金刚石提纯工艺流程.doc

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1、关于金刚石提纯新工艺技术的研究来源：中国超硬材料网作者：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。      【摘要】本文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3000—4000KWh。     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

2、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。    

3、  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

4、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10-65μm，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1000-1500KWh/吨铜粉，应该旨出，矿浆电

5、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

6、过高造成电能消耗过高，一般直流电耗为6000-9000KWh/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、 有些企业对电解设备的选型很不合理，给设备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

7、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。      本文提出新的工艺流程，主要是解决化学反应或电化学反应的速度问题，使其更符合化学反应动力学的要求。新的金刚石提纯工艺流程图请见下图。金刚石提纯工艺流程图      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