СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АЛМАЗНЫХ ПОРОШКОВ ИЗ МЕЛКОЗЕРНИСТЫХ АЛМАЗОСОДЕРЖАЩИХ КОНЦЕНТРАТОВ
METHOD OF MAKING DIAMOND POWDERS FROM FINE DIAMOND-BEARING CONCENTRATES

Изобретение относится к технике производства мелкозернистых алмазных порошков и может быть использовано на алмазодобывающих предприятиях при производстве алмазных порошков из алмазосодержащих концентратов.
Известен способ изготовления шлифпорошков, включающий механическое дробление синтетических алмазов крупностью до 3 мм, классификацию дробленых алмазов на классы, последующую их химическую очистку и ситовую классификацию на зернистости (Никитин Ю.И. Технология изготовления и контроль качества алмазных порошков. - 1984. - Киев, Наукова думка. - С.144-147).
Недостатком указанного способа является то, что в нем отсутствуют технологические приемы, способные обеспечить удаление сопутствующих химически устойчивых минералов в случае использования его при производстве алмазных порошков из природных алмазов.
Известен также способ изготовления шлифпорошков из синтетических сверхтвердых материалов, наиболее близкий к изобретению, включающий в себя дробление исходного материала, классификацию его по зернистости, затем каждую полученную группу зерен подвергают дроблению и повторной ситовой классификации с выделением шлифпорошка той же зернистости, которая подвергалась дроблению (А.С. 1811897, МКИ B02C 23/16, 30.04.93. Бюл. №16, прототип).
Указанный способ также не устраняет недостатки, отмеченные при критике аналога.
Техническим результатом изобретения является повышение качества изготовления алмазного порошка.
Технический результат достигается тем, что в способе изготовления алмазных порошков из мелкозернистых алмазосодержащих концентратов, включающем предварительную ситовую классификацию алмазосодержащего концентрата по зернистости и раздельное диспергирование каждой группы зерен, повторную ситовую классификацию по зернистости, выделение порошка той же зернистости, которая подвергалась диспергированию, раздельное диспергирование каждой группы зерен осуществляют путем дробильно-истирающего воздействия с выделением отвального продукта, повторной ситовой классификации по зернистости подвергают объединенный крупный продукт после диспергирования, средний продукт предварительной ситовой классификации и повторной ситовой классификации совместно диспергируют и подвергают повторной ситовой классификации с выделением мелкого продукта, мелкие продукты повторной ситовой классификации подвергают диспергированию с выделением отвального продукта, выделенные алмазные порошки каждой группы зернистости подвергают химической очистке. Химическую очистку проводят обработкой алмазного порошка соляной кислотой и хромовой смесью.
Применение широко известных методов обогащения мелкозернистого алмазосодержащего концентрата приводит к тому, что вместе с алмазом концентрируются химически устойчивые минералы: дистен, циркон, гранаты, графит и ряд других минералов. Графит образует на поверхности алмазов, гранатов, пироксенов, кварца графитовые рубашки, пленки, сростки, что в свою очередь затрудняет селективное разделение его от ценного компонента.
Дробильно-истирающее воздействие применяется с целью повышения качества изготовления алмазных порошков из алмазосодержащих концентратов за счет дробильно-истирающего разрушения менее твердых минеральных фракций - химически устойчивых сопутствующих минералов, в результате которого они переходят в меньшие классы крупности. После проведения повторной ситовой классификации по зернистости диспергированные алмазные порошки направляют на операцию химической очистки. Химическая очистка проводится для удаления неорганических и органических примесей, образующихся в алмазосодержащем концентрате в результате дробильно-истирающего воздействия, а также частичного растворения мелкодисперсных минеральных фракций сопутствующих минералов.
Исходный алмазосодержащий концентрат подвергается ситовой классификации, например, на виброгрохоте с разделением на узкие классы зернистости. Каждую полученную группу зерен подвергают вначале диспергированию дробильно-истирающим воздействием, например, в роторно-вихревом овализаторе, с выделением отвального продукта, а затем повторной ситовой классификации по зернистости с выделением алмазного порошка той же зернистости, которая подвергалась дроблению. Кондиционный крупный продукт повторной ситовой классификации направляют на химическую очистку. Средний продукт предварительной и повторной ситовой классификаций совместно диспергируют, например, в роторно-вихревом овализаторе с выделением отвального продукта, а затем подвергают повторной ситовой классификации по зернистости с выделением порошка той же зернистости, которая подвергалась дроблению. Кондиционный продукт средней зернистости повторной ситовой классификации направляют на химическую очистку. Мелкие продукты повторной ситовой классификации подвергают диспергированию, например, в роторно-вихревом овализаторе с выделением отвального продукта и алмазного мелкозернистого порошка, который направляют на химическую очистку. Полученные кондиционные алмазные порошки крупной, средней и мелкой зернистости подвергаются химической очистке вначале соляной кислотой, а затем хромовой смесью.
Пример конкретной реализации
Исходным сырьем является низкосортный алмазосодержащий концентрат (содержание алмазов до 55,3%) класса -1,25+0,5 мм, являющийся хвостовым продуктом магнитной сепарации. Минералогический состав исходного алмазосодержащего концентрата представлен в таблице 1.
Таблица 1
Минералогический состав исходного алмазосодержащего концентрата
Название минерала
Содержание в пробе, %
алмаз
55,3
ильменит
21,3
гранаты
20,4
оливин
1,6
дистен
0,6
магнетит
0,1
пирит
0,1
кальцит
0,2
пироксен
0,1
прочие
0,3
Всего:
100%
Алмазосодержащий концентрат подвергают предварительной ситовой классифиции по крупности зерен в соответствии с требованиями ГОСТ 9206-80, например, на виброгрохоте FRITSH. В таблице 2 приведены результаты предварительной ситовой классификации и минералогического анализа полученных продуктов.
Таблица 2
Результаты предварительной ситовой классификации и минералогического анализа
Зернистость, мкм
Выход продукта определенной зернистости, %
Содержание в продукте определенной зернистости, %
алмазов
минералов
итого
+1000
11,2
74,6
25,4
100,0
1000/800
39,4
66,0
34,0
100,0
800/630
26,7
53,2
46,8
100,0
630/500
19,6
32,7
67,3
100,0
-500
3,1
13,7
86,3
100,0
Итого:
100,0
Материал зернистостью +1000 мкм, 1000/800 мкм, 800/630 мкм и 630/500 мкм раздельно подают в роторно-вихревой овализатор, где он подвергается дробильно-истирающему воздействию. Материал зернистостью менее 500 мкм накапливается.
Основные параметры технологического режима работы роторно-вихревого овализатора - скорость вращения ротора, величина зазора между ротором и стенкой помольной камеры и время обработки приведены в таблице 3.
Таблица 3
Технологический режим работы роторно-вихревого овализатора ОРВ-2
Наименование
Зазор между ротором и камерой, мм
Количество загружаемого материала, карат.
Зернистость материала, мкм
Время обработки, мин
Овализатор роторно-вихревой ОРВ-2
3,5
100,0
+1000
5
1000/800
7
800/630
13
630/500
20
При работе роторно-вихревого овализатора ОРВ-2 происходит разрушение химически устойчивых сопутствующих минералов и разделение материала на продукт крупной зернистости (1000/40 мкм) и отвальный продукт мелкой зернистости (-40 мкм), которые собираются в отдельные стаканы.
По окончании обработки продукты крупной зернистости объединяются и направляются на операцию повторной ситовой классификации, например, с использованием виброгрохота FRITSH.
Доизвлечение алмазов из материала зернистостью менее 40 мкм невозможно, поэтому алмазы, перешедшие в этот класс зернистости, считаются безвозвратными технологическими потерями (отходами производства).
Повторная ситовая классификация продуктов крупной зернистости 1000/40 мкм проводится с целью отделения продуктов диспергирования, перешедших в нижние классы зернистости.
Средний продукт повторной ситовой классификации зернистостью 500/200 мкм объединяется с материалом зернистостью менее 500 мкм предварительной ситовой классификации и направляется в роторно-вихревой овализатор ОРВ-1, где он подвергается дробильно-истирающему воздействию и разделению на мелкий отвальный продукт зернистостью менее 40 мкм и средний продукт зернистостью 500/40 мкм, который направляется на повторную ситовую классификацию, например, с использованием виброгрохота FRITSH.
Мелкий продукт повторной ситовой классификации зернистостью 200/40 мкм в связи с его незначительным выходом накапливается и по мере накопления направляется на диспергирование в роторно-вихревом овализаторе ОРВ-1 для обработки в режиме дробильно-истирающего воздействия и выделения мелкого отвального продукта зернистостью менее 40 мкм.
Основные параметры технологического режима работы роторно-вихревого овализатора ОРВ-1 представлены в таблице 4.
Таблица 4
Технический режим работы роторно-вихревого овализатора ОРВ-1
Наименование
Зазор между ротором и камерой, мм
Количество загружаемого материала, карат.
Зернистость материала, мкм
Скорость, об/мин
Время обработки, мин
Овализатор роторно-вихревой ОРВ-1
3,2
30,0
500/200200/40
40006000
2030
Кондиционные продукты крупной (1000/500 мкм), средней (500/200 мкм) и мелкой (200/40 мкм) зернистостей, полученные после повторной ситовой классификации, направляют на химическую очистку вначале соляной кислотой, а затем хромовой смесью.
После проведения цикла вышеуказанных операций формируются алмазные порошки зернистостей: -1+0,5 мм; -0,5+0,2 мм; -0,2+0,04 мм, технологические параметры которых приведены в таблице 5.
Таблица 5
Технологические показатели изготовленных алмазных порошков из алмазосодержащего концентрата
Зернистость, мм
Показатели
Выход алмазных порошков от исходного концентрата, %
Содержание алмазов в готовом продукте, %
-1+0,5
39,8
100
-0,5+0,2
3,6
98
-0,2+0,04
0,5
98
-0,04
56,1
н/о
Всего:
100
По таблице 5 видно, что полученные при производстве по предлагаемой технологической схеме алмазные порошки удовлетворяют требованиям кондиции.
Следовательно, предлагаемый способ позволяет эффективно изготовлять алмазные порошки из мелкокристаллических концентратов, содержащих природные алмазы.
Предлагаемый способ позволяет достаточно эффективно избавиться от включения в кондиционный алмазосодержащий продукт сопутствующих химически устойчивых минералов меньшей твердости и таким образом повысить выход кондиционного алмазного порошка.