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行业新闻

回收沥青产品合成工艺的要求

发布日期:2019-03-19 21:55 浏览次数:
  回收沥青合成技术的关键是年轮模具,合成所需要的对中性、同步性与稳定性均由模具解决,因而模具的形状复杂,制造精度要求高,价格昂贵。例如深圳亚洲公司的反应腔体直径450mm的高压缸重310kg需要5万美元,年轮模具需60万人民币。年轮模具核心部件硬质合金压缸,单个重量大,25MN的两面顶超高压装置用硬质合金高压缸30~50kg/个;60MN的两面顶超高压装置用压缸为150~200kg/个,00MN的两面顶超高压装置用压缸为300kg/个以上。如此大的部件若制造质量不稳定,寿命低,将直接造成合成金刚石成本上升。高压缸即使不"放炮"、裂缸,其使用寿命也要受到高压模具塑性变形的限制,一个高压缸寿命上3000次者已属罕见。因此,高压缸不仅昂贵且寿命短,导致其产品成本居高不下。此外,用两面顶装置生产金刚石初期投入大,见效慢。据说, De beers公司研发投入50多亿美元,GE公司30多亿美元。这就不难理解为什么世界上成功研究两面顶合成技术的公司不多。由此可见,两面顶合成技术难度大、投入大,技术、资金市场准入门檻高,这就决定了它的发展规律绝不会像六面顶技术那样遍地开花。也正因为这样,回收沥青技术的发展才使得目前我国人造金刚石占据世界人造金刚石中、低档产品的大部分市场,并正在逐步占领中、高档产品的市场。另外,年产量令某些两面顶技术强国望而生畏,并迫使他们退守高档金刚石产品市场,而且明显看出他们已在慢慢退出整个市场。
  国内在高压合成腔体大型化初期,专家们遇到的最重要问题是硬质合金模具不过关。解决的一个重要途径是合成腔的多面化,即采用四面顶、六面顶、八面顶等。多面化的最大优点是模具(顶垂)可变小,制造容易,性能有保证。所以从我国当时工业制造水平上来看,采用六面顶技术本身就是一种发展。六面顶设备有铰链式、拉杆式、滑块式等不同结构,我国超硬材料工业生产普遍采用铰链式六面顶超高压设备20世纪60年代至80年代6×6MN六面顶合成设备一直统治着行业,金刚石的质量和产量与国外两面顶技术相比相差甚远,铰链式六面顶技术开始受到怀疑,因而两面顶技术曾受国家有关部门重视,开始被大量引进,投资强度与日俱增,引进技术更加全面。然而,好景不长,引进的两面顶技术都相继停产。以陈启武和方啸虎教授等为首的一批超硬材料专家认真研究了两种超高压技术的特点,指出两面顶技术存在"先天性不足",而六面顶技术是"后天待调",并大力倡导六面顶高压技术,走自力更生发展道路。其研究成果《423mm腔体金刚石合成工艺》《回收沥青合成工艺的研究》与6×8~6×12MN超高压设备的匹配,淘汰了6×6MN的六面顶设备,其间经历了约8~10年的时间,这是我国六面顶高压技术发展的第一个里程碑。陈启武教授在总结23mm腔体金刚石合成工艺的基础上,继而又提出了发展我国国产六面顶超高压设备大型化的几点意见,并于1996年在河南黄河实业集团公司组织五部委20余人的攻关专家组研制新型国产UDS-1型大型高压合成装备。黄河实业集团公司UDS-I型大型高压合成装备研制成功及3omm腔体金刚石合成工艺的成功应用,创造了明显的经济效益,在行业中产生了重要影响,一次掀起了设备大型化的高潮。在全国各科研单位、教学单位,特别是企业单位的大力推动下,大型六面顶超高压设备高压缸径从Φ420mm、小60mm,00mm、4560mm、b60mm,650mm,目前最大已经发展到Φ880mm,高压合成腔体直径从430mm逐步扩大到452mm以上,并有进一步扩大的趋势,树立了我国六面顶高压技术发展的新里程碑。
  目前,全国大约有近5000余台六面顶超高压设备,而且每年以300-500台以上的速率增加。生产金刚石年产量到2008年已达50亿一55亿克拉,其中400mm以上高压缸设备台数已有4000多台,大型六面顶超高压设备生产金刚石年产量已经占据全国金刚石生产的主导地位。显然,如果中国没有六面顶合成技术,高压合成金刚石只是温室中的一朵花,还得引入外国技术来培植,也绝不会形成今天千军万马的局面,我国超硬材料行业也不可能有今天这样的高速发展。粉末触媒工艺大面积推广应用,就是行业原辅材料研究方面的一个成功例证。由于粉末触媒工艺合成金刚石不但具有产量高、质量好,面且具有资源可重复利用等特点。据估算,生产1亿克拉金刚石需消耗片状触媒200吨左右,而同样合成1亿克拉金刚石仅需粉末触媒70吨左右。因此使用粉末触媒合成工艺,可使触媒使用量降低一半以上,节省大量Ni、Co等贵重金属资源,降低生产成本近年来,我国在粉末触媒合成粗颗粒高强度和细颗粒高品质金刚石研究方面取得突破,恰逢这几年我国大吨位大腔体六面顶超高压设备得到大力发展和触媒材料价格大幅上涨,给粉末触媒工艺的推广带来良好的契机,使粉末触媒的销量快速上升。2004年片状触媒生产的金刚石20亿克拉左右,粉末触媒生产的金刚石约10亿克拉,用量达700吨左右,仍占主导地位。但从2004年上半年的发展趋势看,粉末触媒生产的金刚石已超出了片状触媒。预计2004年粉末触媒将步入快速发展阶段,全面取代片状触媒。
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