[发明专利]一种物理提纯人造金刚石方法

说明书

一种物理提纯人造金刚石方法，包括以下步骤：1）将合成后的石墨柱经过电解、球磨与摇床后得到粒径为1mm以下的金刚石料；2）将步骤1）的金刚石料放入水和表面活化剂的混合液中超声清洗，使金刚石与石墨在清洗盆中分层；所述表面活化剂为乙醇或丙酮；3）分别收集上层石墨、下层金刚石，收集中间分界层的金刚石、石墨混合物重复步骤2）的操作；4）对收集的下层金刚石进行静电分离即可。本发明首先利用超声波处理使金刚石与石墨分开，分离中间过渡区的混合料进行二次超声波；然后将得到的金刚石部分再经电选机处理，进一步净化金刚石，不会丢掉带磁性的金刚石。

技术领域

本发明属于人工合成金刚石后处理技术领域，具体涉及一种物理提纯人造金刚石方法。

背景技术

人造金刚石一般是采用HTHP法制得，即将包裹有石墨柱的合成块，放置于压机中，高温高压，在石墨柱中生长出金刚石，此时石墨柱中为金刚石、石墨和少量金属触媒的混合体。在提纯金刚石的后处理过程中，需要将石墨柱中的金刚石分离出来，得到纯净的金刚石。

现有提纯金刚石的方法大体上分为两种，一种是通过使用强酸强碱的化学方法来纯化金刚石，但是这种方法对环境危害较大，另一种是利用物理方法来分离金刚石与石墨。

公开号为CN 103303914A的中国专利公开了一种金刚石提纯工艺，是通过在金刚石与石墨混合物中加入蓬松药剂混匀，并在高温下处理，冷却后采用选矿摇床分离的物理办法将金刚石与石墨分离。用选矿摇床这种方法不能将金刚石与石墨彻底分离干净，而且摇床分离的中间过渡区会有混合区，混合区的混合料中的金刚石没有进入最后的分离结果中，造成金刚石的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种物理提纯人造金刚石方法。

基于上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种物理提纯人造金刚石方法，包括以下步骤：

1）将合成后的石墨柱经过电解、球磨与摇床后得到粒径为1mm以下的金刚石料；此时金刚石料中的石墨已经去除掉了大部分，同时会含有很少量的叶腊石、白云石；

2）将步骤1）的金刚石料放入水和表面活化剂的混合液中超声清洗，使金刚石与石墨在清洗盆中分层；所述表面活化剂为乙醇或丙酮；该步骤利用超声波振动的特性和金刚石与石墨的密度差异，使金刚石与石墨在清洗盆中分层，金刚石由于密度大，沉降速度快，会沉降到清洗盆的下部，而石墨密度低，则会留在金刚石层的上部，随着超声波振动的进行，金刚石与石墨的分层会越来越彻底，分层界限会越来越清晰；同时超声波的振动还可以粉碎金刚石与石墨的团聚颗粒，使团聚物剥离开来，然后进行分层沉淀；

3）分别收集上层石墨、下层金刚石，收集中间分界层的金刚石、石墨混合物重复步骤2）的操作；

4）对收集的下层金刚石进行静电分离即可。下层取出的金刚石已经比较干净了，此时的金刚石同时包含有磁性金刚石与无磁性金刚石。将这些金刚石料经过电选机静电分离，利用金刚石的不导电性和石墨的导电性，可以进一步除去里面的石墨。

所述表面活性剂与水的混合比为1:5-1:10。

本发明中选择表面活性剂和水混合后不与金刚石起化学反应，且安全，廉价，易于得到。其中，表面活性剂选乙醇作为超声溶剂时，超声太久会发热，不安全；丙酮作为溶剂时，溶解能力强，粘度小，易于流动，沸点低，清洗后易干。

其次，本发明所选用的表面活性剂溶液波长达几毫米、甚至几厘米，超声作用可穿透较粗的颗粒而起作用，而之所以选择表面活性剂与水的混合比选择在1:5-1:10的范围，原因在于，混合比大于1:10时，由于表面活性剂挥发性较大，经超声易于挥发，若混合比小于1:5则达不到超声提纯的效果。