金刚石提纯技术现状及展望

王适　王海超　刘拾霞　徐亚玺

做为金刚石生产的重要组成部分，提纯技术的发展伴随金刚石行业也已走过55载。55年来，提纯技术不断进步，在保护环境、降低成本、降低劳动强度、回收有价值副产品等方面，取得一个有一个突破。但就国内金刚石行业目前的提纯技术现状来说，环保等问题仍然存在。解决这些现状问题，是从事金刚石提纯事业有志之士，未来努力的明确目标和方向。

一、提纯技术现状及问题：

1、现状：

当前金刚石行业内，大多采取破碎电解除金属、球磨摇床除石墨、然后用酸后处理的提纯方法，同时对产生的废水、废气进行单独处理，以达到环保要求。

2、问题：

1）、对于破碎电解除金属方面：

主要问题是：破碎噪声粉尘大、电解耗电量大、电解周期长、电解液成本高、人员劳动强度大、设备自动化程度低、电解废水废气处理难度大。

2）、对于球磨摇床除石墨方面：

主要问题是：工作效率低、水资源消耗大、人员劳动强度大、设备自动化程度低。

3）、对于用酸后处理、及废水废气处理方面：

主要问题是：用酸后处理产生大量废水废气、工作环境差、人员操作安全隐患多、人员劳动强度大、设备自动化程度低。

废水废气处理成本高、处理工艺落后、产生大量危险固废、设备自动化程度低。

二、问题分析及解决方法：

1、对于破碎电解除金属方面：

1）、噪聲粉尘：

破碎过程大多采取颚式破碎机进行，优点是效率高，缺点则是噪声粉尘大。

解决方法则要靠开发新式破碎设备，在保证效率基础上，降低或消除噪声和粉尘。

2）、节能降耗增效：

电解过程根据装料量多少，周期在3-6天。且随着电解过程发展，金属离子逐步减少，电阻逐步增大，电流效率逐步降低。装出料过程完全靠人工操作，劳动强度大。电解液采购成本高，电解过程按照装料量添加一定比例电解液。电解过程PH、电压电流、温度等参数完全靠人工控制，精度低、劳动强度大。

解决方法则要靠开发全自动化电解设备、开发自主电解液，以颠覆原有装料方式以提高提高电解效率、实现自动装出料、自动控制电解过程参数、掌握电解核心技术，从而实现节能降耗增效。

3）、环保：

电解后合成棒中会残留部分电解液，经球磨摇床进入废水系统，会导致废水中COD、氨氮超标现象。电解过程副反应发生及电解液温度较高，从而产生含氯气、氯化氢及水蒸气的尾气。

解决方法则要靠开发电解后合成棒清洗机、增加降温装置严格控制电解液温度，以实现清洗回收利用残留电解液、降低或消除尾气产生。

2、对于球磨摇床除石墨方面：

球磨、摇床过程主要引自于矿选行业，是典型的矿选设备，适合于矿产资源开采过程，运用在金刚石行业已有多年，所具有的效率低、水资源消耗大、自动化程度低等缺点已显露无疑。

解决方法则要靠参考其他行业经验、开发一体自动专用设备、建立完善的水循环利用体系，以提高效率、提升自动化程度、大大降低水资源消耗。

3、对于用酸后处理、及废水废气处理方面：

经电解、球磨、摇床所得到的金刚石，含有微量金属和石墨，目前行业内主要采取硫酸、硝酸，并加热反应加以处理，操作过程危险、麻烦、污染大。所产生酸性含镍铁离子废水，主要采取中和处理，处理成本高、工艺落后、且产生大量含镍危险固废；所产生含氮氧化物、二氧化硫、硫酸雾的废气，主要采取碱液喷淋方式加以中和处理，工艺落后、处理效率低、效果差。

解决方法则要靠对后处理工艺细化操作、采取物理方法代替化学方法、开发专用自动化设备，对废水处理采取先进工艺、富集回收金属离子，对废气处理引进先进工艺。从而达到后处理逐步实现无酸化、自动化，废水处理实现无危险固废、低成本、自动化，废气处理实现先进、高效。

三、提纯技术展望：

1、环保：

随着民众环保意识的不断增强，国家环保要求的不断提高。金刚石提纯技术的未来发展，必将向无固废、无废水、无废气产生的绿色环保方向发展。

2、循环利用：

随着成本压力不断提高，自然资源逐步枯竭。未来金刚石提纯技术必将深化，实现废触媒金属、废石墨、废叶腊石等深度提纯净化，重新做为金刚石生产的原材料使用，从而达到循环利用的目标。

3、自动化：

随着全国范围内的用工荒，以及人工成本的不断提高。未来金刚石提纯必将逐步融入自动化技术及设备，从而逐步实现自动化，同时带来生产效率的不断提高。