人造金刚石流化分离方法与设备技术

本发明专利技术涉及人造金刚石流化分离方法与设备。人造金刚石流化分离方法，包括使用流化床分离人造金刚石的步骤，在使用流化床分离人造金刚石的过程中，通过设置在流化床的床体上或流化床的流化腔内的超声波发生装置对流化腔中的液固混合物进行作用，利用超声波的空化作用破坏人造金刚石与杂质之间的表面结合力，使人造金刚石表面的杂质与人造金刚石分离。人造金刚石流化分离装置，其流化腔顶部设有溢流口，人造金刚石流化分离装置还包括超声波发生装置，所述超声波发生装置设置在床体上或流化床的流化腔内，用于利用超声波的空化作用破坏人造金刚石与杂质之间的表面结合力。上述方案解决了现有的流化提纯工艺还需要经过后续化学处理的问题。

Fluidized Separation Method and Equipment for Artificial Diamond

【技术实现步骤摘要】
人造金刚石流化分离方法与设备
本专利技术涉及人造金刚石流化分离方法与设备。
技术介绍
人造金刚石是通过超高压高温技术，使石墨等碳质原料从固态或熔融态转变为金刚石。生产人造金刚石的过程中，需要将人造金刚石从石墨、无定型碳、二氧化硅和金属元素等杂质中分离出来，进行提纯和分级。目前的人造金刚石提纯工艺包括化学提纯工艺和物理提纯工艺。化学提纯工艺如申请公布号为CN1693188A的中国专利申请的
技术介绍
中介绍的工艺以及要求保护的工艺，其中其要求保护的工艺是将粒径小于1μm的超细金刚石粉加入混合酸（如氢氟酸、硝酸等）用超声波分散，再在中温高压条件下反应，然后进行固液分离、洗涤和干燥，该过程借助了超声波的机械作用、空化作用和热作用，强力打开聚结体（金刚石聚结体俗称聚晶金刚石，是由许多金刚石细粒构成并以金刚石为主成份的聚团，“以金刚石为主成份”是该定义的重要组成部分，就是说在聚结体中金刚石的体积含量一般不低于50%。如上述专利中所指出，聚结体的粒径为50~200nm，聚结体内各粒子间的结合力很强，绝非机械作用力和物理作用力所谓，而是化学结合力作用）、分散反应物系。然而，目前的化学提纯工艺循环效率较低，而且高污染高耗能，对环境不够友好。物理提纯工艺如申请公布号为CN109467081A的中国专利申请公开的连续化分离金刚石和石墨的方法，其采用固固分离装置，根据待分离物自由沉降速度的不同，通过分布器形成向上的液流，依靠流化工艺实现金刚石和石墨的分离。授权公告号为CN208810292U的中国专利也公开了类似的流化分离装置。现有的流化提纯工艺虽然较为环保，但是无法除掉粘附在人造金刚石表面的微小杂质，还需要经过后续化学处理。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种人造金刚石流化分离方法，解决现有的流化提纯工艺还需要经过后续化学处理的问题。同时，本专利技术的另外一个目的是提供一种人造金刚石流化分离设备，解决现有的流化提纯设备无法除掉粘附在人造金刚石表面的微小杂质的问题。本专利技术中人造金刚石流化分离方法采用的技术方案如下。人造金刚石流化分离方法，包括使用流化床分离人造金刚石的步骤，在使用流化床分离人造金刚石的过程中，通过设置在流化床的床体上或流化床的流化腔内的超声波发生装置对流化腔中的液固混合物进行作用，利用超声波的空化作用破坏人造金刚石与杂质之间的表面结合力，使人造金刚石表面的杂质与人造金刚石分离。有益效果：通过在流化床的床体上或流化床的流化腔内的超声波发生装置对流化腔中的液固混合物进行作用，超声波的空化作用能够破坏人造金刚石与杂质之间的表面结合力，使人造金刚石表面的杂质与人造金刚石分离，从而除掉粘附在人造金刚石表面的微小杂质，与现有技术相比，能够使人造金刚石的表面满足处理要求，不需要再经过后续化学处理，并且采用的流化工艺更为环保、成本低。作为一种优选的技术方案，超声波发生装置对流化腔中的液固混合物进行作用是在流化床内的平均流速小于人造金刚石的沉降流速且大于石墨的沉降流速的情况下实施。有益效果：采用该方案能够避免物料浓度较大时对超声波处理效果的影响，有利于提高超声波处理质量和效率。作为一种优选的技术方案，使用流化床分离人造金刚石的过程中，流化床的分布器上方设有超声波发生装置，以减少分布器对超声波的吸收和干扰。有益效果：采用该方案有利于超声波性能的发挥，更好地保证处理效果，节约能源。作为一种优选的技术方案，使用流化床分离人造金刚石的过程中，流化床的分布器下方设有所述超声波发生装置，超声波发生装置与分布器之间在竖直方向上设有间隔空间，间隔空间连通有进出液管，进出液管通过连接管与分布器的供水管连通；进出液管远离间隔空间的一端以及所述连接管上均设有阀门，通过控制连接管上的阀门向间隔空间内连续或间歇通入液流，以将间隔空间内的物料输送到分布器上方。有益效果：采用该方案能够对物料进行更长时间的超声处理，提高效率。作为一种优选的技术方案，所述流化床底部连接有四通，四通的开口分别为待分离物料加料口、流化水进口和金刚石排放口，待分离物料加料口、流化水进口和金刚石排放口均对应设置有阀门，流化腔底部设有占据流化腔的整个横截面的分布板，分布板上均布有分布孔，所述超声波发生装置被设置在分布板与流化床底部的开口之间。有益效果：采用该方案结构简单，超声波发生装置的设置不会影响到加料和排料。本专利技术中人造金刚石流化分离装置采用的技术方案如下。人造金刚石流化分离装置，包括床体，床体内设有流化腔，流化腔顶部设有溢流口，人造金刚石流化分离装置还包括超声波发生装置，所述超声波发生装置设置在床体上或流化床的流化腔内，用于利用超声波的空化作用破坏人造金刚石与杂质之间的表面结合力，使人造金刚石表面的杂质与人造金刚石分离。有益效果：通过在流化床的床体上或流化床的流化腔内的超声波发生装置对流化腔中的液固混合物进行作用，超声波的空化作用能够破坏人造金刚石与杂质之间的表面结合力，使人造金刚石表面的杂质与人造金刚石分离，从而除掉粘附在人造金刚石表面的微小杂质，与现有技术相比，能够使人造金刚石的表面满足处理要求，不需要再经过后续化学处理，并且采用的流化工艺更为环保、成本低。作为一种优选的技术方案，流化床的分布器上方设有所述超声波发生装置，以减少分布器对超声波的吸收和干扰。有益效果：通过在流化床的床体上或流化床的流化腔内的超声波发生装置对流化腔中的液固混合物进行作用，超声波的空化作用能够破坏人造金刚石与杂质之间的表面结合力，使人造金刚石表面的杂质与人造金刚石分离，从而除掉粘附在人造金刚石表面的微小杂质，与现有技术相比，能够使人造金刚石的表面满足处理要求，不需要再经过后续化学处理，并且采用的流化工艺更为环保、成本低。作为一种优选的技术方案，流化床的分布器下方设有所述超声波发生装置，超声波发生装置与分布器之间在竖直方向上设有间隔空间，间隔空间连通有进液口，进液口用于向间隔空间内通入液流以将间隔空间内的物料输送到分布器上方。有益效果：采用该方案有利于超声波性能的发挥，更好地保证处理效果，节约能源。作为一种优选的技术方案，所述进液口是由与间隔空间连通的进出液管形成，进出液管通过连接管与分布器的供水管连通；进出液管远离间隔空间的一端以及所述连接管上均设有阀门。有益效果：采用该方案能够对物料进行更长时间的超声处理，提高效率。作为一种优选的技术方案，所述流化床底部连接有四通，四通的开口分别为待分离物料加料口、流化水进口和金刚石排放口，待分离物料加料口、流化水进口和金刚石排放口均对应设置有阀门，流化腔底部设有占据流化腔的整个横截面的分布板，分布板上均布有分布孔，所述超声波发生装置设置在分布板与流化床底部的开口之间。有益效果：采用该方案结构简单，超声波发生装置的设置不会影响到加料和排料。附图说明图1是本专利技术中人造金刚石流化分离装置的实施例一的结构示意图；图2是本专利技术中人造金刚石流化分离装置的实施例二的结构示意图；图3是本专利技术中人造金刚石流化分离装置的实施例一和实施例二中分布器的主视图；图4是图3的俯视图；图5是本专利技术中人造金刚石流化分离装置的实施例三的结构示意图；图6是本专利技术中人造金刚石流化分离装置的实施例三中分布器的结构示意图；图7是本专利技术中人造金刚石流化分离方法的一个实施例的流程图。图中相应附图标记所对应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.人造金刚石流化分离方法，包括使用流化床分离人造金刚石的步骤，其特征在于：在使用流化床分离人造金刚石的过程中，通过设置在流化床的床体上或流化床的流化腔内的超声波发生装置对流化腔中的液固混合物进行作用，利用超声波的空化作用破坏人造金刚石与杂质之间的表面结合力，使人造金刚石表面的杂质与人造金刚石分离。

【技术特征摘要】
1.人造金刚石流化分离方法，包括使用流化床分离人造金刚石的步骤，其特征在于：在使用流化床分离人造金刚石的过程中，通过设置在流化床的床体上或流化床的流化腔内的超声波发生装置对流化腔中的液固混合物进行作用，利用超声波的空化作用破坏人造金刚石与杂质之间的表面结合力，使人造金刚石表面的杂质与人造金刚石分离。2.根据权利要求1所述的人造金刚石流化分离方法，其特征在于：超声波发生装置对流化腔中的液固混合物进行作用是在流化床内的平均流速小于人造金刚石的沉降流速且大于石墨的沉降流速的情况下实施。3.根据权利要求1或2所述的人造金刚石流化分离方法，其特征在于：使用流化床分离人造金刚石的过程中，流化床的分布器上方设有超声波发生装置，以减少分布器对超声波的吸收和干扰。4.根据权利要求1或2所述的人造金刚石流化分离方法，其特征在于：使用流化床分离人造金刚石的过程中，流化床的分布器下方设有所述超声波发生装置，超声波发生装置与分布器之间在竖直方向上设有间隔空间，间隔空间连通有进出液管，进出液管通过连接管与分布器的供水管连通；进出液管远离间隔空间的一端以及所述连接管上均设有阀门，通过控制连接管上的阀门向间隔空间内连续或间歇通入液流，以将间隔空间内的物料输送到分布器上方。5.根据权利要求1或2所述的人造金刚石流化分离方法，其特征在于：所述流化床底部连接有四通，四通的开口分别为待分离物料加料口、流化水进口和金刚石排放口，待分离物料加料口、流化水进口和金刚石排放口均对应设置有阀门，流化腔底部设有占据流化腔的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高玉国，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：发明
国别省市：河南,41