DE112013006100T5

DE112013006100T5 - Verfahren zur Röntgen-Lumineszenz-Mineralien-Separation und Röntgen-Lumineszenz-Sortierer zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE112013006100T5
Application number: DE112013006100.7T
Authority: DE
Inventors: Leonid Vasilievich Kazakov; Natalia Pavlovna Kolosova; Pavel Nikolaevich Kuchin; Vladimir Iosifovich Tsvetkov
Original assignee: RES AND PRODUCTION ENTPR BOUREVESTNIK; RESEARCH AND PRODUCTION ENTERPRISE "BOUREVESTNIK"
Current assignee: RES AND PRODUCTION ENTPR BOUREVESTNIK; RESEARCH AND PRODUCTION ENTERPRISE "BOUREVESTNIK"
Priority date: 2013-04-29
Filing date: 2013-11-21
Publication date: 2016-01-14
Also published as: AU2013388150A1; CN104884179B; GB2527937B; CA2891459C; GB2527937A; GB201511560D0; RU2517613C1; CN104884179A; AP2015008524A0; JP2016514263A; AU2013388150B2; BR112015015818A2; US9561528B2; JP6013631B2; WO2014178753A1; ZA201503867B; CA2891459A1; US20160038979A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf den Bereich der Mineralien-Verarbeitung, und insbesondere auf die Separation bzw. Trennung von zerkleinertem abgebauten Material, Mineralien enthaltend, welche lumineszierend unter Einfluss einer Erregerstrahlung sind, in zu konzentrierende Produkte oder in Abfall-Produkte. Die Erfindung kann sowohl in Röntgen-Lumineszenz-Sortierem auf allen Aufbereitungs-Stufen, wie auch in Produkt-Inspektionsgeräten eingesetzt werden, wie diamanthaltigen Rohstoff-Tests. Das Verfahren zur Röntgen-Lumineszenz-Separation von Mineralien umfassend den Transport des Strom von separierbarem Material, die Bestrahlung des Materials durch eine periodische Folge von anregenden Strahlungs-Impulsen innerhalb des bestimmten Abschnitts der Freifall-Bewegungsbahn des Materials, der Erfassung der Mineralien-Lumineszenz-Signalintensität während jeder Folgenperiode, der Echtzeit-Verarbeitung gemäß den bestimmten Bedingungen für jede der kinetischen Komponenten des erfassten Signals, um die Separations-Parameter zu bestimmen, dem Vergleich der erhaltenen Parameter mit den bestimmten Schwellenwerten, und der Separation bzw. Abscheidung des zu konzentrierenden Minerals von dem Materialstrom, der gemäß den Ergebnissen des Vergleichs transportiert wird. Auch wird ein Röntgen-Lumineszenz-Sortierer zur Durchführung dieses Verfahrens vorgeschlagen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft den Bereich der Mineralien-Verarbeitung, und insbesondere die Trennung von zerkleinertem abgebautem Material, das Mineralien enthält, die lumineszierend unter dem Einfluss einer Anregungsstrahlung sind, in Konzentrat-Produkte und in Abfall-Produkte. Die Erfindung kann sowohl in Röntgen-Lumineszenz-Sortierern in allen Aufbereitungs-Stufen angewendet werden wie auch in Produkt-Prüfgeräten wie etwa Testgeräte für diamanthaltige Rohstoffe.
STAND DER TECHNIK
Es gibt einige bekannte Verfahren zur Trennung von Schüttgut-Mischungen verschiedener Mineralien in Konzentrat-Produkte und in Abfall-Produkte basierend auf der Analyse von erfassten Signalen anhand ihrer Lumineszenz, die unter Einwirkung von elektromagnetischer Bestrahlung auftritt.
Beispielsweise ist ein Verfahren zum Aussortieren von Diamanten bekannt, sowohl aus Mischungen von Diamanten mit anderen Mineralien wie auch aus Mischungen von Diamanten nach Typen, insbesondere zur Trennung nach Typ I oder II basierend auf der Analyse der spektralen Kenngrößen der erfassten Thermo-Lumineszenz-Strahlung von Mineralien [ GB 1379923 , B07C 5/342, 08.01.1975; GB 1384813 , B07C 5/34, 26.02.1975]. Bei diesem Verfahren wird das geförderte Mineraliengemisch zunächst bestrahlt durch eine Anregungs-Strahlung aus einer Gamma-Quelle (Co⁶⁰ Isotop), durch Röntgenstrahlung oder durch UV-Strahlung, und nach Abklingen der im Mineralien auftretenden Lumineszenz wird das Gemisch im nächsten Transportabschnitt erhitzt, was eine Thermo-Lumineszenz der Mineralien bewirkt, die mittels eines Gitterspektralfilter-Gerätes erfasst und analysiert wird. Diamanten werden auf der Grundlage von Unterschieden in den erfassten Spektral-Kenngrößen aussortiert.
Diese Methode bietet eine genügend hohe Selektivität bei der Mineralien-Separation.
Jedoch weist sie eine recht geringe Produktivität auf, weil sie ziemlich viel Zeit (bis zu mehreren hundert Millisekunden) für die Aufnahme und Analyse von Kenngrößen benötigt. Daher ist ihre Anwendung unter den Bedingungen in Bergbau-Verarbeitungsbetrieben äußerst beschränkt. Darüber hinaus wird, um dieses Verfahren zu implementieren, bevorzugt eine radioaktive Strahlungsquelle (Co⁶⁰ Isotop) und ein Spektrometer mit ausreichend hoher Auflösung benötigt.
Außerdem ist ein Verfahren für die Röntgen-Lumineszenz-Trennung von Mineralien bekannt, das auf der Auswahl eines Spektralbereichs für die Erfassung des integralen Signals der Mineralien-Lumineszenz basiert, wobei es im Bereich der minimalen spektralen Dichte der Mineralien-Lumineszenz des Abfall-Produktes ausgeführt werden muss. [ RU 2334557 C2 , B03B 13/06, B07C 5/342, 27.09.2008].
Das Verfahren weist eine ausreichend hohe Mineralien-Trennselektivität auf.
Allerdings ist seine Empfindlichkeit nicht für die Verwendung in Sortierern ausreichend, die eine hohe (100 Tonnen/Stunde) oder mittlere (10 Tonnen/Stunde) Produktionskapazität aufweisen, insbesondere nicht zum Extrahieren von schwach-lumineszierenden Diamanten, da bei einer solchen spektralen Filterung bzw. Filtration der mineralischen Lumineszenz die erfasste Strahlungs-Intensität des zu konzentrierenden Minerals (Diamant) sich um die Hälfte verringert.
Es sind auch Verfahren zum Trennen bzw. Separieren von Schüttgut-Mischungen verschiedener Mineralien bekannt, die auf der Ausnutzung von Unterschieden im Absorptions-Koeffizienten von Röntgen- und optischen Strahlungen zwischen Diamant und einem assoziierten Mineral bei der Analyse der erfassten Signale der Lumineszenz basieren, welche unter Einwirkung elektromagnetischer Strahlung auftreten.
Zum Beispiel ist ein Mineralien-Trennverfahren bekannt, umfassend den Mineralien-Transport durch einen Monoschicht-Flow, Bestrahlung von Mineralien mit durchdringender Strahlung, welche die Lumineszenz anregt, Erfassen der Lumineszenz-Intensität auf Seite der durchdringenden Strahlung, und auf der gegenüberliegenden Seite, Bestimmung des Mineralien-Transparenz-Grades sowie Trennung des nützlichen Minerals über den Grad an Transparenz für die durchdringende Strahlung [ RU 2303495 C2 , B07C 5/342, 27.07.2007]. Der Mineralien-Transparenz-Grad für die anregende Röntgen-Strahlung kann bestimmt werden über die Differenz der Logarithmen der Lumineszenz-Intensitäten auf Seite des durchdringenden Strahlungsflusses und auf der gegenüberliegenden Seite, oder des Logarithmus des Verhältnisses dieser Intensitäten.
Mit einem solchen Mineralien-Trennverfahren ist es möglich, alle Arten von Diamanten zu erkennen.
Jedoch ist seine Selektivität nicht ausreichend hoch, da die verfahrensgemäßen Trennungs-Parameter nicht die optischen Kenngrößen der Mineralien berücksichtigen und von den linearen Abmessungen des Minerals (Dicke) abhängen, welche deutlich variieren, nicht nur wegen einer Streuung in der Korngrößenklasse des zu trennenden Materials, sondern auch wegen der Unterschiede in der Position von unregelmäßig geformten Mineral-Objekten in Bezug auf die Wirkungsrichtung der Anregungsstrahlung zum Zeitpunkt des Erfassens. Außerdem ermöglicht das Verfahren keine sichere Identifizierung von schwach leuchtenden Diamanten, vor allem nicht unter Lumineszenz-Signalen von assoziierten Mineralien, die eine intensive Lumineszenz aufweisen, da die Verwendung eines logarithmischen Verstärkers in der Lumineszenz-Signal-Verarbeitungseinheit mit hohem Verstärkungskoeffizienten für schwache Signale nahe dem natürlichen Geräuschpegel liegen und zu erheblichen Fehlern führen.
Das tatsächlich in einem bestimmten Zeitraum erfasste Mineral-Lumineszenz-Signal weist kinetische bzw. dynamische Kenngrößen auf und kann als Überlagerung (Überlappung) von zwei Komponenten betrachtet werden. Im Allgemeinen kann ein derartiges Signal eine kurzlebige oder schnelle lumineszierende Komponente (”FC”) aufweisen, die praktisch gleichzeitig (bei einem Intervall von mehreren Mikrosekunden) zu Beginn der Belichtung mit der Anregungsstrahlung auftritt, und die unmittelbar nach ihrer Beendigung fehlt, und kann eine langlebige oder langsame Lumineszenz-Komponente (”SC”) aufweisen, deren Intensität während der Belichtung mit der anregenden Strahlung kontinuierlich wächst und relativ langsam (von einigen hundert Mikrosekunden bis Millisekunden-Einheiten) nach dessen Beendigung (Lumineszenz-Nachleuchtzeit) abnimmt.
Es ist ein Mineralien-Trennverfahren bekannt, das Mineralien-Transport in Form von Monoschicht-Strom von zu trennendem Material umfasst, Bestrahlen des Materials mit durchdringender Strahlung, die Erfassung, in einem stumpfen oder gestreckten Winkel in Bezug auf den einfallenden Fluss durchdringender Strahlung, der Intensität der kurzlebigen und langlebigen Lumineszenz-Mineralien-Komponenten in überlappenden Einstrahlungs-Bereichen und die Erfassung bzw. Detektion nur der Intensität der langlebigen Lumineszenz-Komponente wie auch der Intensität der Luft-Lumineszenz, wobei die letztere jenseits der Weite des zu trennenden Materialstroms erfasst wird, und wobei die Trennung bzw. Abscheidung des nützlichen Minerals erfasst wird gemäß dem Ergebnis des Vergleichs mit dem vorgegebenen Schwellenwert für die Mineralien-Lumineszenz-Intensität, wobei der Schwellenwert proportional zur Intensität des Luft-Lumineszenz-Signals ist [ RU 2310523 C2 , B07C 5/342, 20.11.2007].
Das Verfahren macht es möglich, die Trennselektivität zu verbessern wegen der Verwendungs-Möglichkeit, als Mineralien-Separations-Parameter nicht nur die Differenz in der Absorption der Röntgenstrahlen und der optischen Strahlung zwischen Diamant und assoziiertem Mineral zu verwenden, sondern auch die kinetischen bzw. dynamischen Kenngrößen des Mineralien-Lumineszenz-Signals zu verwenden, die sowohl in Anwesenheit wie auch in Abwesenheit der Anregungsstrahlung erfasst werden.
Jedoch aufgrund unzureichender Empfindlichkeit, liefert das Verfahren keine zuverlässige Identifikation des Signals von schwach-leuchtenden Diamanten, vor allem nicht unter den Lumineszenz-Signalen einer Anzahl von assoziierten Mineralien mit intensiver Lumineszenz.
Das nächstkommende Analogon zu dem erfindungsgemäßen Röntgen-Lumineszenz-Mineralien-Trennverfahren ist das Verfahren, welches umfasst: den Transport des zu trennenden Materialstroms, das Bestrahlen des Materials durch eine Folge von anregenden Röntgenstrahlen-Impulsen innerhalb eines spezifizierten Abschnitts der Material-Bewegungsbahn, das Erfassen der Intensität des Mineralien-Lumineszenz-Signals bei jeder Folgeperiode innerhalb des Material-Bewegungsbahn-Abschnitts, der bestrahlt wird, die Echtzeit-Verarbeitung in Übereinstimmung mit den spezifizierten Bedingungen für jede der kinetischen bzw. dynamischen Komponenten des erfassten Signals zur Bestimmung der Separations-Parameter, den Vergleich der Parameter, die für die spezifizierte Schwellenwerte gewonnen werden, und das Trennen des zu konzentrierenden Minerals aus dem transportierten Materialstrom gemäß den Ergebnissen des Vergleichs [ RU 2437725 C1 , B07C 5/00, 27.12.2011]. Bei der Verarbeitung der erfassten Signale wird zunächst der Lumineszenz-Signal-Intensitätswert in einer bestimmten Zeitdauer nach Beendigung des Erregungs-Impulses bestimmt, wobei der erhaltene Wert mit dem dafür vorgegebenen Schwellenwert verglichen wird, und, falls der Schwellenwert überschritten ist, wird die Signalverarbeitung durchgeführt, um den Wert des Trennkriteriums auszuwählen, wobei das Ergebnis der Verarbeitung mit dem vorgegebenen Schwellenwert des Trennkriteriums verglichen wird, und wobei das zu konzentrierende Mineral aus dem getrennten Material extrahiert wird, wenn das Vergleichs-Ergebnis das festgelegte Kriterium erfüllt; und falls der erhaltende Lumineszenz-Signal-Intensitätswert unter seinem Schwellenwert in einem bestimmten Zeitabschnitt nach Beendigung des Erregungsimpulses liegt, wird der Lumineszenz-Signal-Intensitätswert bestimmt, der während der Anregungsstrahlungsimpulses auftritt, wobei er dann mit dem Schwellenwert verglichen werden muss, der für ihn spezifiziert ist, und dann wird das zu konzentrierende Mineral aus dem Material extrahiert, das in dem Fall getrennt wird, wenn der Schwellenwert überschritten wird.
Solch ein Mineralien-Trennverfahren bietet die Extraktion bzw. Gewinnung aller Arten von zu konzentrierenden lumineszierenden Mineralien aus dem Strom von zu separierendem Material mit ausreichend hoher Selektivität, weil es als Trennkriteriums-Parameter verschiedene Beziehungen zwischen kinetischen Kenngrößen des erfassten Lumineszenz-Signals sowohl während der Belichtung des mineralienischen Materials mit der anregenden Strahlung wie auch danach (während der Nachleuchtzeit) verwendet.
Jedoch weist die Wiedergewinnung bzw. Ausbeute von schwach lumineszierenden Materialien, für welche die Intensität der Lumineszenz der langsamen Komponente unterhalb des Schwellenwertes liegt, beispielsweise für sogenannte Typ-II-Diamanten, eine nicht ausreichend hohe Selektivität auf. Dies wird bedingt durch die unzureichende Empfindlichkeit der Erfassung der schnellen Komponente des Mineralien-Lumineszenz-Signals wegen hoher Intensitäts-Schwankungen (von 1,5 V bis 10 V) des Lichtsignals, das erzeugt wird von der Lumineszenz der Luft, von verschiedenen Dämpfen, von Partikeln aus Gestein oder assoziierten Mineralien, welche zusammen mit dem Lumineszenz-Signal des nützlichen Minerals während der Bestrahlung erfasst werden.
Röntgen-Lumineszenz-Sortierer sind ebenfalls bekannt, bei denen die eine oder andere Methode aus den oben beschriebenen Mineralien-Trennverfahren realisiert werden kann.
Beispielsweise ist ein Röntgenstrahl-Lumineszenz-Sortierer bekannt, der eine Einrichtung zum Transport des zu trennenden Materials aufweist, eine Lichtempfangs-Vorrichtung aufweist, die in Bezug auf die Bewegungsbahn des zu trennenden Materials auf der gegenüberliegenden Seite der durchdringenden Strahlungsquelle installiert ist, eine Mineralien-Lumineszenz-Signalverarbeitungseinheit, und eine Luft-Lumineszenz-Signal-Amplituden-Erfassungs- und Speichereinheit sowie einen Aktuator aufweist [ RU 2310523 , C2, B07C 5/342, 20.11.2007]. Die durchdringende Strahlungsquelle ist so installiert, dass die Breite des Bestrahlungsbereichs die Breite des zu trennenden Materialstroms überschreiten sollte. Die Lichtempfangs-Vorrichtung ist mit dem ersten Eingang der Mineralien-Lumineszenz-Signalverarbeitungseinheit und mit dem Eingang der Luft-Lumineszenz-Signal-Verarbeitungs- und Speichereinheit verbunden, deren Ausgang mit dem zweiten Eingang der Mineralien-Lumineszenz-Signalverarbeitungseinheit verbunden ist. Der Ausgang der Mineralien-Lumineszenz-Signalverarbeitungseinheit ist mit dem Aktuator verbunden.
Der Sortierer ermöglicht eine Verbesserung der Selektivität, da die Position der Lichtempfangs-Vorrichtung auf der gegenüberliegenden Seite der durchdringenden Strahlungsquelle (in einem stumpfen oder gestreckten Winkel in Bezug auf den einfallenden Fluss der durchdringenden Strahlung) es möglich macht, Unterschiede in der Absorption von Röntgen- und optischen Strahlungen zwischen Diamant und assoziierten Mineralien zu nutzen, um den Beitrag bzw. Anteil an Lumineszenz der assoziierten Mineralien zu der erfassten Lumineszenz-Intensität zu reduzieren.
Jedoch weist ein solcher Sortierer unzureichende Empfindlichkeit auf für eine sichere Identifikation des Signals von schwach-leuchtenden Diamanten, vor allem unter Lumineszenz-Signalen einer Anzahl von assoziierten Mineralien mit intensiver Lumineszenz. Dies wird durch die Tatsache verursacht, dass das Luft-Lumineszenz-Signal, welches von der Lichtempfangs-Vorrichtung zu erfassen ist, eine genügend hohe Intensität aufweist aufgrund der erhöhten lumineszierenden Menge, was zu einer Erhöhung des Trennschwellenwertes als Identifizierungskriterium führt.
Es ist ein Röntgen-Lumineszenz-Sortierer bekannt, der ein Mittel zum Transport des zu trennenden Materials aufweist, eine Röntgen-Strahlungsquelle, zwei Lichtempfangs-Vorrichtungen aufweist, von denen eine sich auf der gleichen Seite befindet wie die Röntgen-Strahlungsquelle in Bezug auf die bestrahlte Oberfläche des beförderten Materials, und von denen die andere sich auf der gegenüberliegenden Seite in Bezug auf die Bewegungsbahn des zu trennenden Materials befindet, und der eine digitale Lumineszenz-Signalverarbeitungs-Einheit, einen Aktuator und Aufnahmebehälter für Abfalls- und Konzentrat-Produkte aufweist [ RU 2303495 C2 , B07C 5/342, 27.07.2007]. Die digitale Lumineszenz-Signal-Verarbeitungseinheit ist mit Funktionen zur logarithmischen Verstärkung der Signale von zwei Lichtempfangs-Vorrichtungen ausgestattet, für ihre differentielle (Differenz) Verstärkung als das zu bestimmende Trennkriterium, für einen Vergleich des erhaltenen Kriteriumwertes mit dem vorbestimmten Schwellenwert und für die Erzeugung eines Befehls, um den Aktuator abgegeben zu werden.
In einem solchen Sortierer können alle Arten von Diamanten erkannt werden.
Jedoch ist seine Selektivität nicht ausreichend hoch, da das bestimmte bzw. ermittelte Trennung-Kriteriums von der Mineralien-Dimension (Dicke) abhängt, die deutlich variiert, nicht nur wegen Streuung in der Korngrößenklasse des zu trennenden Materials, sondern auch wegen der Unterschiede in der Position der unregelmäßig geformten Mineralien mit Bezug auf die Richtung der primären Röntgenstrahlung zum Zeitpunkt der Erfassung bzw. Aufnahme. Darüber hinaus leistet ein solcher Sortierer keine zuverlässige Identifizierung des Signals von schwach-lumineszierenden Diamanten, insbesondere nicht unter Lumineszenz-Signalen aus einer Anzahl von assoziierten Mineralien mit intensiver Lumineszenz, weil die sehr hohen Verstärkungs-Koeffizienten des logarithmischen Verstärkers der Signalverarbeitungs-Einheit für schwache Lumineszenz-Signale in der Nähe des natürlichen Geräuschpegel liegen und zu erheblichen Fehlern führen.
Es ist ein Röntgen-Lumineszenz-Sortierer bekannt, den wir als Prototypen genommen haben, und der ein Mittel für den Transport des zu trennenden Materials aufweist, eine gepulste anregende Röntgen-Strahlungsquelle aufweist, die über der Oberfläche des zu separierenden Materials angebracht ist mit der Möglichkeit, dass der Bestrahlung an dem Freifall-Abschnitt der Material-Bewegungsbahn in Nähe des Ortes ihres Abgangs von den Transportmitteln, eine Lichtempfangs-Vorrichtung aufweist, die zur Lumineszenz-Erfassung sich auf der gleichen Seite wie die gepulste anregende Röntgenstrahlungsquelle in Bezug auf die bestrahlte Oberfläche des beförderten Materials befindet mit der Möglichkeit der Kombination des Bereichs der Erfassung der Lumineszenz des Materials an dem Abschnitt seiner Freifall-Bewegungsbahn, übereinstimmend mit der Bestrahlungsfläche, eine Elektronikeinheit aufweist für die Einstellung der Schwellenwerte der Lumineszenz-Signalintensität und der Schwellenwerte der Separations-Parameter (Kriterien), eine Synchronisations-Einheit aufweist, eine digitale Lumineszenz-Signalverarbeitungseinheit aufweist, die ausgestattet ist mit Funktionen zur Bestimmung der Separations-Parameter, zum Vergleich der erhaltenen Parameterwerte mit den entsprechenden festgelegten Grenzwerten und zur Erzeugung eines Befehls, der an den Aktuator abgegeben werden soll, und einen Aktuator sowie und Aufnahmebehälter für Konzentrator- und Rückstands-Produkte [ RU 2437725 C2 , B07C 5/00, 27.12.2011]. Die Lichtempfangs-Vorrichtung ist in der Lage zur gleichzeitigen Verstärkung des Signals, das mit verschiedenen Verstärkungs-Koeffizienten erfasst wird. Als Separations-Parameter (nützliches Mineralien-Identifizierungskriterium) ist die digitale Lumineszenz-Signal-Verarbeitungseinheit beschaffen, die Werte solcher Lumineszenz-Signal-Kenngrößen zu bestimmen wie eine normalisierte Autokorrelationsfunktion, das Verhältnis der schnellen und langsamen Signalkomponenten zur Intensität der langsamen Komponente, und die Lumineszenz-Abklingzeitkonstante nach Beendigung des anregenden Impulses sowie als Intensitätswert der schnellen Lumineszenz-Signalkomponente.
Solch ein Sortierer bietet die Trennung bzw. Extraktion aller Arten von zu konzentrierenden Mineralien aus dem zu trennenden Materialstrom mit einer ausreichend hohen Selektivität, da er als Separations-Parameter verschiedene Verhältnisse von den kinetischen bzw. dynamischen Kenngrößen des erfassten Lumineszenz-Signals verwendet, sowohl während des Mineralienmaterial-Exposition zur anregenden Strahlung wie auch danach (während der Nachleuchtzeit).
Jedoch ist, im Falle der Extraktion von Mineralien mit niedriger Lumineszenz, für die die Lumineszenz-Intensität der langsamen Komponente geringer als der Schwellenwert ist, zum Beispiel für Typ-II-Diamanten, die Selektivität nicht ausreichend hoch. Dies wird durch die Tatsache verursacht, dass die Lichtempfangs-Vorrichtung das Signal der Gesamtintensität der Lumineszenz erfasst, die während der Wirkung der Röntgen-Pulsbestrahlung auftritt. Dieses Signal enthält sowohl die Intensität der schnellen Komponente der Mineralien-Lumineszenz wie auch die Intensität der Luft-Lumineszenz Luft, verschiedener Dämpfe, Partikeln aus Gestein und assoziierten Mineralien. Die Intensität dieses Lichtsignals hat eine hohe Fluktuation (von 1,5 V bis 10 V), die einen relativ hohen Schwellenwert für die Intensität der schnellen Komponente des Lumineszenz-Signals bestimmt.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Eine sehr wichtige Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die bessere selektive Extaktion von zu konzentrierenden Mineralien aus dem zu trennenden Material bedingt durch die Verbesserung der Empfindlichkeit der Erfassung in Bezug auf die schnelle Komponente der Mineralien-Lumineszenz. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Separation von Mineralien, die nach Typen konzentriert werden, gleichzeitig mit der Extraktion zu erbringen. Beispielsweise ermöglicht dieses Konzept das Sortieren von Diamanten in Diamanten des Typs I und in Diamanten des Typs II in beliebigen Aufbereitungsstufen, insbesondere in der Stufe der primären Konzentration, mit einer hohen Produktionskapazität des Sortierers (bis zu 100 t/h).
In der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Röntgen-Lumineszenz-Separation von Mineralien vorgestellt, das folgende Schritte umfasst:

a) Transport eines Strom von separierbarem Material;
b) Bestrahlung des Materials durch eine Folge von Impulsen einer anregenden Röntgenstrahlung innerhalb des bestimmten Abschnitts der Freifall-Bewegungsbahn des Materials und eine zusätzliche Bestrahlung durch anregende Röntgenstrahlen im dem Abschnitt seines Transports bis zur Grenze mit dem Abschnitt der Mineralien-Lumineszenz-Signalintensitäts-Erfassung;
c) Erfassung der Mineralien-Lumineszenz-Signalintensität während jeder Folgenperiode innerhalb des bestrahlten Abschnitts der Material-Bewegungsbahn gleichzeitig auf der bestrahlten Seite wie auch auf der gegenüberliegenden Seite des Materialstroms während jeder Folgeperiode, während Mineralien-Lumineszenz auf der gegenüberliegenden Seite des Materialstroms im Spektralbereich der maximalen Lumineszenz-Intensität des zu konzentrierenden Materials nur erfasst wird innerhalb des bestrahlten Abschnitts der Material-Bewegungsbahn im freien Fall;
d) Die erfassten Lumineszenz-Signale werden in Echtzeit verarbeitet, um die Separations-Parameter in dem Fall zu bestimmen, wo der Intensitäts-Wert der langsamen Komponente des erfassten Lumineszenz-Signals auf der bestrahlten Seite des Materialstrom den dafür bestimmten Schwellenwert überschreitet;
e) Berechnung der Separations-Parameter, wobei der Wert des Verhältnis von langsamer Komponente des erfassten Lumineszenz-Signals auf der bestrahlten Seite des Materialstroms zu dem Wert der langsamen Komponente des erfassten Lumineszenz-Signals auf der gegenüberliegenden Seite des Stroms zusätzlich als Separations-Parameter bestimmt wird;
f) Vergleich der erhaltenen Parameter mit ihren bestimmten Schwellenwerten;
g) Das nützliche Mineral wird aus dem separierbaren Material ausgestoßen, wenn das Ergebnis des Vergleichs das spezifizierte Kriterium erfüllt;
h) Wenn im Schritt 4 die langsame Komponente des Lumineszenz-Signals, das auf der bestrahlten Seite des Materialstromes erfasst wird, nicht den vorgegebenen Schwellenwert übersteigt, dann wird der Intensitäts-Wert der schnellen Komponente des Lumineszenz-Signals, das auf der gegenüberliegenden Seite der Materialstromseite erfasst wird, mit den dafür vorgegebenen Schwellenwert verglichen;
i) Wenn der Intensitäts-Wert der schnellen Komponente des Lumineszenz-Signals, das auf der Seite gegenüberliegend dem Materialstrom erfasst wird, den dafür bestimmten Schwellenwert überschreitet, dann wird der Wert des Verhältnisses der schnellen Komponente des Lumineszenz-Signals, das auf der bestrahlten Seite des Materialstromes erfasst wird, zu dem Wert der schnellen Komponente des Lumineszenz-Signals, das auf der Stromseite gegenüberliegend der Bestrahlung erfasst wird, als Separations-Parameter bestimmt;
j) Wenn dieser neueste Separations-Parameter den bestimmten Schwellenwert überschreitet, wird das nützliche Mineral aus dem Material separiert.

Im Unterschied zu dem Verfahren nach dem Stand der Technik, wird bei dem vorgeschlagenen Verfahren zur Röntgen-Lumineszenz-Separation von Mineralien, das transportierte bzw. beförderte Material zusätzlich bestrahlt durch eine anregende Röntgenstrahlung an dem Abschnitt seines Transports bis zur Grenze mit dem Abschnitt der Erfassung der Mineral-Lumineszenz-Signal-Intensität, wobei die Werte der Mineralien-Lumineszenz-Signalintensität gleichzeitig erfasst werden auf der bestrahlten Seite wie auch auf der gegenüberliegenden Seite des Materialstroms während jeder Folgeperiode, wobei die Mineral-Lumineszenz-Signale auf der gegenüberliegenden Seite des Materialstroms im Spektralbereich der maximalen Lumineszenz-Intensität des zu konzentrierenden Materials nur erfasst werden innerhalb des bestrahlten Abschnitts der Freifall-Bewegungsbahn des Materials, wobei die erfassten Lumineszenz-Signale verarbeitet werden, um die Separations-Parameter in dem Fall zu bestimmen, wenn der Intensitäts-Wert der langsamen Komponente des Lumineszenz-Signals, das auf der bestrahlten Seite der Materialstrom erfasst wird, den dafür vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, wobei der Wert des Verhältnisses der langsamen Komponente des auf der bestrahlten Seite der Materialstroms erfassten Lumineszenz-Signals zu dem Wert der langsamen Komponente des auf der bestrahlten Seite der Materialstroms erfassten Lumineszenz-Signals zusätzlich als Separations-Parameter bestimmt wird, wobei das Verarbeitungs-Ergebnis jedes Lumineszenz-Signals mit den bestimmten Schwellenwerten der Separations-Parameter verglichen wird und das zu konzentrierende Mineral von dem zu trennenden Material isoliert wird, wenn das Ergebnis des Vergleichs das spezifizierte Kriterium erfüllt; und wobei andernfalls die erfassten Lumineszenz-Signale verarbeitet werden, wenn der Intensitäts-Wert der schnellen Komponente des Lumineszenz-Signals, das auf der Seite gegenüberliegend zum Materialstrom erfasst wird, den dafür vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, und der Wert des Verhältnisses der schnellen Komponente des auf der bestrahlten Seite der Materialstroms erfassten Lumineszenz-Signals zu dem Wert der schnellen Komponente des auf der Stromseite gegenüber der Bestrahlung erfasst wird, als Separations-Parameter bestimmt wird, wobei das Verarbeitungs-Ergebnis mit dem bestimmten Schwellenwert des Separations-Parameters verglichen wird, und wobei das zu konzentrierende Mineral von dem separierten Material isoliert wird, wenn das Ergebnis des Vergleichs das spezifizierte Kriterium erfüllt.
Bei der Verarbeitung der Mineralien Lumineszenz-Signale, bei denen der Wert der Intensität von der langsamen Komponente des auf der bestrahlten Seite des Materialstroms erfassten Signals den dafür spezifizierten Schwellenwert überschreitet, ist es auch möglich als Separations-Parameter solche Lumineszenz-Signal-Kenngrößen als normalisierte Autokorrelationsfunktion zu bestimmen, oder als Verhältnis der Gesamtintensität der schnellen und langsamen Komponenten des Signals zur Intensität seiner langsamen Komponente und der Lumineszenz-Abklingzeit-Konstanten nach Beendigung der Erregungsimpulses.
Das Ziel des technischen Ergebnisses wird auch erreicht durch den vorgeschlagenen Röntgen-Lumineszenz-Sortierer, der umfasst: ein Mittel zum Transport des separierbaren Materials, eine Quelle für eine gepulste anregende Röntgen-Strahlung, die über der Oberfläche des beförderten Materials angeordnet ist und beschaffen ist für seine Bestrahlung in dem Abschnitt der Material-Freifall-Bewegungsbahn in Nähe des Ortes des Materialabzweigs von den Mitteln zum Transport, umfassend eine Lichtempfangs-Vorrichtung zur Lumineszenz Erfassung, die auf derselben Seite angeordnet ist wie die gepulste anregende Röntgen-Strahlungsquelle in Bezug auf die bestrahlte Oberfläche des beförderten Materials mit der Möglichkeit der Kombination des Bereichs der Lumineszenz-Erfassung des Materials, das in den Abschnitt seiner Freifall-Bewegungsbahn übereinstimmend mit dem Bestrahlungsbereich transportiert wird, umfassend eine Einheit zum Einstellen der Schwellenwerte der Lumineszenz-Signalintensität und der Schwellenwerte der Separations-Parameter, umfassend eine Synchronisations-Einheit, eine digitale Lumineszenz-Signal-Verarbeitungseinheit, die durch Funktionen zur Bestimmung der Separations-Parameter vorgesehen ist, zum Vergleich der bestimmten Schwellenwerte und zur Erzeugung eines Befehls, der an den Aktuator abgegeben wird, umfassend einem Aktuator und eine Aufnahmebehälter für die Konzentrat- und Abfall-Produkte, dadurch gekennzeichnet, dass der Sortierer zusätzlich eine Quelle anregender Röntgenstrahlung aufweist, die über der Oberfläche des transportierten Materials angeordnet ist, um somit seine Bestrahlung im Abschnitt vor der Abzweigung des Materials von den Transportmitteln zu gewährleisten, und eine Lichtempfangs-Vorrichtung aufweist, die mit einem Mittel zur Filtration des Spektralbereichs der maximalen Lumineszenz-Intensität des zu konzentrierenden Minerals versehen ist und die an der Seite gegenüber der anregenden Röntgen-Strahlungsquelle in Bezug auf die Bewegungsbahn des separierbaren Materials mit der Möglichkeit einer Beschränkung des Sichtfelds auf den bestrahlten Abschnitt der Freifall-Bewegungsbahn des Materials, so dass der Abstand vom Zentrum des Aufnahmefensters der Lichtempfangs-Vorrichtung bis zur Mitte des bestrahlten Abschnitts der Freifall-Bewegungsbahn des Materials die folgende Beziehung erfüllt: h = L/2·tg β/2, wobei

L: die größte lineare Abmessung des bestrahlten Abschnitts der Freifall-Bewegungsbahn des Materials ist;
β: die Apertur der Lichtempfangs-Vorrichtung ist;

Im Unterschied zu dem Sortierer nach dem Stand der Technik umfasst der Sortierer außerdem eine Quelle für eine gepulste anregende Röntgen-Strahlung, die über der Oberfläche des beförderten Materials angeordnet ist, um somit ihre Bestrahlung in dem Abschnitt vor der Materialabnahme von den Transport-Mitteln sicherzustellen, und umfasst eine Lichtempfangs-Vorrichtung, die mit einem Mittel zur Filtration des Spektralbereichs der maximalen Lumineszenz-Intensität des zu konzentrierenden Minerals versehen ist und die an der Seite gegenüber der anregenden Röntgen-Strahlungsquelle in Bezug auf die Bewegungsbahn des separierbaren Materials angeordnet ist, mit der Möglichkeit einer Beschränkung des Sichtfelds auf den bestrahlten Abschnitt der Freifall-Bewegungsbahn des Materials, so dass der Abstand vom Zentrum des Aufnahmefensters der Lichtempfangs-Vorrichtung bis zur Mitte des bestrahlten Abschnitts der Freifall-Bewegungsbahn des Materials die folgende Beziehung erfüllt: h = L/2·tg β/2, wobei

L: die größte Längenabmessung des bestrahlten Abschnitts der Freifall-Bewegungsbahn des Materials ist;
β: die Apertur der Lichtempfangs-Vorrichtung ist;

Die zusätzliche Quelle der anregenden Röntgenstrahlung kann in der Gestalt eines Impuls-Röntgen-Strahlungs-Generators oder in der Gestalt eines Konstant-Röntgen-Strahlungs-Generators gefertigt sein.
Das Mittel der Filtration des Spektralbereichs der Lichtempfangs-Vorrichtung kann in der Form eines differentiellen optischen Filters gefertigt sein.
Das Sichtfeld der Lichtempfangs-Vorrichtung, die an der Seite entgegengesetzt zu der anregenden Röntgen-Strahlungsquelle in Bezug auf die Bewegungsbahn des zu trennenden Materials angeordnet ist, kann beschränkt werden auf den Abschnitt des Freifall- Materials übereinstimmend mit dem Abschnitt seiner Bestrahlung und mittels Strukturelementen des Sortierers, der mit der Lichtempfangs-Vorrichtung durch Anordnung zueinander verbunden ist.
Das Sichtfeld der Lichtempfangs-Vorrichtung in Richtung der Materialstrom-Bewegung kann beschränkt sein auf einer Seite durch die Kante des Transportmittels des zu trennenden Materials, und auf der anderen Seite durch einen Bildschirm, der nicht durchlässig für optische Strahlung ist und der auf der Seite gegenüber den anregenden Röntgen-Strahlenquellen installiert ist in Querrichtung zu der Freifall-Bewegungsbahn des Materials.
Die Kombination von kennzeichnenden und restriktiven Merkmalen, die in der Erfindungen vorgestellt werden, erfüllen das ”Neuheits”-Kriterium, da sie noch nicht in der Literatur beschrieben worden sind, die den Erfindern bekannt ist.
Die Kombination von kennzeichnenden Merkmalen und ihre Wechselbeziehung mit den restriktiven Merkmalen in den vorgeschlagenen Erfindungen ermöglichen es, den technischen Widerspruch zu lösen, d. h. die Erhöhung der Intensität des Lumineszenz-Signals, das erfasst wird, sorgt für eine bessere Empfindlichkeit, wodurch die Selektivität der Extraktion verbessert wird; dies erhöht jedoch die Intensität des Lichtsignals von allen Mineralien und der Luft, das während der Belichtung mit einem Röntgen-Strahlungsimpuls erfasst wird, was zu einer Abnahme in der Empfindlichkeit in Bezug auf die schnellen Komponenten des Lumineszenz-Signals und zu einer Abnahme in der Selektivität der Extraktion des konzentrierten Materials führt. Die Kombination der in der Erfindung vorgeschlagenen Funktionsweisen erlaubt eine Verbesserung der Erfassungs- bzw. Aufnahme-Empfindlichkeit während der Einwirkung des Röntgen-Strahlungsimpulses (in Bezug auf die schnelle Komponente des Lumineszenz-Signals) als eine Erhöhung des Signal-/Rausch-Verhältnisses aufgrund der Verringerung der Fluktuation und einer Abnahme im Intensitätspegel des Lichtsignals das erzeugt wird durch Luft, verschiedene Dämpfe und Gesteinspartikel und das während der Bestrahlung erfasst wird. Die Kombination und Abfolge der vorgeschlagen Funktionen erlauben es, verschiedene Erscheinungsformen der natürlichen Ausprägungen zu beachten und zwar nicht nur in Bezug auf das konzentrierte Mineral, sondern auch auf alle zu separierenden Materialen, wie etwa die Struktur und die elementare Zusammensetzung während der Wechselwirkung mit der Strahlung. Die Identifizierung und Abrechnung von solchen Ausprägungen sind entscheidend für das Mineral-Trennungs-Kriterium, das in der Erfindung vorgeschlagen wird. Der Röntgen-Lumineszenz-Sortierer, der für die Umsetzung des Verfahrens vorgeschlagen wird, stellt vollständig das Erreichen des technischen Ergebnisses sicher. Daher erfüllen die vorgeschlagenen technischen Lösungen das ”erfinderische Tätigkeits”-Kriterium.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1a zeigt die Zeitdiagramme der erfassten Mineral-Lumineszenz-Signale, wobei die langsame Komponente intensiv ist.
1b zeigt Zeitdiagramme der erfassten Mineral-Lumineszenz-Signale, wobei die langsame Komponenten-Intensität unerheblich ist.
2 zeigt schematisch eine der Ausführungsformen des Röntgen-Lumineszenz-Sortierers für die Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens.
2a zeigt schematisch die gegenseitige Anordnung der Sortierer-Elemente im Bereich der Bestrahlung/Erfassung in dem Abschnitt des Freifalls des separierten Materials.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens zur Röntgen-Lumineszenz-Separation von Mineralien wird wie folgt ausgeführt: Das separierbare Material wird auf einem Substrat transportiert, was seine Bewegung in Form eines Monoschicht-Stroms sicherstellt. Dieser Materialstrom wird durch anregende Röntgenstrahlung bestrahlt, was eine ausreichende Belegung der langlebigen (metastabilen) Zustände von Atomen des Minerals sicherstellt, die konzentriert werden während der Periode des Materialtransports über den bestrahlten Abschnitt des Substrats. Als Ergebnis tritt die Lumineszenz von Luft und Mineralien aus zulässigen atomaren Übergängen bzw. Umwandlungen auf. Wenn der Materialstrom von dem transportierenden Substrat abfällt, wird er durch eine Folge von Impulsen t_p anregender Röntgenstrahlung innerhalb des bestimmten Abschnitts der Freifall-Bewegungsbahn des Materials bestrahlt. Die Länge dieses Abschnitts wird mit Rücksicht auf die Material-Transportgeschwindigkeit, Wiederholungs-Frequenz, Dauer und Stärke der Röntgen-Strahlungsimpulse ausgewählt, und die Abschnittsbreite wird durch die Breite des einfallenden Stroms des separierbaren Materials begrenzt. Als eine Folge des Aussetzens von Mineral den Impulsen t_p der Röntgenstrahlung (1a, b) tritt Lumineszenz auf, deren Intensität offenbar bewirkt wird nicht nur durch die direkte inverse Belegung der entsprechenden Ebenen der erlaubte Übergänge in Mineralien-Atomen, sondern auch durch zusätzliche Belegung, welche sich unter stimulierender Wirkung der Impulse t_p von Strahlung ergibt, durch strahlungsfreie Übergänge von metastabilen Atom-Zuständen, die früher für zulässige Zustände belegt waren. Während der Zeit, in der das Material den bestrahlten Abschnitt der Bewegungsbahn passiert, Bewegungsbahn, schafft es die langsame Komponente (SC) des Signals U (t) der Mineral-Lumineszenz aufzuleuchten. Die Intensitäten des Signals U = f(t) der Mineral-Lumineszenz werden gleichzeitig auf der bestrahlten Seite erfasst U_irr (t) (1a, b) und auf der gegenüberliegenden Seite U_opp (t) (1a, b) des Materialstroms während jeder Impulsfolgen-Periode T (1a, b). Auf diese Weise wird die Intensität des Signals U_opp (t) in dem Frequenzband erfasst, in dem die intensivsten Spektrallinien des konzentrierten Minerals angesiedelt sind, und die Region des Glühens, das während der Erfassung zu beobachten ist, wird begrenzt durch die Dimensionen des Abschnitts der Bewegungsbahn des Materials im freien Fall. Die erfassten Lumineszenz-Signale U_irr (t) und U_opp (t) (1a, b) können sowohl den Abschnitt Tb des Aufbaus der schnellen (FC) und langsamen (SC) Komponenten des Lumineszenz-Signals enthalten wie auch des Abschnitts Td des Verfall seiner langsamen (SC) Komponente (1a, b). Die Signale U_irr (t) und U_opp (t), die erfasst werden, können den Abschnitt Tb des Aufbaus von FC und, möglicherweise, von SC des Lumineszenz-Signals enthalten und können praktisch nicht den Abschnitt Td des Verfalls von SC enthalten (1a, b). Alle Signale U_irr (t) und U_opp (t), die erfasst werden, werden in Echtzeit verarbeitet, um den Wert von jedem der genannten Separations-Parameter zu bestimmen. Wenn die Signale U_irr (t) und U_opp (t) die Lumineszenz SC aufweisen (1a), dann wird der Wert der Intensität des Signals Usc_irr (tsc), das in dem angegebenen Zeitmoment tsc nach Beendigung des Impuls tp der Anregungs-Strahlung erfasst wird, verglichen mit dem dafür bestimmten Schwellenwert Usc₀. Im Fall (1a) des Überschreitens dieses Wertes (Usc_irr (t_SC) > Usc₀) werden die Signale Uirr (t) und Uopp (t) einer weiteren Verarbeitung unterzogen, um als Separations-Parameter zu erlangen die Werte des Verhältnisses von dem Wert von SC des Lumineszenz-Signals Uscirr (tsc), das auf der bestrahlten Seite des Materialstroms erfasst wird, zu dem Wert des SC des Lumineszenz-Signals Uscopp (tsc), das auf der Materialstrom-Seite entgegengesetzt der Bestrahlung erfasst wird (Usc_irr (tsc)/Usc_opp (tsc)), sowie die Werte der kinetischen Kenngrößen des Signals Uirr (t), das als Separations-Parameter für den gegebenen Fall bestimmt wird, wie beispielsweise:

– normalisierte Autokorrelationsfunktion (NCF), die wie folgt bestimmt wird:
wobei Tc der Faltungs-Parameter ist;
– Verhältnisse der Gesamtintensität der schnellen und langsamen Komponenten des Lumineszenz-Signals Usc_irr (tp) während der Dauer der Wirkung des Impulses Tp der anregenden Strahlung zur Intensität Usc_irr (Tsc) ihrer langsamen Komponente bei dem angegebenen Zeitmoment tsc (Usc_irr (tp)/Usc_irr (t sc));
– Lumineszenz-Abklingzeitkonstante nach Beendigung der Erregungs-Impuls (τ), die mathematisch aus der folgenden Gleichung bestimmt werden kann: F(t) = F₀exp(–t/τ), wobei F₀ gleich dem Anfangswert des Exponenten in der Lumineszenz-Abklingzeit-Region ist (bei t > tp).

Die Werte der erhaltenen Separations-Kriterium-Parameter werden mit den festgelegten Schwellenwerten dieser Parameter verglichen, und das zu konzentrierende Mineral wird von dem separierten Material extrahiert, wenn die Trennkriteriums-Bedingungen erfüllt sind. In einem solchen Fall wird eine hohe Selektivität der Extraktion von konzentrierten Mineralien erreicht, da die erhöhte Intensität des erfassten Mineral-Lumineszenz-Signale Uirr (t) und Uopp (t), insbesondere die schwach lumineszierenden, eine Identifizierung ihrer kinetischen Kenngrößen ermöglicht, und insbesondere die Detektion der Gegenwart von SC (Usc_irr (Tsc) und Usc_opp (Tsc)) und die Leistungsfähigkeit ihrer Analyse (Verarbeitung) auf Übereinstimmung mit den zu konzentrierenden Mineralien in Bezug auf die ausgewählten Trennkriteriums-Parameter, welche in der Gesamtwertung die kinetischen und spektralen Kenngrößen der Signale Uirr (t) und Uopp (t) der lumineszierenden Mineralien berücksichtigen und die Transparenz des lumineszierenden Mineralien für Röntgen- und optische Strahlungen. Die Empfindlichkeit der Trennung bzw. Separation (Schwellenwert Usc₀) wird durch den minimalen Wert des Signals Usc_irr (tsc) in dem bestimmten Zeitmoment tsc ermittelt, der typisch ist für die konzentrierten Mineralien ist. Wenn der Wert des erhaltenen Signals Usc_irr (tsc) den Wert von Usc₀ nicht überschreitet (Usc_irr (tsc) ≤ Usc₀) (1b), dann wird die Intensität des Lumineszenz-Signals FC Ufc_opp (t_p) bestimmt, die auftritt zur Zeit tp des Wirkungseffekts des Erreger-Strahlungsimpulses, und wird auf der Seite erfasst, die entgegengesetzt zu der Materialstrom-Bestrahlungsseite ist. Der erhaltene Wert Ufc_opp (tp) wird mit dem dafür bestimmten Schwellenwert Ufc₀ verglichen (1b). Falls dieser Wert überschritten wird (Ufc_opp (tp) > Ufc₀), wird der Wert des Verhältnisses von Lumineszenz-Signal FC-Wert von Ufc_irr (tp), der auf der Materialstrom bestrahlten Seite erfasst wird, zu Lumineszenz-Signal FC-Wert Ufc_opp (tp), der auf der Seite gegenüber der Materialstrom-Bestrahlung erfasst wird, als Trenn- bzw. Separations-Parameter bestimmt. Der erhaltene Wert Ufc_irr (tp)/Ufc_opp (tp) des Separations-Parameters wird mit dem dafür bestimmten Schwellenwert verglichen, und das zu konzentrierende Mineral wird von dem separierten Material extrahiert, wobei die Trennkriteriums-Bedingungen erfüllt sind. In diesem Fall wird ebenfalls die Selektivität der Extraktion der konzentrierten Mineralien verbessert aufgrund einer Erhöhung der Erfassungs-Empfindlichkeit. Die Separations-Empfindlichkeit (Schwellenwert Ufc₀) wird durch den minimalen Wert des Signals Ufc_opp (tp) bestimmt während der Zeit tp der Einwirkung des Röntgen-Strahlungsimpulses, was sichergestellt wird durch eine Verringerung in der Fluktuation und einem geringeren Pegel an Intensität des Lichtsignals, das erzeugt wird durch die Luft, verschiedene Dämpfe und Gesteinspartikel, die auch während der Bestrahlungszeit tp erfasst werden wegen der Abschirmung dieses Lichtsignal durch Partikeln von Materialien und assoziierten Mineralienen, welche nicht-lumineszierend und nicht-transparent im Röntgen- und optischen Bereich sind und wleche sich in der begrenzten Erfassungszone befinden, wie auch wegen der spektralen Selektivität des erfassten Signals Ufc_opp (tp), was eine 3- bis 10-fache Steigerung der Empfindlichkeit bei der Erfassung ermöglicht. Somit berücksichtigt das vorgeschlagene Verfahren verschiedene Erscheinungen der natürlichen Eigenheiten, nicht nur die des zu konzentrierenden Materials, sondern auch die des gesamten Materials, welches separiert wird, wie etwa die Struktur und die elementare Zusammensetzung während seiner Wechselwirkung mit der Strahlung.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Die detaillierte Ausführung des oben genannten Verfahrens wird anhand eines Beispiels für den Betrieb der Röntgen-Lumineszenz-Sortierer gemäß der Erfindung erläutert.
Der Sortierer (2), mittels dessen das vorgeschlagene Verfahren umgesetzt wird, weist Mittel 1 für den Transport des separierbaren Materials 2 auf, Quellen 3 und 4 von anregender Röntgen-Strahlung, Vorrichtungen 5 und 6 für Lichtaufnahme der Mineralien-Lumineszenz, eine Einheit 7 für die digitale Verarbeitung der Lumineszenz-Signale Uirr (t) und Uopp (t), Mittel 8 zum Einstellen der Schwellenwerte von Usc₀ und Ufc₀ für die jeweilige Intensität der Lumineszenz-Signale Usc_irr (tsc) bzw. Ufc_opp (tp), und für Schwellenwerte der anzugebenen Separations-Parameter, eine Synchronisations-Einheit 9, einen Aktuator 10, Aufnahmebehälter 11 und 12 zur jeweiligen Aufhanme des Mineral-Konzentrats bzw. des Abfall-Produktes.
Die Transportmittel bzw. -vorrichtung 1 ist in Form einer schrägen Rutsche gefertigt und ist für den Transport mit der erforderlichen Geschwindigkeit ausgelegt (beispielsweise für eine Geschwindigkeit innerhalb des Bereichs von 1 bis 3 m/s), wobei der Material-Strom 2 aufgeteilt wird über die Bereiche der Bestrahlung, der Erfassung und der Trennung (Cut-off). Die Quellen 3 und 4 sind in der Form von Röntgen-Strahlungsgeneratoren ausgebildet und sind beschaffen zur Bestrahlung des zu trennenden Materialstroms 2. Die Lichtempfangs-Vorrichtungen (PRD) 5 und 6 sind beschaffen, die Mineralien-Lumineszenz in jeweilige elektrische Signale Uirr (t) und Uopp (t) zu wandeln. Die Einheit 7 für die digitale Verarbeitung des Signals U(t) ist beschaffen zur Verarbeitung der Signale Uirr (t) und Uopp (t) von PRD 5 bzw. 6, zur Bestimmung der anzugebenden Werte für die Separations-Parameter, zum Vergleichen der erhaltenen Parameterwerte mit entsprechenden spezifizierten Schwellenwerten und zum Erzeugen eines Befehls an den Aktuator 10, um die zu trennenden Mineralien entsprechend dem Vergleichs-Ergebnis zu separieren. Die Einheit 9 ist für die Synchronisation der Funktionsabfolge der Baugruppen und Geräte in dem Sortierer konzipiert. Die Quelle 3 wird oberhalb der Rutsche 1 angeordnet und für die Bestrahlung des Materialstroms 2 ausgelegt, der sich auf der Rutsche 1 befindet. Die Quelle 3 kann in Form eines Röntgen-Strahlengenerators oder in Form eines konstanten Röntgen-Strahlungsgenerators gefertigt sein. Die Quelle 4 ist in Form eines Generator geschaffen, der eine fortlaufende Folge von Röntgen-Impulsen erzeugt und der oberhalb des zu trennenden Material-Stroms 2 angeordnet ist; er ist beschaffen für die Bestrahlung des Stroms 2 in dem Abschnitt der Freifall- Bewegungsbahn des Materials 2 in Nähe der Stelle seines Abgangs von der Rutsche 1. Die PRD 5 und PRD 6 sind auf unterschiedlichen Seiten installiert in Bezug auf die Oberfläche des Stroms 2, der von der Quelle 4 bestrahlt wird. Die PRD 5 ist oberhalb der Oberfläche des Stroms 2 installiert, der von der Quelle 4 bestrahlt wird für die Erfassung der Lumineszenz ausgehend vom Abschnitt seiner Freifall-Bewegungsbahn, welche mit dem Bestrahlungs-Bereich (Anregungs-/Erfassungs-Bereich) übereinstimmt. Die PRD 6 ist auf der gegenüberliegenden Seite der bestrahlten Oberfläche des Stroms 2 installiert mit der Möglichkeit einer Einschränkung ihrers Sichtfeldes auf den Abschnitt der Freifall-Bewegungsbahn des Materials 2, welcher von der Quelle 4 (Anregungs-/Aufnahme-Bereich) bestrahlt wird. Der Abstand bzw. die Distanz h von der Mitte des Aufnahmefensters von PRD 6 bis zur Mitte des Querschnitts der Freifall-Bewegungsbahn des Materials 2, welcher von der Quelle 4 bestrahlt wird, kann durch die folgende Beziehung bestimmt werden: h = L/2·tg β/2, wobei

L: die größte Längenabmessung des bestrahlten Abschnitts der Material-Freifall-Bewegungsbahn ist;
β: die Blende des Lichtempfangs-Vorrichtung ist.

Das Sichtfeld der PRD 6 (2, 2a) ist in Bewegungsrichtung des Stroms 2 durch die Kante der Rutsche 1 auf der einen Seite begrenzt, und auf der anderen Seite durch die Abtrennung bzw. Abschirmung 13, die aus einem Material hergestellt ist, das nicht-durchlässig für optische Strahlung ist. Die PRD 6 ist ausgestattet mit einem Mittel 14 für die Filtration des Spektralbereichs der maximalen Intensität der Lumineszenz des zu konzentrierenden Materials, welche in Form eines Differentialfilters gefertigt ist. Der Empfänger bzw. die Aufnahme 11 für das zu konzentrierende Mineral kann beispielsweise in Form von zwei Kammern mit Trennwand für die getrennte Sammlung von Mineralien unterschiedlichen Typs angefertigt sein.
Der Sortierer (2) funktioniert wie folgt: Vor dem Zuführen des zu trennenden Materials 2 wird die Synchronisations-Einheit 9 gestartet und werden Anregungs- bzw. Erregungsimpulse mit einer Dauer, die ausreichend für die Anregung der Lumineszenz SC ist (zum Beispiel 0,5 ms lang mit einer Periode von 4 ms), an die Röntgen-Strahlquellen 3 und 4 und an die digitale Verarbeitungseinheit 7 abgegeben. Mit Hilfe der Stellvorrichtung bzw. Einstell-Einheit 8 werden die Zahlenwerte für die Schwellenwerte Usc₀ Ufc₀ und die Zahlenwerte für die Schwellenwerte der Trennkriteriums-Parameter in die Einheit 7 eingegeben (in Spannungseinheiten): K1 – für PRD; K2 – für (Ufc_irr (tp)/Usc_irr (tsc); K3 – für τ; K4 – für (Usc_irr (tsc)/Usc_opp (tsc)) und K5 – für (Ufc_irr (tp)/Ufc_opptp)). Dann wird die Zufuhr des zu trennenden Materials gestartet. Während der Bewegung über schräge Rutsche 1 durchläuft der Materialstrom 2 den Abschnitt der Bestrahlung von Quelle 3 und de Abschnitt, welcher der Abschnitt L der Freifall-Bewegungsbahn des Materials 2 am Abgang der Rutsche 1 umfasst, bei dem es in den Anregungs-/Erfassungs-Bereich geht, wo er durch periodische Impulse mit einer Zeitdauer tp und Periode T (1a, b) von der Röntgen-Strahlungsquelle 4 bestrahlt wird. Unter der Einwirkung der Röntgen-Strahlenquellen 3 und 4, wird ein Teil der Mineralien in dem bestrahlten Materialstrom 2 lumineszieren, und auch das Luft-Volumen, das in die Bestrahlungs-Bereiche der Quellen 3 und 4 gerät, wird lumineszieren. Zudem wird auch das von der Oberfläche des nicht-lumineszierenden Material-Stroms 2 reflektierte Licht seinen Beitrag zur Leuchtintensität leisten. Das Lichtsignal, angeregt durch die Röntgen-Strahlungsimpulse der Quelle 4 im Anregungs-/Erfassungsbereich L, wird von der PRD 5 und 6 erfasst, welche es in elektrische Signale wandelt, die zur Verarbeitungseinheit 7 gelangen. In jeder Periode T der Folge von Anregungs-Impulsen der Quelle 4 (1a, b) wird Einheit 7 die Lichtsignale erfassen bzw. registrieren. Wenn sich keine lumineszierenden Mineralien in dem Anregungs-/Erfassungsbereich L (1a, b) befinden, dann wird die Einheit 7 die Hintergrund-Lichtsignale Ubirr und Ubopp von der PRD 5 bzw. 6 erfassen, und im Falle, dass ein statistisch wahre bzw. relevante Anzahl dieser Signale erreicht wird, werden Durchschnittswerte jeweils für die Signale Ubirr und Ubopp in dem Anregungs-/Erfassungsbereich L bestimmt (es wird keine Bestimmung der Lumineszenz-Kenngrößen in einem solchen Fall durchgeführt), wobei diese zur Stabilisierung des Nullpegels von PRD 5 bzw. 6 verwendet werden.
Sobald ein lumineszierendes Mineral im Anregungs-/Erfassungsbereich L erscheint, ändern sich die Kenngrößen der Lichtsignale, die von PRD 5 und 6 an die Verarbeitungseinheit 7 gelangen. Die Einheit 7 wird zuerst die Werte der Usc_irr (Tsc) und Usc_opp (Tsc) der Intensität der Signale Uirr (t) und Uopp (t) ermitteln, die zum Zeitpunkt tsc nach Beendigung des Einwirkens des Impulses tp erfasst werden, um den erhaltenen Wert Usc_irr (tsc) mit dem vorgegebenen Schwellenwert Usc₀ zu vergleichen, und wird, falls Usc_irr (tsc) > Usc₀ ist (1a), die Werte der Kenngrößen des Lumineszenz-Signals U (t) ermitteln, die über das Trennkriterium bestimmt sind: NCF, (Ufc_irr (tp)/Usc_irr (tsc)), τ und (Usc_irr (tsc)/Usc_opp (tsc)). Dann wird die Verarbeitungseinheit 7 einen Vergleich der Kenngrößen bzw. Kenngrößen mit den Schwellenwerten K1, K2, K3 und K4 durchführen und wird, im Falle des positiven Vergleichs-Ergebnisses, ein Steuersignal an den Aktuator 10 auszugeben. Der Aktuator 10 wird das zu trennende bzw. anzuscheidende Mineral zu der entsprechenden Kammer der Aufnahme 11 ablenken, und das verbleibende Material wird zur Aufnahme 12 von Abfall-Produkt gelangen.
In dem Fall, dass die Einheit 7 beim Vergleich des Wertes von Usc_irr (tsc) mit dem vorgeschriebenen Schwellenwert Usc₀, erkennt, dass Usc_irr (tsc) ≤ Usc₀ (1b), wird sie den Lumineszenz-Signal FC-Wert Ufc_opp (tp) bestimmen, der während der Zeit tp der Einwirkung des anregenden Strahlungs-Impulses von der Quelle 4 auftritt und von der PRD 6 erfasst wird. Die Einheit 7 vergleicht den Wert des Signals Ufc_opp (tp) mit dem dafür vorgesehenen Schwellenwert Ufc₀ (1b). Bei Überschreitung dieses Wertes (Ufc_opp (tp) > Ufc₀), wird sie als Separations-Parameter den Wert des Verhältnisses des Lumineszenz-Signal FC-Wertes Ufc_irr (tp) bestimmen, der auf der bestrahlten Seite des Material-Stroms 2 erfasst wird, zu dem Lumineszenz-Signal FC-Wert Ufc_opp (tp), der auf der Seite des Material-Stroms 2 entgegengesetzt zur Bestrahlung erfasst wird (Ufc_irr (tp)/Ufc_opp (tp)). Die Verarbeitungseinheit 7 wird den erhaltenen Parameterwert von Ufc_irr (tp)/Ufc_opp (tp) mit ihrem Schwellenwert K5 vergleichen und wird, im Falle eines positiven Vergleichs-Ergebnisses ein Steuersignal an den Aktuator 10 ausgeben. Der Aktuator 10 wird das zu konzentrierende Mineral zu der Kammer der Aufnahme 11 umlenken, die für Mineralien eines anderen Typs eingerichtet ist, und das verbleibende Material wird an die Aufnahme 12 für Abfall-Produkte gehen.
Die gegenseitige Anordnung der Quellen 3 und 4 in dem Sortierer sorgt für eine Erhöhung der Intensität der Signale U (t) von schwach-lumineszierenden Mineralien im Strom 2 des zu separierenden Materials, nicht nur wegen eines Anstiegs in der Stärke der Röntgenstrahlung, die auf das zu trennende Material 2 wirkt, sondern auch wegen der Dauer und der Abfolge ihrer Wirkungen. In diesem Verfahren sind es die Bedingungen für die Erfassung und Verarbeitung der Signale U (t), die in dem Sortierer mittels PRD 5, PRD 6 und Einheit 7 ausgeprägt sind, die für eine beträchtliche Verringerung der Intensität und der Schwankung des Hintergrund-Lumineszenz-Signals Ubopp sorgen während der Einwirkung der Röntgen-Strahlungsimpulse von der Quelle 4. Somit liefert der Sortierer eine Verbesserung der Empfindlichkeit bei der Erfassung aller Mineral-Lumineszenz-Signale U (t) einschließlich der Mineralien mit geringer Lumineszenz-Intensität. Zusätzlich stellen die Abfolge von Funktionen und das Einstellen von Separations-Kriteriums-Parametern, die für die Verarbeitung dieser Signale in der Vorrichtung 7 bestimmt sind, nicht nur die Selektivität der Extraktion aller Arten von zu konzentrierenden Mineralien sicher, sondern bieten auch die Möglichkeit ihrer Separation nach Typen während eines Zyklus. Zum Beispiel macht es der Sortierer möglich, bei selektiver Extraktion von Diamanten aus dem Materialstrom 2, die im Material 2 befindlichen Diamanten aufzuteilen in Diamanten des Typs I, die eine ausreichende Intensität an Lumineszenz-Signalen Uscirr (tsc) und Uscopp (tsc) aufweisen, und in Diamanten des Typs 11, bei denen SC praktisch in den Lumineszenz-Signalen Uirr (t) und Uopp (t) fehlt.
Die Synchronisations-Einheit 9 und die digitale Signalverarbeitungs-Vorrichtung 7 können kombiniert werden und auf der Basis eines Personalcomputers oder Mikrocontrollers mit einem integrierten Mehrkanal-Analog-Digital-Wandler ausgeführt werden. Die Einheit 8 zum Einstellen der Schwellenwerte kann auf der Grundlage einer Gruppe von Schaltern oder einer numerischen Tastatur realisiert werden, die dem Mikrocontroller angeschlossen wird. Die Synchronisations-Einheit 9 kann auch als ein Generator von Impulsen mit der Dauer tp und Periode T auf Basis von TTL-Logik-IC der Serien K155 oder K555 hergestellt werden. Die PRD 5 und 6 können in der Form von Mehrkanal-Einrichtungen auf der Basis der von Photomultipliern des Typs FEU-85 oder R-6094 (Hamamatsu) hergestellt werden. Die Anzahl der Kanäle in PRD 5 und 6 wird durch die Breite des transportierten Materialstroms 2 bestimmt, der erforderlich ist, um die benötigte Produktionskapazität des Sortierers zu gewährleisten, wie auch durch die spezifizierte Empfindlichkeit der PRD. Der Aktuator 10 kann in Form einer Mehrkanalvorrichtung auf der Basis von Pneumatikventilen des Typs VXFA, hergestellt durch SMG, Japan, oder mittels mechanischer Dämpfungsvorrichtungen gefertigt werden. Die Mittel 14 zum Filtern des Spektralbereich der Lumineszenz des zu konzentrierenden Minerals aus diamanthaltigem Materials können in Gestalt von Lichtfiltern verwirklicht werden, die in Reihe installiert und auf einer seriellen Basis hergestellt werden, wie beispielsweise SZS20 und ZhS10 gemäß GOST 9411-91. Das Verfahren zur Röntgen-Lumineszenz-Separation von Mineralien und der in der Erfindung vorgeschlagene Röntgen-Lumineszenz-Sortierer erfüllen das ”industrielle Anwendbarkeits”-Kriterium.
Der Röntgen-Lumineszenz-Sortierer in der in 2 gezeigten Version und auf der Grundlage eines Röntgen-Lumineszenz-Sortierer vom Typ LS-20-09 gemäß Spezifikation TU 4276-074-00227703-2007 in Serie gefertigt durch Burevestnik Science & Production Enterprise Open Joint-Stock Company, ist bei der Konzentration diamanthaltigen Materials unter den Bedingungen einer Konzentrator-Mühle getestet worden. Während des Tests konnten wir eine 100%tige Extraktion von Diamanten bei gleichzeitiger Identifizierung von Diamanten des Typs I und von Diamanten des Typs II erreichen.
Somit stellen das vorgeschlagene Verfahren für die Röntgen-Lumineszenz-Separation von Mineralien und der Röntgen-Lumineszenz-Sortierer für die Durchführung des Verfahrens nicht nur sicher, das eine Verbesserung der Selektivität der Extraktion von allen Arten von Mineralien, die aus dem Strom des zu konzentrierenden Materials separiert werden, einschließlich der Mineralien mit geringer Lumineszenz-Intensität erfolgt, sondern auch gleichzeitig ein Separieren nach Typen.

Claims

Verfahren zur Röntgen-Lumineszenz-Separation von Mineralien, umfassend die Schritte: a) Transport eines Stroms von separierbarem Material; b) Bestrahlung des Materials durch eine Folge von Impulsen einer anregenden Röntgenstrahlung innerhalb des bestimmten Abschnitts der Bewegungsbahn des Materials im freien Fall und eine zusätzliche Bestrahlung durch anregende Röntgenstrahlen in dem Abschnitt seines Transports bis zur Grenze mit dem Abschnitt der Mineralien-Lumineszenz- Signalintensitäts-Erfassung; c) Erfassung der Mineralien-Lumineszenz-Signalintensität während jeder Folgenperiode innerhalb des bestrahlten Abschnitts der Material-Bewegungsbahn gleichzeitig auf der bestrahlten Seite wie auch auf der gegenüberliegenden Seite des Materialstroms bei jeder Folgeperiode, während Mineralien-Lumineszenz auf der gegenüberliegenden Seite des Materialstroms im Spektralbereich der maximalen Lumineszenz-Intensität des zu konzentrierenden Materials nur erfasst wird innerhalb des bestrahlten Abschnitts der Material-Bewegungsbahn im freien Fall; d) wobei die erfassten Lumineszenz-Signale in Echtzeit verarbeitet werden, um die Separations-Parameter in dem Fall zu bestimmen, bei dem der Intensitäts-Wert der langsamen Komponente des erfassten Lumineszenz-Signals auf der bestrahlten Seite des Materialstroms den dafür bestimmten Schwellenwert überschreitet; e) Berechnung der Separations-Parameter, wobei der Wert des Verhältnis von langsamer Komponente des erfassten Lumineszenz-Signals auf der bestrahlten Seite des Materialstrom zu dem Wert der langsamen Komponente des erfassten Lumineszenz-Signals auf der gegenüberliegenden Seite des Stroms zusätzlich als Separations-Parameter bestimmt wird; f) Vergleich der erhaltenen Parameter mit ihren bestimmten Schwellenwerten; g) wobei das nützliche Mineral aus dem separierbaren Material separiert wird, wenn das Ergebnis des Vergleichs das spezifizierte Kriterium erfüllt; h) wenn im Schritt 4 die langsame Komponente des Lumineszenz-Signals, das auf der bestrahlten Seite des Materialstromes erfasst wird, nicht den vorgegebenen Schwellenwert übersteigt, dann wird der Intensitäts-Wert der schnellen Komponente des Lumineszenz-Signals, das auf der gegenüberliegenden Seite der Materialstromseite erfasst wird, mit dem dafür vorgegebenen Schwellenwert verglichen; i) wenn der Intensitäts-Wert der schnellen Komponente des Lumineszenz-Signals, das auf der Seite gegenüberliegend dem Materialstrom erfasst wird, den dafür bestimmten Schwellenwert überschreitet, dann wird der Wert des Verhältnisses der schnellen Komponente des Lumineszenz-Signals, das auf der bestrahlten Seite des Materialstromes erfasst wird, zu dem Wert der schnellen Komponente des Lumineszenz-Signals, das auf der Stromseite gegenüberliegend der Bestrahlung erfasst wird, als Separations-Parameter bestimmt; j) wenn dieser neueste Separations-Parameter den bestimmten Schwellenwert überschreitet, wird das nützliche Mineral aus dem Material separiert.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Verarbeitung der Mineralien-Lumineszenz-Signale, bei denen der Intensitäts-Wert der langsamen Komponente des erfassten Lumineszenz-Signals auf der bestrahlten Seite des Materialstroms den dafür bestimmten Schwellenwert überschreitet, als Separations-Parameter solche Lumineszenz-Signal-Kenngrößen wie die normalisierte Autokorrelationsfunktion, das Verhältnis der Gesamtintensität der schnellen und langsamen Komponenten des Signals zur Intensität der langsamen Komponente, und die Lumineszenz-Zerfallszeit-Konstante nach Beendigung des anregenden Impulses bestimmt.
Röntgen-Lumineszenz-Sortierer umfassend ein Mittel zum Transport des separierbaren Materials, eine Quelle für eine gepulste anregende Röntgen-Strahlung, die über der Oberfläche des beförderten Materials angeordnet ist und beschaffen ist für seine Bestrahlung in dem Abschnitt der Material-Freifall-Bewegungsbahn in Nähe des Ortes des Material-Abzweigs von den Mitteln zum Transport, umfassend eine Lichtempfangs-Vorrichtung zur Lumineszenz-Erfassung, die auf derselben Seite angeordnet ist wie die gepulste anregende Röntgen-Strahlungsquelle in Bezug auf die bestrahlte Oberfläche des beförderten Materials, mit der Möglichkeit der Kombination des Bereichs der Lumineszenz-Erfassung des Materials, das in den Abschnitt seiner Freifall-Bewegungsbahn übereinstimmend mit dem Bestrahlungsbereich transportiert wird, umfassend eine Einheit zum Einstellen der Schwellenwerte der Lumineszenz-Signalintensität und der Schwellenwerte der Separations-Parameter, umfassend eine Synchronisations-Einheit, eine digitale Lumineszenz-Signal-Verarbeitungseinheit, die durch Funktionen zur Bestimmung der Separations-Parameter vorgesehen ist, zum Vergleich der bestimmten Schwellenwerte und zur Erzeugung eines Befehls, der an den Aktuator abgegeben wird, umfassend einen Aktuator und einen Aufnahmebehälter für die Konzentrat- und Abfall-Produkte, dadurch gekennzeichnet, dass der Sortierer zusätzlich eine Quelle anregender Röntgenstrahlung aufweist, die über der Oberfläche des transportierten Materials angeordnet ist, um somit seine Bestrahlung im Abschnitt vor der Abzweigung des Materials von den Transportmitteln zu gewährleisten, und eine Lichtempfangs-Vorrichtung aufweist, die mit einem Mittel zur Filtration des Spektralbereichs der maximalen Lumineszenz-Intensität des zu konzentrierenden Minerals versehen ist und die an der Seite gegenüber der anregenden Röntgen-Strahlungsquelle in Bezug auf die Bewegungsbahn des separierbaren Materials mit der Möglichkeit einer Beschränkung des Sichtfelds auf den bestrahlten Abschnitt der Freifall-Bewegungsbahn des Materials, so dass der Abstand vom Zentrum des Aufnahmefensters der Lichtempfangs-Vorrichtung bis zur Mitte des bestrahlten Abschnitts der Freifall-Bewegungsbahn des Materials die folgende Beziehung erfüllt: h = L/2·tg β/2, wobei L die größte lineare Abmessung des bestrahlten Abschnitts der Freifall-Bewegungsbahn des Materials ist; β die Apertur der Lichtempfangs-Vorrichtung ist; und die digitale Lumineszenz-Signalverarbeitungseinheit beschaffen ist zur gleichzeitigen Echtzeit-Verarbeitung der Lumineszenz Signale von zwei Lichtempfangs-Vorrichtungen, und zusätzlich ausgestattet ist mit Funktionen zur Bestimmung, als Separations-Parameter, des Wertes des Verhältnisses von der langsamen Komponente des Lumineszenz-Signals, das auf der bestrahlten Seite des Materialstroms erfasst wird, zu dem Wert der langsamen Komponente des Lumineszenz-Signals, das auf der Stromseite gegenüber der Bestrahlung erfasst wird, und des Wertes des Verhältnisses von der schnellem Komponente des Lumineszenz-Signals, das auf der bestrahlten Seite der Materialstroms erfasst wird, zu dem Wert der schnellen Komponente des Lumineszenz-Signals, das auf der Stromseite gegenüber der Bestrahlung erfasst wird.
Sortierer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Quelle der anregenden Röntgenstrahlung in der Gestalt eines Impuls-Röntgen-Strahlungs-Generators gefertigt ist.
Sortierer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Quelle der anregenden Röntgenstrahlung in der Gestalt eines Konstant-Röntgen-Strahlungs-Generators gefertigt ist.
Sortierer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel der Filtration des Spektralbereichs der Lichtempfangs-Vorrichtung in der Form eines differentiellen optischen Filters gefertigt ist.
Sortierer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sichtfeld der Lichtempfangs-Vorrichtung, die an der Seite entgegengesetzt zu der anregenden Röntgen-Strahlungsquelle in Bezug auf die Bewegungsbahn des zu trennenden Materials angeordnet ist, beschränkt werden kann auf den Abschnitt des Freifall-Materials, übereinstimmend mit dem Abschnitt seiner Bestrahlung und mittels Strukturelementen des Sortierers, der mit der Lichtempfangs-Vorrichtung durch Anordnung zueinander verbunden ist.
Sortierer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sichtfeld der Lichtempfangs-Vorrichtung in Richtung der Materialstrom-Bewegung beschränkt ist auf einer Seite durch die Kante des Transportmittels des zu trennenden Materials, und auf der anderen Seite durch einen Bildschirm, der nicht durchlässig für optische Strahlung ist und der auf der Seite gegenüber den anregenden Röntgen-Strahlenquellen installiert ist in Querrichtung zu der Freifall-Bewegungsbahn des Materials.