平行磁场下的金刚石精选原理长葛市黄河电气有限公司曹庆忠薛彦军张洪涛2006年7月摘要：为满足金刚石行业对金刚石中金属杂质的分类，在分析金刚石中杂质特性和比较各种磁选方法的基础上，结合磁场精度高、效率高、磁选效果佳的HCX-Ⅱ型磁选机，初步说明了转盘式平行磁场下的金刚石精选原理和注意的问题，阐明金刚石磁选是金刚石分级的重要工序，并指出了金刚石磁选工艺的完善是今后金刚石工业的主要任务。关键词：金刚石；磁选结构；磁性物质；平行磁场1引言金刚石的应用已经涉及各行各业，非常广泛，在应用过程中必然依据金刚石产品的基本特征来使用，这样才能将金刚石的优势充分发挥出来。描述金刚石产品基本特征的参数有粒度、静压强度、冲击韧性、热冲击韧性、堆积密度、杂质含量、晶形、晶体缺陷和表面洁净度等几项指标，为此各个金刚石生产厂家均建立了金刚石分选生产线。笔者认为，不论金刚石分选生产线的设备种类有多少，也不论描述金刚石产品基本特征的参数有多少，不外乎就只有三大基本参数，既粒度、晶形和杂质含量，其它参数均与这三大基本参数构成不同的函数关系。在当前的金刚石分选生产线中也证明了这个观点，在金刚石分选生产线中主要的设备是筛分机、平板选型机和磁选机。筛分机主要来分选粒度，平板选型机主要来分选晶体形状，磁选机主要来分选杂质含量，分选出的不同粒度、不同晶形和不同杂质含量的金刚石经过静压强度仪、冲击韧性仪、热冲击韧性仪、堆积密度仪、磁化率仪等检测设备的测定，确定出该品种的产品基本特征。经过几十年的研究与生产，金刚石粒度和晶形的分选工艺已经趋于成熟，而决定金刚石杂质含量的磁选工艺还处于研究阶段，虽说有些厂家也用了磁选机，但对起其工艺的研究还处于初步认知阶段。那么为什么磁选能决定金刚石中的杂质含量呢？这是因为人工合成的金刚石是用碳（C）为原料，靠铁（Fe）、镍（Ni）、锰（Mo）、钴（Co）等具有磁性物质的触媒在高温高压条件下催化而生成的，由于高压合成腔体内为非纯净状态区，因此人工合成的金刚石其晶体内不可避免地均包含有杂质。非金属杂质如氮、硼等，有和碳形成键合的可能，一旦形成了键合，影响金刚石抗压强度的作用是比较小的，而金属杂质由于不可能和碳形成键合，因而影响金刚石抗压强度的作用比较大，特别是在经过高温处理后影响金刚石抗压强度的作用更加明显。笔者在金刚石钎焊制品的生产过程中作了一个实验，实验结果见表1，证明了金属杂质对金刚石抗压强度的影响是比较大。表1：金刚石磁选实验实验原料及设备45/50、16Kg的金刚石，HCX-Ⅱ型磁选机（5个工位），ZKR-2FH型真空热处理炉，静压强度仪分选磁场强度1500mT1300mT1200mT1100mT1000mT分选后的静压强度19．2Kg17．4Kg16．5Kg14．1Kg12．0Kg分后重量383ct566ct3128ct586ct337ct重量比例%7．6611．3262．5611．726．74分选后的金刚石色泽浅-----------→--------------→----------------→--------------------深真空炉热处理条件在5．0×10-2Pa环境下，1个半小时升到970℃保温15分钟。热处理后的静压强度19．0Kg16．4Kg15．1Kg11．5Kg8．6Kg热处理后的金刚石色泽浅（不带雾）--------→-----------→--------------→---------------深（带雾）从表1中可以看出如下几个问题：（1）、该品种金刚石静压强度的分散性比较大，16Kg规格的范围在12．0Kg—19．2Kg；（2）、用较高的磁场强度吸附出来的金刚石，其金属杂质含量较低，抗压强度较大，也就是说品级较高；用较低的磁场强度吸附出来的金刚石，其金属杂质含量较高，抗压强度较小，也就是说品级较低；（3）、金刚石的抗压强度越大，其色泽较浅；金刚石的抗压强度越小，其色泽较深；（4）、经过真空高温处理后，原来金属杂质含量较低的金刚石，其抗压强度值变化不大，而且色泽变化也不大；原来金属杂质含量较高的金刚石，其抗压强度值变化比较大，而且色泽变化也比较大，主要带有了雾色。从上可以看出，在当前应用金刚石广泛的今天，金刚石中杂质含量的分级将成为一项重要的工作，为了业内的专家学者能尽快确定出完善的金刚石磁选工艺，笔者通过本文对影响金刚石磁性的因素以及三种磁选机...