[發(fā)明專利]一種六面頂壓機合成用傳壓密封介質原料及其制備方法和應用

在審

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• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113813875A
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發(fā)明（設計）人: 何文江;韓長余;杜歡龍;王晨陽;曹克科;孫立偉
• 申請（專利權）人: 中南鉆石有限公司
• 主分類號: B01J3/03
• 分類號: B01J3/03;B01J3/06
• 代理公司: 鄭州聯(lián)科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 王鵬

本發(fā)明公開了一種六面頂壓機合成用傳壓密封介質原料及其制備方法和應用，屬于六面頂壓機合成技術領域。以葉臘石為原料，通過對其除雜、粉碎、成分檢測，對比配方要求，對其添加鋁、鐵、鈦等元素，使其成分配比達到理想要求，再經過篩分、混料、發(fā)酵、壓制、烘干等工藝處理，制備出超硬材料合成用傳壓密封介質塊。按此配方制備的傳壓密封介質塊具有較好的傳壓性、密封性和保溫性，可顯著降低六面頂壓機設備的使用壓力、加熱功率的波動，提高合成內部腔體穩(wěn)定性，提高超硬材料產品質量，同時降低頂錘的消耗和設備的損耗，降低了合成超硬材料的生產成本。擴展了合成用傳壓密封介質原材料對葉臘石礦源的選用范圍，降低了企業(yè)應對優(yōu)質葉臘石資源匱乏的風險和采購成本。

技術領域

本發(fā)明涉及一種六面頂壓機合成用傳壓密封介質技術領域，特別涉及一種六面頂壓機合成用傳壓密封介質原料的配方及調配制備方法和應用。

背景技術

人工合成金剛石需要在特定的高溫高壓腔體中，壓力和溫度都來自于六面頂壓機的頂錘，這就需要一種專用的傳壓與密封介質，放置在六面頂壓機中施加壓力以達到高溫高壓的內部環(huán)境。密封介質的功能包括：密封、保溫、絕緣、傳壓、支撐。

金剛石合成用傳壓密封介質一般采用葉臘石作為原料，葉蠟石是一種層狀結構的粘土礦物，具有內摩擦系數(shù)小，耐火度高，導熱系數(shù)小，在加熱過程中脫水溫度范圍寬、體積穩(wěn)定，內摩擦系數(shù)隨承受壓力增大而增大等特點，符合六面頂壓機密封介質的所有要求，是理想的密封材料。

一方面葉臘石具有有限性和品質差異，通常含有一定量的雜質，根據(jù)產地不同，礦石組分有一定的變化，有著不同的伴生礦及雜質，葉臘石傳壓密封材料的性能主要取決于葉臘石礦石的礦物組成，以北京門頭溝產地的葉臘石原石最為優(yōu)質，經過簡單的處理之后只需添加少量的礦物即可用于生產，也是目前行業(yè)采用的唯一品種，但是由于每批次的礦源品質的差異性，造成其傳壓、密封、保溫性能均存在一定的差異，體現(xiàn)到具體超硬材料的合成上，即葉臘石批次不同，造成合成所用壓力、功率均存在著較為明顯的波動，對產品質量有著較大的影響，且出現(xiàn)“放炮”事故頻次也不同，錘耗也在較大范圍波動，生產成本無法得到精準的控制。

另一方面作為主要原材料之一，礦產資源本身具有有限性，北京葉蠟石礦已開采多年，優(yōu)質礦產逐漸減少，且葉臘石具有良好的物理及化學性能，也常被用于耐火材料、陶瓷原料等領域，而金剛石行業(yè)規(guī)模擴大，需求日益增大，葉臘石的價格也持續(xù)增長，但目前國內可直接用于超硬材料高溫高壓使用的葉臘石礦源嚴重不足，合成金剛石企業(yè)面臨著資源危機和生產成本上升的雙重壓力，承受較大的風險，北京的葉臘石發(fā)生一個小的感冒，國內超硬材料行業(yè)可能就得重癥甚至是不治之癥。因此研究出一種相對于穩(wěn)定的六面頂壓機專用傳壓密封介質新原料以及制備方法和應用，緩解對北京葉臘石礦源的需求，降低資源不可替代的風險，同時降低生產成本，提高產品穩(wěn)定性，是合成金剛石企業(yè)的當務之急。

在實際生產中，由于每批次的葉臘石礦各成分及含量有所差異，SiO₂、Al₂O₃含量比例不穩(wěn)定，加之對傳壓密封介質塊起到密封性和保溫性有益的鐵元素與鈦元素含量不同，所制備的傳壓密封介質塊，流動性、密封性和保溫性有一定差異，因此需要對葉臘石中各主要成分做抽樣檢測，并將重量配比穩(wěn)定在最優(yōu)的范圍內。

發(fā)明內容

本發(fā)明目的是為解決上述技術問題，提供一種六面頂壓機專用的傳壓密封介質原料及其制備方法和應用。

本發(fā)明的技術方案是：

一種六面頂壓機合成用傳壓密封介質原料，包括如下組成的成分：SiO₂47~50wt%；Al₂O₃37~39wt%；鐵的氧化物2.2~2.5wt%；鈦的氧化物1.5~1.7wt%；燒失量6~9wt%；其它雜質成分在0~3wt%；Al₂O₃與SiO₂比例為0.74~0.83：1。