Устройство для экспресс-анализа рудного сырья

 

Изобретение относится к устройствам для экспресс-анализов геофизическими методами и может применяться для крупнопорционной сортировки добытых руд в транспортньрс емкостях без предварительной пробоподго.товки. Целью изобретения является повьппение точности анализа, выполняемого путем облучения ру.цы электромагнитным излучением в области длин волн от инфракрасного до мягкого рентгеновского. Эта цель достигается экранированием корпуса камеры от внешних электромагнитных излучений, выбором соотношения размеров диаметра (d) основания корпуса камеры и расстояния (h) от поверхности руды до источника излучения, а именно h/d22, и созданием условий для эффективного удаления из камеры пьши продувкой воздухом . Экранирование снизу камеры осуществляет юбка из эластичного материала с бахромой. Устройство позволяет проводить экспресс-анализ руды фо- / тометрическим, люминесцентным спектральным , рентгеиорадиометрическим методами. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

С 01.1ИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К AВтОЕСКОМУ CENQETEJlbCTB Y

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21). 4192140/24-25 (22) 29.12.86 (46) 30.09.88. Бюл. 11р 36 (72) А.В.Коломеец, В.В.Шестаков, С.Н.Переверзев, В,И.Разумов и И.И.Курсинов (53) 539 ° 1.06 (088.8) (56) Балдин С.А. и др, О сортировке вольфрамовых руд в вагонетках.

Цветные металлы, 1984, Р 3, с.88"90.

Патент Великобритании 11р 1283902, кл. В 07 С 5/342, 1970. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭКСПРЕСС-АНАЛИЗА

РУДНОГО СЫРЬЯ (57) Изобретение относится к устройствам для экспресс-анализов геофизическими методами и может применяться для крупнопорционной сортировки добытых руд в транспортных емкостях без предварительной пробоподготовки.

„„SU„„427322 А 1 (5в 4 С 01 Ч 5 00 С 01 N 23/223

Целью изобретения является повышение точности анализа, выполняемого путем облучения руды электромагнитным излучением в области длин волн от инфракрасного до мягкого рентгеновского.

Эта цель достигается экранированием корпуса камеры от внешних электромагнитных излучений, выбором соотношения размеров диаметра (d) основания корпуса камеры и расстояния (h) от поверхности руды до источника излучения, а именно h/d 2, и созданием условий для эффективного удаления иэ камеры пыли продувкой воздухом. Экранирование снизу камеры осуществляет юбка иэ эластичного матери-ф ала с бахромой. Устройство позволяет проводить веспресс-еиепив руди фо- Q) тометрическим, люминесцентным спектральным, рентгенорадиометрическим методами. 1 s.ï.ô-лы, 1 ил.

1427322

Изобретение относится к геофизическим методам анализа и может найти применение в горном деле для крупнопорционной сортировки добываемых

5 руд в транспортных емкостях без предварительной пробоподготовки.

Целью изобретения является повышение точности анализа, выполняемого путем облучения руды электромагнитным излучением в области длин волн от инфракрасного до: мягкого рентгеновского.

На чертеже изображена экранирующая камера в рабочем положении со спуско- f5 подъемным механизмом.

Устройство содержит экранирующую камеру 1, корпус которой выполнен в форме закрытого сверху и открытого снизу тела вращения с размешенными в верхней его части источником 2 первичного излучения и детекторами 3 вторичного излучения. Коллиматоры 4 коллимируют первичное и вторичное излучения,так, что первичное излуче- 25 ние не попадает на внутреннюю поверхность корпуса камеры и детекторы 3 не "видят" его боковых стенок. На внутреннюю поверхность корпуса нанесено покрытие 5 из рудной пыли усред- 3О ненного состава. Снаружи к корпусу камеры 1 прикреплены два кольцевых козырька 6 и 7, в нижнем козырьке 6 выполнены отверстия 8, а к краю ко- зырька 6 прикреплена юбка 9 из эластичного материала с бахромой 10. В

35 корпусе камеры ниже нижнего козырька 6 имеются отверстия 11 для выхода воздуха и уноса пыли. К верхней части корпуса 1 подведен шланг 12, 4 по которому в камеру подается воздух от компрессора 13 для удаления пыли из камеры и с поверхности руды. Чтобы исключить попадание пыли на детекTopbt 3, их,обдувают воздухом IIpoxopH 45 щим через отверстия 14 в коллиматорах

4. По тому же шлангу 12 протянуты эластичные кабели 15 к пульту 16 уп- равления. Спускоподъемный механизм включает в себя блок 17 подвески, злектропривод 18, блок 19 и противовес 20.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении камера I под55 нята. При въезде транспорта с рудой (автомашины, вагонетки j по команде с пульта 16 электропривод 18 опускает подвешенную- на прочном армированном шланге 12 камеру 1 на руду. При этом юбка 9, выполненная из нескольких рядов эластичного материала с бахромой 10, плотно прилегает к рудной поверхности, экранируя внутренний объем камеры от попадания внешнего электромагнитного излучения в диапазоне длин волн от инфракрасного до мягкого рентгеновского. Нагнетаемый в камеру с помощью компрессора

13 воздух обеспечивает удаление пыли из воздуха и с руды, благодаря чему устраняется поглощение излучения пылью и предотвращается ее осаждение на источнике 2, детекторах 3 и корпусе камеры 1. Для прохождения потока воздуха стенки коллиматора и корпус камеры перфорированы отверстиями 14 и .Il. Кроме того, поток воздуха охлаждает источник 2 первичного излучения." После опускания камеры на руду включается источник 2 излучения, пучок которого, направляемый коллиматором 4, освещает участок поверхности руды. Детекторы 3, на которые попадает коллимированный пучок (вторичного рассеянного, люминесцентного или флуоресцентного) излучения от руды, несущий информацию о ее минеральном составе, регистрируют это излучение. Электрические сигналы от детектора 3 по кабелю 15 поступают в пульт 16 управления, который выделяет информативную составляющую сигнала. По интенсивности полезного сигнала определяют качество руды на исследуемом участке. После измерения камеру с датчиком поднимают в исходное положение.

На результаты анализа существенное влияние оказывает неровность поверхности анализируемой руды, ее запыленность и изменение уровня фона поступающего извне излу1ения тех длин волн, к которым чувствительны используемые в устройстве детекторы.

Для снижения влияния неровности поверхности руды до выбранного уровня погрешности измерения интенсивности вторичного излучения (ЗОБ) расстояние h от поверхности руды до де" текторов (и источника) излучения выбрано не менее чем вдвое превышающим диаметр d основания корпуса камеры. Максимальная неровность поверхности может быть образована полусферой с диаметром, равным диаметру основания корпуса камеры. При этом!

427322 средневзвешенная по потоку вторичного излучения неровность рельефа

d составит Ь„,„, = --. Если плотность вероятности распределения неровностей описывается равномерным распределением (наиболее неблагоприятный случай), то среднее значение высоты рельефа ь Р вдвое меньше 6<

10 ! д

; р = †"Я 0 15 d; Тогда регистри2 руемая интенсивность вторичного излучения I-„ при выбранном отношении

И

= 2 равна

K я ъ (2d - 6p )" где К вЂ” коэффициент преобразова- 20 ния первичного излучения во вторичное;

q — интенсивность первичного излучения.

Среднее относительное отклонение 25 зарегистрированной интенсивности сос-. тавляет (2d)4 (2d 0 15d)4

Io (2d - 0,15d)

+ 0,3.

С ростом значения отношения погрешность измерения, обусловленная неровностью рельефа, снижается. 35

Погрешность измерения, обусловленная неровностями измеряемой поверхности, носит статистический характер. Поэтому для получения более вы-. сокой точности анализа одного рудно- 40 го объема измерения выполняют многократно.

Благодаря применению устройства наддува, включающего компрессор 13 и шланг 12, конец которого подсоединен 45 к вершине камеры, пыль, поднимающаяся при опускании камеры на поверхность руды, удаляется (движение воздуха показано на чертеже стрелками) иэ камеры и благодаря этому не осаж- 50 дается на чувствительной поверхности источника 2 и детекторов 3. В камере, коллиматоре и козырьке имеются отверстия 11, 14 и 8 для свободного прохождения нагнетаемого воздуха. 55

Поскольку часть интенсивности потока излучения, падающего на детектор, вследствие многократного отражения стенками камеры, зависит от состояния .поверхности стенок, состав . минеральной пыли на стенках сказывается на качестве измерений. Для устранения этого в устройстве предусмотрено нанесение на корпус стенки камеры специального покрытия из рудной пыли усредненного минерального состава„ В этом случае наличие и отсутствие на стенках камеры поднятой с рудной поверхности пыли не искажает результаты анализа.

Измерение вторичного излучения при экспресс-анализе крупнодробленного фудного сырья должно осуществлять. ся в условиях нормальной рудничной освещенности. Устранение проникновения внешнего излучения, имеющего весьма широкий спектр длин волн (от инфракрасного до мягкого рентгеновского), является необходимым условием для обеспечения высокого качества измерений, так как его неконтролируемое изменение приводит к вариациям уровня регистрируемого фона.

Роль светозащиты особенно возрастает при анализе руд цветных или редких металлов, в которых содержание рудных минералов может .составлять лишь проценты или доли процента, и выделение информативной составляющей, даже в отсутствии фона, представляет весьма сложную задачу. Радикальным средством устранения влияния внешнего излучения является экранирование камеры. В предлагаемом устройстве оно обеспечивается кольце вой юбкой 9, прикрепленной к кольцевому внешнему козырьку 6. Многорядная юбка 9 выполнена из эластичного материала, по нижней кромке имеющего бахрому 1О,что обеспечивает внедрение юбки под действием силы тяжести в полости между кусками породы и тем самым надежную защиту рабочего объема камеры от проникнове- ния внешнего излучения.

Устройство может быть использовано для опробования и разбраковки руд различными методами с использованием электромагнитного излучения различных длин волн (от инфракрасного до мягкого рентгеновского): фотометрическим, спектральным, люминесцентным, рентгенорадиометрическим.

Перспективным объектом для фотометрического анализа являются руды черных металлов, например темноцвет1427322 . ные руды марганца, вмещающие породы которых состоят из светлых известняков, доломитов, магнезитов. В этом случае в качестве источников могут применяться источники видимого излучения. При фотометрической сортировке доломитов из потока добываемого сырья может быть удалено некондиционное сырье с высокими концентрациями темно-цветных примесей (порфирита,сепентинита, хлорита}.

При использовании в качестве источника излучения малогабаритного лазера можно эффективно сортировать сырье, представленное вкраплениями минералов с повышенной отражательной способностью (молибденит, галенит, халькопирит и т.д.).

Источники рентгеновского излучения могут быть эффективно использованы для разделения руд фтора, марганца, хрома, редкоземельных элементов, урана, сурьмы по люминесцентному излучению. Эффективность применения указанных методов может быть повышена использованием спектрального анализа регистрируемого излучения, многократно расширяющего круг анализируемых элементов.

Устройство испытано в промышленных условиях при разбраковке .светлых, с желтоватым оттенком, пегматитов и нерудных темно-цветных сланцев (почти черных) в автосамосвалах. При значительном содержании (более 5-10%) .сланцев пегматиты не обогащаются, такие руды удаляются в отвал. Использован фотометрический метод анализа.

Источник света — лампа накаливания, детекторы вторичного изл учения — фотодиоды. Относительная погрешность анализа при измерении в трех точках составила 10-15%. Из сортируемой массы руд выделено около 17 отвального продукта.

Формула и э обретения

1. Устройство для экспресс-анализа рудного сырья, включающее экранированную от внешнего излучения камеру, в корпусе которой размещены источник первичного и детекторы вторич10 ного излучения, причем к корпусу камеры прикреплен шланг для подачи воздуха в область расположения источника и детекторов, а в стенках выполнены отверстия для удаления воздуха, о т л и ч а ю щ е е,с я тем, что, с целью повышения точности анализа, выполняемого путем облучения руды электромагнитным излучением в области длин волн от инфракрасного до мягкого рентгеновского, корпус камеры выполнен в форме открытого снизу тела вращения, диаметр нижнего основания которого не менее чем вдвое меньше расстояния от нижнего основания кор25 пуса до источника излучения, камера сверху прикреплена к спускоподъемному механизму, снабжена двумя кольцевыми козырьками, в нижнем из которых выполнены отверстия, а к его краю

З0 прикреплена юбка, выполненная не менее чем из двух рядов эластичного материала с бахромой, экранирующего от внешнего излучения, и спускающаяся ниже нижнего основания корпуса, при35 чем нижний козырек расположен выше отверстий в корпусе, выполненных равномерно по его диаметру, а источник и детекторы размещены в коллиматорах в верхней части корпуса.

40 2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, .что на внутреннюю поверхность корпуса камеры нанесено покрытие из рудной пыли усредненного состава, 1427322

Составитель М.Викторов

Редактор И.Рыбченко Техред А.Кравчук Корректор М.Демчик

Заказ 4850/43 Тираж 522 Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

Il3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4