[发明专利]金刚石合成柱中的金属、石墨与金刚石的固态分离方法

说明书

本发明涉及金刚石合成柱中的金属、石墨与金刚石的固态分离方法，它包括第一次破碎、第二次破碎、气流风选、电解、湿法球磨、摇床分离六个步骤，本发明采用两次破碎的方法，第二次采用对辊式破碎机，在颚式破碎机的基础上进一步细化金刚石晶粒，便于后期工艺效率的提升，气流风选的过滤减少大量的石墨含量，与原有的30%含量的石墨相比，大大缩减了电解过程的时间，减少电解液的用量，并且由于石墨含量的减少，金属直接与电解液离子接触，大大提升电解效率，由于大量的石墨通过风选被筛选，后期摇床效率明显提升，工作量减小，较少水污染，利于环境保护；本发明具有工艺合理、提纯效率高、环境污染小、使用成本低的优点。

技术领域

本发明属于金刚石技术领域，具体涉及一种金刚石合成柱中的金属、石墨与金刚石的固态分离方法。

背景技术

现在金刚石行业迎来了大发展的机遇，但金刚石的提纯工艺却限制了企业的发展，现行金刚石提纯工艺的核心是“电解合成块”将金刚石从石墨和金属触媒中分离出来的技术，该该技术是将合成柱破碎成一定粒度后，放入电解池中电解，电解液将合成块中的金属溶解为金属离子后进入电解液，然后在阴极板上放电还原成金属，从而去除合成柱中的金属部分，剩余的石墨和金刚石再经湿法球磨和摇床分离，使金刚石和石墨分离，现有的提纯技术由于在电解过程中存在大量石墨，造成电解周期漫长，电能消耗过大，由于电流效率低下，仅为53-65%，槽电压过高造成电能消耗过高，一般直流电耗为6000-9000KWh/吨金属，并且浪费电解液原材料，增加金刚石的制造成本；而且在湿法球磨过程中，由于石墨和金刚石存量较大，浪费水资源较多，并且在提纯过程中，对人员和环境造成极大的污染和伤害；因此，提供一种工艺合理、提纯效率高、环境污染小、使用成本低的金刚石合成柱中的金属、石墨与金刚石的固态分离方法是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供工艺合理、提纯效率高、环境污染小、使用成本低的金刚石合成柱中的金属、石墨与金刚石的固态分离方法。

本发明的目的是这样实现的：金刚石合成柱中的金属、石墨与金刚石的固态分离方法，它包括以下步骤：

步骤1）：第一次破碎，采用颚式破碎机将金刚石合成柱进行破碎，颚式破碎机排料口的调整范围为10-40mm，所述的颚式破碎机的排料口调整为10-15mm；

步骤2）：第二次破碎，采用对辊式破碎机将上一步产生的物料进行破碎，所述的对辊式破碎机的出料粒度为1-3mm；

步骤3）：气流风选，采用气流风选机对上一步产生的物料进行风选，在重力或惯性作用下，固体物料在风选机内作沉降运动，金属物料垂直下落，掉入重质物料收集口，石墨在风选机内随气流上升运动，从顶部轻质物料收集口排出；

步骤4）：电解，将上一步产生的物料进行电解，电解电压为14-15V，电解温度控制在75-80℃，电解所采用的电解液为硫酸基电解液，电解完成后对固态物料进行冲洗和干燥；

步骤5）：湿法球磨，采用球磨机将上一步电解后的固体物料进行湿法球磨，球磨时间2-3h；

步骤6）：摇床分离，采用摇床对上一步产生的物料进行分离，得到金刚石粉末。

金刚石合成柱中金属、石墨、金刚石的重量占比分别为：29-31:29-31:39-41。

金刚石合成柱中的金属为铁镍合金。

步骤2）中对辊式破碎机的辊子直径400mm，辊子长度250mm，入料粒度≤25mm，出料粒度0.5-8mm，辊子数量为两个，辊子转速为180r/min。

步骤3）中的气流风选机采用垂直气流风选机，根据沉降理论，相同的沉降高度，物料的密度越大，沉降的时间越短，当物料的重力大于气流推力和空气阻力的和，重质物料垂直下落；当空气推力大于物料重力和空气阻力的和，轻质物料随气流上升运动，所述的气流风选机的风速为2-4m/s。