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高速离心机分离金刚石微粉的工艺研究

目前人造金刚石微粉的制造方法包括直接粉碎法、爆轰法和静压生长法。无论采取哪种方案,随着微粉粒度的减小,新生成的粒子会发生团聚,从而改变金刚石微粉粒度分布,会对金刚石的质量分级造成干扰,影响金刚石微粉的应用。

该文采用湿法分级,尝试用无机和有机高分子混合分散剂来分散金刚石微粉,利用高速离心机提高分级效率。通过对比试验,研究不同分散剂配比对分级效率的影响,对离心机提纯工艺过程进行了综合分析。

表1 各种分散剂的粘度

表1 各种分散剂的粘度

表2 0.05%的硅酸钠做分散剂的实验结果 单位:克(g)

表2 0.05%的硅酸钠做分散剂的实验结果 单位:克(g)

图1 4种分散剂的分级效果对比

图1 4种分散剂的分级效果对比

实验原理

分级即把混合颗粒中符合技术要求的具有共同粒度范围的颗粒聚集在一起的过程,分级必须有一个确定的标准,比如说颗粒的体积、质量、形状、强度等各种技术指标。

该文主要针对的是金刚石微粉的离心分级,现就离心分级的原理作以讨论。假设颗粒为理想的球形,根据斯托克斯公式可知,控制离心机的转速和离心沉降时间就可以达到微粉粒度分级的目的。

实验方案

该文试验配制有0.05%的硅酸钠溶液(浓度为质量浓度)、 0.10%的硅酸钠溶液、0.20%的阿拉伯树胶、0.05%的硅酸钠和0.2%的阿拉伯树胶的混合溶液。采用的转速值为2500 r/min的高速离心机,以0.5μm的金刚石微粉的离心沉降为标准,以达到离心分级效率提高的目的。分散剂的粘度μ如表1所示。

实验操作

该实验工艺流程包括:分散剂的配制、金刚石悬浮液的配制、 离心分级、上层悬浮液的激光粒度分析、不同部分微粉的称重等。 离心机的升降速时间设定为2 min。