Способ рентгенолюминесцентной сепарации руд и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к обогащению руд и позволяет повысить эффективность сепарации. Способ сортировки заключается в облучении элементов руды двумя источниками излучения, один из которых является источником рентгеновского излучения, не создающего фоновой засветки. Определяют интенсивность люминесцентного излучения и по результатам измерения производят выборку руды, при этом сигнал F люминесценции корректируют по формуле, приведенной в тексте описания. Устройство для сепарации содержит фотоприемник, ультразвуковой излучатель, рентгеновскую трубку, ультразвуковые приемники, усилитель, схемы сравнения, задатчики порогов рентгеновского и ультразвукового излучения, исполнительный механизм, элементы задержки, формирователь импульсов и вычислительные блоки. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

СО(ОЗ СОВЕта(ИХ

СО ЕЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН щ В 03 В 13, 06

+ В

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ ССа (21) 4452717/27-.1 2 (22) 05 . 07, 88 (46) 1 5. 06. 90. Бюл. № 22 (71) Кольский Филиал Института Механобр" (72) А.А. Ежов, Д.В. Шепелев, Ю.П. Милохин, В.А . Уакулов и А.M. Акулиничев (53) 622.275(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1387245, кл. В 03 В 13/06, 1986. (54) СПОСОБ РЕНТГЕНОХПЯ1ИНЕСЦЕНТНОЙ

СЕПАРАЦИИ РУД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУ(1(ЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к обогащению руд и позволяет повысить эф- фективность сепарации. Способ сортировки заключается в облучении элеменИзобретение относится к обогащению руд, люминесцирующих в рентгеновских лучах, апатитовых, шеелитовых, Флюоритовых и т.д., и может быть использовано в рентгенолюминесцентных сепараторах, применяемых на обогатительных фабриках.

Цель изобретения — повышение точности сепарации.

На Фиг. 1 изображена схема облучения и регистрации люминесценции кусков; на фиг. 2 — структурная схема рентгенолюминесцентного сепаратора.

Сущность способа заключается в облучении элементов руды двумя источниками излучения — рентгеновского и.80« И70777 А1 тов руды двумя источниками излучения, один из которых является источником рентгеновского излучения, не создающего Фоновой засветки. Определяют интенсивность люминесцентного излучения и по результатам измерения производят выборку руды, при этом сигнал I лк1минесценции корректируют по формуле, приведенной в тексте описания. Устройство для с".ïàðàöèè содержит фотоприемник, ультразвуковой излучатель, рентгеновскую трубку, ультразвуковые приемники, усилитель, схемы сравнения, задатчики порогов рентгеновского и ультразвукового излучения, исполнительный механизм, элементы задержки, Формирователь импульсов и вычислительные блоки.

2 с.п. ф — лы, 2 ил. излучения, не создающего фоновой засветки, определяют интенсивность люминесцентного излучения и по результатам измерения производят выборку руды, при этом сигнал люминесценции корректируют по формуле — + (1 х

v(t, — t,)

tQ OL где t --t — моменты пересечения кус! 2 ком дополнительного излучения, определяемое по спаду его интенсивности, непрерывно определяемой;

1570777! зарегистрированная интенсивность люминесценции, А — расстояние по вертикали от источника рентгенов- 5 ского излучения до Фотоприемника, V — скорость движения куска в зоне дополнительного излучения," 1О

 — расстояние от фотослоя !

Фотоприемника люминесценции до точки пересечения его продольной оси с вертикальной осью источника 15 рентгеновского излучения, Н вЂ” расстояние по горизонтали от источника рентгеновского излучения до источника дополнительного 2О излучения, при этом угол о составляет 5-40

Схема облучения и регистрации лю минесценции кусков содержит фотоприемник 1 люминесценции, ультраэвуко- 25 вой излучатель 2, рентгеновскую трубу 3, куски 4 и 5 руды на разных траекториях, ультразвуковые приемники 6 и 7.

Структурная схема рентгенолюминесцентного сепаратора, реализующего предлагаемый способ, содержит вибропитатель 8, фотоприемник 1 люминесценции, ультразвуковой излучатель 2, рент„еновскую трубку 3, усилитель, схе-35 мы ="ðàâêåêèÿ, выполненные в виде компараторов 1 0 и 11, задатчик 1 2 порога интенсивности люминесценции, пневмоклапан 13, усилитель 14 мощности, приемники концентрата и пустой породы 10 соответственно 15 и 16, элементы 17 и 1 8 задержки, формирователь 1 9, вы,числительные блоки 20 и 21, один из них — блок вычисления временного ин .тервала, другой — электронный усилитель, задатчик 22 порога йнтенсивности ультразвукового излучения и схема сравнения в виде компаратора 23.

Предлагаемый способ сепарации осу; ществляется следующим образом.

Куски 4 и 5 руды перед входом в зону рентгеновской трубки 3 дополнительно облучаются излучателем 2 ° Приемники 6 и 7 непрерывно измеряют интенсивность лучей, прошедших .через траекторию кусков.

i 1

Сигнал рентгенолюминесценции J на выходе Фотоприемника 1 можно определить согласно следукщим образом: оЕ с

К С

F = JK C; — ° (2)

Л,F ZK,С;

Определим с помощью приемников 6 и 7 интервал времени t между фиксированными моментами t, и t< спада интенсивности дополнительного излучения при прохождении куском промежутка о по частной траектории (3) t = t — t а Теперь определим величину промежутка (4) Ы;= V(t„- Т,).

Тогда расстояние К, от куска руды до рентгеновской трубки с учетом (3), (4)определится !

К1

tgK

K° - М ° + N

1 1

V(t — tz) к с (5) + К, По величине К„(4) определим С

С; К; +А +В

ГV(t „-,) (6) (+Н +А +В йдК

Подставим в выражение (2) значения К; и С, и получим сигнал рентгенолюминесценции Р, не зависящий от траектории кусков где 3, — интенсивность излучения рентгеновской трубки;

E — коэффициент, характеризующий

Физические свойства .минерала, преобразующего рентгеновское излучение в люминесценцию; — коэффициент усиления фотоэлектронного тракта, К вЂ” расстояние от рентгеновской

1 трубки до куска;

С, - расстояние от Фотоприемника до куска.

Предположим, что величины J, и Е в процессе работы сепаратора не изменяются. Тогда для исключения влияния

Флуктуации траектории на сигнал рентгенолюминесценции умножим обе части выражения на величину К; С;и получим

Д 2 скорректированный сигнал люминесценциии Р

1570777

Величину острого угла о1„ следует о задавать в пределах диапазона 5-40

При угле о, меньшем, уменьшается

Со точность определения величин К и С, о а при угле, большем 40, возникают конструктивные трудности размещения приемников дополнительного излучения в камере разделения- сепаратора.

В качестве вида дополнительного облучения можно использовать любое облучение, не создающее фоновой засветки Фотоприемнику люминесценции.

Таковыми могут быть: ультразвуковое, инфракрасное, радиочастотное и др.

Предлагаемый способ рентгенолюминесцентной сепарации руд может быть применен в многоканальных сепараторах и в сепараторах с односторонним анализом кусков.

Сепаратор (Фиг.2), .реализующий предлагаемый способ рентгенолюминесцентной сепарации, включает: вибропитатель 8 для подачи кусков 4 и 5 руды на траектории свободного падения, рентгеновскую трубку 3 с коллиматором излучения, фотоприемник

1 люминесценции, излучатель 2 и приемники 6 и 7 дополнительного ультразвукового излучения, электронную систему, пневмоклапан 13, приемники

15 коцентрата и пустой породы 16.

Электронная схема регистрации и управления пневмоклапаном включает следующие узлы и блоки: усилитель 9, первый вычислительный блок 21, второй вычислительный блок 20, схемы сравнения в виде компараторов 10 и 11 и задатчик порога интенсивности люминесценции, элемент 17 задержки, компаратор 23 с задатчиком 22 порога интенсивности ультразвукового излучения, Формирователь 19, элемент 18 задержки, усилитель 14 мощности. Причем усилитель 9 подключен входом к фотоприемнику 1, а выходом через первый вычислительный блок 21 — к первому входу компаратора 23, к другому входу которого подсоединен выход задатчика 22 порога. Элементы 23, 19, 18 и 14 соединены последовательно, а выход элемента 1 4 соединен с пневмоклапаном 13.

Первые входы компараторов 10 и 11 подключены соответственно к приемникам 6 и 7 улыразвукового излучения, а другие входы подключены к выходу задатчика 12 порога. Выходы компараторов 10 и 1! подключены соответственно к информационным входам второго вычислительного блока 20, а его вход tz через элемент 17 задержки соединен с собственным управляющим входом R. Выход второго вычислительного блока 20 соединен с входом первого Функционального преобразо-. вателя 21, его вход I подклкчен к выходу усилителя 9, а выход усилителя 9 — к первому входу компаратара 23, Вибропитатель типа ПТ-309.в качестве рабочего органа имеет лоток желобчатой Формы, где куски размещаются в Один слой последовательно, друг за другом. Рентгеновская трубка 3 типа

5БХВ6 имеет щелевой коллиматор, Формирующий поток рентгеновского излучения в виде узкой полосы.

Фотоприемник 1 люминесценции выполнен на базе Фотоэлектронного умножителя типа ФЗУ-85, Фотокатод которо-. го защищен от воздействия рентгенов30 ского излучения свинцовым стеклом. !

Ультразвуковой излучатель 2 и приемники 6 и 7 излучения выполнены на базе пьезокристаллов типа ЭП 4Д-17-2, работающих на частоте 31,5 кГц.

Острый угол между регистрируемыми ультразвуковыми потоками составляо ет 7 . Пневмоклапан 13 типа КВ-110П представляет собой пневматический ключ, управляемый электрическим сигналом. Усилитель 9 имеет коэФФициент усиления по напряжению 500, ограниченную полосу пропускания со стороны верхних частот на уровне 1 кГц, а со стороны нижних — на уровне 300 Гц.

Усилитель выполнен на микросхеме типа

Kl40ÓÄ8.À. Компараторы 23, 10, 11 реализованы на базе операционных усилителей типа К140УД8А, на первые

5Q входы которых подаются сигналы сравнения, а на другие — пороги сравне.-. ния.

Задатчики 12 и 22 порогов представляют собой резисторные потенциометры. Формирователь 19 вырабатывает импульс длительностью, необходимой для работы пневмоклапана 13, и реа-. лизуется на логических элементах ти. па K155JIA3. Элемент 1 8 задержки реа! 570777 лизут сигнал формирователя 19 через время пролета куска от зоны регист-- рации до зоны действия пневмоклапана 13. Элемент 1 8 выполнен на эле5 ментах оперативной памяти типа

К155РУ2. Усилитель 14 мощности выполнен на мощных транзисторных ключах.

Первый вычислительный блок 21 представляет собой электронный усилитель с изменяемым коэффициентом усил ния в зависимости от параметра t =

Причем значение коэффицИента усиления задается произведением квадратов величин К; и С 15

1 ! 4

Первый блок 21 реализуется на операционном усилителе типа К140УД8А и

УПравляемом делителе напряжения на резисторах, включенном в цепь обратной связи усилителя.

Второй вычислительный блок 20 определяет по фиксированным значениям времени t и t интервал между ними, т.е. вычисляет Функцию

Блок 20 реагирует на передние фронты импульсов компараторов

1 0 и 11, которые являются информа— цией о фиксации моментов времени 1:q и г. и реализуется на элементах циф- 3 ровой логики типа К155. Выход информации блока 20 осуществляется в цифровой Форме.

Управляющий вход R осуществляет разрешение на выполнение операции

:вычисления и сброса ранее полученной информации. Элемент 17 задержки Формирует команды разрешения и сброса по сигналу компаратора 11. Задержка

Времени реализуется на двух транзисторах и RC-цепи.

Подача команды "Сброс осуществляется тогда, когда кусок выйдет из рентгеновской зоны. Отсчет времени на ее подачу осуществляется от Фиксированного момента, а его величина определяется скоростью куска, его максимальным размером и расстоянием между нижним регистрируемым ультразвуковым лучом и рентгеновской зоной, Сепаратор работает следующим образом.

Куски 4 и 5 руды подаются вибропитателем 8 на траекторию свобоцного падения. При своем движении каждый кусок пересекает последовательно ультразвуковые лучи источника 2. При этом на выходе приемников 6 и 7 образуются спады излучения, а компараторы 10 и l l преобразукт их в прямоугольные импульсы. Блок 20 реагирует на передние Фронты (t„, t ) этих импульсов и вычисляет интервал времени С вЂ” между ними. Ра основе полученной информации блок 20 включает одно из звеньев управляемого делителя напряжения второго вычислительного блока 21, задавая тем самым необходимый коэффициент его передачи. Далее кусок пересекает полосу облучения рентгеновской трубки 3, фотоприемник 1 преобразует люминесценцию в электрический сигнал, который усиливается усилителем 9. Затем электрический сигнал корректируется по величине блоком 21, сравнивается по величине с порогом схемой сравнения 3 и запускает Формирователь 19 сигналов отсечки.

Элемент 17 задержки включается передним Фронтом импульса компаратора 11, а сигнал сброса информации, записанной в блоке 20, сформируется только после выхода куска из рентгеновской полосы. После сигнала "Сброс" блок 20 готов для обработки информации о траектории следующего куска. Далее сигнал отсечки, сформированный блоком

19, задерживается на время пролета полезного куска от рентгеновской зоны до зоны действия пневмоклапана .13, усиливается до требуемой мощности усилителем 14 и включает пневмоклапан 13. Полезный кусок изменяет траекторию и попадает в концентратный приемник 15, а пустая порода следует в приемник 16.

Испытания макета сепаратора, реализующего предлагаемый способ рентгенолюминесцентной сепарации, показали увеличение точности разделения руды, за счет чего снизилось в два раза количество перечисток хвостов для достижения в них требуемого содержания полезного компонента, Так,, по известному способу для достижения содержания шеелита в хвостах на уровне 0,037. необходимо было 3-4 перечистки, а по предлагаемому способу достаточно 1-2 перечистки. Это позво ляет снизить капитальные и эксплуатационнь|е расходы при создании и

1570777

10 эксплуатации рентгенолн минесцентного процесса обогащения на. Фабриках.

Формула изобретения

) Г V(t < - t!I)

+ И х

tg CI

+в где J зарегистрированная интенсивность мощности, скорость движения куска в зоне дополнительного иэлу- 45 чения; расстояние по вертикали от источника рентгеновского излучения до Фотоприемника люминесценции; расстояние от фотослоя фотоприемника люминесценции до точки пересечения его продольной оси с вертикальной осью источника рентгеновского излучения, А

I. Способ рентгенолюминесцентной сепарации руд,,включающий поштучную подачу кусков на траекторию свободного падения,. облучение их двумя ис- Ið точниками излучения, один из которых является источником рентгеновского излучения, регистрацию интенсивности люминесцентного излучения во время облучения, сравнение зарегистрирован- 5 ной интенсивности с пороговой и по полученному результату разделение кусков на полезный продукт и пустую породу, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности разделения эа счет учета Флуктуации траектории кусков, их перед входом в полосу рентгеновского излучения дополнительно облучают источником излучения, не создающего фоновой за- 25 светки, непрерывно и меряют интенсивность этого излучения, прошедшего через траекторию движения кусков под острым углом Ос, по спаду интенсивности Фиксируют моменты t u t z пересечения его зоны куском, а интенсив— .ность F люминесценции корректируют по формуле !

N — расстояние по т оризонтали от источника рентгеновского излучения до источника дополнительного излучения.

2. Способ по и. !, о т л и ч а юшийся тем, что величина угла о О составляет 5-40

3. Устройство рентгенолкминесцентной сепарации руд, содержащее источник рентгеновского излучения, выполненный в виде трубки со щелевым коллиматором, и источник дополнительного излучения, Фотоприемник люминесценции, связанный с входом усилителя, задатчик порога интенсивности люминесценции, выходом соединенный с первым входом первой схемы сравнения, выходом подключенной через Формирователь с входом первого элемента задержки, усилитель мощности, выходом связанный с входом исполнительного механизма, приемник дополнительного излучения, связанный с первым входом второй схемы сравнения, и второй элемент задержки, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повьппения точности разделения, оно дополнительно содержит блок вычисления временного интервала и электронный усилитель, дополнительнук схему сравнения, приемник дополнительного излучения и задатчик порога интенсивности дополнительного излучения, а дополнительный излучатель является источником излучения, не создакщего Фоновой засветки, причем выход дополнительного приемника излучения соединен с первым входом дополнительной схемы срав— нения, выход которой соединен непосредственно с первым входом блока вычисления временного интервала и через второй элемент задержки с его вторым входом, выходом связанного с первым входом электронного усилителя, выход которого подключен к второму входу первой схемы сравнения, задатчик порога интенсивности дополнительного излучения соединен с вторыми входами дополнительной и второй схем сравнения, выход последней связан с третьим входом блока вычисления временного ин-! тервала, выход усилигеля связан с вторым входом электронного усилителя, а выход первого элемента задержки связан с входом усилителя мощности. !

1570777

Составитель В. Ермаков

Техред И,Дидик Корректор В.Кабаций

Редак то р Т, П арф е но в а

Заказ 1472 Тираж 464 Подписное

ВНИИПИ Гос;дарственного комитета по изобретениям и открытиям при,ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат ".Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101