KR940002501B1 - 분리공정 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

분리공정

본 발명은 분리공정에 관한 것으로 특히, 관련 맥석으로부터의 다이아몬드의 분리에 관한 것이다.

대부분의 다른 광석과는 달리 다이아몬드 함유 광석은(맥석으로서 알려진) 폐석 물질에 대한 다이아몬드의 비율이 매우 낮은데, 그것은 수백만분의 일정도로 작을수 있다. 게다가, 다이아몬드는 광석으로부터 손상되지 않게 회수도어야 하고, 광석내의 다이아몬드의 존재 여부는 화학적 분석법으로 쉽게 할 알수 없다.

다이아몬드는 충적층 또는 킴버얼라이트 파이프에 존재한다. 광석은 버려지는 광미 또는 맥석, 다이아몬드를 함유하고 있는 정광(concentrate)을 얻기 위하여, 체질, 파쇄 및 비중분리법을 포함하고 있는 일련의 기계적인 눙축과정을 거친다. 그 다음에, 정광은 다수의 크기범위로 크기가 분류되어, 비다이아몬드 제1철 재료로부터 다이아몬드 제1철 재료를 이동시키는 공기 방출 시스템을 야기시키는 다이아몬드(및 다수의 다른 재료)의 형광을 검출하는 X-레이 분리기를 통과한다, 그 다음에, 아직 세공하지 않은 다이아몬드의 선정은 손으로 한다.

본 출원인의 영국 특허출원 제 2140555A호는 라만 스펙트럼 활성화를 일으킬수 있는 레이저 방사선의 비임을 통하여 다이아몬드 제1철 광석의 불연속 유닛을 통과시키는 단계와, 다이아몬드를 함유하지 않은 맥석의 불연속 유닛으로부터 다이아몬드를 함유하고 있는 광석의 불연속 유닛을 분리하여 그 분리된 불연속 유닛을 모오는 수단을 작동시키기 위하여 사용되는 검출기에 의하여 산란라만 방사선을 검출하는 단계를 구비하고 있는 관련 맥석으로부터 다이아몬드를 분리하는 방법에 관한 것이다.

또한, 그 출원은 레이저 방사선 원(source), 레이저 방사선의 비임을 통하여 다이아몬드 함유 광석의 불연속 유닛을 통과시키는 수단, 산란 라만 방사선을 검출하는 검출수단, 소량의 다이아몬드 함유 맥석의 흐름으로부터 높은 다이아몬드 함량 맥석의 불연속 유닛을 분리하고 검출수단에 의해 제공되는 분리수단을 구비하고 있는 다이아몬드 분리용에 적합한 분리기를 설명하고 있다.

본 발명은 다이아몬드 제1철 재료의 관련 맥석으로부터 다이아몬드를 분리하는 개선된 방법에 관한 것이다.

종래의 다이아몬드법에서, 분리되는 디이아몬드 제1철 재료는 무한 콘 베이어 벨트에 의해 이송되어, 재료의 연속적인 낙하흐름이 벨트의 단부로부터 방출된다. 재료는 X레이 또는 레이저 라만 방사선으로 조사되고, 계속되는 형광 또는 반사된 방사선을 검출하기 위하여 적당한 검출기가 사용되고, 검출기의 출력은 그 흐름으로부터 다이아몬드 함유 재료를 전향시키는 압축 공기 노즐과 같은 장치를 제어하도록 조정된다.

분리되는 다이아몬드 제1철은 대부분은 습기가 있거나, 약간의 물을 함유하고 있고, 그에 따라 발생하는 특별한 문제점은 입자가 함께 점착하거나 막힌다는 점이다. 또한, 그들은 콘베이어벨트에 점착하기도 한다. 이것은 재료의 불규칙한 낙하흐름을 야기시켜 벨트의 단부에서 다이아몬드 분리공정중에 연속적인 에러를 일으킨다. 또한, 재료내의 물의 존재는 X레이에 기초한 기법에 의한 다이아몬드의 분리와 관련된 문제점을 야기시키는 것으로 알려져 있다.

슬러리를 형성하기 위하여 다이아몬드 제1철 재료에 물을 첨가함으로써, 통상적인 레이저 라만 방사선과 관련시켜 사용될 때 다이아몬드의 분리가 보다 효과적으로 수행되도록 한다.

따라서, 본 발명에 따르면, (a) 물 또는 수용액과 다이아몬드 제1철을 혼합하여 슬러리를 형성하는 단계와, (b) 그 슬러리를 라만 스펙트럼 활성화를 일으킬 수 있는 공지된 파장의 레이저 방사선 비임을 통하여 통과시키는 단계와, (c) 필터수단을 사용하여 슬러리로부터 산란 방사선을 여과시켜 다이아몬드의 방사선 특성을 제외하고 모든 방사선을 제거하는 단계와, (d) 낮은 다이아몬드 함량 슬러리로부터 높은 다이아몬드 함량 슬러리를 분리하는 수단을 작동하기 위하여 사용된 검출기로 여과 방사선을 검출하는 단계들을 구비하고 있는 다이아몬드 제1철 재료의 관련 맥석으로부터 다이아몬드를 분리하는 방법이 제공되어 있다.

높은 다이아몬드 함량 슬러리는 낮은 다이아몬드 함량 슬러리보다 다이아몬드 제1철 재료로부터 더 높은 비율의 다이아몬드를 갖고 있는 것을 의미한다. 따라서, 높은 다이아몬드 함량 슬러리는 다이아몬드 제1철로부터 전부 다이아몬드를 함유할 수 있고, 낮은 다이아몬드 함량 슬러리는전혀 다이아몬드를 함유하지 않을 수도 있다. 달리, 높은 다이아몬드 함량 슬러리는 단지 일부의 다이아몬드를 함유하고, 약간의 다이아몬드는 낮은 다이아몬드 함량 슬러리에 존재할 수 있다. 후자의 경우, 낮은 다이아몬드 함량 슬러리는 분리공정을 더 받게 할 수 있다.

분리된 높은 다이아몬드 함량 슬러리는 다른 흐름 속도로 분리기를 통하여 재순환되어 관련 맥석으로부터 다이아몬드를 더 분리할 수 있다.

양호하게, 검출수단은 분광계에 연결된 다아아몬드 분석기를 구비한다. 양호하게, 컴퓨터 기초 어세서(assessor) 또는 마이크로프로세서는 검출수단에 의해 수신된 정보가 다이아몬드에 쏘아맞힌 방사선으로부터 비롯된 것인지의 열부를 결정한다. 이 세서는 정보를 스펙트럼 피이크가 발생한 때의 파장, 피이크 사이즈 및 배경 산란 이상의 레벨과 비교할 수 있다. 양호하게, 어세서는 분리수단을 작동시키는 명령 시스템을 작동시킨다. 분리수단은 인접 수집기속으로 높은 다이아몬드 함량 슬러리를 이동시킬 수 있는 일단의 압축가스를 방출할 수 있는 이젝터를 양호하게 구비한다. 좁은 레이저 비임을 사용하여 큰 사료와 작은 시료 둘다를 분석할 수 있다.

통상적인 라만 분광계는 산란광을 주사하여, 각 파장을 순차적으로 관찰하고 측정한다. 이러한 주사기법을 사용하는 것은 다이아몬드와 같은 특정물질을 식별하는데 분단위의 시간을 필요로 한다. 본 발명에서는, 광섬유 시스템에 연결된 다이오드 배열 검출기를 사용하는 것이 양호한데, 다이오드 베열 검출기는 일련의 검출기를 직렬로 구비하는 것이 효과적이다. 이것은 대부분의 스펙트럼을 동시에 조사할 수 있고, 이러한 기법을 사용하여 수천분의 1초 정도의 시간 또는 그 보다 더 빠른시간안에 다이아몬드의 존재 여부를 알 수 있다. 또한, 양호하게는, 광섬유를 사용하여 산란된 방사선을 수집함으로써 검출기 및 분석 시스템이 다이아몬드 재료로부터 먼 곳에 사용될 수 있게 하여 분리공정의 안정성과 편리함을 증대시킬 수 있다.

양호하게, 다이아몬드 제1철 재료는 종래의 선광 기법에 의해 얻어진 다이아몬드 제1철 광석일 수 있는 다이아몬드 광석이다. 다이아몬드 제1철 재료는 광산 막장의 어루비얼(aluvial) 흡입 준설기 또는 해저 채광으로부터 얻어질 수 있는 것과 같은 다이아몬드 제1철 광석일 수도 있음을 직시해야 한다.

본 발명은 관련 재료로부터 인조 다이아몬드를 분리하는데 사용할 수도 있다. 본 실시예에서 관련 재료는 맥석의 의미에 해당한다.

이제, 첨부된 도면의 제1도 내지 5도를 참조하여, 단지 예로서만 본 밤령을 설명하겠다.

제1도는 자유낙하 기법을 사용하고, 레이저 방사선을 전달하고 검출하는 광섬유 네트워크를 사용하는 다이아몬드 분리장치의 사시도이다.

제2도 내지 5도는 자유낙하, 활강로 이송, 분할 활강로 이송 및 다중 이젝터 위치를 갖고 있는 활강로를 사용하는 다이아몬드 분리장치의 개략적인 다이아그램이다.

제1도 및 2도에서, 진동 공급기(0)는 납작한 횡단면의 활강로(1)를 따라 다이아몬드 제1철 광석을 보내도록 장치되어 있다. 물 공급기(2)는 광석에 물을 공급하여, 활강로의 단부로부터 자유롭게 하강하는 활강로를 따라 지나는 슬러리(3)를 형성하도록 한다.

514.5 니노미터의 파장을 갖는 고마력 방사선을 낼 수 있는 연속 파동 아르곤 이온 레이저(5)가 장치되어, 다이아몬드의 존재 유무를 결정하기 위하여 낙하는 슬러리(14)속으로 방사선을 방출한다. 라만 효과에 의해 산란된 레이저 방사선을 필터(20)를 사용하여 여과되고, 검출 다이오드 장치(6)에 의해 검출된다. 압축가스 노즐 이젝터(7)는 낙하하는 슬러리(4)를 가리키도록 그것에 인접하게 장치되어 있다. 검출기에 연결된 전자 마이크로프로세서 유닛(9)은 높은 다이아몬드 함량 슬러리를 인접 수집기(8)속으로 이동시키기 위하여 이젝터를 제공하도록 배열된다.

레이저 방사선은 광섬유 시스템(21)에 의하여 낙하하는 슬러리에 가하여 진다. 산란된 라만 방사선은 제2광 섬유 시스템(22)에 의해 수집되어 필터/검출기에 보내어진다. 필터 시스템은 바람직한 라만 파장으로부터 ±0.5나노미터의 방사선을 통과시킬 수 있는 좁은 밴드 통과 필터일 수 있다.

사용중에, 진동 공급기(10)로부터 활강로(11)로 들어가는 광석은 물과 혼합되어 슬러리(13)를 형성한다. 슬러리가 활강로의 단부에 도달했을 때, 슬러리는 활강로의 단부로부터 자유롭게 하강한다. 레이저원으로부터의 레이저 방사선은 낙하하는 슬러리(14)에 쏘아져서, 검출기 다이오드 장치(16)에 의해 수집되고 검출된다. 만일 다이아몬드의 존재로 인하여 산란된 라만 방사선이 검출기에 의해 검출되면, 검출기는 높은 다이아몬드 함량을 슬러리를 인접 수집기(18)속으로 이동시키는 일단의 압축가스를 일으키는 이젝터(17)를 제동하는 전자 마이크로프로세서 유닛(19)에 신호를 보낸다. 나머지 슬러리는 이젝터(17)에 의해 영향받지 않고 계속 수집기속으로 하강한다.

제3도에서, 수평에서 약60°으로 경사진 활강로(30)를 따라 다이아몬드 제1철을 통과시키도록 진동 공급기(31)가 장치된다. 다이아몬드의 존재 유무를 알기 위하여 514.5나노미터의 높은 마력 방사선을 낼 수 있는 연속 파장 아르곤 이온 레이저(35)가 낙하하는 슬러리(34)속으로 방사선을 보내도록 장치된다. 라만효과에 의해 산란된 레이저 방사선을 필터(36)을 사용하여 여과되고, 검출기(37)에 의해 검출된다. 압축가스노즐 이젝터(38)는 낙하하는 슬러리(34)를 가리키도록 그것에 인접하게 장치되어 있다. 검출기에 연결된 전자 마이크로프로세서 유닛(39)는 높은 다이아몬드 함량을 슬러리를 인접 수집기속으로 이동시키기 위하여 이젝터를 제동하도록 이동된다. 활강로의 다수의 다른 횡단면, (a), (b), (c), (d)가 도시되어 있다. 물 슬러리와 결합하여 경사진 활강로의 사용은 광석의 생산량이 자유낙하 장치에 비해 증가되도록 한다.

제4도는 V형 활강로(41)속으로 진동 공급기(40)으로부터 광석을 공급함으로써 슬러리가 형성되고, 활강로는 인접 보(weir)(42)로부터 물이 공급되는 다른 장치를 보여준다.

이러한 장치의 사용은 슬러리를 위한 보다 안정한 흐름조직이 얻어지도록 한다. 또한 활강로는 레이저 방사선이 슬러리를 가리키고 활강로상의 슬러리로부터 검출된 라만 방사선을 산란시킬 수 있도록 투명창(43)(또는 캐스캐이드를 형성하도록 불연속(43)을 갖추고 있다. 지연능력을 갖는 적당한 전자 마이크로프로세서(45)는, 각각의 슬러리가 활강로의 단부로부터 자유롭게 낙하할 때까지 이젝터(47)의 작동을 지연시킴으로써 정확한 분리를 얻게할 수 있는 검출기 시스템(46)에 연결되어 있다.

제5도는 다수의 분리 스테이지가 단일 활강로(50)를 따라 이루어질 수 있는 또 다른 장치를 보여준다. 활강로는 횡단면이 넓고, 네개의 캐스캐이드(51)를 갖고 있다. 각각의 캐스캐이드는 각각의 레이저 방사선 공급기(52), 검출기(53) 및 압축공기 이젝터(54)를 갖고 있다. 레이저, 검출기 및 이젝터는 광섬유 네트워크(55)에 의해 연결되고, 전자장치(56)를 만드는 결정과 관련될 수 있다. 이러한 장치는 납작하고 넓은 활강로를 흘러내리는 광석의 높은 생산량 때문에 사용될 수 있는데, 그 결과, 다이아몬드의 거친 분리가 얻어진다. 결과적으로, V형 활강로는 다이아몬드의 미세한 분리를 얻기 위하여 사용될 수 있다.

사용되는 활강로는 생산량과 다이아몬드 제1철의 입자크기에 따라 다양한 횡단면을 가질 수 있다. 따라서, 일반적으로, 넓은 활강로는 높은 생산량 및 거친 분리를 위하여 사용될 수 있는 반면에, V형 활강로는 낮은 생산량 및 미세한 분리를 위하여 사용될 수 있다. 원형 또는 납작한 하부 단면과 같은 다른 형태의 활강로도, 제3도에에 예로써 도시된 것처럼, 필요하다면 사용될 수 있다.

Claims (9)

1. (a) 다이아몬드 제1철을 물 또는 물함유 용액과 혼합하여 슬러리를 형성하는 단계와, (b) 그 슬러리를 라만 스펙트럼 활성화를 일으킬 수 있는 공지된 파장의 레이저 방사선의 비임을 통하여 통과시키는 단계와, (c) 다이아몬드의 방사선 특성을 제외한 모든 방사선을 제거하도록 만들어진 필터로 슬러리로부터 산란 방사선을 여과하는 단계와, (d) 낮은 다이아몬드 함량 슬러리로부터 높은 다이아몬드 함량 슬러리를 분리하는 수단을 작동하도록 만들어진 검출기로 여과 방사선을 검출하는 단계를 구비하고 있는, 다이아몬드 제1철의 관련 맥석으로부터 다이아몬드를 분리하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 검출기는 다이오드 장치 검출기를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 다이아몬드를 분리하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 산란 방사선은 광섬유 시스템에 의해 수집됨으로써 검출 수단이 분리 수단으로부터 먼 곳에 위치하도록 할 수 있는 것을 특징으로 하는 다이아몬드를 분리하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 검출기는 다이아몬드 제1철 재료로부터 산란된 스펙트럼 방사선을 구별할 수 있는 컴퓨터 기초 어세서 또는 마이크로 프로세서에 연결괸 것을 특징으로 하는 다이아몬드를 분리하는 방법.
5. 제4항에 있어서, 어세서는 분리 수단을 작동시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 다이아몬드를 분리하는 방법.
6. 제1항에 있어서, 분리 수단은 높은 다이아몬드 함량 슬러리를 인접 수집기 속으로 이동시키기 위하여 압축 가스를 사용하는 이젝터를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 다이아몬드를 분리하는 방법.
7. 제1항에 있어서, 분리된 높은 다이아몬드 함량 슬러리는 다이아몬드를 더 분리할 수 있도록 재순환되는 것을 특징으로 하는 다이아몬드를 분리하는 방법.
8. 제1항에 있어서, 다이아몬드 제1철 재료는 어루비얼 흡입 준설기를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 다이아몬드를 분리하는 방법.
9. 제1항에 따른 방법에 의해 분리된 다이아몬드.

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