專利名稱：微粒金剛石爆炸合成方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種人工合成金剛石的方法，特別是一種微粒金剛石爆炸合成方法及其裝置。
目前，人工合成金剛石的方法主要有靜壓法和爆炸法兩種基本方法。靜壓法是在特定的觸媒材料中，于一定的溫度和壓力下，將石墨不定形碳轉(zhuǎn)變成所需晶形的金剛石，這種方法存在著合成的金剛石晶形不完整、抗壓強(qiáng)度低的缺點(diǎn)，滿足不了實(shí)際使用性能的需要。而爆炸法則要求在瞬間高溫、高壓、高速流體沖擊的條件下，將石墨不定形碳迅速生成金剛石?？墒且蛟擁?xiàng)技術(shù)較難掌握，工藝過程復(fù)雜，尤其對(duì)微粒金剛廠的生產(chǎn)至今未見理想的制備方法。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的爆炸法合成微粉級(jí)金剛石，由于產(chǎn)量低、成本高、質(zhì)量差，污染嚴(yán)重，所以皆轉(zhuǎn)用靜壓法生產(chǎn)。
本發(fā)明的目的是提供一種微粒金剛石爆炸合成方法及其裝置，該方法工藝簡(jiǎn)單、容易掌握，合成的金剛石微粒晶形完整，雜質(zhì)少，抗壓強(qiáng)度明顯高于靜壓法合成的金剛石微粒，且生產(chǎn)效率也明顯提高，同時(shí)有效減少環(huán)境污染和產(chǎn)品制造成本。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的該爆炸合成裝置包括帶有護(hù)圈和防護(hù)網(wǎng)的井體及組裝井體中的起爆裝置，其中起爆裝置的金屬飛片模內(nèi)裝有主藥柱，在飛片模周圍及底部等距設(shè)置的鑄鐵板，分別固裝在井體內(nèi)沙體中的框體上。
采用上述合成裝置制取微粒金剛石的方法如下在帶有護(hù)圈和防護(hù)網(wǎng)的井體中，將起爆裝置按常規(guī)安全引爆工藝組裝主藥柱的飛片模，以支撐柱固裝在沙體中的框體內(nèi)，并使飛片模按主藥柱所需爆距保持與框體上固裝的各鑄鐵板等距的位置，起爆主藥柱后收集被炸碎的鑄鐵板，用酸分解出金剛石和石墨混合物后，烘干，再用重液法分離金剛石和石墨，最后采用水溶液時(shí)鐘沉淀法或急彎流法分選出微粒金剛石。
由于本發(fā)明采用科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法研制出新型爆炸合成裝置，采用固裝在框體上的鑄鐵板代替現(xiàn)有技術(shù)中以石墨板固裝在鉛板或鉛錠內(nèi)的鉛鑄工藝，按常規(guī)安全引爆工藝組裝主藥柱的飛片模確保爆炸安全，使鑄鐵板在井體中經(jīng)受瞬間特定的爆轟波和沖擊波，高速流體沖擊石墨觸媒體，使之內(nèi)部晶格發(fā)生錯(cuò)動(dòng)位移，在高溫高壓下形成絕熱效應(yīng)，生成0.5-50μm顆粒金剛石晶體，混雜在石墨及金屬板中。將其收集后用酸分解的方法分出金剛石和石墨混合物后，烘干。再用重液法分離、用水溶液時(shí)鐘沉淀法或急彎流法分選出微粒金剛石。而不采用高氯酸高溫煮的分離方法除碳，不以氧化鋁氧化分離金剛石和石墨，故可有效減少鉛蒸汽、醋酸鉛等對(duì)空氣的嚴(yán)重污染。同時(shí)對(duì)廢水及其副產(chǎn)物硫酸亞鐵進(jìn)行回收處理，既防止了對(duì)環(huán)境污染，又可降低成本，增加經(jīng)濟(jì)效益。因此，該爆炸合成技術(shù)極易推廣。
以下結(jié)合實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
首先預(yù)制爆炸合成裝置井體4可制成直徑φ1-4m、深1-5m的圓柱體或多棱柱體，其材質(zhì)可為金屬或非金屬材料，井體4上部設(shè)有護(hù)圈1，井體4周圍設(shè)有可泄壓的安全防護(hù)網(wǎng)2。井體4內(nèi)裝入河沙做沙體8。埋在沙體8中的框體5可用金屬板或石板、砼板等制成。在井體底部設(shè)有防護(hù)板9，以防被炸物失散，為有利于回收被炸物，還可在防護(hù)板9與框體5之間加設(shè)回收板10。鑄鐵板采用灰口鑄鐵或球墨鑄鐵加工而成，其側(cè)鑄鐵板6厚5-16mm，底鑄鐵板11厚10-40mm，長(zhǎng)、寬規(guī)格視需要而定。將鑄鐵板固裝在框體5四周及底部。起炸裝置的飛片模7采用1-6mm的金屬薄片制成有底無(wú)蓋的圓柱形或多棱柱形體。飛片模7中組裝與其形狀相同的主藥柱12。按常規(guī)引爆工藝組裝的主藥柱12、起爆藥柱13、雷管14、以導(dǎo)線3連接起爆器(圖中未畫)。為提高爆炸效果可在飛片模7上方主藥柱12和起爆藥柱13間填加粘土等制成的封閉層。飛片模7以支撐柱固裝在框體5內(nèi)，并使飛片模7按主藥柱12所需炸距，使之保持與框體5上固裝的各鑄鐵板等距的位置，圓柱形或多棱柱體主藥柱12采用黑索金與梯恩梯制成，其重量比為黑索金梯恩梯＝(0-4)1。為提高爆炸溫度和延長(zhǎng)爆炸時(shí)間，還可在主藥柱12中加入鎂粉或炭黑等填加物。主藥柱12的規(guī)格形狀可根據(jù)實(shí)際需要確定，將其裝入飛片模7后，按所需炸距選定框體5和固裝其上的鑄鐵板。如

圖1所示為本發(fā)明一種爆炸合成裝置具體結(jié)構(gòu)。當(dāng)其安全起爆后，即可分選金剛石。
化學(xué)法提純金剛石用硫酸或鹽酸或氫氟酸或其結(jié)合的二種以上混合酸，將收集的炸碎鑄鐵板等用酸分解，除掉碳等雜物，提出金剛石和石墨混合物，充分烘干，再用常規(guī)重液法將金剛石和石墨離心分開。用水溶液時(shí)鐘沉淀法分選金剛石，也可用急彎流法分選金剛石，選后即得到晶形完整、雜質(zhì)少、抗壓明顯高于靜壓法合成物，其為單顆粒面心的長(zhǎng)方體、立方體、多邊晶體等形狀，棱角敏銳的顆粒尺寸為0.5-60μm的高強(qiáng)度金剛石。經(jīng)檢驗(yàn)分析完全符合規(guī)定。
權(quán)利要求
1.一種微粒金剛石爆炸合成裝置，包括帶有護(hù)圈和防護(hù)網(wǎng)的井體及組裝井體中的起爆裝置，其特征是起爆裝置的金屬飛片模內(nèi)裝有主藥柱，在飛片模周圍及底部等距設(shè)置的鑄鐵板，分別固裝在井體內(nèi)沙體中的框體上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是圓柱形或多棱柱形主藥柱采用黑索金與恩梯制成，其重量比為黑索金梯恩梯＝(0-4)1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是采用灰口鑄鐵或球墨鑄鐵制成的鑄鐵板，其側(cè)鑄鐵板厚5-16mm，底鑄鐵板厚10-40mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是框體底部與井底防護(hù)板之間的沙體中，設(shè)置回收板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是與通過雷管和起爆藥柱起爆的主藥柱形狀相同的飛片模，采用1-6mm的金屬薄片制成有底無(wú)蓋的柱形體。
6.一種微粒金剛石爆炸合成方法，其特征是在帶有護(hù)圈和防護(hù)網(wǎng)的井體中，將起爆裝置按常規(guī)安全引爆工藝組裝主藥柱的飛片模，以支撐柱固裝在沙體中的框體內(nèi)，并使飛片模按主藥柱所需爆距保持與框體上固裝的各鑄鐵板等距的位置，起爆主藥柱后收集被炸碎的鑄鐵板，用酸分解出金剛石和石墨混合物后，烘干，再用重液法分離金剛石和石墨，最后采用水溶液時(shí)鐘沉淀法或急彎流法分選出微粒金剛石。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征是主藥柱中可添加鎂粉或炭黑。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征是所用酸為硫酸、鹽酸、氫氟酸或其結(jié)合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微粒金剛石爆炸合成方法及其裝置，它采用設(shè)在井體中的起爆裝置，利用固裝在框體中的鑄鐵板代替現(xiàn)有技術(shù)中的以石墨板固裝在鉛板或鉛錠內(nèi)的鉛鑄工藝，按常規(guī)安全引爆工藝炸碎鑄鐵板后，將收集物用化學(xué)法提純金剛石，有效減少鉛蒸汽、醋酸鉛等對(duì)空氣污染。該方法工藝簡(jiǎn)單、容易掌握，合成的金剛石微粒晶形完整，雜質(zhì)少，抗壓強(qiáng)度明顯高于靜壓法合成的金剛石微粒，且生產(chǎn)效率也明顯提高，同時(shí)有效減少環(huán)境污染和產(chǎn)品制造成本。
文檔編號(hào)C01B31/06GK1107752SQ9411261
公開日1995年9月6日 申請(qǐng)日期1994年11月15日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月15日
發(fā)明者李世英, 劉玉明, 謝新杰 申請(qǐng)人:李世英, 劉玉明, 謝新杰