Технологiя утилiзацii нiкелю та марганцю у виробництвi синтетичних алмазiв
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
a, то кореляцiя мiж мiнiмальними параметрами процесу синтезу не спостерiгаСФться [4]. Якщо розглянути цi метали залежно вiд температури плавлення iх евтектичних розчинiв, включаючи i карбiднi евтектики вiд величини розчинностi вуглецю в них, то мiнiмальнi значення температури плавлення мають в першу чергу такi метали: Fe, Co, Ni, Mn. Мiнiмальна температура синтезу алмазiв декiлька вiдрiзняСФться вiд мiнiмальних температур плавлення метал-вуглець, оскiльки при високому тиску температура плавлення системи метал-вуглець декiлька пiдвищуСФться. Проте пряма залежнiсть параметрiв процесу синтезу вiд температури плавлення розчинiв вуглецю в металах очевидна.
Застосування при синтезi висококапiлярноактивних (по вiдношенню до графiту) металевих розплавiв перехiдних металiв, здатних добре змочувати графiт, позитивно впливаСФ на ступiнь перетворення графiту в алмаз. Такi розплави добре обволiкають графiт, в результатi збiльшуСФться швидкiсть його розчинення.
Вiдомi рекомендацii по збiльшенню ступеня перетворення графiту в алмаз за рахунок замiни чистого нiкелю його сплавом з марганцем.
Досягнутий ефект пояснюСФться зниженням температури плавлення сплавiв, крiм того слiд враховувати змiну капiлярних i адгезiйних властивостей металевих розплавiв по вiдношенню до графiту i алмазу [1, 2].
Одним з параметрiв, що впливають на синтез алмазiв СФ властивостi початкового вуглеграфiтового матерiалу. В даний час тiльки графiт СФ СФдиною сировиною для отримання штучних алмазiв в промислових умовах i саме структуру графiту визначаСФ не тiльки початковий вуглецевий матерiал, але в значнiй мiрi вид його переробки.
1.2.2 Збагачення продукту синтезу алмазiв
Розвиток процесiв синтезу алмазiв з використанням рiзних металiв-розчинникiв, таких як: Ni, Mn, Fe, Co i графiту рiзних родовищ привело до появи продуктiв синтезу рiзних по складу i дисперсностi [5]. Вiдомо, що синтетичнi алмази, що виготовляються рiзними способами витягують з реакцiйних сумiшей, що СФ агломератами, що мiстять мiцно зчепленi один з одним графiт, алмаз, каталiзатор, продукти взаСФмодii графiту з каталiзатором (карбiди).
Рiзноманiтнiсть методiв синтезу вимагаСФ застосування рiзних методiв для витягання алмазiв. Процес витягання алмазiв умовно можна роздiлити на три основнi етапи: розчинення металевоi складовоi з отриманням алмазо-графiтовоi сумiшi, утилiзацiя неперекристалiзованого графiту, контрольне очищення алмазноi сировини [2].
Для пiдвищення ефективностi розкриття продукту синтезу на вiльнi складовi перед стадiСФю видалення металiв-каталiзаторiв одержану тверду масу пiддають дробленню. РЖснуюча практика збагачення показала, що оптимальним великим дроблення, що забезпечуСФ збереження великих кристалiв алмазiв, СФ дроблення до 24 мм.
Результати дослiджень i практика збагачення продукту синтезу показали, що тiльки механiчнi або тiльки фiзичнi методи не володiють достатньою селективнiстю при руйнуваннi зросткiв графiталмаз, графiтметал [2]. Для руйнування зросткiв застосовуСФться так само короткочасна обробка кислотами. При такiй обробцi вiдбуваСФться набухання i вiдшарування графiту вiд алмазу i металу.
Перший етап витягання алмазiв полягаСФ в розчиненнi каталiзатора кислотами або iх сумiшами. Розплави лугiв, як правило, руйнують кристали алмазiв, тому на Украiнi i в зарубiжнiй практицi для розчинення металiв при витяганнi алмазiв використовують частiше рiзнi мiнеральнi кислоти або iх сумiшi. Найчастiше для видалення металiв, спечи пiддають обробцi при невеликому нагрiваннi.
Використання методiв флотацiй в збагаченнi алмазiв найефективнiше при витяганнi дрiбних алмазiв з промiжних алмазографiтових сумiшей розмiром менше 0,5 мм, а так само при остаточному витяганнi алмазiв з шламiв. Тому цей метод зазвичай використовують у поСФднаннi з iншими методами, що дозволяСФ витягувати алмази з алмазографiтовоi сумiшi з розмiром алмазу бiльше 0,5 мм.
Слiд зазначити, що вибiр того або iншого методу збагачення алмазiв на практицi диктуСФться в основному структурними особливостями, якiсним i гранулометричним складом продукту, зернистiстю збагачення. Найбiльший ефект дають комбiнованi схеми збагачення.
Подальше збагачення алмазного концентрату полягаСФ у виборчому доокисленнi графiту рiзними окислювачами. Серед способiв окислення графiту слiд видiлити такi групи: окислення рiзними газофазними окислювачами, окислення в рiдинi, окислення з використанням суспензiй, окислення розплавами, окислення твердими матерiалами.
На третьому етапi обробки продукту синтезу алмазiв вiддаляються нерозчиннi у водi, кислотах (за винятком HF) i водних розчинах лугiв зСФднання, якщо останнi присутнi у великiй кiлькостi (бiльше 1 %). Зазвичай пiсля видалення графiту в алмазах мiстяться компоненти лiтографського каменя. Як правило, для iх видалення використовують сплав алмазiв з лугом. Звiльненi вiд домiшок кристали алмазiв промивають водою i висушують, а рiдку фазу, змiшують з кислотним потоком i направляють на подальшу нейтралiзацiю [6].
Таким чином, не дивлячись на використання рiзних методiв збагачення продуктiв синтезу алмазiв одержаних в системi MnNiС одним з основних видiв вiдходiв СФ кислi стоки, що мiстять в своСФму складi зСФднання марганцю i нiкелю.
1.2.3 Фiзико-хiмiчнi характеристики вiдходiв
До складу стiчних вод, що утворюються в технологiчному циклi синтезу алмазiв, входять: зСФднання марганцю, нiкелю, шести i тривалентного хрому, H