Спосіб магнітної сепарації нанодисперсного алмазного порошку

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб магнітної сепарації нанодисперсного алмазного порошку, що включає хімічне видалення металів та їх сполук з вуглецевого матеріалу при обробці кислотою під час нагрівання, видалення неалмазних форм вуглецю кислотною обробкою із застосуванням окислювача, відмивку матеріалу від продуктів кислотної обробки, нейтралізацію промивних вод та утилізацію продуктів нейтралізації, який відрізняється тим, що після хімічної обробки нанодисперсний алмазний порошок у вигляді водної суспензії з концентрацією не більше 0,5 % поділяють у магнітному полі на магнітну та немагнітну фракції.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що попередньо до магнітного розподілу на поверхню нанодисперсного алмазного порошку наносять катіони металів перехідної групи таблиці Менделєєва із розчину їх солей з концентрацією не вище 5 %.

3. Спосіб за одним з пп. 1-2, який відрізняється тим, що в процесі розподілу нанодисперсного алмазного порошку змінюють напруженість магнітного поля.

Текст

1. Спосіб магнітної сепарації нанодисперсного алмазного порошку, що включає хімічне видалення металів та їх сполук з вуглецевого матеріалу при обробці кислотою під час нагрівання, видалення неалмазних форм вуглецю кислотною обробкою із застосуванням окислювача, відмивку 3 61263 ти прогнозовані результати отримання порошків з різними магнітними властивостями, а також, в свою чергу, розширюються технологічні можливості процесу в цілому. Поставлена задача вирішується завдяки тому, що в способі виготовлення дисперсних наноалмазних порошків, розділення порошків у вигляді водної суспензії з концентрацією не більше 0,50 % здійснюється в магнітному полі на електромагнітній установці з використанням металевих кульок діаметром 5 мм і 10 мм. Процес розділення проводиться при напруженості магнітного поля 10 Н, кА/м, з отриманням двох фракцій розділення: магнітної і немагнітної. Розділення нанодисперсного алмазного порошку в магнітному полі відбувається за рахунок того, що окремі частинки порошку містять домішки в основному металів і їх з'єднань у вигляді оксидів і солей, які впливають на їх магнітні властивості. В процесі розділення при напруженості на котушках магніту, частинки матеріалу, які містять металеві домішки, притягуються до металевих кульок і затримуються на їхній поверхні. Частинки без металевих домішок проходять крізь металеві кульки і утворюють немагнітну фракцію. Після зняття напруги з котушок магніту, частинки наноалмазного порошку, які приєдналися до поверхні металевих кульок, відділяються від їхньої поверхні і створюють при цьому магнітну фракцію, забезпечуючи розділення наноалмазного порошку в магнітному полі на магнітну і немагнітну фракції. Доцільно для інтенсифікації процесу розділення дисперсних наноалмазних порошків в магнітно 4 му полі перед їх розділенням проводити спеціальну обробку розчином солей металів перехідної групи таблиці Менделєєва з концентрацією не більше 5 %. За рахунок розділення частинок порошку в магнітному полі з різною напруженістю поля від 1 до 20 кА/м на групи з різною магнітною сприйнятливістю, як наслідок, підвищиться селективність розподілу. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю істотних ознак, що характеризує запропонований спосіб та між технічними ефектами, що досягаються при її реалізації включає в себе контроль за повним обсягом проведення процесу розділення, який здійснюється за зміненою питомою магнітною сприйнятливістю по методиці М88 України 90.256 2004 [див. "Методика определения удельной магнитной восприимчивости сверхтвердых материалов"]. Приклади конкретної реалізації запропонованого способу: Приклад 1. Розділення дисперсних наноалмазних порошків марки АСУД-99 (ТУ У 26.805417377:2007) у вигляді 0,2 % водної суспензії здійснювали в магнітному полі на електромагнітній установці з використанням металевих кульок діаметром 5 мм і 10 мм. Процес розділення проводили при напруженості магнітного поля 10 Н, кА/м із отриманням двох фракцій розділення: магнітної і немагнітної. В отриманих порошках визначали вихід та питому магнітну сприйнятливість. За таких же умов був реалізований спосіб за аналогом (див. п. 2.). Дані прикладу 1 за пп. 1, 2 зведені в табл. 1. Таблиця 1 № п/п Назва фракцій Вихід, % Питома магнітна сприйнятливість,   108 , м3/кг магнітна 30,4 1,0 Запропонований спосіб 1 немагнітна 69,6 0,31 вихідна 100,0 0,52 Спосіб за аналогом 2 вихідна 100,0 0,52 Об'єкт випробувань Як випливає з таблиці 1, дисперсні наноалмазні порошки, розділені на магнітну і немагнітну фракції, розрізняються між собою за питомою магнітною сприйнятливістю. До немагнітної фракції належать діамагнітні дисперсні наноалмазні порошки з питомою магнітною сприйнятливістю  =0,31 10-8, м3/кг, а до магнітної - порошки з  =1,0 10-8, м3/кг. Приклад 2. Розділення дисперсних наноалмазних порошків марки АСУД-99 проводили за таких же умов, як і в попередньому прикладі. При цьому концентрація суспензії була 0,2 %, 0,5 %, 0,75 % і 1,0 %. Дані прикладу 2 за пп.1-4 зведені в табл.2. Таблица 2 № п/п Концентрація водної суспензії, % 1 0,2 2 0,5 Назва фракцій розділення магнітна немагнітна вихідна магнітна немагнітна вихідна Вихід, % Питома магнітна сприйнятливість, 30,4 69,6 100,0 28,3 71,7 100,0 1,00 0,31 0,52 0,95 0,35 0,52   108 , м3/кг 5 61263 6 Продовження таблиці 2 № п/п Концентрація водної суспензії, % 3 0,75 4 1,0 магнітна немагнітна вихідна магнітна немагнітна вихідна З табл.2 випливає, що при збільшенні концентрації наноалмазних порошків у водному розчині суспензії, селективність розділення порошків знижується. Приклад 3. Для інтенсифікації процесу розділення дисперсних наноалмазних порошків марки АСУД-99 в магнітному полі перед їх розділенням була виконана спеціальна обробка порошків розчином хлориду заліза. На поверхню дисперсних наноалмазних порошків наносили іони заліза з розчину хлориду заліза. При цьому концентрація розчинів хлориду заліза була 5 % 7 %, 10 %. Роз Вихід, % Питома магнітна сприйнятливість, 28,9 71,1 100,0 30,8 69,2 100,0 Назва фракцій розділення 0,79 0,41 0,52 0,61 0,48 0,52   108 , м3/кг ділення проводилося в магнітному полі при його напруженості 10 Н, кА/м, із здобуттям магнітної і немагнітної фракцій. Після розділення наноалмазні порошки обох фракцій піддавалися хімічній обробці в соляній кислоті для видалення з їх поверхні іонів заліза. Наноалмазні порошки після хімічної обробки ретельно промивалися до нейтральних вод і висушувалися. Після висушування порошків магнітної і немагнітної фракцій в них було визначено вихід та виміряно питому магнітну сприйнятливість. Дані прикладу 3 за пп.1-3 зведені в табл.3. Таблиця 3 № п/п Концентрація хлориду заліза 1 5 2 7 3 10 магнітна немагнітна вихідна магнітна немагнітна вихідна магнітна немагнітна вихідна З табл. 3 випливає, що при розділенні в магнітному полі наноалмазних порошків, оброблених 5 % розчином хлориду заліза, отримали порошки магнітної і немагнітної фракцій, питома магнітна сприйнятливість яких складає: магнітної фракції  =4,2410-8, м3/кг і немагнітної фракції -  =-8 3 0,3110 , м /кг. Із збільшенням концентрації іонів заліза в розчині суспензії наноалмазних порошків погіршується селективність їх розділення. Приклад.4. Розділення дисперсних наноалмазних порошків марки АСУД-99 у вигляді 0,2 % водної суспензії в магнітному полі при різній силі Вихід, % Питома магнітна сприйнятливість, 18,3 81,7 100,0 19,3 80,7 100,0 16,3 83,7 100,0 Назва фракцій розділення 4,24 -0,31 0,52 3,15 -0,11 0,52 2,11 0,21 0,52   108 , м3/кг струму на електромагнітній установці з використанням металевих кульок діаметром 5 мм і 10 мм проводили на дисперсних наноалмазних порошках після обробки розчином 5 % хлориду заліза. Процес розділення проводили при силі струму від 0,1 до 1,5 А, відповідно напруженості магнітного поля від 1 до 20 кА/м. В результаті розділення отримали п'ять фракцій. Після висушування продуктів розділення визначали їх вихід і виміряли питому магнітну сприйнятливість. Дані прикладу 4 за пп. 1-6 зведені в табл.4. Таблица 4 № п.п Напруженість, Н, кА/м 1 2 3 4 5 6 1 5 10 15 20 Назва фракцій розділення магнітна 1 магнітна 2 магнітна 3 магнітна 4 немагнітна вихідна Вихід, % 7 15 12 21 45 100 Питома магнітна сприйнятливість   10 3 м /кг 4,30 3,81 2,62 1,01 -0,41 0,52 8 , 7 61263 Як видно з табл.4, вихідні наноалмазні порошки з питомою магнітною сприйнятливістю  =0,5210-8, м/кг розділили на п'ять фракцій, що розрізняються між собою за питомою магнітною -8 3 сприйнятливістю від  =4,3010 , м /кг до  =0,41 -2 3 10 , м /кг. Таким чином, розділення суспензії нанодисперсних алмазних порошків в магнітному полі із за Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 8 стосуванням металевих куль дозволило отримати нанодисперсні алмазні порошки з різною питомою магнітною сприйнятливістю. Спеціальна додаткова обробка наноалмазних порошків хлоридом заліза підвищує селективність розділення і дозволяє виділити діамагнітні порошки. Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Process for magnetic separation of nanodispersed diamond powder

Автори англійською

Novikov Mykola Vasyliovych, Bohatyriova Halyna Pavlivna, Ilnytska Halyna Dmytrivna

Назва патенту російською

Способ магнитной сепарации нанодисперсного алмазного порошка

Автори російською

Новиков Николай Васильевич, Богатырева Галина Павловна, Ильницкая Галина Дмитриевна

МПК / Мітки

МПК: C01B 3/06

Мітки: алмазного, спосіб, нанодисперсного, сепарації, магнітної, порошку

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/4-61263-sposib-magnitno-separaci-nanodispersnogo-almaznogo-poroshku.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб магнітної сепарації нанодисперсного алмазного порошку</a>

Подібні патенти