目前，最常見的金剛石微粉是將人造金剛石通過破碎、提純、分級等工藝生產(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粒度的含量。不同的破碎方法會得到不同的破碎效果。科學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

       一、球磨機干磨法工藝控制點

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

       1、球磨機轉(zhuǎn)速

       球磨機的合理轉(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，鋼球被帶動沿筒壁上升的距離愈高。通過鋼球下落時的碰撞和沖擊作用對金剛石原料進行破碎，鋼球下落時的碰撞和沖擊作用愈強破碎效率也愈高。然而，當筒體轉(zhuǎn)速達到某一臨界值，離心力大于鋼球自身重量時，鋼球就無法脫離筒體而隨筒一起轉(zhuǎn)動，此時球磨機就失去破碎的作用，即等于球磨機沒有做功。反之，當球磨機轉(zhuǎn)速較低時，鋼球被帶動沿筒壁上升的距離愈短，這時鋼球主要靠擠壓和摩擦對金剛石原料發(fā)生作用，對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)。但球磨機轉(zhuǎn)速過低時，球、料不能提升到一定高度就滑下來，對金剛石原料產(chǎn)生的作用很小，不能達到有效破碎物料的目的。

       一般認為，球磨機適宜的工作轉(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)過高或過低，都會影響球磨機的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)。球料比過高或裝填系數(shù)過低，單臺機器的投料量受到制約。球料比過低或裝填系數(shù)過高，破碎和整形時間需要相應延長甚至達不到理想的效果。

       在球磨機轉(zhuǎn)速適宜的情況下，相應的裝填系數(shù)φ=0.4~0.54，對于既定轉(zhuǎn)速的球磨機，其裝球量應該一定，裝球過多或過少都會降低設(shè)備的生產(chǎn)效率。

       實踐證明，對于金剛石原料的破碎來說，裝填系數(shù)般為0.45較好。球料之比為4:1為宜。

       當裝填系數(shù)確定后，裝球量可用下式計算，

       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為筒體長度(m)。

       3、鋼球直徑及配比

       為了更有效地粉碎金剛石，當球磨機裝填系數(shù)及裝球量確定后，還應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。一般來說，大鋼球的破碎效果好，小鋼球的整形效果好。通過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算:

       式中，d球為鋼球最大直徑(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)。

       應該指出，筒體內(nèi)鋼球尺寸的選擇完全依據(jù)計算是不夠的，還必須根據(jù)具體生產(chǎn)條件通過試驗來確定。一般認為，當筒體內(nèi)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

       微粉生產(chǎn)過程中，濕法破碎較干法破碎的效果更佳。因為當干法破碎到一定細度時容易出現(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，易于增加細粒度的比例。

       為了控制粒度比例，當需要生產(chǎn)更多細粒度微粉時，應采用分段破碎，尤其是濕法分段破碎更好。這樣既可以避免物料的過份破碎現(xiàn)象，又達到在破碎過程按強度分段。這是因為先碎的是強度低、質(zhì)量差的金剛石，后破碎的是強度高、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破碎法，氣流粉碎機是以壓縮空氣為工作介質(zhì)，壓縮空氣通過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動，使物料與物料之間產(chǎn)生強烈碰撞、摩擦與剪切從而達到粉碎的目的。當作用在顆粒上的力大于它的破壞應力時就產(chǎn)生破碎。高速沖擊碰撞使顆粒產(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。這種破碎方式對金剛石微粉的生產(chǎn)是很有利的,因為可以生產(chǎn)出比較理想的顆粒形狀。氣流粉碎機最大的優(yōu)點是不受機械線速度的限制，能夠產(chǎn)生很高的氣流速度,特別是超音速氣流粉碎機能產(chǎn)生數(shù)倍于音速的流速，因而能產(chǎn)生巨大的動能，比較容易獲得微米級和亞微米級的超細粉體。