[发明专利]一种强化置换反应的金刚石回收方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及选择性溶解废弃切割、磨削和钻孔等工具中金属结合剂的金刚石回收方法，尤其涉及强化置换反应的金刚石回收方法及装置。

背景技术

金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质，广泛应用于地质钻探以及大理石等硬脆材料的切割、磨削和钻孔等加工。人造金刚石业的兴起，带来了石材加工业的迅猛发展。我国是金刚石和金刚石工具生产使用大国，每年消耗大量的金刚石，也产生大量的金刚石废品。金刚石废品中除了含有昂贵的金刚石颗粒以外，还含有一些具有很高回收利用价值的物质（如碳化钨、铜、钴、镍等）。因此，对金刚石废品的回收利用是十分有意义的。

现行金刚石废品的回收方法主要是用王水或硝酸溶解金属结合剂，过滤得金刚石颗粒。但王水或硝酸溶解金刚石废品过程中，产生大量氧化氮有害气体和废水，污染环境，对人体健康有害。可以选择无氧化性稀酸选择性溶解金刚石废品中比铜活泼的铁等金属，但铁置换氢的反应速度太慢，几乎无工业生产的价值。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的金刚石回收方法中存在的缺点，提供一种既不产生有害气，也不排放废水的强化置换反应的金刚石回收方法及装置。

本发明一种强化置换反应的金刚石回收方法及装置，其特征为：在非氧化性无机稀酸中添加有机酸，加速铁等金属置换氢的反应，有机酸和无机酸的质量比为：0.005至0.05，混酸pH为2.5-0.5，优选值为1.5；并采用反应液循环不断地冲刷置换反应表面，强化上述置换反应；用产生的氢气作热源，加热反应液，用提高反应温度的措施，进一步强化上述置换反应；还用氢气作热源蒸发浓缩反应液，生产无机盐；添加的有机酸在反应过程中被分解，对无机盐产品质量无影响。

一种强化置换反应的金刚石回收装置，它是由强化塔、氢气锅炉、分步冷却沉淀池、配料池和泵组成，强化塔顶设加料盖，内置金刚石废品，强化塔底部侧壁，金刚石废品下方设置气体连通管，气体连通管下端接氢气锅炉上部，强化塔底部侧壁，气体连通管下方设置液体连通管，液体连通管下端接氢气锅炉上部，强化塔底部设置取料口，强化塔顶部侧壁设置氢气管，氢气管下端接氢气锅炉燃烧室，氢气锅炉下端设置带排液阀的排液管，侧壁设置溢流管，溢流管下端接分步冷却沉淀池，沉淀池液可溢流到配料池，在溢流管上引出带调节阀的调节管，调节管下端接配料池，配料池中上部侧壁接泵进口管，泵出口管接强化塔顶喷头。

本发明的有益效果是：设备投资少，环境污染小，操作简单，变废为宝。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：1为喷头，2为金刚石废品，3为强化塔，4为气体连通管，5为取料口，6为液体连通管，7为氢气锅炉，8为排液阀，9为调节阀，10为溢流管，11为分步冷却沉淀池，12为配料池，13为泵，14为加料盖。

具体实施方式

一种强化置换反应的金刚石回收装置，它是由强化塔3、氢气锅炉7、分步冷却沉淀池11、配料池12和泵13组成，强化塔3顶设加料盖14，内置金刚石废料2，强化塔3底部侧壁，金刚石废料2下方设置气体连通管4，气体连通管4下端接氢气锅炉7上部，气体连通管4下方设置液体连通管6，液体连通管6下端接氢气锅炉7上部，强化塔3底部设置取料口5，强化塔3顶部侧壁设置氢气管，氢气管下端接氢气锅炉7燃烧室，氢气锅炉7下端设置带排液阀8的排液管，侧壁设置溢流管10，溢流管10下端接分步冷却沉淀池11，沉淀池11液可溢流到配料池12，在溢流管10上引出带调节阀9的调节管，调节管下端接配料池12，配料池12中上部侧壁接泵13进口管，泵13出口管接强化塔3顶喷头1。

实施本发明专利的操作步骤如下：

1）用有机酸和无机酸质量比为：0.005至0.05的混酸充满取料池、氢气锅炉7、沉淀池11和配料池12；

2）将强化塔3内填满金刚石废品2，盖上加料盖14；

3）启动泵13，将配料池12的混酸送到强化塔3顶，经喷头1喷淋，再经金刚石废品2表面，流淌到取料池，溢流到氢气锅炉7，再溢流到沉淀池11，最后流回配料池12，不断循环；

4）当金刚石废品2中的铁等活泼金属置换出的氢气充满管路系统，送到氢气锅炉炉膛，采用安全方式点火，加热循环反应液；

5）开启调节阀9，将热液直接送到配料池12；

6）当氢气锅炉7产生大量蒸汽，使取料池循环反应液的温度升到90℃时，关闭调节阀9；

7）定期向强化塔3补充金刚石废品2，从取料池中捞取金刚石颗粒和铜粉，从沉淀池11中捞取铁盐固体，向配料池12中不断补充无机酸和有机酸,使循环液pH为2.5-0.5，优选值为1.5，有机酸和无机酸质量比为：0.005至0.05。