目前，最常見的金剛石微粉是將人造金剛石通過破碎、提純(chun)、分級等工藝生產(chan)的，主要生產(chan)工藝及流程如圖(tu)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藝(yi)在微(wei)粉生產(chan)(chan)中占重要的(de)位(wei)置，并直(zhi)接影(ying)(ying)響微(wei)粉顆(ke)粒(li)形(xing)狀(zhuang)(zhuang)和目標粒(li)度的(de)含量。不同(tong)的(de)破碎方法(fa)會得到(dao)不同(tong)的(de)破碎效果。科學合理的(de)破碎和整形(xing)工藝(yi)，不僅能(neng)快速地將粗粒(li)度(常規粒(li)度100-500微(wei)米(mi))的(de)金剛石原料(liao)，破碎為粒(li)徑范圍約為(0-80微(wei)米(mi))金剛石微(wei)粉顆(ke)粒(li)，同(tong)時還可以(yi)優化(hua)顆(ke)粒(li)形(xing)狀(zhuang)(zhuang)，使微(wei)粉產(chan)(chan)品顆(ke)粒(li)更加渾園、規則，減少甚至完全杜絕長條狀(zhuang)(zhuang)、薄片狀(zhuang)(zhuang)、針棒(bang)狀(zhuang)(zhuang)等(deng)影(ying)(ying)響微(wei)粉最終品質的(de)顆(ke)粒(li)。使適(shi)銷的(de)目標粒(li)度產(chan)(chan)出(chu)比例最大化(hua)。

       在(zai)微粉生產中，破碎法(fa)又有干法(fa)和濕(shi)法(fa)之(zhi)分，選(xuan)用不同的破碎及整形方法(fa)，其工作原理、工藝參數亦不相同。

▲ 金(jin)剛(gang)石球磨機

       一、球磨機干磨法工藝控制點

       以(yi)臥式(shi)球(qiu)磨機干磨法為例，主要的工藝控(kong)制(zhi)點為球(qiu)磨機轉速(su)、球(qiu)料(liao)比(bi)、裝填系數、鋼(gang)球(qiu)配比(bi)等(deng)，實際生產中根(gen)據(ju)原料(liao)不同以(yi)及破碎、整形的目(mu)的而靈活掌握(wo)。

       1、球磨機轉速

       球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)磨(mo)(mo)機(ji)的(de)(de)合理轉速是發(fa)揮(hui)其(qi)生(sheng)產(chan)能力的(de)(de)重(zhong)要條件，在球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)磨(mo)(mo)機(ji)的(de)(de)筒體(ti)直徑相(xiang)同(tong)的(de)(de)情況下(xia)。轉速愈高(gao)所產(chan)生(sheng)的(de)(de)離心(xin)力愈大(da)，鋼(gang)(gang)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)被(bei)帶動沿筒壁上升的(de)(de)距離愈高(gao)。通過鋼(gang)(gang)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)下(xia)落(luo)時(shi)的(de)(de)碰撞(zhuang)和沖擊(ji)作用對(dui)金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)原料進行破(po)(po)碎(sui)，鋼(gang)(gang)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)下(xia)落(luo)時(shi)的(de)(de)碰撞(zhuang)和沖擊(ji)作用愈強破(po)(po)碎(sui)效率(lv)也愈高(gao)。然(ran)而，當筒體(ti)轉速達到(dao)某一(yi)(yi)臨界(jie)值，離心(xin)力大(da)于(yu)鋼(gang)(gang)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)自身重(zhong)量時(shi)，鋼(gang)(gang)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)就無(wu)法脫離筒體(ti)而隨筒一(yi)(yi)起轉動，此時(shi)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)磨(mo)(mo)機(ji)就失去破(po)(po)碎(sui)的(de)(de)作用，即(ji)等(deng)于(yu)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)磨(mo)(mo)機(ji)沒有做功(gong)。反之，當球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)磨(mo)(mo)機(ji)轉速較(jiao)低時(shi)，鋼(gang)(gang)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)被(bei)帶動沿筒壁上升的(de)(de)距離愈短，這時(shi)鋼(gang)(gang)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)主要靠擠壓和摩擦對(dui)金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)原料發(fa)生(sheng)作用，對(dui)金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)顆粒(li)表(biao)面的(de)(de)突起部分整形(xing)效果就愈好，且(qie)不(bu)破(po)(po)壞顆粒(li)整體(ti)結構。但(dan)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)磨(mo)(mo)機(ji)轉速過低時(shi)，球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)、料不(bu)能提升到(dao)一(yi)(yi)定(ding)高(gao)度就滑(hua)下(xia)來(lai)，對(dui)金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)原料產(chan)生(sheng)的(de)(de)作用很小，不(bu)能達到(dao)有效破(po)(po)碎(sui)物(wu)料的(de)(de)目的(de)(de)。

       ;一般認為，球(qiu)磨機適宜的工作轉速是理論臨界轉速的75%-88%。

       2、裝填系數、球料比

       在破碎(sui)整形(xing)過(guo)(guo)(guo)程中，合(he)適的球(qiu)料(liao)比(bi)(bi)和裝(zhuang)(zhuang)填(tian)(tian)系(xi)數(shu)(shu)至關重要(yao)，球(qiu)料(liao)比(bi)(bi)和裝(zhuang)(zhuang)填(tian)(tian)系(xi)數(shu)(shu)過(guo)(guo)(guo)高(gao)或過(guo)(guo)(guo)低，都會影響球(qiu)磨機的生產效率和產品(pin)品(pin)質。球(qiu)料(liao)比(bi)(bi)過(guo)(guo)(guo)高(gao)或裝(zhuang)(zhuang)填(tian)(tian)系(xi)數(shu)(shu)過(guo)(guo)(guo)低，單臺機器的投料(liao)量受到制約(yue)。球(qiu)料(liao)比(bi)(bi)過(guo)(guo)(guo)低或裝(zhuang)(zhuang)填(tian)(tian)系(xi)數(shu)(shu)過(guo)(guo)(guo)高(gao)，破碎(sui)和整形(xing)時(shi)間(jian)需要(yao)相應(ying)延長甚(shen)至達(da)不(bu)到理想的效果。

       在球(qiu)(qiu)磨機(ji)(ji)轉速適(shi)宜的(de)情況下，相應的(de)裝(zhuang)填(tian)系數φ=0.4~0.54，對于(yu)既(ji)定轉速的(de)球(qiu)(qiu)磨機(ji)(ji)，其裝(zhuang)球(qiu)(qiu)量應該一(yi)定，裝(zhuang)球(qiu)(qiu)過(guo)多或過(guo)少都(dou)會降低(di)設備(bei)的(de)生產效率。

       ;實踐證明，對于金剛(gang)石原料(liao)的(de)破碎來說，裝填系數般為0.45較好。球(qiu)料(liao)之比為4:1為宜。

       當裝填(tian)系數確定后，裝球量可用下式計算，

       G = 3.77φD2L

       式中，G為(wei)裝(zhuang)球重量(liang)(噸):φ為(wei)裝(zhuang)填(tian)系數(φ=0.4~0.5)；D為(wei)筒體直徑(jing)(m)；L為(wei)筒體長度(m)。

       3、鋼球直徑及配比

       為了(le)更有(you)效(xiao)地(di)粉碎金剛石(shi)，當(dang)球(qiu)(qiu)(qiu)磨機裝(zhuang)填系數及裝(zhuang)球(qiu)(qiu)(qiu)量(liang)確定后(hou)，還應選(xuan)擇(ze)不同直徑(jing)的(de)(de)鋼(gang)(gang)球(qiu)(qiu)(qiu)按比(bi)例配(pei)裝(zhuang)才能獲(huo)得較好(hao)(hao)的(de)(de)顆粒(li)形狀和(he)較快(kuai)的(de)(de)破(po)碎整(zheng)形效(xiao)率。一般來(lai)說，大鋼(gang)(gang)球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)破(po)碎效(xiao)果好(hao)(hao)，小(xiao)鋼(gang)(gang)球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)整(zheng)形效(xiao)果好(hao)(hao)。通過直徑(jing)不同的(de)(de)鋼(gang)(gang)球(qiu)(qiu)(qiu)配(pei)比(bi)方案，可以很(hen)好(hao)(hao)的(de)(de)解決效(xiao)率和(he)品質間的(de)(de)矛(mao)盾。裝(zhuang)填的(de)(de)鋼(gang)(gang)球(qiu)(qiu)(qiu)最大直徑(jing)按下式計算:

       式中，d球(qiu)為(wei)鋼球(qiu)最大直徑(mm); d給礦(kuang)(kuang)為(wei)給礦(kuang)(kuang)粒度的(de)最大尺寸(mm)；d排礦(kuang)(kuang)為(wei)最終產品粒度(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(guo)程中，濕法(fa)(fa)破(po)碎較干(gan)(gan)法(fa)(fa)破(po)碎的效(xiao)果更佳。因(yin)為當干(gan)(gan)法(fa)(fa)破(po)碎到一定(ding)細(xi)度(du)時容易出現(xian)粘壁(bi)現(xian)象，降(jiang)低粉碎效(xiao)果；濕法(fa)(fa)破(po)碎，原(yuan)料始終以料漿形式存在，易于增(zeng)加細(xi)粒度(du)的比例。

       為(wei)了(le)控制粒度(du)比例，當需要生產更多細(xi)粒度(du)微(wei)粉時，應采用分段破碎(sui)(sui)，尤(you)其是(shi)濕法分段破碎(sui)(sui)更好。這樣既可以避免物(wu)料的(de)過(guo)份破碎(sui)(sui)現(xian)象，又達到(dao)在破碎(sui)(sui)過(guo)程按強度(du)分段。這是(shi)因為(wei)先(xian)碎(sui)(sui)的(de)是(shi)強度(du)低、質(zhi)量(liang)差的(de)金剛石(shi)，后破碎(sui)(sui)的(de)是(shi)強度(du)高、質(zhi)量(liang)好的(de)金剛石(shi)。

       三、氣流粉碎

       還有一種(zhong)破(po)碎(sui)(sui)法是(shi)(shi)氣流(liu)粉(fen)(fen)(fen)碎(sui)(sui)機(ji)破(po)碎(sui)(sui)法，氣流(liu)粉(fen)(fen)(fen)碎(sui)(sui)機(ji)是(shi)(shi)以(yi)壓(ya)縮(suo)空氣為(wei)工作(zuo)介質，壓(ya)縮(suo)空氣通過特殊(shu)的(de)超音(yin)速噴嘴(zui)向粉(fen)(fen)(fen)碎(sui)(sui)室高(gao)(gao)速噴射(she)，該氣流(liu)攜帶物料(liao)高(gao)(gao)速運動，使(shi)物料(liao)與物料(liao)之間產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)強烈碰撞、摩擦與剪切(qie)從而(er)達到粉(fen)(fen)(fen)碎(sui)(sui)的(de)目的(de)。當(dang)作(zuo)用在顆(ke)(ke)粒上的(de)力大(da)于它的(de)破(po)壞應力時就(jiu)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)破(po)碎(sui)(sui)。高(gao)(gao)速沖擊碰撞使(shi)顆(ke)(ke)粒產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)體(ti)積破(po)碎(sui)(sui)，而(er)剪切(qie)和(he)研(yan)磨作(zuo)用則使(shi)顆(ke)(ke)粒產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)表面破(po)碎(sui)(sui)。這種(zhong)破(po)碎(sui)(sui)方式對金剛石(shi)微(wei)粉(fen)(fen)(fen)的(de)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)是(shi)(shi)很有利(li)的(de),因為(wei)可以(yi)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)出(chu)比較(jiao)理想的(de)顆(ke)(ke)粒形狀。氣流(liu)粉(fen)(fen)(fen)碎(sui)(sui)機(ji)最大(da)的(de)優點(dian)是(shi)(shi)不(bu)受機(ji)械線速度的(de)限(xian)制(zhi)，能(neng)夠產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)很高(gao)(gao)的(de)氣流(liu)速度,特別(bie)是(shi)(shi)超音(yin)速氣流(liu)粉(fen)(fen)(fen)碎(sui)(sui)機(ji)能(neng)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)數倍(bei)于音(yin)速的(de)流(liu)速，因而(er)能(neng)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)巨大(da)的(de)動能(neng)，比較(jiao)容易獲(huo)得微(wei)米級(ji)和(he)亞微(wei)米級(ji)的(de)超細(xi)粉(fen)(fen)(fen)體(ti)。