RU2470714C1 - Способ сепарации алмазов - Google Patents
Способ сепарации алмазов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2470714C1 RU2470714C1 RU2011130713/03A RU2011130713A RU2470714C1 RU 2470714 C1 RU2470714 C1 RU 2470714C1 RU 2011130713/03 A RU2011130713/03 A RU 2011130713/03A RU 2011130713 A RU2011130713 A RU 2011130713A RU 2470714 C1 RU2470714 C1 RU 2470714C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radiation
- diamond
- rock
- intensity
- ray
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области добычи полезных ископаемых, а именно к рентгеновским способам обогащения различных пород полезных ископаемых, и может быть использовано при сепарации алмазосодержащей породы. Способ сепарации алмазов включает транспортировку алмазосодержащей породы в виде монослойного потока отдельных частиц, облучение породы рентгеновским излучением, регистрацию распределения интенсивности излучения, прошедшего через участок потока породы, определение характеристики алмазов и отделение алмазов по величине характеристики. Облучение породы осуществляется двумя узкими последовательно расположенными моноэнергетичными пучками излучения, энергии которых не равны друг другу. Распределение интенсивности излучения каждого пучка, прошедшего через один и тот же участок потока породы, регистрируется с помощью двух последовательно расположенных линейных рентгеночувствительных детекторов. Каждый из детекторов регистрирует излучение только от соответствующего ему пучка излучения, а максимум спектральной чувствительности каждого их детекторов равен энергии соответствующего ему пучка излучения. В качестве характеристики алмаза используется частное от деления натурального логарифма отношения интенсивности излучения, прошедшего через алмаз, к интенсивности излучения, прошедшего мимо алмаза и любой другой частицы породы, одного пучка излучения, к натуральному логарифму отношения интенсивности излучения, прошедшего через этот же алмаз, к интенсивности излучения, прошедшего мимо алмаза и любой другой частицы породы, другого пука излучения. Технический результат - повышение эффективности сепарации. 5 ил.
Description
Заявляемое изобретение относится к области добычи полезных ископаемых, а именно к рентгеновским способам обогащения различных пород полезных ископаемых, и может быть использовано при сепарации алмазосодержащей породы.
Известен способ сепарации алмазосодержащей породы (Авдеев С.Е., Махрачев А.Ф., Казаков Л.В., Левитин А.И., Морозов В.Г. Рентгенолюминесцентные сепараторы ОАО «НПП «Буревестник» - аппаратурная основа российской технологии обогащения алмазосодержащего сырья. Горный журнал. 2005. №7) при котором обогащаемая порода в виде монослойного потока отдельных частиц определенного технологического класса крупности двигается на ленте транспортера. Участок породы на всю ширину ленты облучается пучком рентгеновского излучения, под воздействием излучения алмазы, содержащиеся в данном участке породы, флуоресцируют. Возникающее флуоресцентное излучение (оптического диапазона) регистрируется с помощью детектора на основе фотоэлектронного умножителя, который включает механизм сброса алмазосодержащего участка породы в накопитель.
Данный способ обладает рядом недостатков, а именно:
1. При неблагоприятном расположении отдельного алмаза по отношению к другим частицам породы происходит уменьшение интенсивности флуоресцентного излучения до значений, меньших чем порог чувствительности детектора.
2. Значительная часть алмазов не флуоресцируют под воздействием рентгеновского излучения.
Известен также рентгеновский способ сепарации, являющийся прототипом заявляемого способа, при котором анализируется теневое рентгеновское изображение участка монослойного потока породы на движущейся ленте транспортера (Патент РФ на изобретение №2379130. «Способ сепарации минералов». Миронов В.П., опубл. 20.01.2010, МПК В07С 5/342, заявл. 2008137876/12 от 22.09.2008).
С этой целью регистрируется распределение интенсивности рентгеновского излучения, прошедшего через участок породы, с помощью линейного (однокоординатного) рентгеночувствительного детектора. Полученное рентгеновское изображение представляет собой совокупность пятен (теней) от отдельных частиц породы различной яркости (плотности почернении). Алмазы обладают меньшим атомным номеров (Z=6) по сравнению с другими составляющими алмазосодержащей породы (Zcp=11) и меньше ослабляют рентгеновское излучение. Поэтому изображение алмаза в общем случае имеет меньшую плотность почернения на изображении участка потока породы.
Данный способ частично устраняет недостатки способа-аналога, так как позволяет сепарировать нелюминесцирующие алмазы, но обладает недостаточно высоким извлечением.
Как известно, помимо атомного номера вещества породы на величину ослабления интенсивности рентгеновского излучения влияет также толщина частицы породы d
где Id - интенсивность излучения, прошедшего через частицу породы;
Io - интенсивность излучения, падающего на породу;
µ(Z, Е) - коэффициент ослабления излучения, зависящий от атомного номера вещества (Z) и энергии излучения (Е);
d - толщина частицы породы.
Поэтому в пределах одного технологического класса крупности
алмазосодержащей породы могут встречаться алмазы и отдельные частицы породы, например чешуйки слюды, для которых произведения коэффициента ослабления на толщину будут равны.
В этом случае плотность почернения изображений алмаза и частицы породы одинакова, что приводит к ложным срабатываниям и обуславливает в целом невысокую эффективность сепарации.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности сепарации за счет повышения извлечения независимо от диапазона толщин отдельных частиц породы в технологическом классе крупности.
Для получения указанного технического результата, в способе сепарации алмазов, включающем в себя транспортировку алмазосодержащей породы в виде монослойного потока отдельных частиц, облучение породы рентгеновским излучением, регистрацию распределения интенсивности излучения, прошедшего через участок потока породы, определение характеристики алмазов и отделение алмазов по величине характеристики, облучение породы осуществляют двумя узкими последовательно расположенными моноэнергетичными пучками излучения, энергии которых не равны друг другу, а распределение интенсивности излучения каждого пучка, прошедшего через один и тот же участок потока породы, регистрируется с помощью двух последовательно расположенных линейных рентгеночувствительных детекторов, при этом каждый из детекторов регистрирует излучение только от соответствующего ему пучка излучения, а максимум спектральной чувствительности каждого их детекторов равен энергии соответствующего ему пучка излучения, причем в качестве характеристики алмаза используется частное от деления натурального логарифма отношения интенсивности излучения, прошедшего через алмаз, к интенсивности излучения, прошедшего мимо алмаза и любой другой частицы породы, одного пучка излучения, к натуральному логарифму отношения интенсивности излучения, прошедшего через этот же алмаз, к интенсивности излучения, прошедшего мимо алмаза и любой другой частицы породы, другого пука излучения.
Сущность заявляемого изобретения поясняется графическими материалами, где на фиг.1 представлена рентгенооптическая схема заявляемого способа сепарации алмазов, на фиг.2 - спектральные зависимости линейного коэффициента ослабления рентгеновского излучения, на фиг.3. - спектры излучения трубок с медной (25 кВ, без фильтра) и серебряной (40 кВ, фильтр - А103, мм) мишенями, на фиг.4 - структурная схема устройства реализующего способ сепарации алмазов, на фиг.5 - результаты обработки изображения участка потока алмазосодержащей породы двухэнергетичным способом.
Предлагаемый способ основан на следующих расчетах.
В соответствии с рентгенооптической схемой предлагаемого способа сепарации (фиг.1) и выражением (1) можно получить зависимость интенсивности рентгеновского излучения, прошедшего через одну и ту же частицу алмазосодержащей породы, от двух моноэнергетичных источников излучения при последовательном движении породы на ленте транспортера.
Для источника излучения с энергией E1
где I1(E1) - интенсивность рентгеновского излучения, прошедшего только через ленту транспортера, от первого источника излучения;
Io(E1) - начальная интенсивность рентгеновского излучения, попавшего на ленту транспортера, от первого источника;
µt(E1) - коэффициент ослабления рентгеновского излучения материалом ленты при энергии квантов излучения E1;
t - толщина ленты.
где I2(E1) - интенсивность рентгеновского излучения, прошедшего через ленту и частицу породы, от первого источника;
µk(E1) - коэффициент ослабления рентгеновского излучения частицей породы;
d - толщина частицы породы.
Для источника излучения с энергией Е2
где I1(E2) - интенсивность рентгеновского излучения, прошедшего только через ленту транспортера, от второго источника излучения;
Io(E2) - начальная интенсивность рентгеновского излучения, попавшего на ленту транспортера, от второго источника излучения;
µ1(Е2) - коэффициент ослабления рентгеновского излучения материалом ленты при энергии квантов излучения E2.
где I2(Е2) - интенсивность рентгеновского излучения, прошедшего через ленту и частицу, от второго источника излучения;
Io(E2) - начальная интенсивность рентгеновского излучения, попавшего на ленту транспортера, от второго источника излучения.
Путем последующих преобразований можно получить выражение для отношения коэффициентов ослабления рентгеновского излучения каждой частицей алмазосодержащей породы для квантов излучения с энергией E1 и Е2 независимо от толщины частицы d, так называемую характеристику вещества породы R.
Поскольку зависимости коэффициентов ослабления от энергии квантов излучения для всех веществ алмазосодержащей породы известны (фиг.2), выражение (3) однозначно характеризует вещество любой частицы породы, в том числе алмаза. Для обеспечения максимального извлечения алмазов решающее значение имеет выбор энергии источников излучения E1 и Е2.
Анализ кривых, представленных на фиг.2, позволяет сделать вывод о том, что наиболее резкая зависимость коэффициента ослабления рентгеновского излучения веществом алмазосодержащей породы от энергии квантов рентгеновского излучения наблюдается в низкоэнергетичной области спектра излучения, примерно от 20 кэВ и ниже. Кванты с энергией менее 5 кэВ практически полностью поглощаются конструктивными элементами источника излучения (в данном случае рентгеновской трубки), материалом ленты транспортера, а также рассеиваются на воздухе и так далее. Поэтому величину энергии моноэнергетичного источника излучения целесообразно выбирать в диапазоне 5-20 кэВ.
Как известно, конкретное значение энергии отдельных линий спектра рентгеновской трубки (характеристического спектра) определяется материалом мишени трубки. В указанном диапазоне энергии квантов наиболее подходящими являются медная и серебряная мишени, значения энергии линий Кα-излучения которых составляют соответственно 8 и 22 кэВ (фиг.3). При указанных значениях энергии отношение коэффициентов ослабления излучения для алмаза составит R=0,71, для частиц породы R=0,54. Большая разница между значениями характеристик алмаза и частиц породы позволяет гарантировать выделение отдельных алмазов из алмазосодержащей породы независимо от их конечных размеров. При этом минимальный размер алмаза ограничивается лишь разрешающей способностью рентгеночувствительного детектора и экономической целесообразностью их добычи.
Предлагаемый способ реализуется с помощью устройства (фиг.4), в состав которого входят: бункер 1 для алмазосодержащей породы, транспортирующий механизм (траспортер) 2, два источника рентгеновского излучения 3, 4, два рентгеночувствительного детектора 5, 6, блок обработки информации 7, механизм сброса 8 и накопитель 9.
Из бункера 1 транспортирующим механизмом 2 алмазосодержащая порода 10 монослоем последовательно подается сначала в зону облучения и регистрации канала №1, состоящего из источника излучения 3 и детектора 5, затем - канала №2, состоящего из источника излучения 4 и детектора 6. Блок обработки 7 с помощью специальной компьютерной программы «определяет» характеристику каждой частицы алмазосодержащей породы. При совпадении численного значения характеристики частицы с численным значением характеристики алмаза механизм сброса 8 направляет выделенный алмаз 10 в накопитель 9.
На фиг.5 показаны результаты обработки изображений одного и того же участка породы - кимберлита, полученных с помощью каналов №1 и №2. Изображения получены при спектральном составе излучения источников, соответствующем фиг.3. Технологический класс крупности породы -10+5, в качестве имитаторов алмазов используются фрагменты фторопластовой пластины произвольной формы и соответствующего размера.
Светлыми пятнами отмечены частицы породы, характеристика которых соответствует характеристике материала имитаторов алмазов для указанных энергий. Характеристика частиц в алмазосодержащей породе, определяемая заявляемым способом, в отличие от всех методов рентгеносепарации зависит только от эффективного атомного номера вещества. Поэтому предлагаемый способ позволяет исключить технологическую операцию предварительной сортировки породы на узкие классы крупности.
Claims (1)
- Способ сепарации алмазов, включающий в себя транспортировку алмазосодержащей породы в виде монослойного потока отдельных частиц, облучение породы рентгеновским излучением, регистрацию распределения интенсивности излучения, прошедшего через участок потока породы, определение характеристики алмазов и отделение алмазов по величине характеристики, отличающийся тем, что облучение породы осуществляется двумя узкими последовательно расположенными моноэнергетичными пучками излучения, энергии которых не равны друг другу, а распределение интенсивности излучения каждого пучка, прошедшего через один и тот же участок потока породы, регистрируется с помощью двух последовательно расположенных линейных рентгеночувствительных детекторов, при этом каждый из детекторов регистрирует излучение только от соответствующего ему пучка излучения, а максимум спектральной чувствительности каждого их детекторов равен энергии соответствующего ему пучка излучения, причем в качестве характеристики алмаза используется частное от деления натурального логарифма отношения интенсивности излучения, прошедшего через алмаз, к интенсивности излучения, прошедшего мимо алмаза и любой другой частицы породы, одного пучка излучения, к натуральному логарифму отношения интенсивности излучения, прошедшего через этот же алмаз, к интенсивности излучения, прошедшего мимо алмаза и любой другой частицы породы, другого пучка излучения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011130713/03A RU2470714C1 (ru) | 2011-07-21 | 2011-07-21 | Способ сепарации алмазов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011130713/03A RU2470714C1 (ru) | 2011-07-21 | 2011-07-21 | Способ сепарации алмазов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2470714C1 true RU2470714C1 (ru) | 2012-12-27 |
Family
ID=49257407
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011130713/03A RU2470714C1 (ru) | 2011-07-21 | 2011-07-21 | Способ сепарации алмазов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2470714C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2670677C2 (ru) * | 2017-02-07 | 2018-10-24 | Акционерная компания "АЛРОСА" (публичное акционерное общество) "АК "АЛРОСА" (ПАО)) | Способ сепарации алмазов и устройство для его осуществления |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2285506A (en) * | 1994-01-07 | 1995-07-12 | De Beers Ind Diamond | Detecting diamond inclusions in kimberlite particles |
RU2060062C1 (ru) * | 1993-04-23 | 1996-05-20 | Акционерное общество "Союзцветметавтоматика" | Способ радиометрической сепарации редкоземельных апатитовых руд |
WO2005088283A1 (en) * | 2004-03-12 | 2005-09-22 | University Of The Witwatersrand Johannesburg | Detection of diamonds |
RU2269380C1 (ru) * | 2004-05-25 | 2006-02-10 | ФГУП "Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии" | Способ обогащения руд автоматическими методами и устройство для его осуществления |
RU2322304C1 (ru) * | 2006-06-07 | 2008-04-20 | Акционерная компания "АЛРОСА" (Закрытое акционерное общество) | Способ сепарации алмазосодержащих материалов |
RU2379130C1 (ru) * | 2008-09-22 | 2010-01-20 | Акционерная компания "АЛРОСА" (Закрытое акционерное общество) | Способ сепарации минералов |
RU2422210C1 (ru) * | 2010-03-19 | 2011-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ИНТЕГРА РУ" | Рудосепарационный модуль |
-
2011
- 2011-07-21 RU RU2011130713/03A patent/RU2470714C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2060062C1 (ru) * | 1993-04-23 | 1996-05-20 | Акционерное общество "Союзцветметавтоматика" | Способ радиометрической сепарации редкоземельных апатитовых руд |
GB2285506A (en) * | 1994-01-07 | 1995-07-12 | De Beers Ind Diamond | Detecting diamond inclusions in kimberlite particles |
WO2005088283A1 (en) * | 2004-03-12 | 2005-09-22 | University Of The Witwatersrand Johannesburg | Detection of diamonds |
RU2269380C1 (ru) * | 2004-05-25 | 2006-02-10 | ФГУП "Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии" | Способ обогащения руд автоматическими методами и устройство для его осуществления |
RU2322304C1 (ru) * | 2006-06-07 | 2008-04-20 | Акционерная компания "АЛРОСА" (Закрытое акционерное общество) | Способ сепарации алмазосодержащих материалов |
RU2379130C1 (ru) * | 2008-09-22 | 2010-01-20 | Акционерная компания "АЛРОСА" (Закрытое акционерное общество) | Способ сепарации минералов |
RU2422210C1 (ru) * | 2010-03-19 | 2011-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ИНТЕГРА РУ" | Рудосепарационный модуль |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2670677C2 (ru) * | 2017-02-07 | 2018-10-24 | Акционерная компания "АЛРОСА" (публичное акционерное общество) "АК "АЛРОСА" (ПАО)) | Способ сепарации алмазов и устройство для его осуществления |
RU2670677C9 (ru) * | 2017-02-07 | 2019-09-13 | Акционерная компания "АЛРОСА" (публичное акционерное общество) "АК "АЛРОСА" (ПАО)) | Устройство для сепарации алмазов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2334974C2 (ru) | Обнаружение алмазов | |
JP6013631B2 (ja) | 鉱物のx線発光分離のための方法、およびこの方法を実行するためのx線発光ソータ | |
GB2285506A (en) | Detecting diamond inclusions in kimberlite particles | |
WO2011071759A2 (en) | Scintillation-cherenkov detector and method for high energy x-ray cargo container imaging and industrial radiography | |
Ahmed et al. | A Monte Carlo model of a benchtop X-ray fluorescence computed tomography system and its application to validate a deconvolution-based X-ray fluorescence signal extraction method | |
Gil et al. | Radiography simulation on single-shot dual-spectrum X-ray for cargo inspection system | |
US11358179B2 (en) | Apparatus and method for sorting | |
RU2470714C1 (ru) | Способ сепарации алмазов | |
RU2141109C1 (ru) | Способ для классификации частиц (варианты) и устройство для классификации частиц (варианты) | |
RU2193185C2 (ru) | Способ обнаружения алмазов на конвейере, в потоке или образце алмазоносной породы | |
RU2379130C1 (ru) | Способ сепарации минералов | |
Chernyshova et al. | Advantages of Al based GEM detector aimed at plasma soft− semi hard X-ray radiation imaging | |
RU2623692C2 (ru) | Система и способ для обнаружения алмазов в кимберлите и способ предварительного обогащения алмазов с их применением | |
RU2494379C2 (ru) | Способ рентгеноспектральной сепарации материала и устройство для его реализации | |
RU2303495C2 (ru) | Способ сепарации минералов | |
US4340443A (en) | Analysis of gold-containing materials | |
US11415722B2 (en) | Gamma ray tomographic radiography | |
Johnston et al. | Advances in the histopathological characterization of breast tissue using combined X‐ray fluorescence and X‐ray diffraction data in a multivariate analysis approach | |
CA2245141C (en) | On-line diamond detection | |
RU2670677C9 (ru) | Устройство для сепарации алмазов | |
Ryzhikov et al. | Scintillation materials and detectors on their base for non-destructive two energy testing | |
Kholopova et al. | Research of x-ray optical scheme and operating modes of the x-ray fluorescence separator of gold | |
Zinatulina | Electronic Catalogue of Mesoroentgen Spectra | |
RU118436U1 (ru) | Рентгеноспектральный сепаратор | |
RU2731173C1 (ru) | Способ рентгенографической сепарации минералов |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160722 |