金刚石微粉粗提纯处理工艺

发布时间：

2023-06-06

通常金刚石微粉的原料大多是低品级的RVD金刚石或者爆炸法合成的金刚石微粉，原料本身含有少量石墨、触媒金属及叶蜡石等杂质。同时在后期的破碎、整形加工过程中还会引入大量的金属杂质。杂质含量高会降低金刚石的整体硬度，影响深加工工具的使用性能。为了满足后续分级工序对产品纯净度的要求， 必须在转入分级工序前将这些杂质除去。   由于金刚石原料的叶蜡石和石墨含量较少。为简化处理工艺，一般粗提纯工序不再对其进行专门处理，对产品有特殊要求的，在完成分级后专门对成品进行后期精处理。

      通常金刚石微粉的原料大多是低品级的RVD金刚石或者爆炸法合成的金刚石微粉，原料本身含有少量石墨、触媒金属及叶蜡石等杂质。同时在后期的破碎、整形加工过程中还会引入大量的金属杂质。杂质含量高会降低金刚石的整体硬度，影响深加工工具的使用性能。为了满足后续分级工序对产品纯净度的要求， 必须在转入分级工序前将这些杂质除去。

       目前，常用化学法除杂和电解提纯技术进行人造金刚石微粉的提纯。后者主要针对金刚石物料中含合金触媒较多时采用，以达到回收触媒金属的目的。但实际工作中，由于合金触媒溶解缓慢，生产效率低，而难于适应生产发展的要求。相对而言，化学法根据金刚石中杂质的不同化学特性，采用不同的化学试剂对杂质分别处理，可获得较好的提纯效果，即工业中常用的“三除”工艺：酸除合金触媒、强氧化剂除石墨、碱熔叶蜡石等三阶段工作。根据金刚石的化学稳定性好，高温下不与酸、强氧化剂反应的特性，一般选用化学方法对金刚石进行提纯处理。完成破碎、整形工序的金刚石主要杂质为金属，能与酸发生氧化还原反应生成可溶性的盐类，利用这一特点，使用合适的酸对其进行处理，即可将绝大部分金属杂质去除，同时还可以去除石墨等杂质。

       一般进行酸处理的操作方法为：称量一定数量的金刚石微粉，放入5000毫升玻璃烧杯或其他耐酸、耐高温的容器，加入适量的酸液，将烧杯放置在通风橱内的电热板或工业电炉上加热，随着温度的升高，反应逐渐剧烈，待反应完全停止后，停止加热并把容器撤离热源，待物料冷却至室温后，将上层废酸液倒出，水洗至中性，转入分级工序。

    工业生产中，由于后期分级完成后还要再次进行精提纯处理，粗提纯工艺在满足分级工艺要求的前提下应尽可能降低成本，一般使用的化学试剂大都是工业纯，以下表为粗提纯过程中各种处理工艺使用的具体工艺参数:

      由于金刚石原料的叶蜡石和石墨含量较少。为简化处理工艺，一般粗提纯工序不再对其进行专门处理，对产品有特殊要求的，在完成分级后专门对成品进行后期精处理。

       在金刚石微粉的生产过程中，提纯工序使用各种化学试剂，处理过程中会排放大量的有害气体和废水，危害操作者职业健康和污染环境。为了改善操作者的工作环境并减少废气、废水排放。有些金刚石微粉生产企业开始尝试改变原有的提纯方式，将原来的敞口烧杯加热的处理工艺更换为使用大型密闭反应釜处理。反应釜采用电加热或导热油间接加热，材料为石英玻璃或内衬搪瓷钢质材料。根据生产规模可以选用20升、50升、100升等各种规格的反应釜，设备配套有自动搅拌、自动控温、废气中和吸收以及酸蒸汽冷凝回流装置。采用反应釜进行提纯处理，不但可以增加单次处理量，降低人员劳动强度，而且在节约能源，改善劳动条件及保护环境方面效果显著。

参考资料：《金刚石微粉》汪静

聚焦热点

纪念我国人造金刚石诞生60周年系列访谈活动——王明智

金刚石在航空航天领域的应用前景

金刚石微粉的主要应用

金刚石微粉作为一种超硬磨料，具有无比优越的研磨能力，日益受到各工业发达国家的高度重视。金刚石微粉的研磨能力包括对工件的磨削能力和它本身的耐磨损和抗粉碎能力，取决于其显微硬度、粒度、强度、颗粒性状以及热稳定性和化学稳定性。概括起来说，金刚石微粉用作磨料有三大方面； （1）用于树脂粘结工具、金属粘结工具以及电镀工具的制造。 （2）用于工业上、科学上和医学上各种精密元器件的精密或抛光加工。 （3）作为精细磨料用于模具加工、宝玉石抛光加工、宝石轴承加工制造。 金刚石微粉的应用除了用作研磨材料之外，另一大用途就是用作功能材料。例如利用其热学性质和电学性质等。用金刚石微粉混合到热固性树脂聚合物、纤维素、酚酸树脂或者陶瓷片之中，可制成一种具有提高热导率和降低热膨胀性的新材料。把金刚石微粉混合到金属片，如片或不锈钢片可制成具有热导率高、热膨胀性低而重量轻的新型片状材料，在电子工业中可做成高密高能器件用于热控制。 从金刚石用作研磨材料的形式来说，根据有关资料公布的数字，全世界在工业上消耗的金刚石微粉６０％以上是用来制成钻石膏、金刚石微粉混合物和金刚微粉研磨液。

纳米金刚石的用途之精密仪器的超精抛光

我们将纳米金刚石加入到介质当中制成纳米金刚石抛光液，现在主要分为水性抛光液及油性抛光液。 由于纳米金刚石抛光液中纳米金刚石粒子超硬超硬，用它可以去除材料表面细小的凹凸不平，抛光后材料表面的粗糙程度可降低到纳米级，从而使得材料表面光洁度极高。目前纳米金刚石抛光液可用于半导体硅片抛光、计算机磁头的抛光、精密陶瓷加工、宝石抛光、光学玻璃抛光加工等领域。 现在由于计算机的发展，人们对计算机存储的容量要求不断提升，这使得我们要去制造容量更大的磁盘。近年来计算机磁盘储存容量也一直在提高，但是随着储存容量的提高，带来的问题是磁盘与磁头间隙越来越小，已趋近于10NM，磁头和磁盘的表面粗糙度、划痕和杂质粒子均会对计算机磁盘造成损害，由于磁盘与磁头的间距已经到了纳米级，微米级的抛光液已经达不到抛光要求，所以只有纳米级的金刚石抛光液可以满足这一方面的要求。我们拿来纳米金刚石抛光液对计算机磁头进行抛光，发现经过抛光后确实大大提高了磁头表面的光洁度，测得此时的表面粗糙程度为0.09~0.40nm，而采用普通抛光液抛光后磁头的表面粗糙程度为0.45~0.80nm，相比之下纳米金刚石抛光液的效果要好得多，从而计算机磁头的质量也得到提升，我们就可以生产出更精密，储存容量更大的计算机磁盘。抛光时值得注意的是，由于计算机等电子产品最忌腐蚀的产生，所以一定要控制好抛光液的酸碱度，研究发现抛光液的PH 值控制在6.5~8之间较为适宜。由于阴离子Cl-和SO2-的含量会决定抛光液的酸碱度所以在制备用于计算机磁头抛光的抛光液时要控制好Cl-和SO2-的含量，同时注意观察PH值。

山东金属粉末液压机的特性

山东金属粉末液压机适用于粉末干式压制的全自动控制成型，广泛应用于电子、粉末冶金、软磁工业、导电干式压制成型、化工、汽车制造、医药、能源环保工业、玩具工业等。适用的干压粉末包括：黑色和有色金属粉末、电子陶瓷粉末、铁氧体、稀土粉末、硬质合金粉末、PTFE、金刚石和石墨粉末等。 山东金属粉末液压机液压传动系统由动力机构、控制机构、执行机构、辅助机构和工作介质组成。动力机构通常采用油泵作为动力机构，一般为一体式油泵。为了满足致动器运动速度的要求，选择一个或多个油泵。低压齿轮泵;中压叶片泵;高压柱塞泵。各种塑料材料的压力加工和成形，例如不锈钢板和钢板的挤压、弯曲、拉伸以及金属零件的冷压，也可用于粉末制品、砂轮、电木和树脂热固性制品的压制。