Способ рентгенолюминесцентной сепарации минералов Советский патент 1990 года по МПК B07C5/346 B03B13/06 

Изобретение относится к разделению твердых минералов и может быть исполь-. зовано для покусковой сепарации полезных ископаемых по их люминесцирующей способности (например, шеелитовых руд, разубоженных кальцитом).

Цель изобретения - повышение точности сепарации путем увеличения селективности отделения шеелита от каль цита.

Сущность способа заключается в том, что минералы облучаются рентгеновским излучением и регистрируют максимумы интенсивностей люминесцентного излучения во время воздействия на минерал рентгеновского излучения и от минерала, вышедшего из зоны облучения, а с заданным значением сравнивают разность зарегистрированных максимумов ,интенсивностей.

Особенностями предлагаемого способа, значительно повышающими селективность отделения шеелита от кальцита, являются:

Определение максимальной амплитуды сигнала люминесценции минерала во - время облучения поверхности куска и вычитание из нее амплитуды сигнала спа-, да люминесценции минерала непосредственно после окончания облучения в интервале времени, равном 2,2 с ш (s250 мкС). Указанный интервал времеУ1

Ел

3S

i

ОЭ

о

ни позволяет от шеелита получить его максимальную амплитуду люминесценции при минимальном спаде (не более 0,5%) люминесценции кальцита. Все это в ко- нечном итоге дает возможность отделить куски, содержащие на своих краях шеелитовые колонииfUg-Ct.- t7) на фиг.6) от кусков с кальцитом с максимальным линейным размером 150- 200 мм.

Определение амплитуды спада сигнала люминесценции зерна шеелита по- ,средством нахождения наибольшей раз- юности амплитуд локальных смежных мак- Јимумов и минимумов электрического сигнала за время облучения куска, суммирования ее с максимальной амплитуПри появлении в зоне облучения (фиг.4) куска, состоящего из кальцидои того же сигнала, запоминание полученной суммы и вычитания из нее ампли-jQ та,на выходе фотоприемника 5 появляется сигнал Ug-(t,| t) , форма которого по.- щ ми-казана на временных диаграммах (свер зволяет находить на кусках кальцита (размеры которых способом не ограничи,туды спада сигнала люминесценции ми- нерала за время, равное. 2,2 с, ,„ поху временных диаграмм условно изображен кусок из кальцита, пересекающий

электрический сигнал фотоприемником 5. Электрический сигнал поступает на анализатор 6, работа которого синхронизируется детектором 7. При обнаружении анализатором 6 шеелита на куске 8 производится его отделение в концент- ратный отсек посредством исполнительного механизма 9.

Анализатор 6 содержит усилители 10- 13-1, ключи 14-16, конденсаторы 17 и 18, диоды 19 и 20, одновибратор 21, элемент ИЛИ 22, задатчик 23, компаратор 24, элемент И 25, линию 26 задержки и сумматор 27.

Алгоритм работы анализатора 6 заключается в следующем.

При появлении в зоне облучения (фиг.4) куска, состоящего из кальцита,на выходе фотоприемника 5 появляется сигнал Ug-(t,| t) , форма которого по.- казана на временных диаграммах (сверху временных диаграмм условно изображен кусок из кальцита, пересекающий

Изобретение относится к разделению твердых минералов, может быть использовано для покусковой сепарации полезных ископаемых по их люминесцирующей способности, например шеелитовых руд, разубоженных кальцитом, и позволяет повысить точность сепарации путем повышения селективности отделения шеелита от кальцита. Способ рентгенолюминесцентной сепарации минералов включает построчное облучение минералов рентгеновскими лучами, регистрацию интенсивности люминесцентного излучения, сравнение ее с эталонным значением и выборку минералов с полезным компонентом по результатам этого сравнения, измеряют экстремумы неравномерностей интенсивности люминесцентного излучения во время воздействия на кусок рентгеновского излучения и интенсивности люминесцентного излучения куска, вышедшего из зоны излучения, а с эталонным значением сравнивают разность измеренных интенсивностей. 6 ил.

.ваются) небольшие зерна шеелита. Экс- 25 рентгеновский пучок). Зону осмотра

периментально установлено, что на куске кальцита с максимальным линейным размером 150 мм предлагаемый способ (с вероятностью не менее 0,95) позволяет обнаруживать зерна шеелита размером не более 0,3 мм. Для сравнения - способ по прототипу может обнаруживать такие зерна на куске кальцита с размером не более 16 мм.

На фиг.1 показаны диаграммы спектров рентгбиолюминесценции шеелита О) кальцита (2) и пропускания (Јfl) светфильтра СС-8 (3); на фиг.2 - зона облучения и регистрации сигналов люминесценции; на фиг.З - диаграмма нарастания люминесценции кальцита: по мере прохождения куском зоны облучения; на фиг.4 - блок-схема устройства для осуществления предлагаемого способа; на фиг.5 - анализатор; на фиг.6 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства, реализующего способ.

Способ осуществляется следующим образом.

В устройстве для осуществления предлагаемого способа сепарируемые куски из питателя 1 поштучно поступают в зону облучения. Рентгеновский поток источника 2, с помощью коллима

тора 3 преобразуется в рентгеновские строки (пучки) 4-1, 4-2...4-п. Световой поток люминесценции минералов куска регистрируется и преобразуется в

Q

0

5

0

5

фотоприемника 5 формируют такой, которая позволяет регистрировать световой поток люминесценции минералов на куске после его выхода из зоны облучения (фиг.4). Как видно из временных диаграмм (фиг.6) сигнал Us-(t1 ,t) от такого куска увеличивается плавно, что связано с большой постоянной скорости нарастания: люминесценции кальцита. После выхода куска из зоны облучения люминесценция кальцита затухает через 100-120 мс. Факт нахождения куска в зоне регистрации индицируется электрическим сигналом с выхода детектора 7 (диаграмма U7(t,,tz) на фиг.6).

Максимальная амплитуда электрического сигнала Uvfa.) с помощью усилителя 10, конденсатора 17 и диода 19 запоминается и через согласующий усилитель 1 1 поступает на один из входов (4-) сумматора 27 анализатора 6. При выходе куска из зоны облучения одно- вибратор 21 генерирует импульс, длительностью 250 мкс (диаграмма U(t,t.) на фиг.6). Этот импульс с детектора 7 с помощью элемента ИЛИ 22 держит в закрытом состоянии ключи 14-16 на все время измерения люминесценции куска и принятия решения о содержании в нем полезного компонента. Это позволяет сохранять на необходимое для анализатора 6 время информацию на конденсаторах 17 и 18. Поэтому в мо51556769

появления импульса с одновибраил д о

тора 21 (диаграмма , t) на фиг.6) на конденсаторе 17 сохраняется максимальная амплитуда сигнала U5(t ) а на конденсаторе 18 з этом случае будет нулевой потенциал. На выходе сумматора 27 появляется сигнал, амплитуда которого равна разности максимальной амплитуды сигнала ) и текущего значения амшштулы сигнала спада люминесценции кальцита. Так как анализ послесвечения минералов производится сразу после выхода куска из зоны облучения, где спад люминесценции кальцита составляет 0,5%,на выходе сумматора 27 амплитуда сигнала будет составлять незначительную величину (диаграмма U27(t2,t3) на фиг.6)4Для того, чтобы не сработал исполнительный механизм 9 на отсечку кальцита, с помощью задатчика 23 на входе компаратора 24 устанавливают такой уровень дискриминации (пунктирную линию.на диаграмме U--(t ) при котором на выходе компаратора 24 не появляется электрический сигнал, позволяющий пройти электрическому импульсу с одновибратора 21 через элемент И 25 на линию 26 задержки, а затем исполнительный механизм 9.

При появлении в зоне облучения куска состоящего, например, из обширного участка шеелита (в виде сплошной колонии мелких зерен) и кальцитного участка на выходе фотоприемника 5 появляется электрический сигнал,форма которого представлена на диаграмме tg). Сверху над этой диа граммой условно изображен кусок из ше елита ич кальцита, пересекающий рентгеновский пучок.

При вхождении куска сигнал сначала увеличивается плавно (так как в этом конкретном случае облучается сначала его кальцитная часть), а затем .(при вхождении в зону облучения сплошной колонии зерен шеелита) скачком (с постоянной времени 100 мкс) возрастает на уровень, соответствующий суммарной люминесценции шеелито- вых зерен.

После выхода из зоны облучения куска люминесценция шеелитовых зерен спадает до нуля через 250 мкс, а лю- ,минесценция кальцита, начиная с по стоянкой времени, равной 50 мс, плавно уменьшаться.

5

0

5

0

За время облучении куска на конденсаторе 17 запоминается макспмпь-- ная амплитуда сигна.па Ur;(tg), а па конденсаторе 18 сохраняется пулевой потенциал. После выхода KVC-XJ из зона облучения (за время короткого импульса с одновибратора 21) па выходе сумматора 27 появляется сигнал U,,(t6 ,tr) f соответствующий интенсивности суммарной люминесценции шеелптовых зеаен. Этот сигнал устанавливает па выгоде компаратора 24 разрешающий сигнал., который позволяет короткому импульсу с одновибратора 2 пройти через элемент И 25 и линию 26 на исполнительный механизм 9. По истечении времени полета куска от зоны осмотра до зоны отстрела (фиг.4) линия 26 задержки включает исполнительный механизм 9. Кро.-ь того, элемент 26 задержки из короткого электрического импульса одновибратора 21 формирует импульс, длительность которого позволяет исполнительному механизму 9 на- дежио отстреливать в концентратнып отсек куски, содержащие шеелит.

При появлении з зоне облучения куска, состоящего из породообразую. sy

с 10

30 нелгомннесцирующих элементов и одн.с,

3

зерна шеелита (диаграмма U5-(ta--t.

на фиг.6) кя выходе фотоприемнпка 5 при пересечении шеелитом рентгеновского пучка возникает колокообразный 35 импульс (tg г tg f t1c) , В этом случае на конденсаторе 7 запоминается максимальная амплитуда сигнала Ue-(tn). Кроме того, начиная с момента времени t t, на выходе усилителя 12

40 (фиг.5) появляется электрический сш: нал с положительной амплитудойs который через открытый на время облзгче- ния куска ключ 15, усилитель 13 и диод 20 поступает на конденсатор 18, на

45 котором в конечном итоге запокнназтся амплитуда спада сигнала U,- (t« , ) . По окончании облучения куска на выхо де сумматора 27 появляется сигнал с двойной амплитудой сигнала U4(tg)s

50 так как на входе (-) сумматора 27 в данном случае за время действия корот- - кого импульса одновибратора 21 сохраняется нулевой потенциал. Сигнал с выхода сумматора 27 разрешает в конеч55 ном итоге прохождение короткого элект рического импульса одновибратора 21 на исполнительный механизм 9.

При появлении в зоне облучения кус ка, поверхность которого занимает

155

кальцит и одно иерно шеелита, на выходе фотоприемкика 5 возникает электрический сигнал, форма которого представлена на диаграмме tl(t; 15 , t f6 ) . Сигнал имеет низкочастотную (кальцитную) составляющую и высококачественную (шее- литовую) составляющую. При прохожде

спада люминесценции кальцита,в р зультате чего на выходе сумматор (диаграмма (t16,tl7) на фиг.6 появится сигнал амплитуды спада к кообразного импульса люминесценци зерна шеелита, который разрешит п ходить короткому электрическому и пульсу одновибратора 21 через эле

|нии через рентгеновский пучок зерна

шеелита на выходе фотоприемника 5 по- 10 мент И 25 и линию 26 задержки на является характерный колокообразныйисполнительный механизм 9.

импульс (диаграмма .t.t) на фиг.6). В момент времени t Ц4.конденсатор J 7 запоминает амплитуду ло- кального максимума U(t, которая со-/5 храняется в нем до момента времени t t s (диаграмма ) на фиг.6), В этот момент времени текущее значение амплитуды сигнала становится равным амплитуде локального максимума U(t,4). В промежуток времени на выходе усилителя 12 появляется сигнал разности между локальным максимумом Ug-(tj) и текущим сигналом, максимальная амплитуда которого запоминается конденсатором 18. Таким образом, в конденсаторе 18 запоминается амплитуда спада колокообразного импульса люминесценции шеелита. После выхода куска из зоны облучения на одном входе ( + ) сумматора 27 будет присутствовать максимальная амплитуда сигнала Ur(tf6),Ha другом входе ()- амплитуда спада колокообразного импульса люминесценции зерна шеелита, а на входе ( - ) амплитуда

20

25

30

35

Формула изобретен

Способ рентгенолюминесцентной парации минералов, включающий пок вую подачу минералов в зону контр построчное их облучение ре.нтгено ким излучением, регистрацию интен ности люминесцентного излучения, нив его с заданным значением и вы ку минералов с полезным компонен по результатам сравнения, отли чающийся тем, что, с цель повышения точности сепарации путе увеличения селективности отделени елита от кальцита, регистрируют м симум интенсивности люминесцентно излучения во время воздействия на нерал рентгеновского излучения и симум интенсивности люминесцентно излучения от минерала, вышедшего зс;ны облучения рентгеновским излу нием, а с заданным значением срав вают разность зарегистрированных тёнсивностей.

8

спада люминесценции кальцита,в результате чего на выходе сумматора 27 (диаграмма (t16,tl7) на фиг.6) появится сигнал амплитуды спада коло кообразного импульса люминесценции зерна шеелита, который разрешит проходить короткому электрическому импульсу одновибратора 21 через элемент И 25 и линию 26 задержки на исполнительный механизм 9.

Формула изобретения

Способ рентгенолюминесцентной сепарации минералов, включающий покуско- вую подачу минералов в зону контроля, построчное их облучение ре.нтгеновс- ким излучением, регистрацию интенсивности люминесцентного излучения, сравнив его с заданным значением и выбор- ку минералов с полезным компонентом по результатам сравнения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности сепарации путем увеличения селективности отделения шеелита от кальцита, регистрируют максимум интенсивности люминесцентного излучения во время воздействия на минерал рентгеновского излучения и максимум интенсивности люминесцентного излучения от минерала, вышедшего из зс;ны облучения рентгеновским излучением, а с заданным значением сравнивают разность зарегистрированных ин- тёнсивностей.

cr c r-. чС ITi

rs. ча w f T i 5f

«s

I

ФиеЛ , g

х

Фм.5

,

х

Шеемт #о/76цм

, i p/ee/ vm щеели/п |

U/7T /uftresfUfi

4

Фиг. 6