金剛石提純技術(shù)現(xiàn)狀及展望

王適　王海超　劉拾霞　徐亞璽

做為金剛石生產(chǎn)的重要組成部分，提純技術(shù)的發(fā)展伴隨金剛石行業(yè)也已走過55載。55年來，提純技術(shù)不斷進(jìn)步，在保護(hù)環(huán)境、降低成本、降低勞動強(qiáng)度、回收有價(jià)值副產(chǎn)品等方面，取得一個(gè)有一個(gè)突破。但就國內(nèi)金剛石行業(yè)目前的提純技術(shù)現(xiàn)狀來說，環(huán)保等問題仍然存在。解決這些現(xiàn)狀問題，是從事金剛石提純事業(yè)有志之士，未來努力的明確目標(biāo)和方向。

一、提純技術(shù)現(xiàn)狀及問題：

1、現(xiàn)狀：

當(dāng)前金剛石行業(yè)內(nèi)，大多采取破碎電解除金屬、球磨搖床除石墨、然后用酸后處理的提純方法，同時(shí)對產(chǎn)生的廢水、廢氣進(jìn)行單獨(dú)處理，以達(dá)到環(huán)保要求。

2、問題：

1）、對于破碎電解除金屬方面：

主要問題是：破碎噪聲粉塵大、電解耗電量大、電解周期長、電解液成本高、人員勞動強(qiáng)度大、設(shè)備自動化程度低、電解廢水廢氣處理難度大。

2）、對于球磨搖床除石墨方面：

主要問題是：工作效率低、水資源消耗大、人員勞動強(qiáng)度大、設(shè)備自動化程度低。

3）、對于用酸后處理、及廢水廢氣處理方面：

主要問題是：用酸后處理產(chǎn)生大量廢水廢氣、工作環(huán)境差、人員操作安全隱患多、人員勞動強(qiáng)度大、設(shè)備自動化程度低。

廢水廢氣處理成本高、處理工藝落后、產(chǎn)生大量危險(xiǎn)固廢、設(shè)備自動化程度低。

二、問題分析及解決方法：

1、對于破碎電解除金屬方面：

1）、噪聲粉塵：

破碎過程大多采取顎式破碎機(jī)進(jìn)行，優(yōu)點(diǎn)是效率高，缺點(diǎn)則是噪聲粉塵大。

解決方法則要靠開發(fā)新式破碎設(shè)備，在保證效率基礎(chǔ)上，降低或消除噪聲和粉塵。

2）、節(jié)能降耗增效：

電解過程根據(jù)裝料量多少，周期在3-6天。且隨著電解過程發(fā)展，金屬離子逐步減少，電阻逐步增大，電流效率逐步降低。裝出料過程完全靠人工操作，勞動強(qiáng)度大。電解液采購成本高，電解過程按照裝料量添加一定比例電解液。電解過程PH、電壓電流、溫度等參數(shù)完全靠人工控制，精度低、勞動強(qiáng)度大。

解決方法則要靠開發(fā)全自動化電解設(shè)備、開發(fā)自主電解液，以顛覆原有裝料方式以提高提高電解效率、實(shí)現(xiàn)自動裝出料、自動控制電解過程參數(shù)、掌握電解核心技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗增效。

3）、環(huán)保：

電解后合成棒中會殘留部分電解液，經(jīng)球磨搖床進(jìn)入廢水系統(tǒng)，會導(dǎo)致廢水中COD、氨氮超標(biāo)現(xiàn)象。電解過程副反應(yīng)發(fā)生及電解液溫度較高，從而產(chǎn)生含氯氣、氯化氫及水蒸氣的尾氣。

解決方法則要靠開發(fā)電解后合成棒清洗機(jī)、增加降溫裝置嚴(yán)格控制電解液溫度，以實(shí)現(xiàn)清洗回收利用殘留電解液、降低或消除尾氣產(chǎn)生。

2、對于球磨搖床除石墨方面：

球磨、搖床過程主要引自于礦選行業(yè)，是典型的礦選設(shè)備，適合于礦產(chǎn)資源開采過程，運(yùn)用在金剛石行業(yè)已有多年，所具有的效率低、水資源消耗大、自動化程度低等缺點(diǎn)已顯露無疑。

解決方法則要靠參考其他行業(yè)經(jīng)驗(yàn)、開發(fā)一體自動專用設(shè)備、建立完善的水循環(huán)利用體系，以提高效率、提升自動化程度、大大降低水資源消耗。

3、對于用酸后處理、及廢水廢氣處理方面：

經(jīng)電解、球磨、搖床所得到的金剛石，含有微量金屬和石墨，目前行業(yè)內(nèi)主要采取硫酸、硝酸，并加熱反應(yīng)加以處理，操作過程危險(xiǎn)、麻煩、污染大。所產(chǎn)生酸性含鎳鐵離子廢水，主要采取中和處理，處理成本高、工藝落后、且產(chǎn)生大量含鎳危險(xiǎn)固廢；所產(chǎn)生含氮氧化物、二氧化硫、硫酸霧的廢氣，主要采取堿液噴淋方式加以中和處理，工藝落后、處理效率低、效果差。

解決方法則要靠對后處理工藝細(xì)化操作、采取物理方法代替化學(xué)方法、開發(fā)專用自動化設(shè)備，對廢水處理采取先進(jìn)工藝、富集回收金屬離子，對廢氣處理引進(jìn)先進(jìn)工藝。從而達(dá)到后處理逐步實(shí)現(xiàn)無酸化、自動化，廢水處理實(shí)現(xiàn)無危險(xiǎn)固廢、低成本、自動化，廢氣處理實(shí)現(xiàn)先進(jìn)、高效。

三、提純技術(shù)展望：

1、環(huán)保：

隨著民眾環(huán)保意識的不斷增強(qiáng)，國家環(huán)保要求的不斷提高。金剛石提純技術(shù)的未來發(fā)展，必將向無固廢、無廢水、無廢氣產(chǎn)生的綠色環(huán)保方向發(fā)展。

2、循環(huán)利用：

隨著成本壓力不斷提高，自然資源逐步枯竭。未來金剛石提純技術(shù)必將深化，實(shí)現(xiàn)廢觸媒金屬、廢石墨、廢葉臘石等深度提純凈化，重新做為金剛石生產(chǎn)的原材料使用，從而達(dá)到循環(huán)利用的目標(biāo)。

3、自動化：

隨著全國范圍內(nèi)的用工荒，以及人工成本的不斷提高。未來金剛石提純必將逐步融入自動化技術(shù)及設(shè)備，從而逐步實(shí)現(xiàn)自動化，同時(shí)帶來生產(chǎn)效率的不斷提高。