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人造金刚石微粉提纯工艺技术研究
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3秒自动关闭窗口关于金刚石提纯新工艺技术的研究_磨具_中国百科网
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关于金刚石提纯新工艺技术的研究
    导读：通过对现行金刚石提纯的主流工艺的弊端分析，提出一个全新的金刚石提纯工艺流程图，并对其合理性进行论证。确认该项技术必将在短时间内，取代现行工艺流程，达到节约能源和资源，降低成本，改善环境的目标。新工艺流程可提高功效三倍，每吨金属节电kwh。一、前言现在金刚石行业迎来了大发展的机遇，但金刚石提纯工序却是制约企业发展的一颗&毒瘤&，必须对其作一大型手术，才能得到医治，得到新生。现行金刚石提纯工艺的核心是&电解合成块&将金属触媒从石墨和金刚石中分离出来的技术。该技术是将合成柱破碎成一定粒度后（以不破坏金刚石晶粒为限）装入阳极布袋进行电解，电解液将合成块中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，剩余的石墨和金刚石再经球磨（或辗压），过筛，筛上料约有10%左右再返回去二次电解，筛下料送摇床分选，使金刚石与石墨分离。这种工艺不成熟，不合理，以致于产生很多弊端。而成为企业中的一颗&毒瘤&，对人员，对环境造成极大的污染和伤害。现已到非彻底整治不可的时候了。二、现行金刚石提纯工艺的主要问题现行工艺的核心技术是&合成块的电解&它属于可溶阳极电解。该工艺的主要问题在于选择用&电解合成块&的方法回收金属。这是一个带有根本性的错误选择。合成块装入布袋中连同阳极板吊挂在电解槽中，是静止不动的，布袋中的物料和阳极板也是经压实是静止不动的。金属触媒是依靠电解液缓慢地进入布袋，渗透到合成块中与暴露出来的金属表面进行氧化反应，使金属以fe2+、ni2+、co2+等形式进入电解液。对于经过高温高压作用后的料块，电解液是很难将金属快速溶解出来的，一般都需要5-8天时间，这么漫长的时间要消耗多少能源，浪费多少材料，对环境造成多大污染？所以一般金刚石合成企业都将这部分隐藏在偏僻的角落中，不易被人发觉。选择电解工艺回收金属本是无可厚非，一个好的工艺如果放到一个极不合理的位置，它也无法发挥作用。下面举两个与&电解合成块&相类似的例子，进行一下对比，从中不难发现这种选择是否合理，是否科学。（1）在铜电解精练方面：是将粗铜或铜合金铸成阳极板，在电解槽中进行电解，在阴极板上得到精练铜，其直流电耗仅为230-280kwh/吨铜。（2）在铜矿浆电解方面：首先将黄铜矿磨细到10-65&m，然后装入阳极布袋进行电解，在阴极得到铜粉，其直流电耗仅为kwh/吨铜粉，应该旨出，矿浆电解处理的是黄铜矿（硫化矿）而不是纯金属，其难度可想而知。联想到&电解合成块&中金属是极分散的质点，被层层包裹，又不能磨得很细，还要装入布袋中，这又属于&隔膜电解&应用在本工艺，使阳极整体电压降占槽电压的70%以上，所以选择&电解合成块&在关键性的三个方面都处于劣势，是极不合理的选择。综上所述，现行金刚石提纯工艺存在的主要问题是：1、 电解周期漫长，一般为5-8天，一般合成金刚石从混料到压机合成仅需二天时间，而该工序就要这么长时间，不能不说是一种时间的浪费，时间就是钱呀！2、 电能消耗过高，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kwh/吨金属，是名符其实高耗能工程。3、 浪费很多原材料，电解液的单价就是10000元/吨，其他材料也很贵重，增加金刚石的制造成本4、 有些企业对电解的选型很不合理，给正常运行带来很多困难。5、 三废排放不达标，严重污染环境，损害了操作人员及周围居民的健康。鉴于存在的上述问题，我们不能不说这属于应该淘汰的落后的工艺技术。三、新的金刚石提纯工艺流程图现行金刚石提纯工艺有很多弊端，究其根本原因是所选择的工艺流程不合理，所选择的设备也不合理造成的。金刚石合成工艺是一个很年青的专业，需要借鉴和学习其他专业，其他行业的行之有效的专业技术，电解过程是一个纯电化学工艺过程，对行业内的人来说还是很陌生的，电解工艺是化工、冶金工业经常用到的成熟技术，它有很多种，就看你能否选的正确，选的合理。四、新的金刚石提纯工艺的合理性1、选用反应釜作为金属的溶出设备，这是最好的选择反应釜是化工生产的最成熟设备之一，是破解石墨&&触媒的有效手段，大型反应釜有一次可装数吨物料，该釜有电加热器，可用来控制最适宜的反应温度，有机械搅拌器，可使合成块和酸液在釜中不断的摩擦运动，不断地暴露出新的反应界面，同时h2so4、hno3还能使石墨酸化，形成可膨涨石墨，使石墨膨涨细化，将金属暴露出来。由于反应釜可以控温，可以搅拌，还可以在0.1-1.0mpa下加压，提高反应速度，这些都是化学反应动力学的必要条件。在日常工作，经常会遇到处理金刚石合成小样，即将小样适当破碎，然后用h2so4、hno3混合液浸泡，一般1-2小时就可将金刚石分离出来，而现行提纯工艺却需要5-8天的时间，真是不可思议的事情。用反应釜浸出金属仅需10-15小时就已足够了（装料量可在1-3吨左右），可见反应釜是一个高效率的反应容器，完全能满足本工艺要求。2、新工艺选择湿法冶金中水溶液电解工艺，该工艺是有色冶金中最成熟的电化学提取冶金技术，其电流效率可达到98%以上，直流电耗在kwh/吨金属，一个电解周期仅用24小时就够了，贫化的电解液经简单处理再返回到反应釜进行下一轮的浸出，从而实现快速电解，节约电能的目标。3、金属回收率高保证回收率高的第一点是金属的溶浸条件优越，第二点是水溶液电解是一个最强的氧化&&还原过程，由元素的电化学电极电位顺序可知，ni、co的电极电位。触媒元素的电化学数据元素原子量化合价密度g/cm3电化学量g/ah电极电位vfe55.85+27.8661.0416-0.44+30.694ni55.89+28.901.095-0.276+30.730co58.94+28.831.099-0.287+30.733mn54.93+27.31.025-1.18+30.386均较fe为正，所以优先在阴极板上还原沉积，这就保证了有价金属的回收率。因此，新工艺选择反应釜溶出金属，选择水溶液电解提取金属，这属于强强联合，这是新工艺的两大亮点，是一个保证产品多、快、好、省和环境友好的工业设计。五、结论：现行金刚石提纯工艺已经完成其历史使命，已经不能满足当前经济社会发展的需要，我们应转变经济发展方式，与时俱进，不断创新，大力推进新工艺的推广应用。新的工艺流程图是一个科学地、合理的组合，不仅仅能给企业带来经济效益，环境效益，而更重要的是改变了企业中最为薄弱的环节，使企业走上节约资源、节约能源、环境友好、可持续发展的健康道路。（作者：张戈，高工，毕业于东北大学有色冶金系，先后从事电解铝、电解镁、电解铜粉、镍粉、铅粉等技术工作，2005年进入金刚石合成行业，从事合成金刚石原材料的研究工作。）
Mail: Copyright by ；All rights reserved.我用氢氟酸腐蚀长有金刚石颗粒的硅片后,想将其中的金刚石颗粒从溶液中提取出来,请问有什么办法?有人建议使用吸附的方法,请问有什么办法可以做到啊?_作业帮
拍照搜题，秒出答案
我用氢氟酸腐蚀长有金刚石颗粒的硅片后,想将其中的金刚石颗粒从溶液中提取出来,请问有什么办法?有人建议使用吸附的方法,请问有什么办法可以做到啊?
我用氢氟酸腐蚀长有金刚石颗粒的硅片后,想将其中的金刚石颗粒从溶液中提取出来,请问有什么办法?有人建议使用吸附的方法,请问有什么办法可以做到啊?
金刚石颗粒多大?能过滤吗提纯金刚石采用无毒重液分选工艺
言 人造金刚石合成后,要经过摇床刊步提纯,这时金刚石矿床中大概还有40形左右的石墨存在,把金刚石矿‘一扮的石墨杂质去掉,常规是采用高浓度的硫酸、硝酸来把金刚石矿中的石墨氧化掉。在反应过程中,要产生大虽的三氧化硫和二氧化试有害气体放出来,给尾气处理工作带来很大的工作量。我厂于1984年本着金刚石合成车问“三同时”的原则,设计了一座酸雾处理中朴l塔来专门收集尾气进行处理。生产工人嫌管理比较麻烦,如喷液配比要二j之较高,经常要测浓度等,时问一长,治理效果就不如刚投产的好,加上硫酸、硝酸处理金刚石矿还影响其质量和品位,特别是不太安全。为此,厂下达任务要合成车间工艺组的同忑,为减少污染,减轻生产工人的劳动强度和提高金刚石的质量和品位,采用无毒重液分选工艺提纯金刚石。经过一年多的试验,证实了选择无毒重液分离的物理选矿法,可绝大部分地取代酸处理的化学选矿法去掉石墨,消灭了大量有害气体的产生,大夕:地减少了污染源,改善了环境卫生的工人的劳动条件...&
(本文共2页)
权威出处：
刚石的设备、原辅材料、合成工艺等方面取得技术突破。在合成腔体大型化方面,经过多年不断努力,我国超硬材料行制造业取得了历史性的的进展,发展过程参看表1。从表1可看出金刚石合成发展的3个特点:①压机缸径越来越大,缸径由Φ230mm到Φ1000mm,每一次的扩大都是一次跨越;②合成腔体越来越大,合成腔体扩大意味着单次产量和产品质量提高以及成本下降;③粒度分布越我国超硬材料产量占全世界的2/3以上,是超硬材料大国,但同国际工业先进的国家相比,我国的超硬材料行业无论是在产品品种和质量方面,还是在工艺技术和设备、控制系统等方面,都仍有一定的差距,所以还不是超硬材料强国,主要表现在:合成设备吨位小、合成高压反应腔容积小、单次产量低、质量不稳定等。为实施我国超硬材料工业“由大变强”的发展战略,就需要在合成金来越粗,由原来的主粒度80/100变为现在的25/30,这是我国以粗粒度高强度高品级金刚石合成技术进步的标志。国内不同阶段金刚石主要技术的比...&
(本文共3页)
权威出处：
由湖南超硬材料协会主持,以国家特种矿物材料工程技术研究中心和桂林冶金机械总厂为支持单位的“全国金刚石及制品材料行业会议”于2 0 0 4年4月9日到11日在桂林召开,来自全国各地的2 4 0名代表参加了这次会议。会议主要针对超硬材料行业的发展现状和面临的挑战进行了讨论;代表们交流信息、畅所欲言,充分体现了中国超硬材料行业昨天的辉煌和业界同仁对未来的信心。中国超硬材料行业在过去的一年取得了骄人的成绩,中国金刚石产业在多年高速增长的基础上更上层楼,产品的质量和产量都有明显的进步。透过专家和代表们一张张自信的笑脸,我们感受到“2 1世纪是中国金刚石世纪”的预言正在逐步成为现实,看到了我国超硬材料行业前进的脚步,这种进步体现在了超硬材料行业的方方面面。1　金刚石产量保持高速发展我国金刚石总产量达到2 5亿克拉,为世界金刚石的总产量七成以上,绝对地成为世界上第一金刚石大国。在质量上,我国金刚石正在迅速拉近与世界先进水平的差距,目前部分厂家...&
(本文共2页)
权威出处：
迄今为止 ,片状工艺合成金刚石已经取得了举世瞩目的成就 ,在我国超硬材料行业占据重要地位 ;而粉末工艺合成金刚石却由于各种原因仍处于起步阶段 ,对其特点、合成条件、合成规律等方面都有待于进一步认识、理解。基于此 ,本文作者专门就温度、压力对金刚石合成的影响作了一些研究[1～ 2 ] ,以期对该问题有较深入的认识。1　试验方法1.1　合成材料及设备合成材料均由北京晶鑫磊非金属材料有限公司按要求提供 ,包括叶蜡石块、导电钢圈、保温片、反应合成棒等 ,见表 1。经测试石墨视密度为 1.86 5ｇ/ｃｍ3 ,石墨化度为96 .35 % ;触媒密度为 8.172ｇ/ｃｍ3 。通过Ｘ射线衍射分析及ＳＥＭ分析可知 ,所用原料中石墨纯度较高 ,呈屑片状 ;触媒成分专一 ,主要是Ｆｅ、Ｎｉ,呈球状 ,且成分质量比为ｗ(Ｆｅ) /ｗ(Ｎｉ) =7∶3;合成棒成分为ｗ(Ｃ) /ｗ(Ｆｅ+Ｎｉ) =7∶3。合成设备采用型号为ＨＴＤＳ - 0 32Ａ、规...&
(本文共3页)
权威出处：
“Ｙ— 5 0 0型金刚石合成设备及合成工艺研究”项目 ,于 2 0 0 0年 7月 2 2日通过了由湖南省科委主持的鉴定。在我国经过近 40年的努力 ,已经成为金刚石生产的大国 ,但在产品质量方面尚与国外有一定的差矩 ,金刚石的质量和经济效益是与金刚石合成设备的大型化密切相关的。以陈启武教授为首的超硬材料研究组 ,在Φ2 3ｍｍ腔体合成工艺、ＵＤＳ— 1型高压合成设备及合成工艺的基础上 ,以“压力坎限”准...&
(本文共1页)
权威出处：
1引言 金刚石具有极高的硬度和耐磨性,最高的热导率,从紫外到远红外整个光学波段透明,以及良好的化学稳定性等优异的特征,使金刚石在力学、热学、电子学和光学等领域具有广泛的应用前景。而且金刚石具有带隙宽、载流子迁移率高、介电常数低、抗辐射性强、击穿电压高和电子饱和速度高等特殊的特征,这使得用金刚石有可能制成高频大功率半导体器件,在高温强辐射等恶劣条件下工作。从而使金刚石薄膜,特别是它的半导体特性,成为材料科学研究的热点之一。大多数半导体电子器件都是以PN结为基本结构,金刚石基电子器件也需要P型和N型金刚石来制造。天然金刚石中没有明显表现出N型电导特征的半导体金刚石,天然Ia型金刚石中虽然氮在其中起施主作用,但能级很深,在常温下难以表现出N型施主作用,对电导几乎没有贡献。目前人们己经成功地制备出了P型硼掺杂多晶金刚石薄膜〔,一2,,并研究了它的电学性质〔3,,其电阻率最小己达到10一“n·。m[2j,且能人为控制,仅就电阻率而言,已经...&
(本文共5页)
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