目前，最常見(jiàn)的金剛石微粉是將人造金剛石通過(guò)破碎、提純、分級(jí)等工藝生產(chǎn)的，主要生產(chǎn)工藝及流程如圖所示：

▲ 金剛石微粉生產(chǎn)工藝流程圖

       其中，金剛石的破碎及整形工藝在微粉生產(chǎn)中占重要的位置，并直接影響微粉顆粒形狀和目標(biāo)粒度的含量。不同的破碎方法會(huì)得到不同的破碎效果。科學(xué)合理的破碎和整形工藝，不僅能快速地將粗粒度(常規(guī)粒度100-500微米)的金剛石原料，破碎為粒徑范圍約為(0-80微米)金剛石微粉顆粒，同時(shí)還可以優(yōu)化顆粒形狀，使微粉產(chǎn)品顆粒更加渾園、規(guī)則，減少甚至完全杜絕長(zhǎng)條狀、薄片狀、針棒狀等影響微粉最終品質(zhì)的顆粒。使適銷的目標(biāo)粒度產(chǎn)出比例最大化。

       在微粉生產(chǎn)中，破碎法又有干法和濕法之分，選用不同的破碎及整形方法，其工作原理、工藝參數(shù)亦不相同。

▲ 金剛石球磨機(jī)

       一、球磨機(jī)干磨法工藝控制點(diǎn)

       以臥式球磨機(jī)干磨法為例，主要的工藝控制點(diǎn)為球磨機(jī)轉(zhuǎn)速、球料比、裝填系數(shù)、鋼球配比等，實(shí)際生產(chǎn)中根據(jù)原料不同以及破碎、整形的目的而靈活掌握。

       1、球磨機(jī)轉(zhuǎn)速

       球磨機(jī)的合理轉(zhuǎn)速是發(fā)揮其生產(chǎn)能力的重要條件，在球磨機(jī)的筒體直徑相同的情況下。轉(zhuǎn)速愈高所產(chǎn)生的離心力愈大，鋼球被帶動(dòng)沿筒壁上升的距離愈高。通過(guò)鋼球下落時(shí)的碰撞和沖擊作用對(duì)金剛石原料進(jìn)行破碎，鋼球下落時(shí)的碰撞和沖擊作用愈強(qiáng)破碎效率也愈高。然而，當(dāng)筒體轉(zhuǎn)速達(dá)到某一臨界值，離心力大于鋼球自身重量時(shí)，鋼球就無(wú)法脫離筒體而隨筒一起轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)球磨機(jī)就失去破碎的作用，即等于球磨機(jī)沒(méi)有做功。反之，當(dāng)球磨機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，鋼球被帶動(dòng)沿筒壁上升的距離愈短，這時(shí)鋼球主要靠擠壓和摩擦對(duì)金剛石原料發(fā)生作用，對(duì)金剛石顆粒表面的突起部分整形效果就愈好，且不破壞顆粒整體結(jié)構(gòu)。但球磨機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)低時(shí)，球、料不能提升到一定高度就滑下來(lái)，對(duì)金剛石原料產(chǎn)生的作用很小，不能達(dá)到有效破碎物料的目的。

       一般認(rèn)為，球磨機(jī)適宜的工作轉(zhuǎn)速是理論臨界轉(zhuǎn)速的75%-88%。

       2、裝填系數(shù)、球料比

       在破碎整形過(guò)程中，合適的球料比和裝填系數(shù)至關(guān)重要，球料比和裝填系數(shù)過(guò)高或過(guò)低，都會(huì)影響球磨機(jī)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)。球料比過(guò)高或裝填系數(shù)過(guò)低，單臺(tái)機(jī)器的投料量受到制約。球料比過(guò)低或裝填系數(shù)過(guò)高，破碎和整形時(shí)間需要相應(yīng)延長(zhǎng)甚至達(dá)不到理想的效果。

       在球磨機(jī)轉(zhuǎn)速適宜的情況下，相應(yīng)的裝填系數(shù)φ=0.4~0.54，對(duì)于既定轉(zhuǎn)速的球磨機(jī)，其裝球量應(yīng)該一定，裝球過(guò)多或過(guò)少都會(huì)降低設(shè)備的生產(chǎn)效率。

       實(shí)踐證明，對(duì)于金剛石原料的破碎來(lái)說(shuō)，裝填系數(shù)般為0.45較好。球料之比為4:1為宜。

       當(dāng)裝填系數(shù)確定后，裝球量可用下式計(jì)算，

       G = 3.77φD2L

       式中，G為裝球重量(噸):φ為裝填系數(shù)(φ=0.4~0.5)；D為筒體直徑(m)；L為筒體長(zhǎng)度(m)。

       3、鋼球直徑及配比

       為了更有效地粉碎金剛石，當(dāng)球磨機(jī)裝填系數(shù)及裝球量確定后，還應(yīng)選擇不同直徑的鋼球按比例配裝才能獲得較好的顆粒形狀和較快的破碎整形效率。一般來(lái)說(shuō)，大鋼球的破碎效果好，小鋼球的整形效果好。通過(guò)直徑不同的鋼球配比方案，可以很好的解決效率和品質(zhì)間的矛盾。裝填的鋼球最大直徑按下式計(jì)算:

       式中，d球?yàn)殇撉蜃畲笾睆?mm); d給礦為給礦粒度的最大尺寸(mm)；d排礦為最終產(chǎn)品粒度(μm)。

       應(yīng)該指出，筒體內(nèi)鋼球尺寸的選擇完全依據(jù)計(jì)算是不夠的，還必須根據(jù)具體生產(chǎn)條件通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定。一般認(rèn)為，當(dāng)筒體內(nèi)徑為150mm，原料粒度在50/60~80/100時(shí)，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

       微粉生產(chǎn)過(guò)程中，濕法破碎較干法破碎的效果更佳。因?yàn)楫?dāng)干法破碎到一定細(xì)度時(shí)容易出現(xiàn)粘壁現(xiàn)象，降低粉碎效果；濕法破碎，原料始終以料漿形式存在，易于增加細(xì)粒度的比例。

       為了控制粒度比例，當(dāng)需要生產(chǎn)更多細(xì)粒度微粉時(shí)，應(yīng)采用分段破碎，尤其是濕法分段破碎更好。這樣既可以避免物料的過(guò)份破碎現(xiàn)象，又達(dá)到在破碎過(guò)程按強(qiáng)度分段。這是因?yàn)橄人榈氖菑?qiáng)度低、質(zhì)量差的金剛石，后破碎的是強(qiáng)度高、質(zhì)量好的金剛石。

       三、氣流粉碎

       還有一種破碎法是氣流粉碎機(jī)破碎法，氣流粉碎機(jī)是以壓縮空氣為工作介質(zhì)，壓縮空氣通過(guò)特殊的超音速噴嘴向粉碎室高速噴射，該氣流攜帶物料高速運(yùn)動(dòng)，使物料與物料之間產(chǎn)生強(qiáng)烈碰撞、摩擦與剪切從而達(dá)到粉碎的目的。當(dāng)作用在顆粒上的力大于它的破壞應(yīng)力時(shí)就產(chǎn)生破碎。高速?zèng)_擊碰撞使顆粒產(chǎn)生體積破碎，而剪切和研磨作用則使顆粒產(chǎn)生表面破碎。這種破碎方式對(duì)金剛石微粉的生產(chǎn)是很有利的,因?yàn)榭梢陨a(chǎn)出比較理想的顆粒形狀。氣流粉碎機(jī)最大的優(yōu)點(diǎn)是不受機(jī)械線速度的限制，能夠產(chǎn)生很高的氣流速度,特別是超音速氣流粉碎機(jī)能產(chǎn)生數(shù)倍于音速的流速，因而能產(chǎn)生巨大的動(dòng)能，比較容易獲得微米級(jí)和亞微米級(jí)的超細(xì)粉體。