СПОСОБ СЕПАРАЦИИ МИНЕРАЛОВ Советский патент 1995 года по МПК B03B13/06 B07C5/346 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к радиометрической сепарации минерального сырья, содержащего люминесцирующие минералы, и может быть использовано для сепарации алмазосодержащих руд.

Целью изобретения является повышение селективности сепарации за счет исключения влияния абсолютного значения амплитуды сигнала затухания люминесценции, а также увеличение быстродействия.

На фиг. 1 представлена блок-схема выполнения устройства, реализующего данный способ; на фиг. 2 функциональные схемы блоков запоминания начальной амплитуды сигнала затухания люминесценции и определения интервала времени установления текущего значения амплитуда сигнала затухания люминесценции до порогового значения напряжения.

Устройство содержит транспортирующий механизм 1, размещенный в светонепроницаемой камере 2, источник 3 импульсного рентгеновского излучения, фотоприемник 4, блок 5 усиления сигнала затухания люминесценции, зарегистриро- ванного фотоприемником 4 после окончания возбуждающего импульса источника 3, блок 6 запоминания начальной амплитуды сигнала затухания люминесценции, блок 7 формирования порогового напряжения, компаратор 8, блок 9 определения интервала времени установления текущего значения амплитуды сигнала затухания люминесценции до порогового значения напряжения, блок 10 синхронизации, исполнительный механизм 11, приемники 12 и 13 соответственно концентрата и хвостов. Транспортирующий механизм 1 предназначен для перемещения минералов 14 через зону 15 облучения с постоянной скоростью.

Блок 6 содержит ключевой элемент 16 для кратковременного пропуска начального значения амплитуды сигнала затухания люминесценции, конденсатор 17 для запоминания начального значения амплитуды сигнала затухания люминесценции, неинвентирующий усилитель 18 для повторения и усиления по мощности начального значения амплитуды сигнала затухания люминесценции.

Ключевой элемент 16 первым входом (первый вход блока 6) соединен с выходом блока 5, вторым входом (второй вход блока 6) с вторым выходом блока 10 синхронизации, а выходом с конденсатором 17 и с входом неинвертирующего усилителя 18, выход которого соединен с блоком 7 формирования порогового напряжения. Блок 9 содержит счетчики 19-21 для счета количества тактовых импульсов определенной частоты, элементы И 22 для определения значения нижнего предела интервала времени установления текущего значения амплитуды сигнала затухания люминесценции до порогового значения напряжения, элемент И 23 для определения значения верхнего предела интервала времени установления текущего значения амплитуды сигнала затухания люминесценции до порогового значения напряжения, триггер 24 для фиксирования и нахождения интервала времени установления текущего значения амплитуды сигнала затухания люминесценции до порогового значения напряжения, логический сумматор 25 для обеспечения возврата триггера 24 в нулевое состояние, элемент И 26 для одновременной выдачи сигнала на логический сумматор 25 и управляющего сигнала на отсечку минерала при нахождении измеренного интервала времени установления текущего значения амплитуды сигнала затухания люминесценции до порогового значения напряжения в заданных пределах в момент равенства текущего значения амплитуды затухания люминесценции пороговому значению напряжения.

Выход фотоприемника 4 соединен с входом блока 5 усиления сигнала затухания люминесценции, выход которого соединен с одним входом блока 6 запоминания начальной амплитуды сигнала затухания люминесценции и вторым входом компаратора 8. Выход блока 6 запоминания начальной апмлитуды сигнала затухания люминесценции соединен с входом блока 7 формирования порогового напряжения, выход которого соединен с первым входом компаратора 8. Блок 9 определения интервала времени первым входом соединен с выходом компаратора 8, а выходом c исполнительным механизмом 11.

Блок 10 синхронизации первым выходом соединен с источником 3 излучения, вторым выходом с вторым входом блока 6 запоминания начальной амплитуды сигнала затухания люминесценции и третьим выходом с вторым входом блока 9.

Счетчик 19 счетным входом Т (второй вход блока 9) соединен с третьим выходом блока 10 синхронизации, выходом R со счетным входом Т счетчика 20, выход R которого соединен со счетным входом Т счетчика 21. Входы R счетчиков 19-21 и второй вход элемента И 26 соединены между собой (первый вход блока 9) и с выходом компаратора 8.

Элемент И 22 соединен первым входом c четвертым выходом счетчика 19, вторым входом с первым выходом счетчика 20, третьим входом с выходом "0" счетчика 21, а выходом с входом S триггера 24. Элемент И 23 соединен первым входом с выходом "0" счетчика 19, вторым входом с выходом "0" счетчика 20, третьим входом с третьим выходом счетчика 21, а выходом с первым входом логического сумматора 25, выход которого соединен с входом R триггера 24, выход которого соединен с первым входом элемента и 26.

Второй выход логического сумматора 25 и выход схемы совпадения соединены между собой (выход блока 9) и с исполнительным механизмом 11.

Способ реализуется следующим образом.

При помощи вибропитателя (не показаны) минералы 14 подают на транспортирующий механизм 1 (наклонный лоток) в светонепроницаемой камере 2 (фиг. 1). Минералы 14, перемещаясь по лотку с постоянной скоростью V, попадают в зону 15 облучения источника 3 импульсного излучения, который генерирует управляющие импульсы с периодом повторения 4 мс. Фотоприемник 4 регистрирует сигнал затухания люминесценции минерала 14 и передает его на блок 5 усиления сигнала затухания люминесценции.

Блок 5 усиливает зарегистрированный фотоприемником 4 сигнал затухания люминесценции минерала 14 после окончания возбуждающего импульса источника 3 и одновременно передает усиленный сигнал на второй вход компаратора 8 и на первый вход блока 6 (на ключевой элемент 16). Одновременно с поступлением на первый вход блока 6 усиленного сигнала затухания люминесценции на второй вход блока 6 (на ключевой элемент 16) поступает сигнал синхронизации с второго выхода блока 10 синхронизации.

В момент поступления сигнала синхронизации с блока 10 кратковременно открывается ключевой элемент 16, который пропускает усиленный сигнал затухания люминесценции на конденсатор 17, который запоминает начальное значение амплитуды сигнала затухания люминесценции. С конденсатора 17 начальное значение амплитуды сигнала затухания люминесценции поступает на вход неинвертирующего усилителя 18, который повторяет начальное значение амплитуды сигнала затухания люминесценции и выдает усиленный по мощности сигнал начального значения амплитуды затухания люминесценции на вход блока 7 формирования порогового напряжения (на резисторный делитель). Блок 7 устанавливает пороговое значение напряжения для начального значения амплитуды сигнала затухания люминесценции и передает это пороговое значение напряжения на первый вход компаратора 8.

Поступающее на второй вход компаратора 8 текущее значение амплитуды сигнала затухания люминесценции из блока 5 сравнивается с пороговым значением напряжения, поступающим из блока 7 на первый вход компаратора 8. В результате сравнения на выходе компаратора 8 появляется разрешающий сигнал на измерение интервала времени люминесценции до порогового значения напряжения, который поступает на первый вход блока 9 измерения интервала времени. Одновременно с разрешающим сигналом с компаратора 8 на второй вход блока 9 (на счетный вход Т счетчика 19) поступают тактовые импульсы с частотой 100 кГц с третьего выхода блока 10 синхронизации.

В момент поступления разрешающего сигнала с компаратора 8 и импульсов с блока 10 счетчики 19-21 блока 9 начинают считать количество тактовых импульсов, поступающих из блока 10 в течение действия разрешающего сигнала, которыми определяется время установления текущего значения амплитуды сигнала затухания люминесценции до порогового значения напряжения. Одновременно со счетом количества тактовых импульсов счетчиками 19-21, элементами И 22 и 23 осуществляется сравнение величины времени установления текущего значения амплитуды сигнала затухания люминесценции до порогового значения напряжения с заданными пределами, которые выбираются равными 0,14 и 3,0 мс (т.к. коэффициент деления резисторного делителя блока 7 выбран равным 1,2214).

При появлениях на выходах счетчиков 19-21 комбинации 0,14 на выходе элемента И 22 появляется сигнал, определяющий значение нижнего предела интервала времени установления текущего значения амплитуды сигнала затухания люминесценции до порогового значения напряжения, который поступает на вход S триггера 24 и устанавливает его в единичное состояние (т.е. измеряемый интервал времени установления текущего значения амплитуды сигнала затухания люминесценции до порогового значения напряжения находится в заданных пределах). Сигнал с выхода триггера 24 поступает на первый вход элемента И 26, но т. к. текущее значение амплитуды сигнала затухания люминесценции не равно пороговому значению напряжения, то на выходе компаратора 8 присутствует разрешающий сигнал (нулевой уровень), по которому счетчики 19-21 продолжают считать количество тактовых импульсов, т.е. продолжают определять время установления текущего значения амплитуды сигнала затухания люминесценции до порогового значения напряжения.

При появлении на выходах счетчиков 19-21 комбинации 3,00 на выходе элемента И 23 появляется сигнал, который поступает на первый вход логического сумматора 25, на выходе которого появляется сигнал, поступающий на вход R триггера 24, который устанавливает его в нулевое состояние, т.е. измеряемый интервал времени установления текущего значения амплитуды сигнала затухания люминесценции до порогового значения напряжения больше заданного предела, и с первого входа элемента И 26 снимается сигнал единичного уровня.

В момент равенства текущего значения амплитуды сигнала затухания люминесценции и порогового значения напряжения на выходе компаpатора 8 появляется запрещающий сигналкоторый одновременно поступает на второй вход элемента И 26 и на входы R счетчиков 19-21. Этот запрещающий сигнал устанавливает счетчики в нулевое состояние и они прекращают счет тактовых импульсов, поступающих с блока 10.

Одновременно с поступающим на второй вход элемента И 26 запрещающим сигналом (единичного уровня) на его первый вход поступает сигнал с выхода триггера 24. Если триггер 24 находится в единичном состоянии (т.е. измеренный интервал времени установления текущего значения амплитуды сигнала затухания люминесценции до порогового значения напряжения находится в заданных пределах), то с выхода элемента И 26 сигнал поступает на исполнительный механизм 11 (пневмоэжектор) на отсечку минерала 14 и одновременно на вход логического сумматора 25, с выхода которого сигнал поступает на вход R триггера 24 и устанавливает его в нулевое состояние (подготовка триггера 24 к следующему циклу измерения). Иначе, если триггер 24 находится в нулевом со стоянии (т. е. измеренный интервал времени установления текущего значения амплитуды сигнала затухания люминесценции до порогового значения напряжения не попадает в заданные пределы), сигнал на исполнительный механизм не выдается.

Таким образом, при равенстве амплитуды затухания люминесценции пороговому значению напряжения с выхода компаратора 8 в блок 9 поступает команда на прекращение измерения интервала времени. В случае, если измеренный интервал времени находится в заданных пределах, блок 9 включает исполнительный механизм 11 (пневмоэжектор) на отсечку минерала 14.

Для определения величины постоянной времени затухания люминесценции минералов τ необходимо определить интервал времени Т, в течение которого текущее значение амплитуды сигнала затухания люминесценции минерала U уменьшится в l раз, т.е. до установленного порогового значения напряжения , величина которого определяется формулой
U_t= U_o·l где U_o начальное значение амплитуды сигнала затухания люминесценции минерала;
τ постоянная времени затухания люминесценции минерала;
U_t текущее значение амплитуды сигнала затухания люминесценции минерала;
t момент времени, в который производится измерение текущего значения амплитуды сигнала затухания люминесценции минерала;
l основание натурального логарифма.

При условии равенства интервала времени Т и постоянной времени затухания люминесценции минерала τ, но учитывая, что в реальных сепараторах время между двумя импульсами облучения составляет 4 мс, а постоянная времени затухания люминесценции алмазов лежит в пределах 0,7 15 мс, то для ускорения процесса измерения постоянной времени затухания люминесценции τ целесообразно измерять интервал времени Т пропорциональной части постоянной времени затухания люминесценции τ, устанавливая соответствующее пороговое значение напряжения (например, при T порогового значения на- пряжения U_o·l ).

Таким образом, данным способом обеспечивается высокая точность измерения интервала времени Т установления текущего значения амплитуды сигнала затухания люминесценции до установленного порогового напряжения. И получаемое значение интервала времени однозначно характеризует минерал независимо от абсолютного значения амплитуды сигнала затухания люминесценции, что и способствует повышению селективности процесса сепарации.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к радиометрической сепарации минерального сырья, содержащего люминесцирующие минералы. Цель повышение селективности сепарации за счет исключения влияния абсолютного значения амплитуды сигнала затухания люминесценции (АСЗЛ). Для этого запоминают начальное значение АСЗЛ. Сравнивают текущее значение АСЗЛ с формированным для начального значения АСЗЛ пороговым значением напряжения. Затем формируют значения верхнего и нижнего пределов времени установления текущего значения АСЗЛ до порогового значения напряжения, по которым определяют интервал времени установления текущего значения АСЗЛ до порогового значения напряжения. По достижении им порогового значения напряжения осуществляют разделение. Для увеличения быстродействия разделение осуществляют по интервалу времени, пропорциональному постоянной времени затухания люминесценции минерала. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. СПОСОБ СЕПАРАЦИИ МИНЕРАЛОВ, включающий импульсное возбуждение люминесценции минералов, измерение начальной и текущей амплитуд сигналов затухания люминесценции, разделение минералов, отличающийся тем, что, с целью повышения селективности сепарации за счет исключения влияния абсолютного значения амплитуды сигнала затухания люминесценции, запоминают начальное значение амплитуды сигнала затухания люминесценции, формируют для него пороговое значение напряжения, сравнивают текущее значение амплитуды сигнала затухания люминесценции с пороговым значением напряжения, формируют значения верхнего и нижнего пределов времени установления текущего значения амплитуды сигнала затухания люминесценции до порогового значения напряжения, по которым определяют интервал времени установления текущего значения амплитуды сигнала затухания люминесценции до порогового значения напряжения и при достижении им порогового напряжения осуществляют разделение. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия, разделение осуществляют по интервалу времени, пропорциональному постоянной времени затухания люминесценции минералов.