目前，最常見的金剛石微粉是將人造金剛石通過破碎、提純、分級等工(gong)(gong)藝生產的，主要生產工(gong)(gong)藝及流程(cheng)如圖所(suo)示：

▲ 金剛石微粉生產工藝流程圖

       其中，金剛石的破碎及整形工(gong)(gong)藝(yi)在微(wei)粉生產中(zhong)占重要的(de)位置，并直(zhi)接影響微(wei)粉顆粒(li)(li)(li)形狀(zhuang)(zhuang)和(he)目標(biao)粒(li)(li)(li)度的(de)含量。不(bu)同的(de)破(po)碎(sui)方法會得到不(bu)同的(de)破(po)碎(sui)效果(guo)。科學合理(li)的(de)破(po)碎(sui)和(he)整(zheng)形工(gong)(gong)藝(yi)，不(bu)僅(jin)能快速地將粗(cu)粒(li)(li)(li)度(常規粒(li)(li)(li)度100-500微(wei)米)的(de)金剛石原料(liao)，破(po)碎(sui)為粒(li)(li)(li)徑范圍約為(0-80微(wei)米)金剛石微(wei)粉顆粒(li)(li)(li)，同時還可以優(you)化顆粒(li)(li)(li)形狀(zhuang)(zhuang)，使微(wei)粉產品顆粒(li)(li)(li)更加渾園、規則(ze)，減少甚(shen)至(zhi)完全杜絕長條狀(zhuang)(zhuang)、薄片(pian)狀(zhuang)(zhuang)、針(zhen)棒狀(zhuang)(zhuang)等影響微(wei)粉最(zui)終品質的(de)顆粒(li)(li)(li)。使適銷的(de)目標(biao)粒(li)(li)(li)度產出比例最(zui)大(da)化。

       在微粉生產(chan)中，破碎(sui)法又有干法和濕法之分(fen)，選用不同的破碎(sui)及整形方法，其工作原理、工藝(yi)參數亦不相同。

▲ 金剛石(shi)球磨機

       一、球磨機干磨法工藝控制點

       以(yi)臥(wo)式球(qiu)磨機干(gan)磨法(fa)為(wei)例，主(zhu)要的(de)(de)工(gong)藝控制(zhi)點(dian)為(wei)球(qiu)磨機轉速、球(qiu)料比(bi)、裝填(tian)系數、鋼球(qiu)配比(bi)等(deng)，實(shi)際生產中根據原(yuan)料不同(tong)以(yi)及破碎(sui)、整形的(de)(de)目的(de)(de)而靈活(huo)掌握。

       1、球磨機轉速

       球磨(mo)機(ji)的(de)(de)(de)(de)合(he)理轉(zhuan)速是(shi)發(fa)揮(hui)其生產(chan)能(neng)力的(de)(de)(de)(de)重(zhong)要條件(jian)，在球磨(mo)機(ji)的(de)(de)(de)(de)筒體(ti)直徑相同的(de)(de)(de)(de)情況下。轉(zhuan)速愈(yu)高所產(chan)生的(de)(de)(de)(de)離心力愈(yu)大，鋼球被帶動(dong)沿筒壁上(shang)升(sheng)的(de)(de)(de)(de)距離愈(yu)高。通(tong)過鋼球下落時(shi)的(de)(de)(de)(de)碰撞(zhuang)和(he)沖(chong)擊作用(yong)對(dui)金剛石(shi)(shi)原(yuan)料進(jin)行破(po)碎(sui)，鋼球下落時(shi)的(de)(de)(de)(de)碰撞(zhuang)和(he)沖(chong)擊作用(yong)愈(yu)強破(po)碎(sui)效(xiao)率也愈(yu)高。然而，當筒體(ti)轉(zhuan)速達到(dao)某一臨界值，離心力大于鋼球自身重(zhong)量(liang)時(shi)，鋼球就(jiu)(jiu)無法(fa)脫離筒體(ti)而隨筒一起轉(zhuan)動(dong)，此(ci)時(shi)球磨(mo)機(ji)就(jiu)(jiu)失去破(po)碎(sui)的(de)(de)(de)(de)作用(yong)，即(ji)等(deng)于球磨(mo)機(ji)沒有做(zuo)功。反之，當球磨(mo)機(ji)轉(zhuan)速較低時(shi)，鋼球被帶動(dong)沿筒壁上(shang)升(sheng)的(de)(de)(de)(de)距離愈(yu)短，這時(shi)鋼球主(zhu)要靠擠壓和(he)摩擦對(dui)金剛石(shi)(shi)原(yuan)料發(fa)生作用(yong)，對(dui)金剛石(shi)(shi)顆粒(li)表(biao)面的(de)(de)(de)(de)突起部(bu)分(fen)整形效(xiao)果(guo)就(jiu)(jiu)愈(yu)好，且不(bu)破(po)壞顆粒(li)整體(ti)結構。但球磨(mo)機(ji)轉(zhuan)速過低時(shi)，球、料不(bu)能(neng)提升(sheng)到(dao)一定高度就(jiu)(jiu)滑下來，對(dui)金剛石(shi)(shi)原(yuan)料產(chan)生的(de)(de)(de)(de)作用(yong)很小，不(bu)能(neng)達到(dao)有效(xiao)破(po)碎(sui)物料的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)。

       一般認為，球磨機適宜的工作轉速(su)是理論(lun)臨(lin)界轉速(su)的75%-88%。

       2、裝填系數、球料比

       在(zai)破(po)碎整(zheng)形(xing)過程中(zhong)，合適的球料比(bi)和(he)(he)裝填系(xi)數(shu)至(zhi)關重要(yao)，球料比(bi)和(he)(he)裝填系(xi)數(shu)過高或過低，都會影響(xiang)球磨機的生產效(xiao)(xiao)率和(he)(he)產品(pin)品(pin)質。球料比(bi)過高或裝填系(xi)數(shu)過低，單臺機器的投料量(liang)受到(dao)制約。球料比(bi)過低或裝填系(xi)數(shu)過高，破(po)碎和(he)(he)整(zheng)形(xing)時(shi)間需要(yao)相應延(yan)長甚至(zhi)達不到(dao)理想的效(xiao)(xiao)果(guo)。

       在球磨機轉速(su)適宜的(de)情況下，相應(ying)(ying)的(de)裝(zhuang)填系數φ=0.4~0.54，對于既定轉速(su)的(de)球磨機，其(qi)裝(zhuang)球量應(ying)(ying)該一(yi)定，裝(zhuang)球過多或過少都會降低設備的(de)生產效率。

       實踐(jian)證明，對(dui)于金剛石原料的破碎來說(shuo)，裝填系數般為0.45較好。球料之比為4:1為宜(yi)。

       當裝填系(xi)數確(que)定后，裝球量可用下式(shi)計算，

       G = 3.77φD2L

       式中，G為裝球重量(噸):φ為裝填系數(shu)(φ=0.4~0.5)；D為筒體(ti)直(zhi)徑(m)；L為筒體(ti)長度(m)。

       3、鋼球直徑及配比

       為了(le)更有效(xiao)地粉碎(sui)金剛石，當球(qiu)(qiu)(qiu)磨機裝填系數及(ji)裝球(qiu)(qiu)(qiu)量確定(ding)后，還應選(xuan)擇不(bu)同直徑(jing)的(de)鋼球(qiu)(qiu)(qiu)按比例配裝才能獲得(de)較好的(de)顆(ke)粒形狀和(he)較快(kuai)的(de)破(po)碎(sui)整形效(xiao)率。一般來說(shuo)，大鋼球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)破(po)碎(sui)效(xiao)果好，小鋼球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)整形效(xiao)果好。通過直徑(jing)不(bu)同的(de)鋼球(qiu)(qiu)(qiu)配比方案，可(ke)以(yi)很好的(de)解決效(xiao)率和(he)品質間的(de)矛盾。裝填的(de)鋼球(qiu)(qiu)(qiu)最大直徑(jing)按下式計算:

       式中，d球(qiu)為鋼球(qiu)最(zui)大直徑(mm); d給(gei)礦為給(gei)礦粒度的最(zui)大尺寸(mm)；d排(pai)礦為最(zui)終產品粒度(μm)。

       應該指出，筒體內鋼球尺寸的選擇完全依據計算是不夠的，還必須根據具體生產條件通過試驗來確定。一般認為，當筒體內徑為150mm，原料粒度在50/60~80/100時，鋼球重量比例以直徑20~25mm的占10%，直徑15~18mm的占60%,直徑10~12mm的占30%為宜。

       二、分段破碎

       微(wei)粉生產過程中(zhong)，濕法(fa)破(po)碎(sui)較(jiao)干法(fa)破(po)碎(sui)的(de)效果更佳。因為當干法(fa)破(po)碎(sui)到一(yi)定細度時容易出現(xian)粘壁現(xian)象，降低粉碎(sui)效果；濕法(fa)破(po)碎(sui)，原料(liao)始終以(yi)料(liao)漿形式存在，易于增加細粒度的(de)比例。

       為(wei)(wei)了控制粒度(du)(du)比例，當需要生產(chan)更(geng)多細粒度(du)(du)微(wei)粉時，應采用分(fen)段(duan)破(po)(po)碎(sui)，尤其是(shi)(shi)濕法分(fen)段(duan)破(po)(po)碎(sui)更(geng)好。這(zhe)樣既可以避免物料的過份破(po)(po)碎(sui)現(xian)象，又(you)達(da)到在破(po)(po)碎(sui)過程按強(qiang)度(du)(du)分(fen)段(duan)。這(zhe)是(shi)(shi)因為(wei)(wei)先碎(sui)的是(shi)(shi)強(qiang)度(du)(du)低、質量(liang)差的金剛石(shi)(shi)，后破(po)(po)碎(sui)的是(shi)(shi)強(qiang)度(du)(du)高、質量(liang)好的金剛石(shi)(shi)。

       三、氣流粉碎

       還(huan)有一種破(po)碎(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)法(fa)是(shi)氣(qi)(qi)(qi)(qi)流(liu)(liu)粉(fen)(fen)碎(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)機破(po)碎(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)法(fa)，氣(qi)(qi)(qi)(qi)流(liu)(liu)粉(fen)(fen)碎(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)機是(shi)以壓(ya)縮(suo)空氣(qi)(qi)(qi)(qi)為(wei)工作(zuo)介質，壓(ya)縮(suo)空氣(qi)(qi)(qi)(qi)通過特(te)殊的(de)(de)(de)超音速(su)噴嘴(zui)向粉(fen)(fen)碎(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)室(shi)高(gao)速(su)噴射，該氣(qi)(qi)(qi)(qi)流(liu)(liu)攜帶物(wu)料高(gao)速(su)運動，使物(wu)料與物(wu)料之間產(chan)生(sheng)(sheng)強烈碰撞、摩(mo)擦(ca)與剪切(qie)從(cong)而(er)達(da)到粉(fen)(fen)碎(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。當作(zuo)用在顆(ke)粒上的(de)(de)(de)力(li)大于(yu)它的(de)(de)(de)破(po)壞應力(li)時就產(chan)生(sheng)(sheng)破(po)碎(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)。高(gao)速(su)沖擊碰撞使顆(ke)粒產(chan)生(sheng)(sheng)體積破(po)碎(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)，而(er)剪切(qie)和研磨作(zuo)用則使顆(ke)粒產(chan)生(sheng)(sheng)表面破(po)碎(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)。這種破(po)碎(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)方式對金剛(gang)石微(wei)粉(fen)(fen)的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)產(chan)是(shi)很(hen)有利(li)的(de)(de)(de),因為(wei)可以生(sheng)(sheng)產(chan)出(chu)比較(jiao)理(li)想的(de)(de)(de)顆(ke)粒形(xing)狀。氣(qi)(qi)(qi)(qi)流(liu)(liu)粉(fen)(fen)碎(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)機最大的(de)(de)(de)優點是(shi)不受機械(xie)線速(su)度的(de)(de)(de)限制(zhi)，能夠(gou)產(chan)生(sheng)(sheng)很(hen)高(gao)的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)流(liu)(liu)速(su)度,特(te)別是(shi)超音速(su)氣(qi)(qi)(qi)(qi)流(liu)(liu)粉(fen)(fen)碎(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)機能產(chan)生(sheng)(sheng)數倍于(yu)音速(su)的(de)(de)(de)流(liu)(liu)速(su)，因而(er)能產(chan)生(sheng)(sheng)巨大的(de)(de)(de)動能，比較(jiao)容易(yi)獲得微(wei)米級和亞微(wei)米級的(de)(de)(de)超細粉(fen)(fen)體。