[发明专利]一种金刚石粉体粒度分级的方法

说明书

本发明提供一种通过外加力对金刚石粉体进行粒度分级的方法。本发明的目的在于，通过在金刚石粉表面镀上一层磁性物质，使其具有一定磁性。磁性颗粒具有很好的磁响应性，通过外加磁场这种“非接触式操作”，磁力的加入增大了流体中粉体重力与浮力之间的差值，此时将磁力加在粉体重力方向上，即增大了轻质粉体之间的受力差，沉降速度的差距更加明显，更能有效地进行粒度分级。首先将金刚石粉分散到特定流体中，保持较小的粉体浓度，保证磁性粉体颗粒之间的磁力作用小到不足以影响沉降分级效率，当流体以足够慢的速度横向通过磁场，此时粉体受力被扩大，快速沉降，定向地到达特定位置，提高粒度分级效率。

技术领域

本发明属于粉体分级领域，具体涉及一种金刚石粉体粒度分级的方法。

背景技术

人造金刚石微粉或者其超细粉体通常是由筛选后的非完整晶形粉碎后制得，其粒度一般在0.1-100um之间，颗粒密度为3.52g/cm³，颗粒形状不规则，有条形、多面形、多棱角形，鲜有球形。

由于目前的金刚石生产方法和粉碎方法都难以确保所生产金刚石的粒度绝对处于某一要求的范围内，所以需要对金刚石粉进行粒度分级处理，即将大小不同的金刚石分开，使金刚石颗粒处于一定的粒度分布范围内，以满足一定的需要。一般来说，对于粒径为40-100um的金刚石粉，我们可用标准筛进行筛分，而对于40um以细的部分，标准筛不能获得满意的效果，因此必须用其它分级方法进行细分。

目前，粉体粒度分级分为干法流体分级和湿法流体分级2种。在干法分级中，由于流场不易控制，且不易添加表面改性剂，所以现有的干式分级设备较难实现d₅₀＜1μm的超细粒子的分级；在湿法分级中，作为介质的水本身就是一种较好的分散剂，且易于添加表面改性剂，更易得到符合国际标准的金刚石粉体产品。流体分级一般脱离不了重力式和离心力式这两种最基本的方式。

但是对于粒径为几十个微米的金刚石颗粒来说，重力沉降速度己足够快，如果采用离心力分级，则会将粗细颗粒几乎同时沉降而不能获得良好分级。另外，由于离心分级时颗粒的快速运动，对设备的磨损相当严重。同时离心设备由于结果复杂，不便维修，成本也高。而对于几个微米及以细的粒度较小的金刚石粉，分体本身的重力和浮力已经足够小，从而二者差值更小，粗细颗粒几乎同时沉降的现象更加明显，此时粒度分级效率更低。同时金刚石颗粒化学性质稳定，硬度极大，属于非极性物质，所以与其他极性物质之间粘附性差，在极性介质中分散性不是特别好，团聚现象较多，一般是较细颗粒附在较大颗粒表面。粉体中含有极微小的颗粒时，很难将这些细微颗粒与粗颗粒分开的，因为它们之间产生了强烈的团聚行为，这无疑又为分级增加了难度。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种通过外加力对金刚石粉体进行粒度分级的方法。本发明的目的在于，通过在金刚石粉表面镀上一层磁性物质，使其具有一定磁性。磁性颗粒具有很好的磁响应性，通过外加磁场这种“非接触式操作”，磁力的加入增大了流体中粉体重力与浮力之间的差值，当粉体在流体中所受重力大于浮力，此时将磁力加在重力方向上，增大了粉体受力，即扩大了轻质微粉之间的受力差，沉降速度的差距更加明显，更能有效地进行粒度分级。首先将金刚石粉分散到特定流体中，该流体经过特定处理，可有效防止金刚石粉在磁场中出现磁链。保持较小的粉体浓度，保证磁性粉体颗粒之间的磁力作用小到不足以影响沉降分级效率，当流体以足够慢的速度横向通过磁场，流体运动方向与磁场力垂直，此时粉体受到的力被扩大，相应粒度的粉体快速沉降，定向地到达特定位置，提高粒度分级效率。

将金刚石粉体看作球体，微球尺寸为L。则镀层质量M与金刚石粉体尺寸L的关系如下：

M=ρ•π•L²•h

其中，ρ为镀层密度，h为镀层厚度。

磁场力F_磁与粉体粒度关系如下：

F_磁=ρ•π•L²•h v²/r