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invention
Fédération de Russie Patent RU2111104
PROCÉDÉ meuler et polir des objets minéraux

MÉTHODE meulage et le polissage des objets minéraux. ORNAMENTS. BIJOUX. GOLD. PLATINUM. DIAMOND. Diamonds. SAVOIR-FAIRE. TRAITEMENT. Cut. GEM. INTRODUCTION. BREVETS. TECHNOLOGIE.

Invention. MÉTHODE meulage et le polissage des objets minéraux. Fédération de Russie Patent RU2111104

Nom du demandeur: Radko Lydia V.
Nom de l'inventeur: Radko Lydia V.
Le nom du titulaire du brevet: Radko Lydia V.
Adresse de correspondance:
Date de début du brevet: 19.12.1995

L'invention peut être utilisée pour le traitement de surface des sections polies géologiques et minéralogiques en laboratoire, mais aussi dans le meulage et le polissage de pierres semi-précieuses et les bijoux. la surface traitée de la matière minérale pré-saturée avec de l'hydrogène, puis utiliser un activateur chimique (HA). Lorsque cette condition est choisi parmi HA, ils génèrent réaction exothermique locale qui conduit à la dégradation physique et chimique pièce.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

L'invention concerne le traitement de la surface des sections polies des techniques géologiques et minéralogiques en laboratoire, mais aussi à la technologie de broyage et de découpe de pierres ornementales et des bijoux.

procédé connu de traitement d' objets minéraux à l' aide d' un matériau abrasif (oxyde de fer, oxyde de chrome, du corindon, du nitrure de bore, le carbure de silicium, diamant, etc.), dans lequel le but du processus d'activation de la pâte de polissage introduire divers additifs chimiques (par exemple l'acide oléique, et bicarbonate de soude). Dans cette méthode de traitement, le processus est dominé par mécanique des irrégularités de surface de traitement des perturbations à l'aide de grains abrasifs, alors que l'efficacité de l'action chimique est faible adjuvants: lors du retrait de la pâte à polir de l'objet de polissage abrasif arrête, alors que l'exclusion des activateurs chimiques coller détériore quelques qualité de polissage. Par conséquent, en augmentant la dureté de l'objet en cours de traitement des performances de traitement du minerai diminue, d'observer, par exemple, par traitement du diamant.

et décrit un procédé d'abrasifs objets minéraux de broyage (SU, Certificat de Inventor 538014, cl. C 09 G 1/02, 1976), selon laquelle , dans le but d'accroître la productivité des cordons d'outils substances injectées sont des activateurs chimiques du processus.

Le but de l'invention est d'augmenter la productivité de meulage et le polissage des objets minéraux durs , en augmentant l'efficacité de l' action chimique de l'objet.

Ce problème est résolu comme suit: la surface traitée est d' abord saturée avec du minéral d'hydrogène, puis , dans le processus de broyage et / ou de polissage en utilisant un activateur chimique (CA) capable de générer de la chaleur lors de la réaction locale est exothermique, conduisant à des agressions physiques et chimiques de la surface minérale.

L'essence de la méthode proposée est de broyage et de polissage dans un impact à deux étages sur la surface:

a) une étape de préparation, et la saturation forcée associée et des surfaces diffuses traitées avec de l'hydrogène, ce qui entraîne une diminution de la dureté minérale à une profondeur donnée, qui peut varier entre 0.5-250 microns;

b) la phase de l'opération principale est XA chimique et la destruction thermique de la surface préparée dans les zones locales où l'effet thermique du travail mécanique du grain abrasif est un stimulateur d'une réaction chimique, brisant la surface. HA ingrédients choisis parmi les conditions de gravure chimique efficace de la surface de la matière minérale. Le pourcentage de mélange HA est calculé selon les lois de la cinétique chimique et la méthode de la thermodynamique de trouver le rendement du produit objet fracture minérale extrême.

Pour certains de minéraux des installations de traitement des deux étapes peuvent être combinées, ce qui se manifeste le plus clairement dans le traitement du diamant.

Pour la mise en oeuvre du procédé et faire fonctionner les méthodes étapes suivantes:

1. La surface de l'objet à traiter est saturée avec de l'hydrogène, qui est effectuée par des méthodes connues:

a) L'objet est maintenu dans une atmosphère d'hydrogène moléculaire à des températures élevées t> 100 o C et une pression élevée P> 100 bar;

b) l'objet est maintenu en tant que cathode à sa saturation avec de l'hydrogène moléculaire pendant l'électrolyse (par exemple, l'eau);

c) la surface de l'objet saturée de force avec de l'hydrogène atomique pendant le bombardement rapide de sa surface de 0,5 - 5 protons MeV ou des atomes d'hydrogène. A cet effet, courant fort (plasma) sources d'ions d'hydrogène ou des atomes mis au point dans la technologie de l'accélérateur. La limite d'énergie supérieure de 5 MeV occurrence limité de réactions nucléaires non désirées, le fond - une diminution de la saturation de la profondeur à une valeur d'environ 1 micron.

Le gaz d'hydrogène a une capacité de diffusion élevée; la réactivité de l' hydrogène atomique est supérieur à l' échelle moléculaire , car les liaisons moléculaires de rupture H 2 nécessite de l' énergie 104 kcal / mol. Le degré de saturation pour produire l'existence de changements de surface visuels associés à la formation de deffektov ou la vitesse de l'énergie spécifique de la réaction d'oxydation de l'hydrogène stocké. Afin d' améliorer l'activité de l' hydrogène comme réaction en utilisant des catalyseurs activateurs Ni, Pd, etc., et les bronzes de tungstène. Hydrures d' aluminium ou de AlH3, CaH 2 et de calcium, qui , lorsqu'il est chauffé générant de l' hydrogène atomique.

2. Sélectionnez l'activateur chimique - oxydant d'hydrogène (par exemple, l'oxygène et le fluor)

a) utilisé comme KNO de potassium activateur d'oxygène du nitrate 3 ou NaNO 3 sodium stabilisé par le chlorate de potassium KCIO3 sel ou le permanganate de potassium KMnO 4 qui libèrent de l' oxygène en cas de chauffage:

KNO KNO 3 = 2 + O

NaNO 3 = NaNO 2 + O

KClO 3 = KClO 2 + O

L'action de l'activateur d'oxygène est montré dans les réactions d'oxydation thermique:

2H 2 + O 2 = 2H 2 O + 137 kcal

2H + O = H 2 O + 230 kcal

6) Comme l'activateur utilisé fluorhydrates fluor KF de potassium · nHF (où n = 1, 2, 3) qui sont séparés par chauffage du fluorure d'hydrogène, et l' électrolyse de la masse fondue (t pl <250 ° C) - Etape F. fluoro activateur du fluor apparaissent Les réactions thermiques avec du fluorure d'hydrogène et de l'aluminium [4 et 5]

H 2 + F 2 = 2HF + 130 kcal

2Al + 3F 2 + 3 = 2AlF 421 kcal

et une réaction d'oxydation du silicium pour former du tétrafluorure de silicium volatil:

SiO 2 + 4F = SiF 4 + O 2

Si + 4F = SiF4

SiO 2 + 4HF (+ humidité) = SiF 4 + 2H 2 O (comme de nombreux minéraux contiennent du silicium).

3. Sélectionner activateur thermique (par exemple, Al, S, C);

a) l'activateur thermique Al obtenu par décomposition thermique de l'hydrure d'aluminium. Son effet est l'oxydation avec de l'oxygène et de fluor:

4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3 + 400 kcal

4Al + 3F = 2 , 2Al 2 O 3 + 420 kcal

et autres (aluminothermie) réactions.

6) l'activateur thermique soufre S sont impliqués dans la réaction d'oxydation de l'aluminium:

2Al + 3S = Al 2 S 3 + 170 kcal

a) l'activateur thermique - carbone (graphite, carbone) C est impliquée dans les réactions d'oxydation locale avec de l'oxygène et du soufre (réaction totale «poudre noire»):

2KNO 3 + 3C + S = N 2 + 3CO 2 + K 2 S + 147 kcal

Comme activateur utilisé et de la (haute teneur en calories) thermique d' hydrocarbures de poids moléculaire élevé , tels que l' anthracène C 14 H 10 (1685 kcal / mol), de l' acide stéarique C 18 H 36 O 2 (2695 kcal / mol) et d' autres.

4. Sélectionnez activateur d'alumine capable de traduire des composés solubles dans l'alumine:

a) le pyrosulfate de potassium K 2 S 2 O 7:

Al 2 O 3 + 3 K 2 S 2 O 7 = Al 2 (SO 4)3 + 3 K 2 SO 4

6) Natriyuglekislaya soude Na 2 CO 3:

Al 2 O 3 + Na 2 CO 3 = 2NaAlO 2 + CO 2,

(Autant de minéraux contiennent Al 2 O 3).

activateur thermique (solide) est en mesure d'identifier le nombre d'énergie spécifique (local) que l'activateur chimique gazeux.

5. Sélectionnez le support HA (par exemple, amorphe Al 2 O 4, poudre de SiO 2 microlite et al.), Dont la tâche est de sélectionner activateurs concentration HA sur la composition chimique de l'objet étant terre, et une suppression des indésirables des réactions en chaîne activateur.

6. calcule la combinaison admissible du mélange réactionnel des conditions HA correspondant à l'effet de l'énergie totale (y compris les réactions secondaires possibles exothermiques et endothermiques et des conditions de chaleur) et d'accord sur l'effet global de l'énergie à partir des paramètres d'énergie de la surface traitée. Le règlement de la HA considérer la version originale du mélange (IVS), qui précisent la composition finale à la suite de l'expérience.

Ils opèrent dans un appareil pour broyer une application XA quelques modifications (ITR), comme choisi chimiquement stable à ce IVS matériau abrasif et abrasif dans le ligament outil abrasif, puis procéder à l'affinement de la composition HA expérimentale (en mesurant la performance de meulage).

La réaction chimique entre les composants de HA et l'interaction des produits de réaction à partir de la surface traitée se produit uniquement lorsque la zone locale et la surface du sol une certaine température critique initiale du mélange (t> 100 ° C pour l' activateur chimique et soit t> 300 ° C pendant thermique). Ces conditions sont obtenues dans le processus de broyage et en raison du travail mécanique effectué par l'outil de travail dans la destruction de la partie de surface de traitement local (ou des grains abrasifs), soit par l'énergie de la décharge électrique excité dans l'espace de travail. Dans la méthode proposée, l'effet thermique du travail du grain abrasif Q 0 est utilisé uniquement comme un mécanisme permettant de déclencher une action XA, qui permet d'augmenter les performances de traitement et de réduire les exigences de la dureté mécanique des grains, en les remplaçant par l'exigence de la résistance réfractaire et chimique au mélange appliqué de HA.

Comme exemple spécifique, l'évaluation de l'application HA, considérons le problème de polissage de diamants, qui est le plus difficile à cause de la dureté du minéral et des identités de limitation utilisé dans la pratique de la composition chimique et la structure physique de l'objet à traiter et abrasif (diamant diamant poli).

le mode de traitement du diamant d'étude indique que l'action abrasive de la poudre de diamant sur la surface au sol du diamant (au moins partiellement) réduit la résistance chimique due à une augmentation locale de la température, la graphitisation du diamant dans la région de la surface du graphite et de l'oxydation par l'oxygène atmosphérique. L'idée d'utiliser HA (pour le diamant) est d'obtenir le même effet par des réactions thermiques locales dans diverses microareas surface de traitement diamant.

L' évaluation de l' application HA (dans le cas du diamant) commencent à remplacer le abrasif en diamant autre que du diamant, qui est choisi, par exemple, fusionné Al 2 O 3. L'activateur chimique est utilisé comme l'hydrure d'aluminium AlH3 et du nitrate de potassium KNO 3 comme charge - amorphe Al 2 O 3. Considérons ensuite la réaction de type HA {1}, {2}, {6}, en utilisant un programme informatique qui permet d' estimer la dépendance temporelle de l'effet thermique et le dégagement de CO 2, CO, ce qui entraîne un mélange du composant HA (sur la base de la géométrie plane , et les effets indésirables) pour diverses les valeurs de concentration de masse des composants initiale P i = P i (t) et qk = qk (t) , - les composants réactionnels résultants:

Q 0 (t) + p 1 · Al 2 O 3 + P 2 · AlH 3 + p 3 · KNO 3 + p 4 .H + p 5 · C = Q 1 · CO + q 2 · CO 2 + q 3 · al 2 O 3 + ....... + Q (t)

Le programme calcule les choix possibles p i de la condition d'extremum: .

t. e. de la condition d' au maximum l' oxydation du diamant T. total du temps de réaction, par exemple, l' un des maxima relatifs de la fonction F se produit à T = 34 ms, p 1 (0) = 0,0722, P 2 (0) = 0, 0637, p 3 (0) = 0,864, p 4 (0) = 0,0001, p 5 (0) = 0. la figure montre le calcul du temps de départ concentration dépendance de graphite p 5 (t), T (t) et la température du mélange rendement total gazeux produits q (t) = q 1 (t) + q 2 (t) pour ce cas. résidu non oxydé graphite est éliminé dans le processus de polissage (indiquée par la température de graphitisation croix).

REVENDICATIONS

Procédé de broyage de minéraux abrasifs et de polissage des objets, qui utilise un activateur chimique, caractérisé en ce que la surface pré-traitée a été saturée avec du minéral d'hydrogène et un activateur chimique est choisi parmi la condition qu'ils génèrent réaction exothermique locale conduisant à une dégradation de la surface de traitement physico-chimique.

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Date de publication 02.01.2007gg