СПОСОБ СОРТИРОВКИ КЛАССИФИЦИРОВАННОГО МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2003 года по МПК B03B13/06 

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для сортировки классифицированного минерального сырья, в частности мелких классов крупности (-20-0) мм, по содержанию в нем полезного компонента с помощью устройств, осуществляющих сортировку радиометрическими методами. Изобретение может применяться как в процессе предварительной концентрации горной массы, так и на стадиях обогащения кондиционных и некондиционных руд.

Известно, что радиометрические методы сортировки минерального сырья по содержанию в нем одного или нескольких полезных компонентов применяются в процессе предварительной концентрации. В процессе предварительной концентрации горной массы, как правило, осуществляют порционную сортировку, при которой определяют среднее содержание полезного компонента порции горной массы, сравнивают полученное значение с заданным и по результатам сравнения направляют эту порцию в отвальную или рудную фракции. На стадиях обогащения руды обычно используют покусковую сепарацию, при которой содержание полезного компонента определяют в каждом куске руды и направляют его в концентратную или хвостовую фракции в соответствии с заданным значением, например, в способе сортировки горной массы для коренных месторождений золота в качестве дозатора порции может служить ковш экскаватора или кузов самосвала, среднее содержание золота в порции определяют путем рентгеноспектрального анализа пылегазовой фракции, образующейся вследствие ударного разрушения горной массы при загрузке порции в дозатор, а в качестве разделительного признака используют соотношение содержания породообразующих элементов и элементов-спутников золота [1].

Наиболее близким аналогом предлагаемому изобретению является способ сортировки минерального сырья, включающий подачу на транспортирующей поверхности потока исходного продукта в зону измерения, определение критерия разделения по измерению в потоке исходного продукта выбранного разделительного признака на участке транспортирующей поверхности заданной площади, сравнение полученных данных с их граничным значением и разделение потока исходного продукта по результатам сравнения на полезный и отвальный продукты путем изменения направления движения потока исходного продукта. Транспортирующей поверхностью в этом способе может служить лента конвейера (транспортера), критерием разделения является сортировочно-технологический тип порции исходного продукта, определяемый по служащим разделительным признаком спектрам характеристического рентгеновского излучения, а площадь участка конвейерной (транспортерной) ленты, на котором происходит измерение, определяется характеристиками измерителя (размерами находящегося под воздействием излучения участка потока, с которого регистрируют необходимые характеристики) [2].

В качестве недостатков этого способа следует отметить, что для обеспечения точности сортировки необходимо иметь однородные по крупности и массе порции сырья с кусками класса (-50+25) мм, а мелкодисперсный класс (-20-0) мм и сильно перемешанный исходный продукт этим способом вообще не сортируется.

Известные устройства сортировки или сепарации минерального сырья в потоке радиационными методами имеют одинаковую функционально-конструктивную совокупность существенных признаков:
средства подачи исходного продукта в зону измерения,
средства измерения выбранного разделительного признака с устройствами обработки сигналов и выработки управляющей команды, связанные со средствами разделения исходного продукта на полезный и отвальный продукты,
устройства сбора разделенных продуктов.

Конкретное конструктивное и схемное выполнение функциональных признаков зависит от вида исходного продукта, класса его крупности, метода измерения, выбора разделительного признака и критерия разделения.

Например, в устройстве для быстрой сортировки [3] средства подачи исходного продукта в зону измерения выполнены в виде ленточного транспортера с последующим участком вертикального падения продукта под действием силы тяжести, на котором и расположена зона измерения; средства разделения исходного продукта на полезный и отвальный продукты выполнены в виде линейки пневмоклапанов, установленных по всей ширине потока перпендикулярно направлению его движения за зоной измерения. Это устройство сортировки снабжено также устройством накопления исходного продукта в виде установленного над транспортером разгрузочного бункера, а средства подачи исходного продукта снабжены устройством выравнивания потока в один слой, например в виде пары наклонно расположенных вращающихся роликов. При сортировке, например, руды кроцидолита методом спектрального анализа в качестве измеряемого разделительного признака выбрана интенсивность излучения кроцидолита на заданной длине волны в инфракрасном диапазоне, а средства измерения представляют собой источник теплового излучения, выполненный в виде двух нефтяных форсунок, и двух сканирующих систем инфракрасных датчиков регистрации интенсивности излучения с соответствующими устройствами обработки сигналов и выработки команд на пневмоклапаны.

Это устройство предназначено для сортировки в потоке минерального сырья от (-76,2+63,5) мм и до (-177,8+152,4) мм классов крупности и производит выделение из потока каждого куска исходного продукта путем открывания одного или нескольких пневмоклапанов по команде от соответствующих датчиков. Минеральное сырье мелких классов крупности (-20-0) мм не может быть рассортировано с помощью такого устройства.

В устройстве для сортировки [4] произвольно текущего потока материалов средства подачи исходного продукта в зону измерения выполнены в виде вибропитателя с наклонным столом с последующим участком вертикального падения продукта под действием силы тяжести, на котором в зоне измерения расположена полупрозрачная пластина; средства разделения исходного продукта на полезный и отвальный продукты выполнены в виде ряда газовых сопел, установленных по всей ширине потока перпендикулярно направлению его движения за зоной измерения. Это устройство сортировки снабжено устройством накопления исходного продукта в виде воронки, установленной над разгрузочным концом стола. При сортировке, например, каменной соли фотометрическим методом в качестве измеряемого разделительного признака выбрана интенсивность света, отраженного или пропущенного потоком исходного продукта, поступающим в зону измерения в виде монослоя, сформированного вибропитателем. Средства измерения выбранного разделительного признака выполнены в виде источника света в ультрафиолетовом, видимом или инфракрасном диапазоне и фотоприемника со сканирующим устройством и устройством обработки сигналов и выработки команд на газовые сопла. Устройства сбора разделенных продуктов выполнены в виде приемных воронок с установленной между ними разделительной пластиной.

В этом устройстве также происходит выделение из потока каждого куска исходного продукта путем открывания одного или нескольких газовых сопел по команде от фотоприемника, и минеральное сырье мелких классов крупности (-20-0) мм не может быть эффективно рассортировано с помощью такого устройства.

Наиболее близким аналогом предлагаемому в изобретении устройству сортировки по большинству общих существенных признаков, но не по решаемой задаче, является сепаратор для обогащения минерального сырья, содержащий устройство загрузки, средства формирования потока исходного продукта и подачи его в зону измерения, средства измерения методом рентгеновской люминесценции выбранного разделительного признака полезного компонента в потоке исходного продукта на участке заданной площади, включающее устройство сравнения полученных данных с заданным значением, связанные со средствами разделения потока исходного продукта на концентратный и отвальный продукты, устройства раздельного сбора искомого и отвального продуктов и систему автоматического управления работой сепаратора. Устройство загрузки в этом сепараторе выполнено в виде загрузочного бункера и снабжено средствами контроля уровня его заполнения, выполненными в виде датчика давления и связанными со средствами автоматического управления работой сепаратора. Средства формирования потока исходного продукта и подачи его в зону измерения выполнены в виде гравитационного питателя и наклонного лотка с образованием на его сходе участка свободного падения сформированного монослойного потока исходного продукта. Зона измерения расположена на участке свободного падения потока, а средства измерения выбранного разделительного признака полезного компонента в потоке исходного продукта выполнены в виде двух систем, каждая из которых включает рентгеновскую трубку и блок фотоприемных устройств, соединенный с устройствами обработки сигналов, сравнения и выработки управляющей команды на средства разделения исходного продукта, выполненные в виде пневмоклапана. В качестве разделительного признака используется люминесцентное излучение полезного минерала, по интенсивности которого судят о наличии или отсутствии полезного минерала в каждой сортируемой порции исходного продукта [5].

Этот сепаратор позволяет производить сортировку движущегося в непрерывном потоке классифицированного исходного продукта мелкими порциями, объем которых определяется шириной сформированного монослойного потока исходного продукта и длиной участка, облучаемого рентгеновской трубкой. При этом в каждой попадающей в концентратный продукт порции исходного продукта определяется только наличие полезного компонента, а не его содержание. Классы крупности сырья могут быть любыми, но не смешанными. Сортировка минерального сырья по среднему содержанию в нем полезного компонента с помощью такого сепаратора невозможна.

Предлагаемое изобретение решает задачу обеспечения эффективности сортировки в потоке минерального сырья мелких классов крупности (-20-0) мм с требуемой производительностью за счет обеспечения высокой точности определения среднего содержания полезного компонента методами спектрального и структурного анализа, рентгено- и фотолюминесценции и фотометрии (по отражательной способности и цвету). Кроме того, решение задачи эффективности сортировки обеспечивается за счет точности разделения исходного продукта, а также за счет обеспечения возможности контроля за средним содержанием полезного компонента и управления его величиной в разделяемых полезном и отвальном продуктах.

Поставленную задачу решает предлагаемый способ сортировки классифицированного минерального сырья, включающий подачу на транспортирующей поверхности потока исходного продукта в зону измерения, определение критерия разделения по измерению в потоке исходного продукта выбранного разделительного признака на участке транспортирующей поверхности заданной площади, сравнение полученных данных с их граничным значением и разделение потока исходного продукта по результатам сравнения на полезный и отвальный продукты путем изменения направления движения потока исходного продукта, при этом транспортирующую поверхность полностью закрывают потоком исходного продукта, образуют в зоне измерения сплошную поверхность потока, определяют в качестве критерия разделения среднее содержание по крайней мере одного полезного компонента для каждой порции исходного продукта в ряду непрерывно следующих друг за другом одинаковых дискретных порций и прекращают подачу исходного продукта, если его количество недостаточно для полного закрытия потоком транспортирующей поверхности.

Исходный продукт в предлагаемом способе могут подавать в виде дробленной горной массы.

Определение среднего содержания компонента в потоке исходного продукта могут осуществлять методом рентгеноспектрального или рентгеноструктурного анализа.

Определение среднего содержания полезного компонента в потоке исходного продукта могут осуществлять также методом спектрального анализа с возбуждением в ультрафиолетовой, световой или инфракрасной областях спектра.

Определение среднего содержания полезного компонента в потоке исходного продукта могут осуществлять и методом измерения рентгено- или фотолюминесценции.

Определение среднего содержания полезного компонента в потоке исходного продукта могут также осуществлять фотометрическими методами по отражательной способности или цвету.

Также в предлагаемом способе могут увеличивать скорость движения потока исходного продукта перед его разделением на полезный и отвальный продукты.

В предлагаемом способе могут также задавать интервал времени перемещения исходного продукта через участок заданной площади и при непрерывном измерении разделительного признака в потоке исходного продукта дискретно определять среднее содержание полезного компонента за каждый заданный интервал времени.

Кроме того, в этом способе могут дополнительно определять среднее содержание полезного компонента в прошедшем через зону измерения за заданное время сортировки исходном продукте по сумме измеренных за указанное время дискретных значений среднего содержания полезного компонента и количеству интервалов, содержащихся в заданном времени сортировки, при этом в накопленном за заданное время сортировки полезном продукте определяют среднее содержание полезного компонента по сумме дискретных значений среднего содержания полезного компонента за время, при котором среднее содержание полезного компонента выше его граничного значения, а в накопленном за заданное время сортировки отвальном продукте определяют среднее содержание полезного компонента по сумме дискретных значений среднего содержания полезного компонента за время, при котором среднее содержание полезного компонента ниже его граничного значения.

Также могут автоматически изменять установленное значение граничного содержания полезного компонента при повышении в накопленном за заданное время сортировки отвальном продукте среднего содержания полезного компонента относительно заданного уровня извлечения.

В устройстве сортировки классифицированного минерального сырья, содержащем устройство накопления исходного продукта, снабженное средствами контроля нижнего уровня его заполнения, необходимого для формирования потока исходного продукта, средства формирования потока исходного продукта с заданными характеристиками, электрически связанные с указанными средствами контроля средства измерения выбранного разделительного признака в потоке исходного продукта на участке заданной площади, включающие устройство сравнения полученных данных с их граничным значением, связанное со средствами разделения потока исходного продукта на полезный и отвальный продукты, и устройства сбора разделенных продуктов; средства формирования потока исходного продукта выполнены с возможностью создания в зоне измерения на участке транспортирующей поверхности заданной площади потока со сплошной поверхностью. Указанные средства контроля установлены таким образом, чтобы обеспечить контроль за наличием необходимого для полного закрытия транспортирующей поверхности минимального количества исходного продукта, средства измерения разделительного признака выполнены с возможностью определения среднего содержания полезного компонента и расположены над участком потока со сплошной поверхностью, а средства разделения потока исходного продукта выполнены с возможностью изменения направления движения потока.

Средства подачи потока исходного продукта в зону измерения и средства его формирования могут быть выполнены в виде вибропитателя с плоским лотком.

Средства измерения разделительного признака могут быть выполнены в виде рентгеновского флуоресцентного спектрометра или аппарата для рентгеноструктурного фазового анализа.

Средства измерения разделительного признака также могут быть выполнены в виде спектрометра с источником возбуждения излучения полезного компонента в ультрафиолетовой, световой или инфракрасной областях спектра.

Средства измерения разделительного признака могут содержать источник рентгеновского, ультрафиолетового или светового излучения для возбуждения люминесценции в полезном компоненте и фотоприемное устройство для измерения этой люминесценции.

Кроме того, средства измерения разделительного признака могут быть выполнены в виде источника света и фотоприемного устройства для регистрации света, отраженного от участка сплошной поверхности потока исходного продукта.

Средства разделения потока исходного продукта на полезный и отвальный продукты могут быть выполнены в виде наклонного лотка с установленным на его разгрузочном конце по меньшей мере двухпозиционным шибером или в виде вибропитателя с плоским лотком и с возможностью его работы или в обычном режиме, или в режиме ускоренной подачи исходного продукта.

Средства измерения разделительного признака также могут быть снабжены тактовым генератором для определения дискретных значений среднего содержания полезного компонента в исходном продукте за заданный интервал времени при непрерывном измерении разделительного признака.

В устройство сортировки может быть дополнительно введен блок для определения средних содержаний полезного компонента за заданное время сортировки в исходном, полезном и отвальном продуктах, соединенный со средствами измерения разделительного признака.

Выход блока для определения среднего по времени значения среднего содержания полезного компонента может быть подключен к устройству сравнения для управления значением его граничного содержания.

Для осуществления предлагаемого способа сортировки минерального сырья необходимо постоянно иметь запас исходного классифицированного измельченного продукта. Минимальное количество запасенного исходного продукта определяется условием, что при подаче на транспортирующую поверхность он полностью закрывает ее по всей ширине. Исходный продукт непрерывно подают на транспортирующую поверхность, полностью закрывая ее по всей ширине, а наличие запаса минимального количества исходного продукта непрерывно контролируют. Образующийся с помощью транспортирующей поверхности поток исходного продукта поступает в зону измерения. При этом на поток исходного продукта воздействуют таким образом, что на отрезке пути до зоны измерения происходит перераспределение продукта в потоке и его уплотнение, приводящее к образованию в зоне измерения сплошной поверхности по всей ширине потока. Наличие сплошной поверхности у потока исходного продукта обеспечивает полное закрытие транспортирующей поверхности продуктом так, что при взгляде на поток сверху ни малейшего участка транспортирующей поверхности не обнаруживается. Образование сплошной поверхности гарантирует достаточно равномерное распределение исходного продукта в потоке. В зоне измерения на участок сплошной поверхности потока исходного продукта воздействуют электромагнитным излучением.

Состав исходного продукта определяет выбор разделительного признака и метод его измерения. При этом площадь участка сплошной поверхности, которая подвергается воздействию излучения, постоянна. Его ширина, в предельном случае, равна ширине транспортирующей поверхности, а длина - заданной протяженности зоны воздействия излучения в направлении движения потока. Образование сплошной поверхности потока исходного продукта и постоянство площади воздействия электромагнитного излучения обеспечивают практически неизменный объем исходного продукта, для которого определяют среднее значение содержания полезного компонента в потоке исходного продукта, а следовательно, и высокую точность его определения. Измерение разделительного признака производят непрерывно, а среднее содержание полезного компонента в потоке исходного продукта определяют для каждой порции исходного продукта в ряду непрерывно следующих друг за другом одинаковых дискретных объемов (порций). Целесообразно задать постоянный интервал времени, соответствующий времени перемещения исходного продукта через участок воздействия излучения, и дискретно определять среднее содержание полезного компонента в исходном продукте за каждый заданный интервал времени. Непрерывный контроль за наличием запаса минимального количества исходного продукта при его подаче на транспортирующую поверхность обеспечивает постоянство параметров потока и точность определения среднего содержания полезного компонента в потоке, а прекращение подачи исходного продукта при отсутствии такого запаса не позволяет производить сортировку при изменяющихся параметрах потока и, следовательно, при отсутствии достоверности в определении среднего содержания полезного компонента. Поскольку эффективность сортировки зависит также от точности разделения потока исходного продукта по результатам определения текущего среднего значения содержания полезного компонента в потоке и его сравнения с заданным значением, то по выходе из зоны измерения, при необходимости, увеличивают скорость движения потока исходного продукта перед разделением. Увеличение скорости приводит к формированию менее плотного потока, что повышает точность его разделения на полезный и отвальный продукты. В результате производимой сортировки происходит эффективное разделение исходного продукта на полезный продукт, в котором среднее содержание полезного компонента равно или превышает заданную величину, и отвальный продукт, в котором это содержание ниже заданной величины. Однако, если необходимо установить среднее значение содержания полезного компонента в прошедшем через зону измерения за заданное время сортировки исходном продукте и в получаемых в результате сортировки за то же время полезном и отвальном продуктах, то дополнительно производят суммирование определенных в течение заданного времени сортировки дискретных значений среднего содержания полезного компонента, а также суммирование дискретных значений среднего содержания полезного компонента раздельно за время, при котором они превышают заданное граничное значение, и за время, при котором они ниже этого значения, и полученные суммы делят на соответствующее им число интервалов, содержащихся в заданном времени сортировки. Можно автоматически изменять величину ранее заданного для сравнения граничного значения среднего содержания полезного компонента, если в накопленном за заданное время сортировки отвальном продукте величина среднего содержания полезного компонента превышает заданный уровень извлечения.

Совокупность отличительных признаков и их взаимосвязь с ограничительными признаками в предлагаемом способе сортировки классифицированного минерального сырья обеспечивает условия стабильного определения среднего содержания полезного компонента в потоке исходного продукта с высокой точностью любым радиометрическим методом независимо от требований производительности. Предлагаемая в изобретении совокупность отличительных и ограничительных признаков не описана в известной авторам литературе. Использование в предлагаемом техническом решении новых характеристик для формирования потока исходного продукта с сохранением их неизменности во время проведения измерений обеспечивает высокую точность определения среднего содержания полезного компонента при любых методах измерений не только в однородных потоках классифицированного продукта мелких классов крупности, но и в смешанных потоках, содержащих классифицированный продукт различных классов крупности в широких пределах - (-20-0) мм. Предлагаемое техническое решение имеет изобретательский уровень, что также подтверждается отсутствием подобных решений в течение по крайней мере 20 лет, несмотря на актуальность решаемой задачи для горной промышленности, так как использование этого изобретения позволяет в 1,5-2 раза повысить содержание полезного компонента в обогащенном продукте и, примерно, в 1,5-2 раза снижает его содержание в отвальной фракции.

Предлагаемые варианты конкретного выполнения отдельных существенных признаков устройства представляют оптимальные варианты устройства сортировки и обеспечивают его надежную работу для различных видов минерального сырья. Предлагаемая в изобретении совокупность отличительных и ограничительных признаков устройства сортировки и их взаимосвязь не описана в известной литературе. Предложенное техническое решение имеет изобретательский уровень, что также подтверждается отсутствием подобных решений в течение по крайней мере 20 лет, несмотря на актуальность решаемой задачи для горной промышленности, так как использование этого изобретения для сортировки различного минерального сырья позволяет в 1,5-2 раза повысить содержание полезного компонента в обогащенном продукте и, примерно, в 1,5-2 раза снижает его содержание в отвальной фракции.

На чертеже схематически показано рентгенолюминесцентное устройство сортировки классифицированного минерального сырья в качестве одного из вариантов осуществления изобретения.

Устройство сортировки классифицированного минерального сырья, изображенное на чертеже, содержит бункер 1, исходный продукт 2, датчик 3 уровня заполнения бункера 1, шибер 4, вибропитатель 5 с плоским лотком, источник 6 рентгеновского излучения, фотоприемное устройство (ФПУ) 7, блок 8 сравнения и обработки сигналов, включающий тактовый генератор (на чертеже не показан), блок 9 накопления информации, блок 10 управления, исполнительный механизм 11, выполненный в виде вибропитателя с плоским лотком, делительную перегородку 12 и приемники 13 и 14 соответственно отвального и полезного продуктов.

Устройство сортировки, изображенное на чертеже, работает следующим образом. Бункер 1 заполняется исходным продуктом 2, который разгружается через выходное отверстие бункера 1 на лоток вибропитателя 5. Нижний уровень заполнения бункера 1 контролируется датчиком 3, а площадь выходного отверстия бункера 1 регулируется шибером 4. После того, как заполнение бункера 1 исходным продуктом 2 превысит уровень, контролируемый датчиком 3, по сигналу датчика 3 вибропитатель 5 включается в работу и подает равномерным потоком исходный продукт 2 в зону, в которой продукт 2 облучается рентгеновским излучением от источника 6 на участке потока заданной площади, а люминесценция полезного компонента с этого участка измеряется ФПУ 7. При снижении заполнения бункера 1 исходным продуктом 2 ниже контролируемого уровня по сигналу датчика 3 вибропитатель 5 отключается, предотвращая таким образом измерения в потоке, поверхность которого не является сплошной. Тем временем в бункере 1 снова происходит накопление исходного продукта 2. Шибер 4 устанавливают в таком положении, чтобы обеспечивать надежную саморазгрузку исходного продукта 2 из бункера 1 на лоток вибропитателя 5 таким слоем, который полностью закрывает поверхность лотка, образуя в зоне измерения сплошную поверхность потока. Интенсивность люминесценции полезного компонента выбрана в качестве разделительного признака, например, для апатитовых и флюоритовых руд, так как она пропорциональна содержанию полезного компонента в исходном продукте 2. Поскольку в зоне измерения поток исходного продукта 2 имеет сплошную поверхность и площадь участка, на котором происходит измерение люминесценции, является постоянной заданной величиной, то измеряемая ФПУ 7 интенсивность люминесценции прямо пропорциональна среднему значению содержания полезного компонента в каждой последовательно облучаемой порции исходного продукта 2. При непрерывной работе вибропитателя 5 исходный продукт 2 подается в зону измерения непрерывным потоком, облучение продукта 2 и измерение его люминесцении также происходит непрерывно, при этом определение среднего содержания полезного компонента в каждой порции продукта 2 происходит за время, которое определяется временем прохождения этой порции через облучаемый участок заданной площади. В блоке 8 величину непрерывно измеряемого ФПУ 7 сигнала разделяют с помощью тактового генератора (на чертеже не показан) на равные участки, соответствующие времени измерения каждой порции продукта 2, и средние значения этих дискретных участков сигнала сравнивают с заданной величиной сигнала, характеризующего граничное значение среднего содержания полезного компонента. Если среднее значение участка сигнала с ФПУ 7 превышает заданную величину, то продукт 2 оценивается как полезный, блок 8 выдает команду на блок 10 управления исполнительным механизмом 11, вибропитатель 11 увеличивает амплитуду вибрации, из-за чего увеличивается скорость перемещения по его лотку исходного продукта 2, который сбрасывается мимо делительной перегородки 12 в приемник 14 полезного продукта. Вибропитатель 11 работает в режиме увеличенной амплитуды вибрации до тех пор, пока измеренное ФПУ 7 среднее значение каждого участка сигнала превышает заданное значение. Как только измеренное ФПУ 7 среднее значение участка сигнала становится меньше заданной величины, продукт 2 оценивается как отвальный, блок 8 выдает команду блоку 10 на снижение амплитуды вибрации вибропитателя 11, скорость перемещения продукта 2 по лотку вибропитателя 11 снижается и он сбрасывается до делительной перегородки 12 в приемник 13 отвального продукта. Вибропитатель 11 продолжает непрерывно работать в этом режиме до тех пор, пока среднее значение участка сигнала с ФПУ 7 не превысит заданное значение. Одновременно с выработкой команд для блока 10 измеренные ФПУ 7 средние значения участков сигнала и количество временных интервалов, соответственно, выше и ниже заданного значения, поступают в блок 9 накопления информации, где раздельно накапливаются в течение заданного времени сортировки. Это позволяет, например, за час, рабочую смену или сутки, определить средние значения содержаний полезного компонента в накопленных полезном и отвальном продуктах. Суммируя измеренные ФПУ 7 в течение заданного времени сортировки средние значения всех участков сигнала и общее количество интервалов, определяют среднее содержание полезного компонента в исходном продукте, прошедшем через зону измерения за это время. Эти данные могут использоваться для контроля содержаний полезных компонентов в объемах горных выработок и для подсчета баланса металлов, проходящих через устройство сортировки. Обратная связь между блоком 9 накопления информации и блоком 8 сравнения и обработки сигналов позволяет автоматически изменять задаваемую величину граничного значения среднего содержания по команде извне или регулярно через заданные промежутки времени по результатам определения среднего значения содержания полезного компонента в накопленном за тот же период времени отвальном продукте, если его величина превышает заданный уровень извлечения. При необходимости, наличие обратной связи между блоками 9 и 8 может обеспечить также автоматическое изменение задаваемой величины граничного значения среднего содержания полезного элемента по результатам определения среднего значения содержания полезного компонента в полезном продукте, накопленном за заданное время сортировки, для поддержания в реальном времени постоянной величины среднего содержания полезного компонента в получаемом в результате сортировки полезном продукте.

В случае выполнения исполнительного механизма 11 в виде наклонного лотка с двухпозиционным шибером, по команде блока 10 управления шибер занимает позицию, при которой траектория движения исходного продукта 2 изменяется и продукт 2 попадает в устройство 14 сбора полезного продукта, если измеряемое ФПУ 7 среднее значение участка сигнала превышает заданную величину. При уменьшении величины сигнала, измеряемого ФПУ 7, ниже заданной блок 10 выдает команду и шибер занимает исходную позицию, а продукт 2 попадает с устройство 13 сбора отвального продукта. При этом изменение позиции, занимаемой шибером, происходит только при изменении величины сигнала ФПУ 7 с "выше" на "ниже" относительно заданного значения.

С помощью предлагаемых в изобретении способа и устройства сортировки можно осуществлять сортировку различных руд, в том числе и полиметаллических, используя различные радиометрические и фотометрические методы и выбирая в соответствии со свойствами сортируемых руд подходящие средства измерения разделительного признака и критерии разделения, описанные, например, в [6]. В частности, для сортировки полиметаллических, например свинцово-цинковых, руд в предлагаемом устройстве производят определение среднего содержания полезных компонентов путем измерения интенсивности характеристического рентгеновского излучения полезных компонентов, возникающего под воздействием γ-излучения, а вибропитатель 11 работает в трех режимах: обычном и в двух режимах ускоренной подачи исходного продукта 2. При этом сортируемый продукт 2, в зависимости от команды блока 10, направляется в одно из трех устройств сбора разделенных продуктов. В устройстве сортировки для этого случая могут быть использованы соответствующие средства измерения разделительного признака, а также выбор критерия разделения. Измерение разделительного признака может осуществляться также и методами рентгеноструктурного фазового анализа с помощью устройства, описанного в [7].

Датчик 3 уровня заполнения бункера 1 может быть выполнен, например, в виде пары светодиод-фотодиод. Вибропитатель 5 может быть выполнен, как описано в [8]. Источником 6 рентгеновского излучения может быть выбрана, например, рентгеновская трубка 5 БХВ-6. Фотоприемное устройство ФПУ 7 может быть выполнено на основе ФЭУ-100. Устройства обработки сигналов в блоке 8 сравнения и обработки сигналов могут быть выбраны в зависимости от измеряемого разделительного признака и используемого критерия разделения и выполнены, как и устройство сравнения, известными средствами, описанными, например, в [8]. Блок 9 накопления информации может быть выполнен в виде мини ЭВМ. Блок 10 управления исполнительным механизмом 11 может быть выполнен в виде управляемого источника питания.

Таким образом, предлагаемые способ сортировки классифицированного минерального сырья и устройство сортировки для его осуществления обеспечивают высокую эффективность сортировки различных руд с классом крупности (-20-0) мм за счет обеспечения высокой точности определения среднего содержания полезного компонента при использовании любого метода измерения разделительного признака. Кроме того, в предлагаемых технических решениях эффективности сортировки способствует точность разделения исходного продукта, а также возможность контроля за средним содержанием полезного компонента и управления его величиной в разделяемых полезном и отвальном продуктах.

Источники информации
1. RU 2101094 C1, кл. В 03 В 13/00, 10.01.1998.

2. RU 2151643 С1, кл. В 03 В 13/06, 27.06.2000.

3. US 3712469 А, кл. В 07 С 5/342, 28.10.1971.

4. US 3179247 А, кл. В 07 С 5/342, 12.06.1965.

5. RU 2131781 С1, кл. В 03 В 13/06, 20.06.1999.

6. Мокроусов В.А., Лилеев В.А. Радиометрическое обогащение нерадиоактивных руд. М.: Недра, 1979.

7. Портативный рентгеновский дифрактометр, свидетельство на полезную модель РФ 13842, G 01 N 23/20, G 01 N 23//207, 2000.

8. А.П. Цитович. Ядерная электроника. М.: Наука, 1967.

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых. Техническим результатом изобретения является обеспечение высокой эффективности сортировки различных руд мелких классов крупности различными радиометрическими методами за счет высокой точности определения среднего содержания полезного компонента методами спектрального и структурного анализа, рентгено- и фотолюминесценции и фотометрии. Для этого транспортирующую поверхность полностью закрывают потоком исходного продукта. В зоне измерения образуют сплошную поверхность потока. Определяют критерий разделения - среднее содержание по крайней мере одного полезного компонента для каждой позиции исходного продукта в ряду непрерывно следующих друг за другом дискретных порций. При этом подачу исходного продукта прекращают, если его количества недостаточно для полного закрытия потоком транспортирующей поверхности. Устройство для реализации способа содержит бункер с выпускным шибером и датчиком уровня его заполнения, установленные над транспортирующей поверхностью, средства измерения выбранного разделительного признака и средство разделения исходного продукта на полезный и отвальный продукты. Датчик уровня связан со средством формирования потока исходного продукта, выполненного с возможностью создания в зоне измерения на транспортирующей поверхности заданной площади потока со сплошной поверхностью. 2 с. и 18 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Способ сортировки классифицированного минерального сырья, включающий подачу на транспортирующей поверхности потока исходного продукта в зону измерения, определение критерия разделения по измерению в потоке исходного продукта выбранного разделительного признака на участке транспортирующей поверхности заданной площади, сравнение полученных данных с их граничным значением и разделение потока исходного продукта по результатам сравнения на полезный и отвальный продукты путем изменения направления движения потока исходного продукта, отличающийся тем, что транспортирующую поверхность полностью закрывают потоком исходного продукта, образуют в зоне измерения сплошную поверхность потока, определяют в качестве критерия разделения среднее содержание, по крайней мере одного, полезного компонента для каждой порции исходного продукта в ряду непрерывно следующих друг за другом одинаковых дискретных порций и прекращают подачу исходного продукта, если его количество недостаточно для полного закрытия потоком транспортирующей поверхности. 2. Способ сортировки по п. 1, отличающийся тем, что исходный продукт подают в виде дробленой горной массы. 3. Способ сортировки по п. 1, отличающийся тем, что определение среднего содержания полезного компонента в потоке исходного продукта осуществляют методом рентгеноспектрального или рентгеноструктурного анализа. 4. Способ сортировки по п. 1, отличающийся тем, что определение среднего содержания полезного компонента в потоке исходного продукта осуществляют методом спектрального анализа с возбуждением в ультрафиолетовой, световой или инфракрасной областях спектра. 5. Способ сортировки по п. 1, отличающийся тем, что определение среднего содержания полезного компонента в потоке исходного продукта осуществляют методом измерения рентгено- или фотолюминесценции. 6. Способ сортировки по п. 1, отличающийся тем, что определение среднего содержания полезного компонента в потоке исходного продукта осуществляют фотометрическими методами по отражательной способности или цвету. 7. Способ сортировки по п. 1, отличающийся тем, что увеличивают скорость движения потока исходного продукта перед его разделением на полезный и отвальный продукты. 8. Способ сортировки по п. 1, отличающийся тем, что задают интервал времени перемещения исходного продукта через участок заданной площади и при непрерывном измерении разделительного признака в потоке исходного продукта дискретно определяют среднее содержание полезного компонента за каждый заданный интервал времени. 9. Способ сортировки по п. 8, отличающийся тем, что дополнительно определяют среднее содержание полезного компонента в прошедшем через зону измерения за заданное время сортировки исходном продукте по сумме измеренных за указанное время дискретных значений среднего содержания полезного компонента и количеству интервалов, содержащихся в заданном времени сортировки, при этом в накопленном за заданное время сортировки полезном продукте определяют среднее содержание полезного компонента по сумме дискретных значений среднего содержания полезного компонента за время, при котором среднее содержание полезного компонента выше его граничного значения, а в накопленном за заданное время сортировки отвальном продукте определяют среднее содержание полезного компонента по сумме дискретных значений среднего содержания полезного компонента за время, при котором среднее содержание полезного компонента ниже его граничного значения. 10. Способ сортировки по п. 9, отличающийся тем, что автоматически изменяют установленное значение граничного содержания полезного компонента при повышении в накопленном за заданное время сортировки отвальном продукте среднего содержания полезного компонента относительно заданного уровня извлечения. 11. Устройство сортировки классифицированного минерального сырья, содержащее устройство накопления исходного продукта, снабженное средствами контроля нижнего уровня его заполнения, необходимого для формирования потока исходного продукта, средства формирования потока исходного продукта с заданными характеристиками, электрически связанные с вышеуказанными средствами контроля, средства измерения выбранного разделительного признака в потоке исходного продукта на участке заданной площади, включающие устройство сравнения полученных данных с их граничным значением, связанное со средствами разделения потока исходного продукта на полезный и отвальный продукты, и устройства сбора разделенных продуктов, отличающееся тем, что средства формирования потока исходного продукта выполнены с возможностью создания в зоне измерения на участке транспортирующей поверхности заданной площади потока со сплошной поверхностью, вышеуказанные средства контроля установлены таким образом, чтобы обеспечить контроль за наличием необходимого для полного закрытия транспортирующей поверхности минимального количества исходного продукта, средства измерения разделительного признака выполнены с возможностью определения среднего содержания полезного компонента и расположены над участком потока со сплошной поверхностью, а средства разделения потока исходного продукта выполнены с возможностью изменения направления движения потока. 12. Устройство сортировки по п. 11, отличающееся тем, что средства подачи потока исходного продукта в зону измерения и средства его формирования выполнены в виде вибропитателя с плоским лотком. 13. Устройство сортировки по п. 11, отличающееся тем, что средства измерения разделительного признака выполнены в виде рентгеновского флуоресцентного спектрометра или аппарата для рентгеноструктурного фазового анализа. 14. Устройство сортировки по п. 11, отличающееся тем, что средства измерения разделительного признака выполнены в виде спектрометра с источником возбуждения излучения полезного компонента в ультрафиолетовой, световой или инфракрасной областях спектра. 15. Устройство сортировки по п. 11, отличающееся тем, что средства измерения разделительного признака содержат источник рентгеновского, ультрафиолетового или светового излучения для возбуждения люминесценции в полезном компоненте и фотоприемное устройство для измерения этой люминесценции. 16. Устройство сортировки по п. 11, отличающееся тем, что средства измерения разделительного признака выполнены в виде источника света и фотоприемного устройства для регистрации света, отраженного от участка сплошной поверхности потока исходного продукта. 17. Устройство сортировки по п. 11, отличающееся тем, что средства разделения потока исходного продукта на полезный и отвальный продукты выполнены в виде наклонного лотка с установленным на его разгрузочном конце, по меньшей мере, двухпозиционным шибером или в виде вибропитателя с плоским лотком и с возможностью его работы или в обычном режиме, или в режиме ускоренной подачи исходного продукта. 18. Устройство сортировки по п. 11, отличающееся тем, что средства измерения разделительного признака снабжены тактовым генератором для определения дискретных значений среднего содержания полезного компонента в исходном продукте за заданный интервал времени при непрерывном измерении разделительного признака. 19. Устройство сортировки по п. 18, отличающееся тем, что в него дополнительно введен блок для определения средних содержаний полезного компонента за заданное время сортировки в исходном, полезном и отвальном продуктах, соединенный со средствами измерения разделительного признака. 20. Устройство сортировки по п. 19, отличающееся тем, что выход блока для определения среднего по времени значения среднего содержания полезного компонента подключен к устройству сравнения для управления значением его граничного содержания.