Способ сепарации кускового минерального сырья

 

СПОСОБ СЕПАРАЦИИ КУСКОВОГО МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ, предусматривающий облучение кусков - -излучением. регистрацию отраженного (-излучения в двух энергетических диапазонах, определение величины отношения интенсивностей отраженного - -излучения в этих энергетических диапазонах, сравнение величины отношения с пороговым значением и последующее воздействие на исполнительньца механизм, отличающийс.я тем, чтр, с целью повышения точности сепарации , куски:минерального сырья облучаются -г-излучением с энергетическим спектром 30-230 кэВ, а регистрацию отраженного у-излучения производят в энергетических диапазонах 118-132 кэБ и 32-52 кэВ. (Л с: JWXXXXXXXN. I SSSSS 9) ;« ;о со i/2,f

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) SU (Ill

4(51) В 07 С 5 346

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

110 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3648226 /18-12 (22) 22.06.83 (46) 30.06.85. Бюл . N- 24 (72) Л.П.Старчик, В.T.Öoðàåâ и Ю.И. Горлов (7 1 ) Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт обогащения твердых горючих ископаемых (53) 621.928.2(088.8) (56) "Engineering and Mining Iournal, 1982, vol. 183, № 8, page

74-75 . (54)(57) СПОСОБ СЕПАРАЦИИ КУСКОВОГО

МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ, предусматривающий облучение кусков г-излучением, регистрацию отраженного у-излучения в двух энергетических диапазонах, определение величины отношения интенсивностей отраженного т-излучения в этих энергетических диапазонах, сравнение величины отношения с пороговым значением и последующее воздействие на исполнительный механизм, о т л и ч а ю щ и и с .я тем, чтр, с целью повышения точности сепарации, куски:минерального сырья облучаются у-излучением с энергетическим спектром 30-230 кэВ, а регистрацию отраженного у-излучения производят в энергетических диапазонах

118-132 кэВ и 32-52 кэВ.! 1639

25 е

1

Изобретение относится к способам сортировки, конкретнее, к способам сепарации кускового минерального сырья.

Цель изобретения — повышение точности сепарации.

На фиг. 1 изображена структурная схема, поясняющая способ сепарации; на фиг. 2 — структурная схема облу— чения сырья; на фиг. 3 — кривые зависимости вероятности ошибки распознавания кусков сырья от значений средних энергий в измеряемых энергетических диапазонах.

Способ может быть осуществлен по схеме (фиг, l), где куски сырья (угля )подаются транспортирующим ор, ганом 2 в зону измерения. Под транспортирующим органом расположены источник излучения 3, находящийся 20 . в свинцовом контейнере-коллиматоре 4, и детектор излучения 5. Детектор 5 соединен с дифференциальным дискриминатором 6, который в свою . очередь соединен с измерителем отношения 7. Выходы измерителя отношения 7 и порогового устройства 8 соединены с входами элемента сравнения 9, Выход элемента сравнения

9 связан с исполнительным механиз — 30 мом 10, который посредством шиберного устройства 11 направляет куски сырья в течку угля 12или породы 13.

Способ, осуществляется следующим образом. Кусок 1 сырья облучается рентгеновским излучением источника

3 типа ИРИТ с изотопом таллий-204, расположенного в контейнере коллиматоре 4. Детектор 5 регистрирует обратно рассеянное излучение, спектральные интенсивности которого в

40 . двух выбранных энергетических диапазонах ХЕ„ и ХЕ2выделяются c noMorq ro дифференциального дискриминатора 6.

В измерителе отношения 7 вычисляется величина отношения спектральных интенсивностей

Е

1= —.

3 В элементе сравнения 9 происходит сравнение вычисленного значения 11 с заранее установленным значением порогового сигнала, вырабатываемого пороговым устройством 8. Если значение у превосходит по величине значение порогового сигнала, что соответствует 55 наличию куска породы, то на исполнительный механизм 10 подается управляющее воздействие, которое с по19 2 мощью шиберного устройства !1 направляет кусок 1 в породную течку 13; В противном случае кусок попадает в угольную течку 12.

На фиг. 3 (кривые 1†- 6) показаны вычисленные на основе экспериментально полученных данных зависимости вероятности ошибки различения кусков угля и породы от значения средней энергии ра сеянного куском 1 рентгеновского излучения во втором энергетическом диапазоне Е, Р,„ =f (Å ), когда н качестве критерия разделения кусков принималась величина отношения спектральных интенсивностей

IE где I — спектральная интенЪ

Ег синность рассеянного излучения в первом энергетическом диапазоне со средней энергией, равной Е„, и шириной энергетического окна — 15 кэВ. I —

Е2 то.же, во втором энергетическом диапазоне, со средней энергией Е и шириной энергетического окна — 15 кэВ.

Причем, значение Е„ является постоянной и для кривых 1, 2, 3, 4, 5 и

6 равняется 92, 101, 114, 125, 150 и более 155 кэВ, соответственно, а значение является для них аргументом и принимает значения н диапазоне

20-90 кэВ. Кроме того, на фиг. 3 (кривая 7 ) приведена зависимость

Р ш = (Е), когда в качестве крите— рия разделения кусков угля принималась величина спектральной интенсивности рассеянного излучения н одном энергетическом диапазоне шириной

15 кэВ и средней энергией Е (значения E откладываются на оси Е ). Кривые 1-7 на фиг. 3 получены на кусках угля и породы класса крупности

75-300 мм при колебаниях расстояния между куском и детектором в пределах 0-6 см.

Спектральная интенсивность обратно рассеянного куском угля рентгеновского излучения в энергетическом диапазоне — менее 100 кэВ имеет обратно пропорциональную занисимость от величины зольности и плотности и пропорциональную зависимость от крупности куска. В энергетическом же диапазоне более 100 кэВ спектральная интенсивность не зависит от зольности и прямо пропорционально зависит от плотности куска и от его крупности. Поэтому различие кусков по величине отношения спек!

163919

20

Е1

3Ez

Зо

50 тральных интенсивностей, когда первая спектральная интенсивность Iajar% взята в энергетическом диапазоне более 100 кэВ, а другая IE — в

Е2 энергетическом диапазоне менее

100 кэВ, позволяет повысить точность различения за счет устранения влияния колебаний размеров кусков. Вид зависимости величины спектральной интенсивности от расстояния между куском и детектором рассеянного излучения определяется величиной средней энергии и шириной конкретного энергетического "окна", а также геометрией измерений. Кроме того, в условиях колебаний расстояния усложняется вид зависимости величины спектральной интенсивности от крупности кусков . В этих условиях способ различения кусков по величине отношения спектральных интенсивностей не всегда позволяет повысить точность различения, например, по сравнению со способом различения по величине спектральной интенсивности лишь в одном диапазоне.

При колебаниях крупности кусков угля в пределах 75-300 мм и колебаниях расстояния между куском и детектором излучения в пределах 06 см уменьшения Р достигается при различении кусков по величине отношения спектральных интенсивностей в энергетических диапазонах шириной 15 кэВ и средними энергиями Е =103 кэВ и Е =45 кэВ (кри1 2 вая 2) с Е„ 125 кэВ и Е =45 кэВ (кривая 3), с Е„=114 кэВ и Е =45 кэВ (кривая 4 ). Минимальное же значение Р и, достигается при Е„=125 кэВ и Е =45 кэВ (кривая 3 ). При этом велйчина в 53 раза меньше минимального значения вероятности ошибки на кривой 7. Экспериментально установлено, что увеличение ширины энергетических диапазонов более

15 кэВ приводит к увеличению величины Р „, а уменьшение ширины ииже 15 кэВ также увеличивает Р, из- за роста статистической погрешности.

Таким образом, при сепарации кусков 1 угля и породы класса крупности 75-300 мм и колебаниях расстояния между кусков и детектором в пределах 0-6 см,что имеет место при измере-нии кусков в режиме свободного падения, наиболее рациональным является производить различие кусков по величине отношения спектральных интенсивностей в энергетических диапазонах шириной 15 кэВ и средней энергией, в одном — !25 кэВ, в другом — 115 кэВ.

Спектральная интенсивность обратно рассеянного рентгеновского излу-. чения в энергетическом диапазоне, около 45 кэВ, имеет обратно пропорциональную зависимость от зольности и плотности контролируемого куска угля, а в энергетическом диапазоне около 124 кэВ,практически не зависит от зольности и имеет прямо пропорциональную зависимость от плотности. Учитывая, что зольность и плотность угля находятся в тесной положительной корреляционной связи способ различения кусков по величине отношения спектральных интенсивностей способствует более интенсивному проявлению разделительного признака.

Использование в качестве источника рентгеновского излучения с иэотопом таллий-204 позволяет избавиться от погрешностей из-за разных периодов полураспада двух разных источников и дает возможность получить оптимальный, с точки зрения повышения точности, диапазон энергий первичных гамма-квантов.

Различение кусков в предлагаемом способе производится по величине

3 1. = Ez которая зависит от зольности и плотности кусков. Поэтому, задавая то или иное значение порогового сигнала, можно не только отделять породу от угля, но и осуществлять сепарацию угля на несколько сортов.

1163919

1163919

10 10-3

10-4

И 40 И Е0 70 И 90 100 110

Фиу. Ю

Составитель Б. Быховский

Техред С.йовжий

Корректор М.Демчик.

Редактор M.Òîâòèí

Заказ 412б/б

Тираж 581 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская- наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4