Способ сепарации руды и устройство для его осуществления

 

Использование: в фотометрических сортировочных установках. Цель изобретения повышение качества сортировки. Способ включает покусковую подачу кварцевого сырья, стабилизацию куска в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и одновременную его ориентацию стороной, принимающей максимальное количество энергии излучения, к излучателям, облучение куска вдоль движения последовательно несколькимими лучами, регистрацию интенсивности прошедшего сквозь кусок излучения, усиление полученного сигнала, сравнение с заданным уровнем, счет импульсов, не превысивших заданного уровня, принятие решения об удалении куска. Устройство содержит узел покусковой подачи, стабилизатор-ориентатор, выполненный в виде желоба с радиусом желобка от 1,2 до 5 и длиной от 3 до 15 максимальных диаметров сортируемых кусков, установленного под углом, больше угла трения сортируемого материала о желоб. Под ориентатором на сходе сортируемого материала установлен приемник излучения, соединенный с усилителем, выход которого подключен к компаратору, соединенному со счетчиком импульсов, не прошедших порог компарации, выход которого включен на вход блока управления исполнительным механизмом. Над стабилизатором-ориентатором вдоль его центральной оси установлены источники излучения, ориентированные на приемник излучения и соединенные с выходами дешифратора, вход которого подключен к счетчику импульсов, вход которого включен на выход генератора прямоугольных импульсов, выход которого соединен с одновибратором.Выход одновибратора соединен с входом стробирования дешифратора со счетчиком импульсов. 2 с. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых методом фотометрической сортировки и может быть использовано в фотометрических сортировочных установках.

Цель изобретения повышение качества сортировки.

На фиг.1 изображена функциональная схема устройства для сепарации руды; на фиг.2 фотометрическая камера, разрез; на фиг.3 принципиальная схема приемника излучения и усилителя; на фиг.4 блок управления.

Устройство для сепарации руды содержит узел 1 покусковой подачи, стабилизатор-ориентатор 2, на сходе которого закреплен приемник 3 излучения, соединенный с усилителем 4, выход которого подключен к компаратору 5, соединенному со счетчиком 6 импульсов, не прошедших порог компарации, выход которого включен на вход блока 7 управления исполнительным механизмом 8, соединенного с исполнительным механизмом 8. Над стабилизатором-ориентатором 2 вдоль его центральной оси установлены источники 9 излучения, ориентированные на приемник 3 излучения и соединенные с выходами дешифратора 10, вход которого подключен к дополнительному счетчику 11 импульсов, вход которого включен на выход генератора 12 прямоугольных импульсов, выход которого соединен с одновибратором 13, выход одновибратора соединен с входом стробирования дешифратора 10 и счетчиком 6 импульсов. Источники 9 излучения установлены в планку 14. Для защиты приемника 3 излучения от механических повреждений служит кварцевое стекло 15, выполненное заподлицо с внутренней поверхностью стабилизатора-ориентатора 2. Диаметр стекла соответствует диаметру приемного отверстия приемника 3 излучения. Расстояние от стекла до планки с излучателями 9 должно быть несколько больше максимально возможных диаметров кусков для их беспрепятственного прохождения. Для уменьшения влияния шумов усилитель 4 выполнен совместно с приемником 3 излучения.

Стабилизатор-ориентатор 2 выполнен в виде желоба с радиусом желобка от 1,2 до 5 и длиной от 3 до 15 максимальных диаметров сортируемых кусков. Стабилизатор-ориентатор 2 установлен под углом больше угла трения сортируемого материала о желоб, но меньшей, чем 45.

Приемник 3 излучения и усилитель 4 совместно образуют фотоприемные устройства (ФПУ) (фиг.3). Фотодиод VD1 имеет трансимпеданское включение с операционным усилителем DA1, что обеспечивает наибольшую чувствительность ФПУ. Для устранения влияния внешней засветки служит фильтр верхних частот, выполненный в виде RC-цепочки на элементах С3 и R5. Второй каскад усилителя выполнен на ОУ DA2 для согласования выходного сигнала ФПУ по уровню с цифровыми микросхемами служит стабилитрон 2.

С помощью описанного устройства способ фотометрической сортировки осуществляется следующим образом.

Сортируемый материал подают на узел 1 покусковой подачи, например вибропитатель, который по одному куску подает сырье на стабилизатор-ориентатор 2, на сходе которого кусок облучают вдоль движения. Облучение куска происходит импульсно, последовательно каждым излучателем. Каждый кусок максимально приближают к приемнику 3 излучения или осуществляют подачу кусков в зону контроля с возможностью их непосредственного контакта с приемником 3 излучения. Электрический сигнал с приемника 3 излучения усиливают усилителем 4 и сравнивают с заданным значением на компараторе 5. В случае превышения сигналом порога компарации на счетчик 6 импульсов подается импульс, сбрасывающий счетчик в нулевое состояние. Если же сигнал оказался меньше порога компарации, то сигнал с компаратора 5 на счетчик 6 не поступает, в результате чего к содержимому счетчика 6 прибавится единица посредством импульса пришедшего с одновибратора 13. В случае, если подряд несколько импульсов не превысят порога компарации, то число в счетчике 6 может достигнуть заданного значения, например, восемь, в результате чего вырабатывается сигнал на блок 7 управления исполнительным механизмом 8, который включает исполнительный механизм 8 по достижении данным куском зоны действия исполнительного механизма 8. Последовательное импульсное питание излучателей 9 осуществляется дешифратором 10, работающим в паре со счетчиком 11, в зависимости от состояния которого дешифратор 10 активизирует один из излучателей, а длительность светового импульса излучателя задается одновибратором 13 стробирующим дешифратор 10. Частота модуляции излучения задается генератором 12, импульсы которого поступают на счетчик 11 и, следовательно, определяют частоту следования импульсов на выходах дешифратора 10, к которым подключены излучатели 9. Выход генератора 12 подключен также к выходу одновибратора 13, что позволяет получать импульсы стробирования дешифратора 10, совпадающие по фазе с частотой модуляции излучателей.

Фотоприемное устройство работает следующим образом.

Лучистый поток, попадающий на фотодиод VD1 (ФД 256), генерирует фото-ЭДС. Фотодиод VD1 работает в паре с операционным усилителем (ОУ) DA1 (К 544 УД1А), включенным как трансимпедансный усилитель, коэффициент усиления первого каскада на ОУ DA1 задается сопротивлениями R1 и R2 (3,6 мОм), конденсатор С1 (22 пФ) в цепи обратной связи компенсирует возрастание уровня шумов операционного усилителя из-за шунтирующего влияния собственной емкости фотодиода, конденсатор С2 (47 пф) устраняет самовозбуждение устройства, выход ОУ DA1 подан на фильтр высоких частот, выполненный в виде RC-цепочки (R5 5,1к, С3 22 нФ), после фильтра сигнал поступает на вход ОУ DA2 (к 140 УД6), на которой выполнен второй каскад усилителя, ОУ DA2 включена как неинвертирующий усилитель, где R3 (10к) и R4 (500 к) обеспечивают необходимый коэффициент усиления (Ку 50), конденсатор С4 (56 пф) служит для устранения самовозбуждения ОУ, для устранения постоянной составляющей напряжения на выходе ОУ DA2 включен активный фильтр высоких частот, выполненный на конденсаторе С5 (0,68 мкФ) и резисторе R6 (5,1 к) диод VD2 (КД5 ОЗА) служит для устранения отрицательных напряжений на выходе фотоприемного устройства.

Принципиальная схема блока управления и логической обработки (фиг.4) работает следующим образом. Тактовый генератор, выполненный на трех инвертирующих элементах микросхемы D1 (К 555 ЛАЗ), двух сопротивлениях R1 и R2 (соответственно 3,1 к и 8,2 к) и конденсаторе С1 (0,1 мкФ), задает частоту модуляции излучения, которая будет вдвое меньше частоты генератора. Выход генератора соединен с двоичным счетчиком D3 (К 555 ИЕ5), который работает в паре с дешифратором D4 (К 155 ИД10), на выходы которого подключены светодиоды ИК-излучения HL1 HL4 (АЛС 107Б), сопротивления R3-R6 (75 Ом) служит для ограничения тока, протекающего через светодиоды, для задания необходимой длительности импульса излучения служит одновибратор D2 (К155 АГ1), вход которого подключен к генератору, а выход к старшему входу дешифратора D4, компаратор D5 (К 544 СА 3А) служит для задания необходимого порога компарации, который устанавливается переменным резистором R7 (10к), выход компаратора подан на вход облучения счетчика D6, счетный вход которого соединен с логическим элементом D1, D4, который служит для получения импульсов, сдвинутых по фазе на 90^о относительно импульсов, принимаемых ФПУ. В случае, если восемь импульсов подряд не превысят порог компарации, т.е. счетчик D6 не будет сброшен 8 раз и в него запишется число 8, то в результате на старшем выходе счетчика появится логическая единица, тогда сработает линия задержки, выполненная на двух одновибраторах D7 (К 555 АГЗ), где RC цепи задают необходимые длительности, первая задержка учитывает время пролета куска от зоны осмотра до ИМ, а вторая время срабатывания ИМ, для коммутации ИМ служит оптронная пара U1 (ТО2 -У 6,3), транзистор VT1 служит для согласования по току выхода микросхемы D7 им светодиода в U1, диод VD1 (КА 242), шунтирующий индуктивную нагрузку, служит для защиты тиристора оптопары от ЭДС-самоиндукции, имеющей место в индуктивных цепях при снятии питающего напряжения, питание ИМ импульсное (сеть 50 Гц), в данном случае 100 Гц снятые с диодного мостика.

П р и м е р. Способ опробован в лабораторных условиях на кафедре обогащения СГИ. В качестве сырья использован гранулированный мелкозернистый кварц Кыштымского месторождения жилы 170. Кварц в сырье представлен кусками чисто-белой и ожелезненной разновидностей. В качестве породной составляющей выступают темноцветная слюда, гранит и светлоокрашенные породные минералы: микроклин с тонкими включениями слюды, альбит.

Кварцевое сырье подвергали дроблению на щековой и валковой дробилках и выделяли машинный класс (пригодный для исследования) -15+10 мм. Исследования обогатимости кварцевого сырья крупностью -15+10 мм проводились на модели сепаратора, где были использованы выше указанные схемы.

Как показали приведенные исследования, устройство, реализующее заявляемый способ, обеспечивает сортировку гранулированного кварцевого сырья по прозрачности. При этом в хвостовые продукты извлекается за одну операцию до 95% темноцветных и до 70% светлых минералов альбита и микроклина, в настоящее время не выводимых из сырья на существующей аппаратуре. Таким образом, с использованием заявляемого способа и устройства повышается качество сортировки.

Формула изобретения

Способ сепарации руды, включающий покусковую подачу кусков руды на позицию контроля, стабилизацию в процессе подачи траектории движения кусков в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и ориентацию их максимальной стороной к излучению, облучение кусков руды, регистрацию интенсивности прошедшего сквозь кусок излучения, сравнение его с заданным значением и определение годности кусков по результатам сравнения, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сортировки, при облучении куски подвергают последовательному импульсному воздействию и максимально приближают к приемнику излучения или осуществляют подачу кусков в зону контроля с возможностью их непосредственного контакта с приемником излучения.

2. Устройство для сепарации руды, содержащее узел покусковой подачи руды, источники излучения, приемник излучения, выходом через усилитель подключенный к входу компаратора, счетчик импульсов, блок управления с исполнительным механизмом, отличающееся тем, что, с целью повышения качества сортировки, оно снабжено генератором импульсов, одновибратором, дешифратором и дополнительным счетчиком импульсов, при этом генератор импульсов первым выходом через дополнительный счетчик импульсов подключен к первому входу дешифратора, первый выход одновибратора подсоединен к второму входу дешифратора, а второй его выход к первому входу счетчика импульсов, выходом подключенного к входу узла управления исполнительным механизмом, причем выход компаратора подключен к второму входу счетчика импульсов, а узел покусковой подачи снабжен стабилизатором-ориентатором, выполненным в виде полукруглого желоба с радиусом от 1,2 до 5 и длиной от 3 до 15 максимальных диаметров стробируемых кусков и установленным под углом к горизонтальной плоскости большим, чем угол трения, но меньшим 45^o, а источники излучения установлены над стабилизатором-ориентатором вдоль его центральной оси и ориентированы на приемник излучения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4