Способ сепарации полезных ископаемых и устройство для его осуществления Советский патент 1983 года по МПК B03B13/00 B07C5/342 

(54) СПОСОБ СЕПАРАЦИИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к обогащеник полезных ископаемых и может быть и пользовано для сепарации угля, желе. ных и марганцевых руд и других поаеэных ископаемых, для которых существует различие цвета полезного ископаемого и пустой породы. Изобретение может при меняться на углеобогатительных фабриках, на установках для автоматической породовыборки и на других предприятиях горноперерабатывающей промышленности. Кроме того, изобретение может исполь зоваться в системах управления транспортном, например подземным, для автоматического выбора маршрута в зависимости от характера груза, счета вагонеток и т.п. Известен способ сепарации полезных ископаемых, основанный на различии по лошающих и рассеивающих свойств: полез него ископаемого и пустой породы по отношению к радиоактивному излучению, причем регистрация прошедшего и обрат но рассеянного радиоактивного излучения осуществляется одновременно одним детектором 11J .ч Однако в известном способе для сепарации небольших кусков необходимо малое расстояние источника и детектора. Это приводит к тому, что интенсивность обратно рассеянного излучения растет с ростом плотности, а интенсивность прошедшего излучения падает с ростом плот ности, поэтому суммарная интенсивность (даже с учетом ее уменьшения от роста атомного номера куска) мало изменяется при замене куска угля куском породы. Кроме того, при уменьшении размера куо ка интенсивность обратно рассеянного излучения уменьшается во много раз ме; леннее, нежели растет интенсивность прошедшего излучения, поэтому суммарная интенсивность от изменений размеров куо ка изменяется. При отсутствии куска в зоне контроля на детектор попадает значительная интенсивность прямых гаммаквантов. Эти обстоятельства приводят к тому, что для сепарациинеобходимо очень точно определ$пъ небольшие изменения интенсивности на уровне значительного изменчивого фона. Известно устройство для сепарации полеаных ископаемых, реализующее известный способ, включающее приспособление для подачи исходного материала, источник проникающих гамма-лучей, эяек ронный блок, исполнительный механизм, приемники полезного ископаемого и породы ij . Недостатком известного устройства . является низкая эффективность раддедени исходного материала. Наиболее близким по технической суш ности и достигаемому результату к npej лагаемому является способ сепарации полезных ископаемых, включающий облучение кусков белым светом, измерение интегральной интенсивности рассеянного света и разделение кусков на полезные исксжаемые и породу 21 . ч Недостатком; известного способа является низкое качество сепарации и&-эа &ли5шия на процесс разделения размера, неровностей, влажности и загрязненноотн кусков. Наиболее близким по технической сущ ности и достигаемому результату к предлагаемому 5шляется устройство для сепа рации полезных ископаемых, включающее электронный блок, бункеры полезного ископаемого и породы, исполнительный механизм, осветитель, фоконы, гибкие волоконнооптические световоды, фотоумножитель, загрузочное приспособление 3 Недостатком является низкое качество сепарации. Цель изобретения - повышение качест ва сепарации за счет компенсации влияния изменений размера, неровностей, влажности и загрязненности кусков. Поставленная цель достигается ем, что согласно способу сепарации полезных ископаемых, включающему облучение кус ков белым свететл, измерение шигегральной интенсиы1ости рассеянного светла и разделение кусков на полезные ископаещле и породу, дополнительно измеряют дифферен1шальную интенсивность рассеян- иотч) света и фоновую интенсивность, которую сравнивают с интегт альной интенсивностью и по длительности превышения интегральной интенсивности над фоновой оцределяют время нахождения куска в зо не контроля, определяют среднее значени отношения дифференциальной интенсивнос ти к интегральной интенсивности за время нахождения куска в зоне контроля и по величине указанного отношения проводят разделение кусков на полезное ископаемое и породу. Устройство для сепарации полезных ископаемых, включающее электронный блок, бункеры полезного ископаемого и породы, исполнительный механизм, осветитель, фоконы, гибкие волоконнооптические световоды, фотоумножитель, загрузочное приспособление, снабжено светофильтром, дополнительным фотоумножителем, светопреломляющей призмой, блоком сра&нения и измерителем отношения, причем светопреломляющая призма смонтирована в основании загрузочного приспособления, светофильтр установлен перед дополнительным фотоумно)а1теяем, а выход основного фотоумножителя соединен с входом блока сравнения и первым входом измерителя отношений, а второй вход измерителя отношения соединен с выходом дополнительного фотоумножителя, при этом выход измерителя отношения соединен с исполнительным механизмом. Способ сепарации полезных ископаемых осуществляется следующим образом. Куски исходного материала облучают белым светом, затем измеряют интегральную интенсивность рассеянного св&та, после чего дополнительно измеряют дифференциальную интенсивность рассеянного света и фоновую интенсивность, которую сравнивают с интегральной интенсивностью и по длительчости превышения интегральной интенсивности над фоновой определяют время нахождения куска в зоне контроля, затем определ5пот среднее значение отношения дифференхшальной интенсивности к интегральной интенсивности за время нахождения куска в зоне контроля, по величине которого проводят разделение кусков на полезное ископаемое и породу. На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 - временная диаграмма работы устройства. Устройство состоит из загрузочного приспособления 1, вьшолненного в виде вн аоионного лотка, по которому перемещаются куски угля 2 и породы 3. В основании лотка смонтирована светокопировальная призма 4, светокопировальная грань которой соединена с подводящим и сигнальным гибкими волоконнооптичео кими световодами 5 и 6. Сигнальный световод 6 разветвляется на световоды . 7 и 8. Осветитель состоит из лампы 9 накаливания рефлектора 10 непрозрачного корпуса 11. С помощью собирающего фокона 12 свет от лампы 9 фок Ьяруется на торец подводящего гибкого световода 5. Световод 7 с помощью фокона 13 сочленен с основным фотс гмвожителем 14. Световод 8 с псмошью фокона 15 соединен с qpaнжeвым фвльтр с 16, установленным дополнительным фотоумножителем 17. Выход основного фотоумножителя 14 соединен с входом блока 18 сравнения и входом изм ителя 19 отношения. Второй вход измерителя 19 ОТНОШ&ния соединен с выходом дополнительного фотоумножителя 17. Выход и лорителш 19отношения соединен с исполнительным механизмом, включаки1шм планку 2О, ко торая может шшаться на шарнире 21. Вращение планки 2О ос ществл ет я пркводом 22 через шток 23, который с помощью шарнира 24 прикреплен к планке 2О. В зависимости от попсккения планки 20куски материала направляются в бункер 25 угля или бункер 26 псфоды. .Работа устройства для сепарации угля осуществляется следующим (. Свет от лампы 9 накаливания с помощью рефлектора 1О и собирающего кона 12 фокусируется на торец вОлоконнооп тического световода 5 и далее попадает через светоприемную грань призмы 4 на ее светопреломляющую . Прел Ми1Ляяс на этой грани, свет псщадает в окружак щее пространство. Если над светоп еяог ляющей гршиью (в зоне контроля) н куска угля или породь1,то свет рассеиваемся в воздухе, и лишь незначительная ei часть - обратно в призму 4. Далее из призмы 4 свет по световоду 6 и разветвлениям 7 и 8 попадает рассеиваю ший фокон 13 на основной фагоумножитель, а через рассеивающий фокон 15 и оранжевый фильтр 16 на дся1олнительн1 1й фотоумножитель 17. При этом,сигнум с выхода фотоумножителе 14 пропорционален ингегральной.интенсивности рассеян-; ноговоздухомсветаиравеН(7п (фиг. 2) сигнал на выходе фотоумножителя 17 пропорционален дифференциальной интенсивности рассеянного воздухом анжевого света и равен Зд (фиг. 2). Поскольку CJt5 ;з , то сигнал на выходе блсяса сравнения отсутствует. Если в зону контроля псотадлет кусок породы 3, то: сигнал на выходе фотоумножителя 14 резко увеличивается и становится больше величины D пор блока IS сравнения, т.е. 0|Ц7 пор сигнал на выходе фотоумножителя 17 резко увеличивается и становится равным Од ; с бпока 18 сравнения на измеритель 19 огне шения поступает сигнал на начало lorreivрированкя 0 / On . Когда породы выходит из зоны контроля, то: сигнал на выходе фотоумножителя 14 резко уменьшается и Jb к ч««« -. yt меньше величины уставки Э|)0в новится 18 сравнения Э},С сигнал на блока выходе фотоумножителя резко умекьшае ся и снова ( равным Эд { блока 18 сравнения на измеритель 19 отношения поступает сигнал на окончанию интегрирования отношения Эд (О,,); с и мерителя 19 отнощення поступает CHmaat 1цх порци жальиый среднему (за время нахождения куска в зоне к(жтроля) зна чению отношения Зд I 3,J , Лосфедством которого 1ФИВОД 22 через щток 23 и шарнир 24 переводит плашку 2О в такое положение, при катаром кусок псфоды попадает в бункер 26 породы. Если в зону ксштроля попадает кусок. угля, то все происходит в выщеопцсанноЙ последовательности. F выходе угяя из зоны контроля на выходе измqpитeля 19 отношения фqpмнpyeтcя сигнал, уровшь не зависит от неровности куока, степени его прилегания к основанию, лотка от раетлеров куска, н определяется только шдсил куска - уголь шш порода. Если в зоне контроля находится кусок угля, то планка 2О переводится в попоже вне, показанное на (Jair. 1, и кусок попада:ет в бункер 25 угля. KeiK ноказбшо на фиг. 2, интег1)альная интеисишюсп отраже шого света изм&- няется во врилени 3v)«f(-t). Если в зоне контроля нет кусков, то J- определяется влажностью и запыленность1о находящего ся в зоне ксяггроля возауха. Если в зоне контроля находится кусок, то ЗЦ зависит от тшш куска (величина OJ для породы несколько больше, четл для угля), от неровностей куска, от степени прилегания куска к основанию лотка и аг запыленр ности куска. Дифференциальная интенсивность, наприм в сфанжевой области, изменяется во времени Од (i). Если в зсже контроля нет кусков, то Ьд (жредв лается влажностью и запьшенностью находящегося в зоне контроля воздуха. Если в зоне к {троля находится кусок, то д зависит от типа куска (величина Э для цqpoды в 1О-20 раз больше, чем для угля), от неровностей куска, от степени прилегания куска к основанию лотка и от запыленности куска. По степени влияния на значения Э и Од все факторы можно разделить на сильные и 799 сяабые. На интенсивности Dyj и эГ наибольшее влияние оказывают: наличие куска (0{1, Drt и 3д7 Vx неровности куска и степень прилегания куска к оонованию лотка (эти факторы могут изменнть интенсивности J и д в 1-3 раза); тип куска (при прохождении куска породь значение 3| на 20-ЗО% превооходит соответствующее значение 3 угля при прох эгвдении куска породы значение в 10-20 раз превосходит значение для угля); запыленность куска (слой пыли на куске угля и породы может д&лать их неразличимыми как в интегральной, так и в дифференциальной областях света); влажность и запыленность воздуха могут на 2О-30% изменять обе интен сивности DM и Эд . Таким образом, ни интегральная О у, ни дифференциальная Эд интенсивности не могут быть достоверным для надежного отличия угля от породы. Чтобы надежно отличить уголь от породы необходимо знать величину отношения 3 л D и и не просто это отношение, а его среднее значение за прохождения куска в зоне контрогия. Интеграл этого ошошения (фиг. 2) не зависит от неровностей куска, степени его прилегания к основанию лотка, размера куска, влажности и запыленноети воздуха. Значение интеграла этого отношения одноаюачно «шредеяяётся типом куска (для породы оно более чем на порядок больше чем для угля). Сильной физической величиной, влияюшей на интеграл этого отношения, является запыленность кусков. Поэтйму реализация йредлагаемого способа предполагает промывку сепарируемых кусков для удаления значительного слоя осевшей на них пьши. Формула изобретения 1. Способ сепарации полезных искоna wibix, включающий облучение кусков белым светом, измерение интегральной интенсивности рассеяиного света и разделение кусков на полезное ископаемое и породу, отличающийся тем. ЧТО, с делью повышения качества сепара848шш за счет компенсации влияния изменвний размера, неровностей, впажно :ти и загрязненности кусков, допогаштельно измеряют дифференциальную интенсивность рассеянного света и фоновую иитенси ность, которую сравнивают с интегральной интенсивностью, и по длительности превышения интегральной интенсивности над фоновой определяют время нахожде„ия куска в зоне контроля, определяют среднее значение отношения дифференци- :,альной интенсивности к интегральной га1тенсивности за время нахождения куска в зоне контроля и по величине указанного отношения проводят разделение кусков на полезное ископаемде и породу, 2. Устройство для сепарации полезньрс ископаемых, включающее электронный блок, бункеры полезного ископаемого и породы, исполнительный механизм, осветитель, фоконы, гибкие волоконнооптичеокие световоды, фотоумножитель, загрузочное приспособленце, отличаю шеес я тем, что, с целью повышения качест-; ва сепара1щи,устройство снабжено свето4 1пьтром,дополнительным фотоумножите- лем.светопреломляюшей призмой,блоком, сравнения и измерителем отношения,причем светопреломлякяцая щэизма смонтирована в основании загрузочного приспосс ления, светофильтр установлен перед дополнительным фотоумножителем, а выход основного фотоумножителя соединен с входом блока сравнения и первым входом измерителя отношения, а второй вход измерителя отношения соединен с выходом дополнительного фотоумножителя, при этом выход измерителя отношения соединен с исполнительным механизмом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 169458, кл. В 03 В 13/ОО, 1963. 2.Мокроусов В. А., . Лилеев В. А. Радиометрическое обогащение нерадиоактивных руд. М., Недра, 1979, с. 99 (прототип). 3.Авторское свидетельство СССР № 816550, кл. В 03 В 13/00, 1979 (прототип).

l ff

Пвро9я

yiffflb

3