Способ выделения ультрадисперсных алмазов

Способ выделения ультрадисперсных алмазов

Реферат

 

Изобретение относится к процессам выделения ультрадисперсных алмазов из устойчивых водных суспензий и позволяет интенсифицировать процесс выделения алмаза. Процесс состоит в коагуляции алмаза путем обработки устойчивых водных суспензий его электрическим полем при напряженности 2 - 50 кВ/м в межэлектродном пространстве, изолированном от электродов мембранами из фторопласта с размерами пор 150 - 600 мкм. Осветленная вода через мембрану поступает в зону катода. При напряженности поля 36 кВ/м и размерах мембран 80х200 мм производительность по суспензии составляет 1,3 л/ч. 1 з. п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к химической технологии, конкретно к процессам выделения ультрадисперсных алмазов (УДА) из устойчивых водных суспензий. Целью изобретения является интенсификация процесса выделения алмаза из устойчивых водных суспензий. Процесс выделения алмаза проводят обработкой устойчивых водных суспензий электрическим полем при напряженности 2-50 кВ/м в межэлектродном пространстве, которое изолировано от электродов мембранами из фторопласта с размерами пор 150-600 мкм. При электрообработке устойчивых суспензий в межэлектродом пространстве, изолированном мембранами от электродов, протекают такие электрокинетические явления, как электрокоагуляция, электрофорез заряженных частиц УДА и электроосмос воды. В указанном режиме обработки названные явления, сочетаясь, обеспечивают достижение положительного эффекта быстрого и полного отделения концентрата УДА от избытка жидкости. Частицы УДА несут значительный отрицательный заряд поверхности, который обеспечивает агрегативную устойчивость суспензий. В постоянном электрическом поле происходит деформация двойного электрического слоя (ДЭС) частиц что способствует их коагуляции в объеме. Наличие заряда также вынуждает частицы УДА перемещаться к аноду (электрофорез). Встречая на пути к аноду полупроницаемую мембрану, частицы концентрируются, сгущение частиц усиливает их объемную коагуляцию. В области мембраны у анода образуется уплотненный слой УДА, который быстро оседает на дно ячейки. Одним из недостатков применения мембран в качестве фильтрующих перегородок является их загрязнение. Наибольшее загрязнение осуществляют частицы размером порядка десятых долей микрометра и меньше, которые являются причиной снижения удельной производительности мембран. Однако, в данном случае, несмотря на малый размер частиц (3-10 нм), уменьшение производительности по суспензии до полного заполнения межэлектродного пространства твердой фазой не наблюдается. Это можно объяснить тем, что под действием электрических сил, во-первых, частички укрупняются за счет электрокоагуляции до 30-50 нм, во-вторых, наблюдается электроосмосдвижение воды через мембрану из анодного пространства, что не позволяет твердым частицам закупоривать поры мембран. Поток воды сквозь мембрану также препятствует уплотнение осадка УДА на поверхности мембраны, обеспечивая его текучесть. После сгущения осадок легко распускается в дистиллированной воде без потери устойчивости, что свидетельствует о сохранении чистоты УДА. Межэлектродное пространство изолируют ультрафильтрационными мембранами на основе фторопласта типа УФФ с размером отверстий 0,02-0,08 мкм. Это делается с целью создания условий для электроосмоса воды в направлении катода, исключения потерь УДА вместе с удаляемой водой и попадания в алмаз частичек разрушаемого графитового анода. Для увеличения расхода осветленной воды межэлектродный промежуток со стороны катода изолируют микрофильтрационными композиционными мембранами на основе фторопласта типа МФФК с размером пор 150-600 . Таким образом расход осветленной воды при одних и тех же режимах электрообработки увеличивается в 3-5 раз. В проведенных исследованиях подвергались электросгущению суспензии УДА концентрацией 0,1-0,5% что соответствует при производительности по суспензии 1,3 л/ч количеству выделенного алмаза 1,3-6,5 г/ч. П р и м е р. Процесс выделения осуществляют в ячейке, изолированной от графитовых электродов фторопластовыми мембранами с размером пор 470-600 . Исходную суспензию подают в ячейку, в которой происходит сгущение УДА, а осветленная вода через мембрану поступает в зону катода. При электрообработке из зоны анода, омываемого дистиллированной водой, через мембрану в ячейку под действием электрического поля поступает вода, которая также попадает в зону катода. При напряженности электрического поля 36 кВ/м и размерах мембран 80 х 200 мм производительность по суспензии составила 1,3 л/ч. Сгущенный осадок можно доводить до консистенции густой смазки без потери устойчивости при разбавлении в дистиллированной воде. В таблице представлены другие примеры осуществления способа с указанием режимов процесса: напряженность электрического поля и размера пор мембран. Изобретение позволяет интенсифицировать процесс непрерывного выделения, ультрадисперсного алмаза за счет проведения процесса в одну стадию по сравнению с тремя стадиями для известного способа. Кроме того, изобретение позволяет исключить загрязнение алмаза за счет исключения использования водных солевых электролитов.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ АЛМАЗОВ из устойчивых водных суспензий, включающий коагуляцию алмаза с последующим его осаждением, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, коагуляцию алмаза из суспензии проводят обработкой ее электрическим полем при напряженности 2 - 50 кВ/м в межэлектродном пространстве, изолированном от электродов мембранами из фторопласта. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве мембран используют мембраны с размерами пор 150 - 600 .

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000

Извещение опубликовано: 20.03.2000