RU2172294C2 - Способ электрохимической рекуперации алмазов - Google Patents
Способ электрохимической рекуперации алмазов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2172294C2 RU2172294C2 RU99125033A RU99125033A RU2172294C2 RU 2172294 C2 RU2172294 C2 RU 2172294C2 RU 99125033 A RU99125033 A RU 99125033A RU 99125033 A RU99125033 A RU 99125033A RU 2172294 C2 RU2172294 C2 RU 2172294C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- duration
- current
- recuperation
- electrochemical
- diamond
- Prior art date
Links
- 239000010432 diamond Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 18
- 230000002950 deficient Effects 0.000 abstract description 5
- 238000002161 passivation Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 7
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 229910001510 metal chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электрохимической рекуперации алмазов и сверхтвердых материалов из отработанного и бракованного инструмента, в частности буровых коронок и долот. Способ основан на прицепе анодного растворения металла матрицы алмазного инструмента в растворе электролита при периодическом прохождении импульсов биполярного тока обратной полярности. Продолжительность импульса составляет 0,1 - 0,2 от продолжительности периода тока в сети. Длительность t электрохимической рекуперации определяют по зависимости 
где D1, D2 - диаметры алмазного инструмента, соответственно наружной и внутренний; h - высота обнажения алмаза, К - коэффициент, учитывающий влияние периодического измельчения тока на длительность рекуперации (К=0,6 - 0,9); β - коэффициент пропорциональности (β=0,1 - 1,4); J - сила тока. Технический результат: повышение скорости анодного растворителя металла матрицы алмазного инструмента в условиях пассивации металла и снижение непроизводительности затрат электроэнергии. 2 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к электрохимической рекуперации алмазов и сверхтвердых материалов из отработанного и бракованного инструмента, в частности буровых коронок и долот.
Известен способ электрохимической рекуперации алмазов и сверхтвердых материалов из отработанного и бракованного инструмента /см. Г.А.Безалий. Об интенсификации процесса электрохимической рекуперации СТМ из отработанного и бракованного инструмента на металлической основе. В сб. Научные труды ИСМ АН УССР, 1984 г./. Этот способ основан на принципе анодного растворения металла матрицы алмазного инструмента в малоактивном к металлу электролите /растворе серной кислоты/.
Недостатком этого способа является низкая скорость анодного растворения металла матрицы алмазного породоразрушающего инструмента.
Наиболее близким по технологической сущности является способ электрохимической рекуперации алмазов из алмазного бурового инструмента /коронок и долот/, основанный на принципе анодного растворения металла матрицы алмазного инструмента в растворе активного к металлу электролита /раствор поваренной соли/ при прохождении через него постоянного электрического тока /см. Справочное руководство мастера геологоразведочного бурения. Л. Недра - 1983 г., с. 219 /. Алмаз при этом как диэлектрик не растворяется, чем обусловлено его обнажение. При этом способе скорость анодного растворения металла матрицы более высокая, чем у вышеописанного аналога.
Недостатком этого способа электрохимической рекуперации алмазов является невозможность повышения скорости анодного растворения металла матрицы в условиях пассивации металла и непроизводительные затраты электроэнергии.
Предлагаемое техническое решение направлено на повышение скорости анодного растворения металла матрицы алмазного инструмента в условиях пассивации металла за счет повышения положительной поляризации пассивированного металла матрицы и снижения непроизводительных затрат электроэнергии.
В предлагаемом способе электрохимической рекуперации алмазов, основанном на принципе анодного растворения металла матрицы алмазного инструмента в растворе электролита при прохождении электрического тока, анодное растворение осуществляют при периодическом прохождении импульсов биполярного тока обратной полярности. Продолжительность импульса составляет 01 - 0,2 от продолжительности периода тока в сети. Длительность электрохимической рекуперации "t" определяют по зависимости:
где D1, D2 - диаметры алмазного инструмента, соответственно наружный и внутренний,
h - высота обнажения алмаза,
k - коэффициент, учитывающий влияние периодического изменения тока на длительность рекуперации /K = 0,6 - 0,9/,
β - коэффициент пропорциональности
/ β = 0,1 - 1,4/,
J - сила тока.
где D1, D2 - диаметры алмазного инструмента, соответственно наружный и внутренний,
h - высота обнажения алмаза,
k - коэффициент, учитывающий влияние периодического изменения тока на длительность рекуперации /K = 0,6 - 0,9/,
β - коэффициент пропорциональности
/ β = 0,1 - 1,4/,
J - сила тока.
Благодаря тому, что процесс анодного растворения осуществляется при прохождении периодических импульсов биполярного тока обратной полярности, обеспечивается растворение металла матрицы при пассивации в активном режиме за счет достижения высокой положительной поляризации запассивированного металла матрицы, когда наблюдается заметное увеличение скорости его растворения, вызванное его перенасыщением и переходом в транспассивное состояние.
Растворение в транспассивном состоянии возможно лишь при потенциале, более положительном, чем потенциал выделения кислорода, что возможно достигнуть через область активированного растворения при поляризации. Применение периодического импульсного биполярного тока обратной полярности позволяет решить этот вопрос, в результате чего улучшается удаление продуктов растворения из приэлектродной зоны, повышается плотность тока, уменьшается нагрев электролита и значительно снижается расход электроэнергии на электролиз.
Вследствие того, что продолжительность импульса составляет 0,1 - 0,2 от продолжительности периода тока сети, устанавливается допустимая рациональная продолжительность периода анодного растворения в неподвижном электролите, что позволяет повысить скорость анодного растворения.
Растворение металла матрицы алмазного инструмента происходит как анодное, так как 80% времени на растворяемую матрицу действует ток положительной полярности и только 20% времени отрицательной полярности (см. фиг. 1 - кривая тока). Под положительной составляющей тока принимаем ток, текущий в цепи при положительном потенциале на алмазной коронке, т.е. во время t1, а под отрицательной составляющей - при отрицательном потенциале на коронке, т.е. во время t2. В процессе растворения коронка становится то анодом (t1), то катодом (t2). В течение времени (t1) происходит растворение, а во время (t2) осуществляется депассивация коронки.
Экспериментами в Тульском НИГП установлено, что если продолжительность импульса составляет менее 0,1 от продолжительности периода тока сети наблюдается падение скорости анодного растворения металла. При увеличении продолжительности импульса более 0,2 от продолжительности периода тока сети скорость анодного растворения металла остается постоянной. Поэтому оптимальная продолжительность импульса составляет 0,1 - 0,2 от продолжительности периода тока сети.
Благодаря тому, что длительность электрохимической рекуперации "t" рассчитывают по зависимости, определяется оптимальное значение этой длительности, что обеспечивает условия предупреждения возможности растворения слоя, не содержащего алмазы, и этим самым снижаются непроизводительные затраты электроэнергии.
На чертеже изображена установка для осуществления описываемого способа. Установка содержит транспортер 1, управляемый выпрямитель 2 со схемой управления 8, провода 3, изолирующую подставку 4, алмазные коронки 5, электролит 6, изолятор 7 (см. фиг. 2).
Предлагаемый способ электрохимической рекуперации алмазов осуществляется следующим образом.
В качестве электролита используется 10%-ный раствор поваренной соли NaCl, плотность тока составляет 1,5 А на 1 см2 торца коронки. При электрохимической рекуперации алмазного инструмента (коронок), матрица которого содержит до 45% меди по весу, переменный электрический ток от трансформатора 1 поступает на выпрямитель 2 с управляемой схемой 8, преобразовывается в периодический импульсный биполярный ток обратной полярности с продолжительностью импульса, составляющей 0,1 - 0,2 продолжительности периода тока сети, который при прохождении через металл (медь) матрицы алмазной коронки 5, погруженной в электролит 6, благодаря повышению положительной поляризации его интенсивно растворяет металл. При этом во время t1 происходит растворение, а во время t2 - депассивация коронки. Вследствие чего значительно сокращается длительность электрохимической рекуперации t, определяемая по вышеприведенной зависимости. При подсчете длительности рекуперации по этой зависимости параметры должны быть приведены со следующими размерностями:
D1, D2, h - в метрах (м), J - в Амперах (A), а β = (0,1 - 1,4) м3/A•c,
В таблице приведены данные по расчетной длительности рекуперации и скорости растворения матрицы отработанных алмазных коронок типа 01А3-76.
D1, D2, h - в метрах (м), J - в Амперах (A), а β = (0,1 - 1,4) м3/A•c,
В таблице приведены данные по расчетной длительности рекуперации и скорости растворения матрицы отработанных алмазных коронок типа 01А3-76.
Как видно из данных таблицы, при рекуперации матриц одного и того же состава и одинаковой высоты скорость растворения по предлагаемому техническому решению в 1,7 раза выше, чем с применением способа рекуперации по аналогу.
Заявленное техническое решение может быть осуществлено при помощи описанных в заявке средств.
Технико-экономическая эффективность предлагаемого технического решения заключается в повышении производительности процесса рекуперации алмазов из отработанного и бракованного инструмента на 30-50%.
Claims (1)
- Способ электрохимической рекуперации алмазов, основанный на принципе анодного растворения металла матрицы алмазного инструмента в растворе электролита при прохождении электрического тока, отличающийся тем, что анодное растворение осуществляют при периодическом прохождении импульсов биполярного тока обратной полярности, при этом продолжительность импульса составляет 0,1 - 0,2 от продолжительности периода тока в сети, а длительность t электрической рекуперации определяют по зависимости
где D1, D2 - диаметры алмазного инструмента, соответственно наружный и внутренний;
h - высота обнажения алмаза;
k - коэффициент, учитывающий влияние периодического изменения тока на длительность рекуперации (k=0,6-0,9);
β - коэффициент пропорциональности (β=0,1-1,4);
J - сила тока.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99125033A RU2172294C2 (ru) | 1999-11-29 | 1999-11-29 | Способ электрохимической рекуперации алмазов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99125033A RU2172294C2 (ru) | 1999-11-29 | 1999-11-29 | Способ электрохимической рекуперации алмазов |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2172294C2 true RU2172294C2 (ru) | 2001-08-20 |
| RU99125033A RU99125033A (ru) | 2001-09-20 |
Family
ID=37944300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99125033A RU2172294C2 (ru) | 1999-11-29 | 1999-11-29 | Способ электрохимической рекуперации алмазов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2172294C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1312686A3 (de) * | 2001-11-14 | 2003-10-08 | H.C. Starck GmbH | Verfahren zum elektrochemischen Aufschluss von Superlegierungsschrotten |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1528727A1 (ru) * | 1987-11-12 | 1989-12-15 | Институт сверхтвердых материалов АН УССР | Способ рекуперации алмазов |
| RU2062252C1 (ru) * | 1989-12-18 | 1996-06-20 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Методики И Техники Разведки | Способ извлечения алмазов и твердосплавных компонентов из алмазоносной матрицы инструмента |
| RU2120406C1 (ru) * | 1996-04-12 | 1998-10-20 | Белорусский государственный технологический университет | Способ рекуперации алмазов из некондиционного абразивного и режущего инструмента на основе бронзовой связки |
-
1999
- 1999-11-29 RU RU99125033A patent/RU2172294C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1528727A1 (ru) * | 1987-11-12 | 1989-12-15 | Институт сверхтвердых материалов АН УССР | Способ рекуперации алмазов |
| RU2062252C1 (ru) * | 1989-12-18 | 1996-06-20 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Методики И Техники Разведки | Способ извлечения алмазов и твердосплавных компонентов из алмазоносной матрицы инструмента |
| RU2120406C1 (ru) * | 1996-04-12 | 1998-10-20 | Белорусский государственный технологический университет | Способ рекуперации алмазов из некондиционного абразивного и режущего инструмента на основе бронзовой связки |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| БЛИНОВ Г.А. и др. Справочное руководство мастера геологоразведочного бурения. - Л.: Недра, 1983, с.219. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1312686A3 (de) * | 2001-11-14 | 2003-10-08 | H.C. Starck GmbH | Verfahren zum elektrochemischen Aufschluss von Superlegierungsschrotten |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1276906C (en) | Low temperature alumina electrolysis | |
| CN103540961B (zh) | 一种电解轻稀土金属或合金的电解槽及方法 | |
| CN103773959B (zh) | 一种电化学法回收处理低钴WC-Co硬质合金废料的方法 | |
| TW200420505A (en) | Method for producing mixed electrolyzed water | |
| US20050139474A1 (en) | Electrochemical cell for metal production | |
| RU2172294C2 (ru) | Способ электрохимической рекуперации алмазов | |
| CN105473766B (zh) | 用于使用铝电解器获得熔体的电解质 | |
| AU659247B2 (en) | Cell for the electrolysis of alumina preferably at low temperatures | |
| Sibert et al. | Electrodeposition of titanium on base metals | |
| Zhuzian et al. | Studies on anode effect in molten salts electrolysis | |
| US4416746A (en) | Bipolar refining of lead | |
| Haarberg et al. | Depolarised gas anodes for aluminium electrowinning | |
| CN106835233B (zh) | 耐磨、防腐蚀的铝合金钻杆制备方法及制得的铝合金钻杆 | |
| US4595466A (en) | Metal electrolysis using a low temperature bath | |
| Kongstein et al. | Electrorefining of silicon in molten calcium chloride | |
| CN117831817A (zh) | 一种氟锂铍熔盐体系稀土裂变产物的分离方法 | |
| JPS5938311B2 (ja) | フッ素の製造方法 | |
| SE8002797L (sv) | Forfarande och anordning for elektrolytisk utfellning av aluminium | |
| JPS5923888A (ja) | 海水から塩素又は次亜塩素酸塩を製造する方法 | |
| US3635805A (en) | Working of metal bodies | |
| CA1114769A (en) | Process for electrolytically producing aluminum | |
| JPS5662989A (en) | Method for electrodeposition of lead dioxide onto anode plate surface incorporated in electrolytic bath | |
| JP7042641B2 (ja) | アルミニウム箔の製造方法および製造装置 | |
| RU2169211C1 (ru) | Способ получения магния и хлора электролизом расплавленных солей | |
| Haarberg | Formation of metal fog and dissolved metals during electrodeposition from molten salts |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111130 |