一种提纯金刚石微粉的方法技术

技术编号：43208351 阅读：15 留言：0更新日期：2024-11-01 20:26

一种提纯金刚石微粉的方法包括以下步骤：S1、将金刚石破碎，得到金刚石微粉；S2、将上一步骤得到的金刚石微粉加入酸性溶液中混合均匀，得到微粉酸性溶液；S3、将铈盐加入上一步骤得到的微粉酸性溶液中混合均匀，得到固液混合溶液；S4、将上一步骤得到的固液混合溶液加温高速搅拌混合均匀；S5、将上一步骤搅拌混合后得到的固液混合溶液用纯水洗涤至中性，分离出金刚石微粉；S6、将上一步骤得到的金刚石微粉高温干燥后，得到纯净的金刚石微粉。本发明专利技术通过化学反应和物理分离的协同作用，高效的去除金刚石微粉中的杂质，提升其纯度。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金刚石微粉制造领域，尤其涉及一种提纯金刚石微粉的方法。

技术介绍

1、金刚石微粉，作为超硬材料的代表，因其独特的物理、化学性质，在高科技领域展现出广泛的应用潜力。这些微粉主要由纯碳构成，具有极高的硬度、热导率和电绝缘性，使得它们成为制造精密研磨工具、高级切割刀具、电子元件散热片、宝石加工、光学元件以及医疗植入物等领域的关键材料。尤其是在精密加工、半导体制造及先进材料科学中，高纯度金刚石微粉的需求日益增长，对产品的性能提出了更高要求。

2、目前，金刚石微粉一般是由大颗粒多晶金刚石经破碎之后，经提纯、洗酸和分选之后得到粒径集中的金刚石微粉。常用的提纯方法有hclo4酸洗氧化提纯法和h2so4+kmno4等氧化还原提纯法。使用大量强酸会产生废酸和有毒气体污染，hclo4还有爆炸的危险，且成本较高。也有研究采用稀硝酸高压提纯法(8-12mpa)，该方法必须建立在完整的酸蒸汽和气体收集回收利用系统，但方法对设备的耐腐蚀、耐高压高温等要求，成本较高。

技术实现思路

1、本专利技术目的在于提供一种提纯金刚石微粉的方法,以解决在保证生成安全的前提下低成本提纯金刚石微粉的技术问题。

2、为实现上述目的，本专利技术的一种提纯金刚石微粉的方法的具体技术方案如下：

3、一种提纯金刚石微粉的方法包括以下步骤：

4、s1、将金刚石破碎，筛选得到金刚石微粉；

5、s2、将上一步骤得到的金刚石微粉加入酸性溶液中混合均匀，得到微粉酸性溶液；</p>

6、s3、将铈盐加入上一步骤得到的微粉酸性溶液中混合均匀，得到固液混合溶液；

7、s4、将上一步骤得到的固液混合溶液加温高速搅拌混合均匀；

8、s5、将上一步骤搅拌混合后得到的固液混合溶液用纯水洗涤至中性，分离出金刚石微粉；

9、s6、将上一步骤得到的金刚石微粉高温干燥后，得到纯净的金刚石微粉。

10、作为本专利技术的进一步改进，s2中通过搅拌装置将金刚石微粉在酸性溶液中以100～140r/min的搅拌速度混合均匀。

11、作为本专利技术的进一步改进，s3中通过搅拌装置将铈盐在微粉酸性溶液中以100～140r/min的搅拌速度混合均匀。

12、作为本专利技术的进一步改进，s4中将固液混合溶液升温至70～150℃，通过搅拌装置以230～250r/min的搅拌速度混合均匀。

13、作为本专利技术的进一步改进，s5中固液混合溶液经纯水洗涤后，通过离心分离的方式分离出金刚石微粉。

14、作为本专利技术的进一步改进，s5中固液混合溶液用纯水洗涤至ph值为6～8。

15、作为本专利技术的进一步改进，所述酸性溶液为硫酸，所述铈盐为硫酸铈铵；

16、s2中金刚石微粉与硫酸溶液的固液比为1:1～1:1.1w/v；

17、s3中硫酸铈铵与金刚石微粉的质量比为1:0.9～1:1.1；

18、s4中固液混合溶液在75～85℃下，以230～250r/min的搅拌速度搅拌混合1小时；

19、s6中在110～130℃下干燥6小时。

20、作为本专利技术的进一步改进，所述酸性溶液为盐酸，所述铈盐为硝酸铈铵；

21、s2中金刚石微粉与盐酸溶液的固液比为1:10～1:11w/v；

22、s3中硝酸铈铵与金刚石微粉的质量比为1:19～1:21；

23、s4中固液混合溶液在110～130℃下，以230～250r/min的搅拌速度搅拌混合4小时；

24、s6中金刚石微粉在170～190℃下干燥8小时。

25、作为本专利技术的进一步改进，所述酸性溶液为硫酸、盐酸、硝酸中的一种，所述铈盐为硫酸铈铵或硝酸铈铵。

26、有益效果：

27、用酸性溶液结合特定的铈盐(硫酸铈铵或硝酸铈铵)，有效去除金刚石微粉中的杂质，尤其是金属杂质，提高了提纯效率，所得金刚石微粉纯度显著提高，满足了精密加工、半导体制造等高端领域的高标准要求。

28、通过精确控制酸性溶液浓度、固液比以及温度条件，减少了有害物质排放，且后续的纯水洗涤及离心分离步骤确保了处理过程的清洁性，降低了对环境的影响。

29、本方法避免了使用高风险的化学试剂和极端条件，如高温高压，从而大幅降低了操作过程中的安全隐患，确保了生产安全。

30、通过优化的搅拌速度和时间控制，以及合理的固液比与质量比设定，本方法在保证提纯效果的同时，减少了能源消耗和原材料浪费，降低了生产成本。

31、本专利技术提供了两种不同的酸性溶液(硫酸和盐酸)及对应的铈盐方案，适应了不同类型的金刚石微粉提纯需求，增强了方法的灵活性和实用性。

32、具体细化的操作参数，如特定的搅拌速度和温度范围，确保了每一步处理的均匀性和有效性，提高了整体工艺的可控性和重复性，适合规模化生产。

33、综上所述，本专利技术提供了一种高效、环保且成本效益高的金刚石微粉提纯方法，不仅解决了现有技术中存在的环境污染、安全风险和成本高昂等问题，而且提升了最终产品的质量和市场竞争力，具有显著的实用价值和社会经济效益。

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【技术保护点】

1.一种提纯金刚石微粉的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的提纯金刚石微粉的方法，其特征在于，S2中通过搅拌装置将金刚石微粉在酸性溶液中以100～140r/min的搅拌速度混合均匀。

3.根据权利要求2所述的提纯金刚石微粉的方法，其特征在于，S3中通过搅拌装置将铈盐在微粉酸性溶液中以100～140r/min的搅拌速度混合均匀。

4.根据权利要求3所述的提纯金刚石微粉的方法，其特征在于，S4中将固液混合溶液升温至70～150℃，通过搅拌装置以230～250r/min的搅拌速度混合均匀。

5.根据权利要求4所述的提纯金刚石微粉的方法，其特征在于，S5中固液混合溶液经纯水洗涤后，通过离心分离的方式分离出金刚石微粉。

6.根据权利要求1所述的提纯金刚石微粉的方法，其特征在于，S5中固液混合溶液用纯水洗涤至PH值为6～8。

7.根据权利要求5所述的提纯金刚石微粉的方法，其特征在于，所述酸性溶液为硫酸，所述铈盐为硫酸铈铵；

8.根据权利要求5所述的提纯金刚石微粉的方法，其特征在于，所述酸

9.根据权利要求1所述的提纯金刚石微粉的方法，其特征在于，所述酸性溶液为硫酸、盐酸、硝酸中的一种，所述铈盐为硫酸铈铵或硝酸铈铵。

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【技术特征摘要】

1.一种提纯金刚石微粉的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的提纯金刚石微粉的方法，其特征在于，s2中通过搅拌装置将金刚石微粉在酸性溶液中以100～140r/min的搅拌速度混合均匀。

3.根据权利要求2所述的提纯金刚石微粉的方法，其特征在于，s3中通过搅拌装置将铈盐在微粉酸性溶液中以100～140r/min的搅拌速度混合均匀。

4.根据权利要求3所述的提纯金刚石微粉的方法，其特征在于，s4中将固液混合溶液升温至70～150℃，通过搅拌装置以230～250r/min的搅拌速度混合均匀。

5.根据权利要求4所述的提...

【专利技术属性】
技术研发人员：路政伟，张磊，吴有林，李亚北，李世红，
申请(专利权)人：张家口原轼新型材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：

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