RU2355483C2 - Method of separation of minerals by their luminescent properties - Google Patents

Method of separation of minerals by their luminescent properties Download PDF

Info

Publication number
RU2355483C2
RU2355483C2 RU2007110105/12A RU2007110105A RU2355483C2 RU 2355483 C2 RU2355483 C2 RU 2355483C2 RU 2007110105/12 A RU2007110105/12 A RU 2007110105/12A RU 2007110105 A RU2007110105 A RU 2007110105A RU 2355483 C2 RU2355483 C2 RU 2355483C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
luminescence
mineral
values
intensity
Prior art date
Application number
RU2007110105/12A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007110105A (en
Inventor
Евгений Николаевич Владимиров (RU)
Евгений Николаевич Владимиров
Леонид Васильевич Казаков (RU)
Леонид Васильевич Казаков
Евгений Мартынович Шлюфман (RU)
Евгений Мартынович Шлюфман
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Научно-Производственное Предприятие "Буревестник"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое Акционерное Общество "Научно-Производственное Предприятие "Буревестник" filed Critical Открытое Акционерное Общество "Научно-Производственное Предприятие "Буревестник"
Priority to RU2007110105/12A priority Critical patent/RU2355483C2/en
Publication of RU2007110105A publication Critical patent/RU2007110105A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2355483C2 publication Critical patent/RU2355483C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: invention refers to extraction of minerals, particularly to methods of concentrating crushed mineral material. The method consists in transporting a flow of separated material, in pulse irradiation of this material with exciting radiation, in recording intensity of luminescent mineral signal, in processing this signal for determination of normalised auto-correlated function and in comparing normalised auto-correlation function with a specified value. Also on-line there is performed parallel recording of the luminescent mineral signal intensity in several ranges of values: with a fixed coefficient of amplification and simultaneously with N-multiple decrease of coefficient of amplification, further there is performed processing of signal of luminescent mineral for determination of normalised auto-correlation function; additional processing of the recorded signal is carried out in the range of its true values. Mineral is chosen from separated material in the case, if obtained values of all determined properties of recorded signal of fluorescence are in preliminary specified for each of them range.
EFFECT: increased on-line selectivity of concentrated material separation from bearing material and associated minerals.
2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, а именно способам обогащения дробленого минерального материала, использующим возникающую под воздействием возбуждающего излучения люминесценцию обогащаемых минералов для их обнаружения. Такой способ может быть использован как в рентгенолюминесцентных сепараторах на всех стадиях обогащения, так и в устройствах контроля продукции, например алмазосодержащего сырья.The present invention relates to the field of mineral processing, and in particular to methods for the enrichment of crushed mineral material, using the luminescence of minerals arising under the influence of exciting radiation to detect them. Such a method can be used both in X-ray luminescent separators at all stages of enrichment, and in production control devices, for example, diamond-containing raw materials.

При рентгенолюминесцентной сепарации используют свойство минералов генерировать излучение в оптической области спектра под воздействием рентгеновского излучения. При этом как интенсивность, так и кинетические характеристики люминесценции зависят от вида минерала.In X-ray fluorescence separation, the property of minerals to generate radiation in the optical region of the spectrum under the influence of X-ray radiation is used. Moreover, both the intensity and kinetic characteristics of luminescence depend on the type of mineral.

Для повышения селективности извлечения обогащаемого минерала в известных способах рентгенолюминесцентной сепарации используют кинетические характеристики сигнала люминесценции, регистрируемые как во время воздействия рентгеновского излучения, так и после него.To increase the selectivity of the extraction of the enriched mineral in the known methods of X-ray fluorescence separation, the kinetic characteristics of the luminescence signal are used, recorded both during and after exposure to X-ray radiation.

Например, известен способ сепарации минералов (SU 1510185 А1, В03В 13/06, В07С 5/346, 20.08.1995), включающий импульсное возбуждение люминесценции минералов, измерение начальной и текущей амплитуд сигналов затухания люминесценции, разделение минералов по интервалу времени, пропорциональному постоянной времени затухания люминесценции. Недостатки этого способа - не учитывается люминесценция во время импульса возбуждения (т.н. быстрая, короткоживущая компонента - БК люминесценции), существенно различающаяся для алмазов и сопутствующих минералов; кроме того, использование способа ограничено амплитудным диапазоном устройства регистрации. Этот недостаток является существенным, поскольку интенсивность люминесценции минералов может различаться на несколько порядков. Вследствие указанных недостатков в обогащаемый продукт (концентрат) кроме полезного минерала попадут сопутствующие минералы с относительно короткой, но интенсивной люминесценцией. Это приведет к существенному ухудшению селективности.For example, a method for separating minerals is known (SU 1510185 A1, B03B 13/06, B07C 5/346, 08/20/1995), including pulsed excitation of the luminescence of minerals, measurement of the initial and current amplitudes of the decay signals of luminescence, separation of minerals by a time interval proportional to the time constant luminescence attenuation. The disadvantages of this method are not taken into account luminescence during the excitation pulse (the so-called fast, short-lived component - Luminescence BC), which is significantly different for diamonds and related minerals; in addition, the use of the method is limited by the amplitude range of the recording device. This disadvantage is significant, since the luminescence intensity of minerals can vary by several orders of magnitude. Due to these shortcomings, in addition to the useful mineral, accompanying minerals with relatively short but intense luminescence will get into the enriched product (concentrate). This will lead to a significant decrease in selectivity.

Известен также способ сепарации алмазосодержащих материалов (RU 2235599 С1, В03В 13/06, В07С 5/342, 10.09.2004), включающий возбуждение люминесценции минералов импульсным рентгеновским излучением длительностью, достаточной для разгорания медленной (долгоживущей) компоненты люминесценции, измерение интенсивности медленной компоненты люминесценции после окончания действия импульса рентгеновского излучения, определение значения критерия разделения, сравнение его с пороговым значением и отделение полезного минерала по результату сравнения, при котором определяют суммарное значение интенсивности короткой (быстрой) и медленной компонент люминесценции в момент действия импульса рентгеновского излучения, измеряют интенсивность медленной компоненты люминесценции с задержкой после окончания импульса рентгеновского излучения и определяют критерий разделения как отношение значений суммарной интенсивности быстрой и медленной компонент люминесценции к значению интенсивности медленной компоненты люминесценции.There is also a known method for the separation of diamond-containing materials (RU 2235599 C1, B03B 13/06, B07C 5/342, 09/10/2004), including excitation of the luminescence of minerals by pulsed x-ray radiation of sufficient duration to ignite the slow (long-lived) luminescence component, measuring the intensity of the slow luminescence component after the end of the x-ray pulse, determining the value of the separation criterion, comparing it with a threshold value and separating the useful mineral from the result of the comparison, at m, determine the total intensity value of the short (fast) and slow luminescence components at the time of the x-ray pulse, measure the intensity of the slow luminescence component with a delay after the end of the x-ray pulse, and determine the separation criterion as the ratio of the total intensities of the fast and slow luminescence components to the value of the slow intensity luminescence components.

Недостатком описанного способа является невозможность его применения в случаях выхода сигнала люминесценции за границы линейного диапазона (ограничения) устройства регистрации интенсивности, поскольку в этом случае соотношение перестает отражать свойства минерала. Этот недостаток является существенным, поскольку интенсивность люминесценции минералов в устройствах для обогащения может различаться на несколько порядков.The disadvantage of the described method is the impossibility of its application in cases where the luminescence signal goes beyond the linear range (limitation) of the intensity recording device, since in this case the ratio ceases to reflect the properties of the mineral. This disadvantage is significant, since the luminescence intensity of minerals in enrichment devices can vary by several orders of magnitude.

Известен принятый нами за прототип способ разделения минералов по их люминесцентным свойствам (RU 2271254 С2, В07С 5/342, В03В 13/06, 10.03.2006), включающий транспортирование потока сепарируемого материала, импульсное облучение этого материала возбуждающим излучением, регистрацию интенсивности сигнала люминесценции минерала, обработку этого сигнала для определения нормированной автокорреляционной функции в качестве критерия разделения и сравнение полученного значения нормированной автокорреляционной функции с заданным значением критерия разделения. Значение нормированной автокорреляционной функции определяют как значение интеграла от произведения сигнала люминесценции минерала на этот же сигнал, задержанный на заданное время, поделенное на значение интеграла от квадрата регистрируемого сигнала. Минерал выделяют из сепарируемого материала по результатам сравнения полученного значения критерия разделения с его заданным пороговым значением или, при необходимости, с двумя - нижним и верхним пороговыми значениями, т.е. полученное значение критерия проверяется на нахождение в заданном диапазоне. В качестве параметра разделения выбирается время задержки регистрируемого сигнала.A known method of separation of minerals adopted by us as a prototype is known for their luminescent properties (RU 2271254 C2, B07C 5/342, B03B 13/06, 03/10/2006), including transporting a stream of separated material, pulsed irradiation of this material with exciting radiation, recording the intensity of the mineral luminescence signal processing this signal to determine the normalized autocorrelation function as a separation criterion and comparing the obtained value of the normalized autocorrelation function with a given value of the criterion section Niya. The value of the normalized autocorrelation function is determined as the value of the integral of the product of the mineral luminescence signal by the same signal, delayed by a given time, divided by the value of the integral of the square of the recorded signal. The mineral is isolated from the separated material by comparing the obtained value of the separation criterion with its predetermined threshold value or, if necessary, with two lower and upper threshold values, i.e. the obtained criterion value is checked for being in a given range. The delay time of the recorded signal is selected as the separation parameter.

Поскольку в данном способе для разделения минералов используется нормирование автокорреляционной функции на интеграл от квадрата сигнала (нормированная автокорреляционная функция НКФ), то такой способ обеспечивает разделение минералов независимо от интенсивности сигнала люминесценции. Однако если интенсивность сигнала люминесценции превышает амплитудный диапазон устройства регистрации, то получаемое значение критерия разделения не отражает свойства минерала. Недостаток данного способа - невозможность получения правильного значения критерия разделения в случае, когда амплитудное распределение сигнала люминесценции выходит за границы диапазона линейности устройства регистрации.Since this method uses mineralization of the autocorrelation function to the integral of the square of the signal (normalized autocorrelation function of NKF) for mineral separation, this method ensures the separation of minerals regardless of the intensity of the luminescence signal. However, if the intensity of the luminescence signal exceeds the amplitude range of the recording device, the obtained value of the separation criterion does not reflect the properties of the mineral. The disadvantage of this method is the inability to obtain the correct value of the separation criterion in the case when the amplitude distribution of the luminescence signal is beyond the linear range of the recording device.

Следует отметить, что использование известных устройств для расширения амплитудного диапазона регистрируемых сигналов люминесценции не позволяет преодолеть указанного недостатка.It should be noted that the use of known devices to expand the amplitude range of the recorded luminescence signals does not overcome this drawback.

Например, известно устройство (RU 2236312 С1, В07С 5/342, В03В 13/06, 20.09.2004) для сепарации алмазосодержащих материалов, в котором введен блок обработки сигналов люминесценции, выполненный в виде логарифмического усилителя. Однако присущий логарифмическому усилителю высокий коэффициент передачи для слабых сигналов, близких к уровню собственных шумов, приводит к значительным погрешностям. Известно также устройство для анализа характеристик люминесценции (RU №27901 U1, В07С 5/342, 27.02.2003), в котором используется входной усилитель с переключаемым коэффициентом усиления, что делает невозможным использование этого устройства в реальном времени при высокой производительности обогатительной машины.For example, it is known a device (RU 2236312 C1, B07C 5/342, B03B 13/06, 09/20/2004) for the separation of diamond-containing materials, in which a luminescence signal processing unit, made in the form of a logarithmic amplifier, is introduced. However, the high transmission coefficient inherent in the logarithmic amplifier for weak signals close to the level of intrinsic noise leads to significant errors. Also known is a device for analyzing the luminescence characteristics (RU No. 27901 U1, B07C 5/342, 02.27.2003), which uses an input amplifier with a switchable gain, which makes it impossible to use this device in real time at high performance enrichment machine.

Предлагаемое изобретение решает задачу улучшения селективности сепарации - разделения минералов в реальном времени независимо от интенсивности регистрируемых сигналов люминесценции путем учета энергетического вклада компонент люминесценции. Кроме того, предлагаемое в изобретении техническое решение позволяет повысить селективность обогащения алмазного материала разных классов, с разной интенсивностью люминесценции, в том числе транспортируемых в общем потоке сепарируемого материала, на разных стадиях обогащения.The present invention solves the problem of improving the selectivity of separation - separation of minerals in real time, regardless of the intensity of the recorded luminescence signals by taking into account the energy contribution of the luminescence components. In addition, the technical solution proposed in the invention improves the selectivity of the enrichment of diamond material of different classes, with different luminescence intensities, including those transported in the general stream of separated material, at different stages of enrichment.

Поставленную задачу решает предлагаемый способ разделения минералов по их люминесцентным свойствам, включающий транспортирование потока сепарируемого материала, импульсное облучение этого материала возбуждающим излучением, регистрацию интенсивности сигнала люминесценции минерала, обработку этого сигнала для определения нормированной автокорреляционной функции и сравнение полученного значения нормированной автокорреляционной функции с заданным значением, в котором в реальном времени регистрируют параллельно интенсивность сигнала люминесценции минерала в нескольких диапазонах значений: с фиксированным коэффициентом усиления и одновременно с N-кратным уменьшением коэффициента усиления, при обнаружении превышения амплитудой сигнала люминесценции заданного значения для определения энергетического вклада люминесценции минерала, дальнейшую обработку сигнала для определения нормированной автокорреляционной функции выполняют в диапазоне с N-кратным уменьшением, а также проводят дополнительную обработку сигнала для получения величины отношения интегральной интенсивности люминесценции в конце действия возбуждающего импульса к ее интегральной интенсивности через заданное время после окончания возбуждающего импульса и определения скорости люминесценции как постоянную времени экспоненты затухания на интервале значений сигнала люминесценции после завершения импульса возбуждения в диапазоне достоверных значений сигнала люминесценции, выделяют полезный минерал из сепарируемого материала в случае, если полученные значения всех определяемых характеристик сигнала люминесценции находятся в предварительно заданном для каждой из них диапазоне.The problem is solved by the proposed method for separating minerals according to their luminescent properties, including transporting a stream of separated material, pulsed irradiation of this material with exciting radiation, recording the intensity of the mineral luminescence signal, processing this signal to determine the normalized autocorrelation function and comparing the obtained value of the normalized autocorrelation function with a given value, in which in real time the signal intensity is recorded in parallel the luminescence of the mineral in several ranges of values: with a fixed gain and simultaneously with an N-fold decrease in the gain, if it is detected that the amplitude of the luminescence signal exceeds a predetermined value to determine the energy contribution of the luminescence of the mineral, further signal processing to determine the normalized autocorrelation function is performed in the range with N -fold decrease, and also carry out additional signal processing to obtain the ratio value integrally luminescence intensity at the end of the excitation pulse to its integral intensity after a specified time after the end of the excitation pulse and determine the luminescence velocity as the time constant of the damping exponent in the interval of the luminescence signal after the completion of the excitation pulse in the range of reliable values of the luminescence signal, extract a useful mineral from the separated material if the obtained values of all the determined characteristics of the luminescence signal are I'm at a predetermined for each range.

В отличие от известного, в предлагаемом способе в реальном времени регистрируют параллельно интенсивность сигнала люминесценции минерала в нескольких диапазонах значений: с фиксированным коэффициентом усиления и одновременно с N-кратным уменьшением коэффициента усиления, при обнаружении превышения амплитудой сигнала люминесценции заданного значения для определения энергетического вклада люминесценции минерала, дальнейшую обработку сигнала для определения нормированной автокорреляционной функции выполняют в диапазоне с N-кратным уменьшением, а также проводят дополнительную обработку сигнала для получения величины отношения интегральной интенсивности люминесценции в конце действия возбуждающего импульса к ее интегральной интенсивности через заданное время после окончания возбуждающего импульса и определения скорости люминесценции как постоянную времени экспоненты затухания на интервале значений сигнала люминесценции после завершения импульса возбуждения в диапазоне достоверных значений сигнала люминесценции, выделяют полезный минерал из сепарируемого материала в случае, если полученные значения всех определяемых характеристик сигнала люминесценции находятся в предварительно заданном для каждой из них диапазоне.In contrast to the known method, in the proposed method, the intensity of the mineral luminescence signal is recorded in real time in parallel in several ranges of values: with a fixed gain and at the same time with an N-fold decrease in gain, when it is detected that the amplitude of the luminescence signal exceeds a predetermined value to determine the energy contribution of the mineral luminescence further processing of the signal to determine the normalized autocorrelation function is performed in the range with N-fold decrease, and also carry out additional signal processing to obtain the ratio of the integrated luminescence intensity at the end of the excitation pulse to its integral intensity after a specified time after the end of the excitation pulse and determine the luminescence velocity as the time constant of the decay exponent in the interval of the luminescence signal after the end of the excitation pulse the range of reliable values of the luminescence signal, a useful mineral is isolated from the separated about the material if the obtained values of all the determined characteristics of the luminescence signal are in the range predefined for each of them.

Совокупность отличительных признаков и их взаимосвязь с ограничительными признаками в предлагаемом изобретении обеспечивает селективность сепарации минералов в реальном времени независимо от интенсивности регистрируемых сигналов люминесценции. При этом использование в совокупности трех дополняющих друг друга характеристик сигнала люминесценции позволяет учесть для целей селекции не только энергетику люминесценции, но и ее динамическое изменение во временном интервале регистрации сигналов люминесценции, а одновременная регистрация люминесценции в нескольких кратных диапазонах значений и последующий выбор соответствующего диапазона для обработки зарегистрированного сигнала позволяет практически исключить влияние на определяемые значения каждой характеристики ограничений по диапазону линейности устройства регистрации. Принятые в качестве составляющих характеристики люминесценции являются либо безразмерными величинами, либо имеют размерность времени и не зависят от характеристик схемы возбуждения - регистрации сепаратора.The combination of distinctive features and their relationship with the limiting features in the present invention provides the selectivity of the separation of minerals in real time regardless of the intensity of the recorded luminescence signals. At the same time, the use of three mutually complementary characteristics of the luminescence signal allows one to take into account not only the luminescence energy, but also its dynamic change in the time interval for recording luminescence signals, as well as the simultaneous registration of luminescence in several multiple ranges of values and the subsequent selection of the appropriate range for processing the registered signal allows virtually eliminating the influence on the determined values of each characteristic by limiting Nij range of linearity registration device. The luminescence characteristics adopted as constituents are either dimensionless quantities or have a time dimension and are independent of the characteristics of the excitation circuit — registration of the separator.

На фиг.1 представлены временные диаграммы импульсов возбуждения и сигналов регистрации люминесценции обогащаемого минерала:Figure 1 presents the timing diagrams of the excitation pulses and the registration signals of the luminescence of the enriched mineral:

а - импульсы возбуждения;a - excitation pulses;

б - амплитудное распределение сигнала в основном диапазоне (сплошная линия) содержит некоторую люминесценцию минерала, но не имеет ограничения;b - the amplitude distribution of the signal in the main range (solid line) contains some luminescence of the mineral, but has no limitation;

в - амплитудное распределение сигнала в основном диапазоне имеет ограничение, но в диапазоне с N-кратным уменьшением (пунктирная линия) ограничения нет.c - the amplitude distribution of the signal in the main range has a limitation, but in the range with an N-fold decrease (dashed line) there is no limitation.

На фиг.2 представлен один из возможных вариантов устройства для реализации предлагаемого изобретения.Figure 2 presents one of the possible variants of the device for implementing the invention.

При осуществлении предлагаемого способа разделения минералов предварительно задают для каждой определяемой характеристики люминесценции соответствующий диапазон значений. Сепарируемый материал облучают периодическими импульсами (фиг.1а) возбуждающего, например, рентгеновского излучения. Длительность импульса должна быть такой, чтобы успела разгореться медленная компонента сигнала люминесценции минерала. Регистрируют сигнал люминесценции минерала u(t) на интервале, равном периоду возбуждения. Вид сигнала при этом может соответствовать фиг.1б-в. Подробнее осуществление предлагаемого способа поясняется на примере работы устройства для реализации предлагаемого изобретения.When implementing the proposed method for the separation of minerals, a corresponding range of values is preliminarily set for each determined luminescence characteristic. The material to be separated is irradiated with periodic pulses (Fig. 1a) of exciting, for example, X-ray radiation. The pulse duration should be such that the slow component of the mineral luminescence signal has time to catch fire. The luminescence signal of the mineral u (t) is recorded over an interval equal to the excitation period. The type of signal may correspond to figb-c. In more detail, the implementation of the proposed method is illustrated by the example of the operation of the device for implementing the invention.

Устройство (фиг.2), с помощью которого реализуется предлагаемый способ, содержит транспортирующий механизм 1, блок 2 синхронизации, источник 3 импульсного облучения, фотоприемник 4, арифметико-логическое устройство 5, исполнительный механизм 6.The device (figure 2), with which the proposed method is implemented, contains a transporting mechanism 1, a synchronization unit 2, a pulse irradiation source 3, a photodetector 4, an arithmetic logic unit 5, an actuator 6.

Транспортирующий механизм 1 обеспечивает транспортировку сепарируемого материала через зоны облучения-регистрации и отсечки с требуемой скоростью (например, со скоростью от 1 до 3 м/с). Блок 2 синхронизации задает (синхронизует) последовательность работы узлов и блоков, входящих в состав устройства. Источник 3 импульсного облучения облучает поток сепарируемого материала непрерывной последовательностью импульсов возбуждающего излучения. Фотоприемник 4 преобразует люминесценцию минерала в электрический сигнал. Арифметико-логическое устройство 5 выполняет обработку сигналов с фотоприемника 4 и сравнение полученных значений характеристик люминесценции с заданными диапазонами значений, а по результату сравнения выдает команду на отделение полезного минерала исполнительным механизмом 6.The transporting mechanism 1 provides transportation of the separated material through the irradiation-registration and cut-off zones at the required speed (for example, at a speed of 1 to 3 m / s). Block 2 synchronization sets (synchronizes) the sequence of nodes and blocks that make up the device. Pulse irradiation source 3 irradiates a stream of separated material with a continuous train of pulses of exciting radiation. Photodetector 4 converts the luminescence of the mineral into an electrical signal. The arithmetic-logic device 5 performs the processing of signals from the photodetector 4 and compares the obtained values of the luminescence characteristics with the given ranges of values, and, as a result of the comparison, issues a command to separate the useful mineral with the actuator 6.

Блок 2 синхронизации и арифметико-логическое устройство 5 могут быть совмещены и выполнены на базе персонального компьютера или микроконтроллера или как отдельные устройства на базе дискретных и аналоговых микросхем 140, 155, 176 и 561 серий.Block 2 synchronization and arithmetic logic device 5 can be combined and performed on the basis of a personal computer or microcontroller or as separate devices based on discrete and analog microcircuits 140, 155, 176 and 561 series.

Устройство работает следующим образом. При включении устройства запускается в работу блок 2 синхронизации, который выдает управляющую последовательность импульсов на источник 3 импульсного облучения, который формирует непрерывную последовательность импульсов возбуждающего излучения (фиг.1а) с фиксированными параметрами, например, длительностью импульсов 500 мкс и периодом повторения 4 мс, и на арифметико-логическое устройство 5. При этом в арифметико-логическое устройство 5 поступают управляющие сигналы, соответствующие не только началу и окончанию импульса возбуждающего излучения, но и сигналы задержки, формируемые через определенный промежуток времени после окончания импульса возбуждающего излучения. Перед формированием нового импульса возбуждающего излучения арифметико-логическое устройство 5 устанавливается в исходное состояние, то есть из него удаляются все предыдущие результаты обработки сигналов и их сравнения с заданными значениями.The device operates as follows. When the device is turned on, the synchronization unit 2 is started, which gives a control sequence of pulses to a pulse radiation source 3, which generates a continuous sequence of pulses of exciting radiation (Fig. 1a) with fixed parameters, for example, a pulse duration of 500 μs and a repetition period of 4 ms, and to the arithmetic-logic device 5. In this case, the control signals corresponding to not only the beginning and end of the exciting pulse from teachings, but the delay signals generated after a certain period of time after closure of the exciting radiation pulse. Before the formation of a new pulse of exciting radiation, the arithmetic-logic device 5 is set to its initial state, that is, all previous results of signal processing and their comparison with set values are deleted from it.

На основании проведенных предварительных исследований полезных и сопутствующих люминесцирующих минералов (в качестве полезного минерала в данном примере выбран алмаз) в арифметико-логическом устройстве 5 в табличном виде задаются «разрешенные» диапазоны значений определяемых характеристик люминесценции: нормированная автокорреляционная функция, которая должна находиться в интервале, например, от 0,2 до 0,7, отношение интегральной интенсивности люминесценции в конце действия возбуждающего импульса к ее интегральной интенсивности через заданное время после окончания возбуждающего импульса - например, от 1 до 7 и скорость затухания сигнала люминесценции в виде постоянной времени экспоненты затухания - например, в диапазоне от 0,8 до 10 мс.Based on the preliminary studies of useful and associated luminescent minerals (diamond was chosen as a useful mineral in this example), the “allowed” ranges of values of the determined luminescence characteristics are set in table form in arithmetic-logic device 5: normalized autocorrelation function, which should be in the range for example, from 0.2 to 0.7, the ratio of the integrated luminescence intensity at the end of the exciting pulse to its integral intensity Without a predetermined time after the end of the exciting pulse, for example, from 1 to 7, and the decay rate of the luminescence signal in the form of the time constant of the decay exponent, for example, in the range from 0.8 to 10 ms.

После выполнения операций по подготовке устройства к работе включается транспортирующий механизм 1 и сепарируемый материал подается в зону облучения, где облучается импульсами возбуждающего излучения (фиг.1а). При появлении в зоне облучения люминесцирующего минерала, он под действием импульса возбуждающего излучения начинает люминесцировать, а после окончания действия импульса возбуждения люминесценция минерала затухает (фиг.1б-в) в соответствии с его природными свойствами (физическими характеристиками). Во время действия возбуждающего импульса и после него интенсивность люминесценции минерала постоянно и непрерывно регистрируется в реальном времени в арифметико-логическом устройстве 5 параллельно в нескольких (например, в двух) диапазонах: с фиксированным коэффициентом усиления и одновременно с N-кратным (например, 10-кратным) уменьшением коэффициента усиления. Одновременно с регистрацией интенсивности сигнала люминесценции в двух диапазонах в этом же устройстве 5 осуществляется обработка этих сигналов по соответствующему алгоритму. При этом амплитуда сигнала люминесценции, измеренная с фиксированным коэффициентом усиления, непрерывно сравнивается с предельным значением диапазона линейности XX устройства 5 (фиг.1б-в). В случае превышения амплитудой люминесценции диапазона значений XX фиксируется перегрузка канала. В случае отсутствия перегрузки сигнала в канале с фиксированным усилением (фиг.1б) обработка ведется по данным этого канала. При фиксации перегрузки в этом канале (фиг.1в) обработка сигналов люминесценции выполняются по сигналам, регистрируемым во втором канале с 10-кратным уменьшением коэффициента усиления.After performing operations to prepare the device for operation, the transport mechanism 1 is turned on and the separated material is fed into the irradiation zone, where it is irradiated with pulses of exciting radiation (Fig. 1a). When a luminescent mineral appears in the irradiation zone, it begins to luminesce under the influence of an exciting radiation pulse, and after the end of the excitation pulse, the mineral luminescence decays (Fig. 1b-c) in accordance with its natural properties (physical characteristics). During the action of the exciting pulse and after it, the luminescence intensity of the mineral is continuously and continuously recorded in real time in the arithmetic-logic device 5 in parallel in several (for example, in two) ranges: with a fixed gain and simultaneously with N-fold (for example, 10- multiple) decrease in gain. Simultaneously with the registration of the intensity of the luminescence signal in two ranges in the same device 5, these signals are processed according to the corresponding algorithm. Moreover, the amplitude of the luminescence signal, measured with a fixed gain, is continuously compared with the limit value of the linearity range XX of device 5 (Fig. 1b-c). If the luminescence amplitude exceeds the range of XX values, the channel overload is detected. In the absence of signal overload in the channel with a fixed gain (figb) processing is carried out according to this channel. When fixing the overload in this channel (figv), the processing of luminescence signals is performed according to the signals recorded in the second channel with a 10-fold decrease in gain.

При обработке сигнала люминесценции в устройстве 5 в произвольном порядке определяются:When processing the luminescence signal in the device 5 in an arbitrary order are determined:

- интеграл сигнала люминесценции минерала в момент действия импульса возбуждающего излучения (0<t<t и фиг.1б, в). Полученное значение запоминается;- the integral of the luminescence signal of the mineral at the time of the pulse of the exciting radiation (0 <t <t and figb, c). The received value is remembered;

- интеграл сигнала затухания люминесценции минерала, регистрируемый через фиксированный промежуток времени после окончания импульса возбуждающего излучения (t2<t<t3);- the integral of the luminescence decay signal of the mineral, recorded after a fixed period of time after the end of the exciting radiation pulse (t 2 <t <t 3 );

- отношение значения интегральной интенсивности люминесценции минерала в конце действия возбуждающего импульса (в интервале от его начала до t1 на фиг.1) к значению ее интегральной интенсивности через заданное время (от t2 до t3 на фиг.1) после окончания возбуждающего импульса на основании полученных значений интеграла сигнала люминесценции минерала в момент действия импульса возбуждающего излучения и интеграла сигнала затухания люминесценции минерала;- the ratio of the value of the integral intensity of the luminescence of the mineral at the end of the exciting pulse (in the interval from its beginning to t 1 in figure 1) to the value of its integral intensity after a given time (from t 2 to t 3 in figure 1) after the end of the exciting pulse based on the obtained values of the integral of the luminescence signal of the mineral at the time of the pulse of the exciting radiation and the integral of the decay signal of the luminescence of the mineral;

- постоянная времени τ затухания люминесценции на интервале tи<t<T (от завершения импульса возбуждения до конца периода) путем поиска экспоненты, максимально совпадающей с сигналом u(t) в указанном интервале (например, по минимальному среднеквадратичному отклонению экспоненты а·ехр(-t/τ) от функции сигнала u(t));is the luminescence decay time constant τ over the interval t and <t <T (from the end of the excitation pulse to the end of the period) by searching for the exponent that maximally matches the signal u (t) in the indicated interval (for example, according to the minimum standard deviation of the exponent a exp ( -t / τ) of the signal function u (t));

- нормированная автокорреляционная функция НКФ (при конкретном значении параметра) - как отношение интеграла от произведения функции сигнала u(t) на ее сдвинутую копию u(t-tau) к интегралу от квадрата функции сигнала:is the normalized NKF autocorrelation function (for a specific parameter value) - as the ratio of the integral of the product of the signal function u (t) to its shifted copy u (t-tau) to the integral of the square of the signal function:

Figure 00000001
Figure 00000001

где Т - период следования импульсов возбуждения, в течение которого производится регистрация сигнала люминесценции,where T is the period of the excitation pulses, during which the luminescence signal is recorded,

tau - параметр НКФ ("сдвиг" копии сигнала); выбирается во временном интервале, где НКФ люминесценции обогащаемого минерала (алмаза) максимально отстоит от НКФ сопутствующих «мешающих» минералов.tau — NKF parameter (“shift” of the signal copy); is selected in the time interval where the NKF of the luminescence of the enriched mineral (diamond) is maximally distant from the NKF of the accompanying “interfering” minerals.

Определение НКФ в одной точке обеспечивает выполнение всех перечисленных выше операций в реальном времени.The determination of NKF at one point ensures that all of the above operations are performed in real time.

Если значения всех характеристик лежат в диапазоне предварительно заданных (введенных в арифметико-логическое устройство 5) значений, устройством 5 выдается сигнал исполнительному механизму 6 на отделение обнаруженного полезного минерала - алмаза.If the values of all the characteristics are in the range of predefined (entered into the arithmetic-logic device 5) values, the device 5 gives a signal to the actuator 6 to separate the discovered useful mineral - diamond.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает селективность сепарации минералов по их люминесцентным свойствам независимо от интенсивности регистрируемых сигналов люминесценции за счет наиболее полного учета как энергетики люминесценции, так и ее динамического изменения во временном интервале регистрации сигналов люминесценции, а также устранения искажающих влияний при регистрации сигнала за счет проведения обработки того амплитудного распределения, которое линейно передает распределение энергии люминесценции во всем диапазоне интенсивности.Thus, the proposed method provides the selectivity of the separation of minerals according to their luminescent properties, regardless of the intensity of the recorded luminescence signals due to the most complete consideration of both the luminescence energy and its dynamic change in the time interval for the registration of luminescence signals, as well as eliminating distorting effects during signal registration due to processing the amplitude distribution that linearly transfers the distribution of luminescence energy over the entire range not intensity.

Claims (1)

Способ разделения минералов по их люминесцентным свойствам, включающий транспортирование потока разделяемого материала, импульсное облучение этого материала возбуждающим излучением, регистрацию интенсивности сигнала люминесценции минерала, обработку этого сигнала для определения нормированной автокорреляционной функции и сравнение нормированной автокорреляционной функции с заданным значением, отличающийся тем, что в реальном времени регистрацию интенсивности сигнала люминесценции минерала осуществляют одновременно в нескольких диапазонах значений: в диапазоне значений с фиксированным коэффициентом усиления регистрирующего устройства и в диапазоне значений с N-кратным уменьшением коэффициента усиления регистрирующего устройства, обработку сигнала люминесценции минерала для определения нормированной автокорреляционной функции, а также дополнительную обработку регистрируемого сигнала для получения величины отношения интегральной интенсивности люминесценции в конце действия возбуждающего импульса к ее интегральной интенсивности через заданное время после окончания возбуждающего импульса и для определения скорости затухания сигнала люминесценции как постоянной времени экспоненты затухания на интервале значений сигнала люминесценции после завершения импульса возбуждения проводят в диапазоне достоверных значений сигнала люминесценции, в котором при сравнении не обнаруживают превышения амплитудой регистрируемого сигнала люминесценции заданного значения, и выделяют полезный минерал из разделяемого материала в том случае, если полученные значения всех определяемых характеристик регистрируемого сигнала люминесценции находятся в предварительно заданном для каждой из них диапазоне. A method for separating minerals according to their luminescent properties, including transporting the flow of the material to be separated, pulse irradiating this material with exciting radiation, recording the intensity of the mineral luminescence signal, processing this signal to determine the normalized autocorrelation function and comparing the normalized autocorrelation function with a given value, characterized in that in real time registration of the intensity of the luminescence signal of the mineral is carried out simultaneously in several their ranges of values: in the range of values with a fixed gain of the recording device and in the range of values with N-fold decrease in the gain of the recording device, processing the mineral luminescence signal to determine the normalized autocorrelation function, as well as additional processing of the recorded signal to obtain the ratio of the integrated luminescence intensity at the end of the action of the exciting pulse to its integral intensity after a given time after the end of the excitation pulse and to determine the decay rate of the luminescence signal as the time constant of the decay exponential in the interval of the luminescence signal after the end of the excitation pulse, they are carried out in the range of reliable values of the luminescence signal, in which when the comparison does not reveal the excess of the registered luminescence signal of a predetermined value, and useful mineral from shared material in the event that the obtained values of all the determined characteristics The IR of the recorded luminescence signal is in the range predefined for each of them.
RU2007110105/12A 2007-03-19 2007-03-19 Method of separation of minerals by their luminescent properties RU2355483C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007110105/12A RU2355483C2 (en) 2007-03-19 2007-03-19 Method of separation of minerals by their luminescent properties

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007110105/12A RU2355483C2 (en) 2007-03-19 2007-03-19 Method of separation of minerals by their luminescent properties

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007110105A RU2007110105A (en) 2008-09-27
RU2355483C2 true RU2355483C2 (en) 2009-05-20

Family

ID=39928568

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007110105/12A RU2355483C2 (en) 2007-03-19 2007-03-19 Method of separation of minerals by their luminescent properties

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2355483C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012067541A1 (en) * 2010-11-19 2012-05-24 Открытое Акционерное Общество "Научно-Производственное Предприятие "Буревестник" Method for separating minerals with the aid of x-ray luminescence
WO2012067542A1 (en) * 2010-11-19 2012-05-24 Открытое Акционерное Общество "Научно-Производственное Предприятие "Буревестник" Method for separating minerals according to the luminescent properties thereof

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012067541A1 (en) * 2010-11-19 2012-05-24 Открытое Акционерное Общество "Научно-Производственное Предприятие "Буревестник" Method for separating minerals with the aid of x-ray luminescence
WO2012067542A1 (en) * 2010-11-19 2012-05-24 Открытое Акционерное Общество "Научно-Производственное Предприятие "Буревестник" Method for separating minerals according to the luminescent properties thereof
GB2491083A (en) * 2010-11-19 2012-11-21 Res And Production Entpr Method for separating minerals with the aid of x-ray luminescence
GB2491313A (en) * 2010-11-19 2012-11-28 Res And Production Entpr Method for separating minerals according to the luminescent properties thereof
CN102958621A (en) * 2010-11-19 2013-03-06 布雷维斯特尼克研究与生产公司 Method for separating minerals according to the luminescent properties thereof
CN102971089A (en) * 2010-11-19 2013-03-13 布雷维斯特尼克研究与生产公司 Method for separating minerals with the aid of X-ray luminescence
AU2011329904B2 (en) * 2010-11-19 2013-04-18 Research And Production Enterprise "Bourevestnik" Method for separating minerals according to the luminescent properties thereof
AU2011329903B2 (en) * 2010-11-19 2013-04-18 Research And Production Enterprise "Bourevestnik" Method for separating minerals with the aid of X-ray luminescence
DE112011102069T5 (en) 2010-11-19 2013-04-18 Research And Production Enterprise "Bourevestnik" Process for the treatment of minerals with the help of X-ray luminescence
AU2011329904B8 (en) * 2010-11-19 2013-05-16 Research And Production Enterprise "Bourevestnik" Method for separating minerals according to the luminescent properties thereof
AU2011329904A8 (en) * 2010-11-19 2013-05-16 Research And Production Enterprise "Bourevestnik" Method for separating minerals according to the luminescent properties thereof
DE112011101917T5 (en) 2010-11-19 2013-06-06 Research And Production Enterprise "Bourevestnik" Process for the treatment of minerals according to their luminescence properties
JP2013536420A (en) * 2010-11-19 2013-09-19 リサーチ アンド プロダクション エンタープライズ “ボーレヴェストニック” Method for separating minerals using X-ray emission
JP2013539021A (en) * 2010-11-19 2013-10-17 リサーチ アンド プロダクション エンタープライズ “ボーレヴェストニック” Method for separating minerals according to luminescent properties
CN102971089B (en) * 2010-11-19 2014-03-26 布雷维斯特尼克研究与生产公司 Method for separating minerals with the aid of X-ray luminescence
US8766129B2 (en) 2010-11-19 2014-07-01 Research and Production Enterprise “Bourevestnik” Method for separating minerals with the aid of X-ray luminescence
US8878090B2 (en) 2010-11-19 2014-11-04 Research and Production Enterprise “Bourevestnik” Method for separating minerals according to the luminescent properties thereof
DE112011102069B4 (en) * 2010-11-19 2017-01-05 Research And Production Enterprise "Bourevestnik" Process for the treatment of minerals by X-ray luminescence
DE112011101917B4 (en) * 2010-11-19 2017-01-05 Research And Production Enterprise "Bourevestnik" Process for the treatment of minerals according to their luminescence properties
GB2491313B (en) * 2010-11-19 2017-12-27 Res And Production Enterprise Method for separating minerals according to the luminescent properties thereof
GB2491083B (en) * 2010-11-19 2017-12-27 Res And Production Enterprise Method for separating minerals with the aid of x-ray luminescence

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007110105A (en) 2008-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2517613C1 (en) X-ray-luminescent separation of minerals and x-ray-luminescent separator to this end
RU2438800C1 (en) Method of x-ray luminescence separation of minerals
RU2437725C1 (en) Method of grading minerals to their luminescence properties
RU2355483C2 (en) Method of separation of minerals by their luminescent properties
JP6732120B2 (en) Method for detecting radionuclide, radionuclide detection step using the same, and radiation detection apparatus therefor
Baer et al. Early supersymmetry discovery at the CERN LHC without missing E T: The role of multileptons
JP4599529B2 (en) Radiation irradiation discrimination method and radiation irradiation discrimination system
EP0699299B1 (en) Detection of irradiated samples
RU2356651C1 (en) Method of roentgen-luminescent separation of minerals
RU2235599C1 (en) Method for separation of diamond-containing materials
Xu Search for astrophysical tau neutrinos with IceCube
RU2271254C2 (en) Method of sorting minerals according to luminescence features
RU2236311C1 (en) Diamond-containing materials separator
RU2196013C1 (en) Method of mineral separation
PL229653B1 (en) Method of optical stimulation of luminescence with the stimulation band shape modulation
RU2236312C1 (en) Diamond-containing materials separator
RU2206405C2 (en) Method of monitoring operation of mineral separator
RU2336127C1 (en) Method of diamond-containing materials separation
RU2444003C1 (en) Method of identifying concealed explosives and narcotic drugs
SU439739A1 (en) Method for luminescent quantification of scheelite content in ores
Stuhl et al. A New Low-energy Plastic Scintillation Neutron Detector For Real-time Pulse Shape Discrimination
Neal et al. Pulse shape discrimination for the Nuclear Materials Identification System (NMIS)

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20190919

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210320