金剛石提純技術現狀及展望

王適　王海超　劉拾霞　徐亞璽

做為金剛石生產的重要組成部分，提純技術的發展伴隨金剛石行業也已走過55載。55年來，提純技術不斷進步，在保護環境、降低成本、降低勞動強度、回收有價值副產品等方面，取得一個有一個突破。但就國內金剛石行業目前的提純技術現狀來說，環保等問題仍然存在。解決這些現狀問題，是從事金剛石提純事業有志之士，未來努力的明確目標和方向。

一、提純技術現狀及問題：

1、現狀：

當前金剛石行業內，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，同時對產生的廢水、廢氣進行單獨處理，以達到環保要求。

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、人員勞動強度大、設備自動化程度低、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、人員勞動強度大、設備自動化程度低。

3）、對于用酸后處理、及廢水廢氣處理方面：

主要問題是：用酸后處理產生大量廢水廢氣、工作環境差、人員操作安全隱患多、人員勞動強度大、設備自動化程度低。

廢水廢氣處理成本高、處理工藝落后、產生大量危險固廢、設備自動化程度低。

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進行，優點是效率高，缺點則是噪聲粉塵大。

解決方法則要靠開發新式破碎設備，在保證效率基礎上，降低或消除噪聲和粉塵。

2）、節能降耗增效：

電解過程根據裝料量多少，周期在3-6天。且隨著電解過程發展，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、溫度等參數完全靠人工控制，精度低、勞動強度大。

解決方法則要靠開發全自動化電解設備、開發自主電解液，以顛覆原有裝料方式以提高提高電解效率、實現自動裝出料、自動控制電解過程參數、掌握電解核心技術，從而實現節能降耗增效。

3）、環保：

電解后合成棒中會殘留部分電解液，經球磨搖床進入廢水系統，會導致廢水中COD、氨氮超標現象。電解過程副反應發生及電解液溫度較高，從而產生含氯氣、氯化氫及水蒸氣的尾氣。

解決方法則要靠開發電解后合成棒清洗機、增加降溫裝置嚴格控制電解液溫度，以實現清洗回收利用殘留電解液、降低或消除尾氣產生。

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，是典型的礦選設備，適合于礦產資源開采過程，運用在金剛石行業已有多年，所具有的效率低、水資源消耗大、自動化程度低等缺點已顯露無疑。

解決方法則要靠參考其他行業經驗、開發一體自動專用設備、建立完善的水循環利用體系，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，目前行業內主要采取硫酸、硝酸，并加熱反應加以處理，操作過程危險、麻煩、污染大。所產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、且產生大量含鎳危險固廢；所產生含氮氧化物、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化操作、采取物理方法代替化學方法、開發專用自動化設備，對廢水處理采取先進工藝、富集回收金屬離子，對廢氣處理引進先進工藝。從而達到后處理逐步實現無酸化、自動化，廢水處理實現無危險固廢、低成本、自動化，廢氣處理實現先進、高效。

三、提純技術展望：

1、環保：

隨著民眾環保意識的不斷增強，國家環保要求的不斷提高。金剛石提純技術的未來發展，必將向無固廢、無廢水、無廢氣產生的綠色環保方向發展。

2、循環利用：

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必將深化，實現廢觸媒金屬、廢石墨、廢葉臘石等深度提純凈化，重新做為金剛石生產的原材料使用，從而達到循環利用的目標。

3、自動化：

隨著全國范圍內的用工荒，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及設備，從而逐步實現自動化，同時帶來生產效率的不斷提高。