(jí)增加了難度。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種通過(guò)外加力對(duì)金剛石粉體進(jìn)行粒度分級(jí)的方法。本發(fā)明的目的在于，通過(guò)在金剛石粉表面鍍上一層磁性物質(zhì)，使其具有一定磁性。磁性顆粒具有很好的磁響應(yīng)性，通過(guò)外加磁場(chǎng)這種“非接觸式操作”，磁力的加入增大了流體中粉體重力與浮力之間的差值，當(dāng)粉體在流體中所受重力大于浮力，此時(shí)將磁力加在重力方向上，增大了粉體受力，即擴(kuò)大了輕質(zhì)微粉之間的受力差，沉降速度的差距更加明顯，更能有效地進(jìn)行粒度分級(jí)。首先將金剛石粉分散到特定流體中，該流體經(jīng)過(guò)特定處理，可有效防止金剛石粉在磁場(chǎng)中出現(xiàn)磁鏈。保持較小的粉體濃度，保證磁性粉體顆粒之間的磁力作用小到不足以影響沉降分級(jí)效率，當(dāng)流體以足夠慢的速度橫向通過(guò)磁場(chǎng)，流體運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)力垂直，此時(shí)粉體受到的力被擴(kuò)大，相應(yīng)粒度的粉體快速沉降，定向地到達(dá)特定位置，提高粒度分級(jí)效率。

將金剛石粉體看作球體，微球尺寸為L(zhǎng)。則鍍層質(zhì)量M與金剛石粉體尺寸L的關(guān)系如下：

M=ρ?π?L²?h

其中，ρ為鍍層密度，h為鍍層厚度。

磁場(chǎng)力F_磁與粉體粒度關(guān)系如下：

F_磁=ρ?π?L²?h v²/r