Способ очистки ультрадисперсных алмазов
Использование: для очистки синтетических алмазов от растворимых и адсорбированных примесей в водных суспензиях. Сущность: способ заключается в обработке суспензий алмаза электрическим полем в межэлектродном пространстве, изолированном от электродов ионообменными селективными мембранами при напряженности электрического поля. 2-40 кВ/м и времени 0,5-6,0 ч. 1 табл. 1 ил.
Изобретение относится к химической технологии, в частности к способам очистки от растворимых и адсорбированных примесей ультрадисперсных алмазов (УДА) в водных суспензиях. Целью изобретения является совершенствование технологического процесса очистки УДА, заключающегося в совмещении операций очистки и сгущения. Поставленная цель достигается тем, что суспензию УДА обрабатывают электрическим полем в межэлектродном пространстве, изолированном от электродов ионообменными мембранами при напряженности электрического поля 2-40 кВ/м и времени обработки 0,5-6,0 ч. В качестве мембран наиболее просто использовать стандартные ионообменные мембраны типа МА-40. ТУ6-05-1203-78 и МК-40 ТУ6-05- 1203-78. В предлагаемом способе при обработке суспензии УДА, поступающей на глубокую очистку, происходит коагуляция алмаза с последующим осаждением на анионообменную мембрану, расположенную у анода. Одновременно происходит процесс электродиализа суспензии и образующегося осадка, катионы и анионы растворимых примесей из раствора и с поверхности алмаза удаляются через катионообменную и анионообменную селективные мембраны. При этом электродиализ суспензий УДА проводят при любых начальных концентрациях по твердой фазе, но наиболее эффективно проводить процесс при высоких концентрациях превышающих 2% чтобы ускорить процесс сгущения и повысить производительность аппарата. В отличие от прототипа удаление примесей при электродиализе происходит из осадка УДА, который формируется на одной из мембран сразу же после включения электрического поля, при этом концентрации осадков по твердой фазе превышают десятки процентов, что существенно отличает предлагаемый способ от прототипа и является значительным преимуществом. При глубокой очистке повышается седиментационная устойчивость суспензий УДА, при этом полученные суспензии устойчивы многие месяцы. В прототипе не решается вопрос сгущения малоконцентрированных устойчивых суспензий УДА, а в предлагаемом способе сгущения суспензий УДА совмещается с очисткой и является следствием воздействия электрического поля. Из очищенных осадков приготавливают устойчивые суспензии различных концентраций. При значениях напряженности меньше 2 кВ/м процесс электродиализа вести неэффективно из-за большого времени обработки, а при напряженности свыше 40 кВ/м происходит разогрев жидкости, который может привести к закипанию жидкости и нарушению нормальной работы ионообменных мембран. Оптимальной напряженностью электрического поля при обработке промышленных суспензий УДА является 15 кВ/м. которая обеспечивает эффективное проведение процесса без разогрева жидкой фазы. Интервал времени обработки выбирают из соображений снижения содержания несгораемых примесей при оптимальной напряженности электрического поля и удобного ведения технологического процесса при 6 часовой рабочей смене. В зависимости от начального содержания несгораемых в промышленных партиях время обработки колеблется, но не должно превышать 360 мин (6 ч). При большем времени обработки значительного снижения несгораемых не наблюдается. Последнее можно объяснить наличием нерастворимых примесей, которые не поддаются электродиализу. Способ поясняется чертежом. Электродиализ проводят в ячейке 1, содержащей анод 2 и катод 3, изолированные от рабочего пространства 4 анионообменной 5 и катионообменной 6 мембранами. Исходную суспензию УДА подают в рабочую камеру 4, где при воздействии постоянного электрического поля происходит электрокоагуляция частиц, электрофорез частиц на анодную мембрану, электродинализ растворимых и адсорбированных примесей из раствора и осадка 7. При этом катионы поступают через катионообменную мембрану в катодную камеру 8, а анионы через анионообменную мембрану в анодную камеру 9. Электродиализ суспензий УДА проводят при исходной концентрации по твердой фазе 5,0% двух промышленных партий, со держащих несгораемых 3,2 и 5,4% соответственно. Варьируют напряженность электрического поля и время обработки. Основным параметром оценки эффекта очистки служит содержание несгораемых примесей до электродиализа и после. Качественно глубокую очистку суспензий УДА оценивают по устойчивости в течение 24 ч, при этом полученные осадки разбавляют до исходной концентрации по твердой фазе. При появлении осветленного столба жидкости суспензия считается неустойчивой. Результаты исследования приведены в таблице. Анализ результатов электродиализа промышленных партий суспензий УДА позволил определить режимы ведения процесса: напряженность электрического поля) в пределах 2-40 кВ/м и время обработки 0,5-6,0 ч. Электродиализ суспензий УДА показывает, что содержание несгораемых достигается такого же порядка, как и при использовании ионообменных смол. Но в случае электродиализа возможно обрабатывать суспензии при высоких концентрациях одновременно сгущать УДА и удалять примеси электродиализом из осадка. Последнее имеет важное значение в случае разработки промышленной технологии, тaк как предлагаемый способ является более эффективным, высокопроизводительным, а оборудование более компактным.
Формула изобретения
Способ очистки ультрадисперсных алмазов, включающий обработку суспензий алмазов для удаления растворимых и адсорбированных примесей, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологического процесса, заключающегося в совмещении операций очистки и сгущения, обработку суспензий алмаза осуществляют электрическим полем в межэлектродном пространстве, изолированном от электродов ионообменными селективными мембранами при напряженности электрического поля 2-40 кВ/м и времени 0,5-6,0 ч.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2MM4A 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: 29-2000
Извещение опубликовано: 20.10.2000
