УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕПАРАЦИИ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ Российский патент 1996 года по МПК B03B13/06 

Изобретение относится к устройствам для сепарации минерального сырья, преимущественно алмазосодержащего, и может быть использовано для обнаружения и сортировки минералов, люминесцирующих под действием рентгеновского излучения.

Сущность изобретения заключается в том, что вероятность обнаружения полезного минерала в процессе сепарации не уменьшается, т.к. величина мощности излучения источников возбуждающего излучения и чувствительность регистраторов вторичного излучения остаются неизменными. Это объясняется отсутствием физической взаимосвязи между зоной действия исключительного механизма и зоной обнаружения сигнала от полезного минерала.

Известно, что степень извлечения ε алмазов при сепарации руды можно определить по формуле
e = P_o•P_и , (1)
где P_о вероятность обнаружения алмазов,
P_и вероятность отделения алмазов в концентрат исполнительным механизмом.

Как следует из выражения (1), чем ближе характеристики P_о и P_и к единице, тем выше извлечение алмазов, а следовательно, и качество сепарации.

Сигнал U на входе порогового элемента регистратора вторичного излучения определяется выражением
U R х I х G х K_п х K_y х K_ф, (2)
где R мощность излучения источника возбуждающего излучения,
I интенсивность люминесцентного (вторичного) излучения минерала,
G геометрический фактор ослабления системы: источник возбуждающего излучения регистратор вторичного излучения,
K_п коэффициент пропускания оптических окон источника возбуждающего излучения и регистратора вторичного излучения,
K_у, K_ф коэффициенты усиления и фильтрации регистратора вторичного излучения.

Если величина сигнала (2) U≥U_n напряжение порога срабатывания порогового элемента регистратора вторичного излучения, то происходит обнаружение минерала с вероятностью P'_о. При этом формируется сигнал управления исполнительным механизмом, который, срабатывая, отделяет полезный минерал в концентрат.

Если зона облучения материала возбуждающим излучением и регистрации вторичного излучения и зона отделения минерала в концентрат не разнесены между собой физически (как это в устройстве-прототипе), то срабатывание исполнительного механизма приводит к загрязнению, забивке и заштриховке (выбоинам) поверхности оптических окон источника возбуждающего излучения и регистратора вторичного излучения. При длительной сепарации руды ни механические, ни гидравлические способы защиты оптических окон не обеспечивают заданной эффективности (это показывает практический опыт более 5 лет эксплуатации в промышленности).

При загрязнении оптических окон источника возбуждающего излучения и регистратора вторичного излучения уменьшаются величины R и K_п выражения (2). При этом от части полезных минералов сигнал люминесценции U выражения (2) будет меньше U_n, т.е. регистрации полезного материала не произойдет. Вероятность обнаружения в этом случае . Согласно выражению (1) произойдет уменьшение извлечения алмазов, а следовательно, качество сепарации ухудшится. При этом, чем больше производительность сепарации, тем интенсивнее происходит загрязнение оптических окон, и, следовательно, в большей степени снижается извлечение алмазов.

На чертеже показана блок-схема устройства для сепарации.

Устройство содержит питатель (на чертеже не показан), наклонно установленный транспортер 1 для перемещения потока материала в зону 2 облучения и регистрации вторичного излучения, ширину l которой выбирают равной l Т х V, где Т период следования импульсов возбуждающего излучения, V - скорость движения потока материала. Источники 3 возбуждающего излучения и регистраторы 4 вторичного излучения размещены в защитном кожухе 5 и установлены у разгрузочного конца транспортера 1 с двух противоположных сторон потока материала. Регистраторы 4 вторичного излучения выполнены из фотоприемника и порогового устройства. Транспортер 6 для перемещения потока материала из зоны 3 облучения и регистрации вторичного излучения в зону 7 отсечки материала установлен относительно транспортера 1 наклонно и с зазором, равным ширине зоны 2 облучения и регистрации вторичного излучения. Транспортер 6 относительно транспортера 1 в вертикальной плоскости расположен на расстоянии, равном максимальному отклонению траектории движения потока материала при свободном падении, величину которой определяют экспериментальным путем. Устройство задержки 8 сигнала управления соединено с пороговым устройством регистраторов 4 вторичного излучения, время задержки t_з сигнала для которого определяют по формуле t_з V х L, где L длина транспортера 6, V скорость движения материала по транспортеру 6. Исполнительный механизм 9, например пневмоэжектор, соединен с устройством задержки 8 и установлен у разгрузочного конца транспортера 6 на расстоянии l_о, равном половине ширины зоны отсечки 7 потока материала, которую определяют из условия l_o=l_он+ΔV•t₃, где l_он ширина зоны отсечки, определяющая необходимое усилие пневмоструи для гарантированного отклонения порции материала при стабильной скорости V движения потока материала, ΔV нестабильность скорости потока материала за счет разброса коэффициента трения зерен о материал лотка транспортера 6, t_з время задержки сигнала устройством задержки 8. Устройство также содержит приемники концентрата 10 и хвостов 11 соответственно.

Устройство работает следующим образом.

Поток сепарируемого материала в виде пульпы с крупно- и мелкозернистой фракциями при схеме с наклонного транспортера 1 с двух противоположных сторон облучается источником 3 возбуждающего излучения, например рентгеновским излучением. Сигналы вторичного излучения, например люминесценция, с двух противоположных сторон в течение времени, равного периоду между импульсами облучения источника 3 возбуждающего излучения, регистрируются регистратором 4 вторичного излучения, например фотоприемником, и преобразуются в электрические сигналы. Электрические cигналы люминесценции, превышающие пороговое значение сигнала люминесценции, с порогового устройства регистраторов 4 вторичного излучения поступают в устройство задержки 8 сигнала. Поток материала после прохождения зоны 2 облучения и регистрации вторичного излучения поступает на наклонный транспортер 6 и по последнему в виде монослоя перемещается в зону отсечки 7, создаваемую исполнительным механизмом, например пневмоэжектором. По истечении времени задержки устройство задержки 8 включает исполнительный механизм 9, который отсекает порцию материала с полезным минералом в концентратоприемник 10, хвостовой продукт поступает в приемник 11.

Устройство позволяет обеспечить высокое среднеэксплуатационное извлечение при высокой производительности сепарации зашламленных алмазосодержащих руд, т. е. повысить качество сепарации за счет исключения загрязнения оптических окон источников возбуждения и регистраторов вторичного излучения.

Сущность изобретения: устройство содержит питатель, транспортер для подачи сырья в зону контроля (1), два источника ионизирующего облучения (3), два регистратора вторичного излучения (4), два защитных кожуха (5), транспортер для подачи сырья в зону сортировки (6), пороговый блок (8), блок управления исполнительным механизмом (9), два концентратоприемника (10, 11). 1 ил.

Устройство для сепарации минерального сырья, содержащее питатель, установленный под углом к вертикальной плоскости транспортер для подачи сырья в зону контроля, источники ионизирующего излучения и регистраторы вторичного излучения, расположенные с противоположных сторон потока сырья, выходы регистраторов вторичного излучения через пороговый блок подключены к входам блока управления исполнительным механизмом, отличающееся тем, что, с целью повышения качества сепарации, оно снабжено транспортером для подачи сырья в зону сортировки, установленным с зазором после транспортера для подачи сырья в зону контроля и под углом к вертикальной плоскости, меньшим угла наклона транспортера для подачи сырья в зону контроля, причем зазор равен ширине зоны облучения и регистрации вторичного излучения, расстояние между транспортерами в вертикальной плоскости равно максимальному отклонению траектории движения потока сырья при свободном падении, а исполнительный механизм установлен у разгрузочного конца транспортера для подачи сырья в зону сортировки на расстоянии, равном половине ширины зоны отсечки.