RU2617797C1 - Способ сортировки породы (варианты) - Google Patents
Способ сортировки породы (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2617797C1 RU2617797C1 RU2016113465A RU2016113465A RU2617797C1 RU 2617797 C1 RU2617797 C1 RU 2617797C1 RU 2016113465 A RU2016113465 A RU 2016113465A RU 2016113465 A RU2016113465 A RU 2016113465A RU 2617797 C1 RU2617797 C1 RU 2617797C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- minerals
- valuable
- particles
- carried out
- separation
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 58
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 116
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 116
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 82
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 44
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 37
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000010878 waste rock Substances 0.000 claims description 29
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 27
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 11
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 7
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 2
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 86
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 29
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 18
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- -1 auripigment Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 5
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 4
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 4
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001931 thermography Methods 0.000 description 3
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 3
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000003897 fog Substances 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 2
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- WJCNZQLZVWNLKY-UHFFFAOYSA-N thiabendazole Chemical compound S1C=NC(C=2NC3=CC=CC=C3N=2)=C1 WJCNZQLZVWNLKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000530268 Lycaena heteronea Species 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- MJLGNAGLHAQFHV-UHFFFAOYSA-N arsenopyrite Chemical compound [S-2].[Fe+3].[As-] MJLGNAGLHAQFHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052964 arsenopyrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910052927 chalcanthite Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000481 chemical toxicant Toxicity 0.000 description 1
- 229910052956 cinnabar Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000002498 deadly effect Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 229910052949 galena Inorganic materials 0.000 description 1
- XCAUINMIESBTBL-UHFFFAOYSA-N lead(ii) sulfide Chemical compound [Pb]=S XCAUINMIESBTBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000011860 particles by size Substances 0.000 description 1
- 238000004157 plasmatron Methods 0.000 description 1
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 description 1
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 description 1
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229910052959 stibnite Inorganic materials 0.000 description 1
- IHBMMJGTJFPEQY-UHFFFAOYSA-N sulfanylidene(sulfanylidenestibanylsulfanyl)stibane Chemical compound S=[Sb]S[Sb]=S IHBMMJGTJFPEQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 description 1
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
- B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
- B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
- B07C5/34—Sorting according to other particular properties
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J2005/0077—Imaging
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/18—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating thermal conductivity
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, а именно к способам обогащения различных пород полезных ископаемых по их теплофизическим свойствам, и может быть использовано при сепарации минеральных частиц, в том числе алмазосодержащей породы, на различных этапах. По способу перед анализом фракцию частиц подвергают некоторому виду охлаждения и осуществляют регистрацию распределений температуры в виде инфракрасных изображений, осуществляют регистрацию распределений температуры в виде инфракрасных изображений посредством тепловизора. Отделение ценного материала проводят по теплофизическим характеристикам минералов, зафиксированным на инфракрасных изображениях. Технический результат - повышение эффективности сепарации за счет получения более четких термических изображений, способствующих разделению ценных и неценных компонентов руды, посредством охлаждения рудной массы. 12 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, а именно к способам обогащения различных пород полезных ископаемых по их теплофизическим свойствам, и может быть использовано при сепарации минеральных частиц, у которых теплопроводность и теплоемкость существенно отличаются от частиц пустой породы, например, таких, как различные самородные минералы (медь, золото и тому подобные), в том числе минералы алмазосодержащей породы. Заявляемый способ может быть использован на этапах обогащения полезных ископаемых.
Заявляемое изобретение относится к приоритетному направлению развития науки и технологий «Технологии экологически безопасной разработки месторождений и добычи полезных ископаемых» [Алфавитно-предметный указатель к Международной патентной классификации по приоритетным направлениям развития науки и технологий / Ю.Г. Смирнов, Е.В. Скиданова, С.А. Краснов. - М.: ПАТЕНТ, 2008. - с. 110], так как заявляемый способ является экологически безопасным.
Существует ряд контактных способов с использованием различных устройств для выявления алмазов и бриллиантов, например, способ, раскрытый в описании патента РФ 2011978, с использованием устройства для идентификации алмазов и бриллиантов (патент РФ 2011978, МПК 5 G01N 25/18, опубликовано 30.04.1994), в котором идентификация алмаза осуществляется контактным образом с использованием электронной схемы с транзистором.
Признаками способа-аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого способа, является назначение и использование физического воздействия.
Известный способ с использованием устройства для идентификации алмазов и бриллиантов по патенту РФ 2011978 весьма сложен для промышленного обогащения алмазоносной руды. Другие подобные контактные устройства также невозможно использовать в промышленной сепарации (сортировке) алмазов от породы их содержащей.
Существует ряд способов, представляющих собой рентгенолюминесцентную сепарацию алмазов из исходной алмазосодержащей породы.
Известен, например, способ люминесцентной сепарации минералов из обогащаемого материала (патент РФ №2362635, МПК В07С 5/346 (2006.01), В03В 13/06 (2006.01), опубликовано 27.07.2009), использующий возникающую под воздействием возбуждающего излучения люминесценцию извлекаемого минерала.
Признаками способа-аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого способа, является использование физического воздействия.
Недостатками данного способа являются:
- во-первых, высокие энергозатраты;
- во-вторых, не все минеральные частицы ценного компонента люминесцируют, а часть пустой породы может также люминесцировать, давая ложный сигнал, что снижает эффективность сепарации;
- в-третьих, сложная система обработки полученных ответных сигналов, что не позволяет получать требуемое извлечение ценного компонента из исходной руды;
- в-четвертых, применение проникающего электромагнитного излучения не является безопасным.
Известен способ сепарации алмазосодержащих материалов и устройство для его осуществления (патент РФ №2366519, МПК В07С 5/346 (2006.01), В03В 13/06 (2006.01), G01N 23/00 (2006.01), опубликовано 10.09.2009).
Признаками способа-аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого способа, является физическое воздействие (облучение в рентгеновском диапазоне электромагнитных волн) на исходный материал.
Недостатками данного способа также являются:
- во-первых, высокие энергозатраты;
- во-вторых, не все минеральные частицы ценного компонента люминесцируют, а часть пустой породы может также люминесцировать, давая ложный сигнал, что снижает эффективность сепарации;
- в-третьих, сложная система обработки полученных ответных сигналов, что не позволяет получать требуемое извлечение ценного компонента из исходной руды;
- в-четвертых, применение проникающего электромагнитного излучения не является безопасным.
Известен способ, который реализуется при работе люминесцентного сепаратора для обогащения минерального сырья и устройства отделения искомого продукта для сепараторов (патент РФ №2215586, МПК В03В 13/06, В07С 5/346, опубликовано 10.11.2003).
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого способа, являются способ, в котором осуществляется физическое воздействие (облучение в некотором диапазоне электромагнитных волн) на исходный материал.
Недостатками данного способа являются, как было сказано выше: во-первых, высокие энергозатраты; во-вторых, не все минеральные частицы ценного компонента люминесцируют, а часть пустой породы также может люминесцировать; в-третьих, сложная система обработки полученных ответных сигналов, что не позволяет получать требуемое извлечение ценного компонента из исходной руды; в-четвертых, применение проникающего электромагнитного излучения не является безопасным.
Таким образом, все способы, по которым работают рентгенолюминесцентные сепараторы, имеют ряд недостатков:
- экологически не безопасны, так как используется электромагнитное излучение, неблагоприятно действующее на живые организмы;
- сложный обсчет выявления ценного компонента;
- большие энергозатраты;
- не все алмазы светятся под рентгеном, так как их свечение обусловлено примесями (азот и другие примеси);
- кроме алмазов под рентгеном светится еще ряд минералов (цирконы, пиропы, галиты, кальциты и др.), поэтому, способы рентгенолюминесцентной сепарации устройств НПО «Буревестник» идентифицируют алмазы по затуханию их свечения после облучения рентгеном, что усложняет процесс сепарации;
- для способов рентгенолюминесцентной сепарации необходимо сложное аппаратурное исполнение (защита людей и других живых организмов от проникающего электромагнитного излучения, сложные электронные схемы и другие элементы устройства).
Наиболее близким к заявляемому способу является способ сортировки добытой породы (патент РФ №2401166, МПК В07С 5/342 (2006.01), G01N 33/24 (2006.01), опубликовано 10.10.2010), в котором сортировка основана на анализе посредством термического формирования изображений и идентификации частиц, содержащих ценный материал. Для чего на грубую фракцию частиц осуществляют воздействие некоторого вида нагрева и проводят разделение грубой фракции на частицы, содержащие, по результатам анализа посредством термического формирования изображений, ценный материал, и частицы, относительно непродуктивные с точки зрения содержания ценного материала.
Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками заявляемого способа, являются:
- измельчение добытой руды;
- разделение частиц по крупности;
- воздействие на одну из фракций частиц некоторого вида физического воздействия с последующим анализом посредством термического формирования изображений и идентификацией частиц, содержащих ценный материал;
- отделение ценного материала из анализируемой фракции частиц по результатам анализа посредством сформированных изображений.
Недостатком прототипа также является осуществление того или иного нагрева, что требует безусловно дополнительных энергозатрат. Однако, нагрев не всегда приемлем, так как исходная руда может содержать минералы, которые при нагреве выделяют ядовитые или токсичные вещества. Например, колорадоит - минерал, содержащейся в застывшей магме (кимберлитовой трубке). Этот минерал при нагреве выделяет смертельно ядовитые пары и пыль. Кроме этого, кимберлитовая трубка в ряде случаев содержит некоторое количество нефти. Пары нефти также токсичны, а при нагреве с воспламенением выделяют еще более токсичные вещества. Особенно сильно могут нагреться вышеприведенные вещества при СВЧ, которое используется для нагрева в прототипе. Так же нагрев не приемлем при обогащении других руд, содержащих токсичные минералы (киноварь, аурипигмент, стибнит, торбернит, арсенопирит, асбест, галенит, гутчинсонит, халькантит и другие), так как такие минералы выделяют ядовитые и токсичные химические вещества.
Изобретение направлено на создание эффективной безопасной технологии сортировки породы, содержащей ценные компоненты, такие как алмазы, самородные металлы (золото, медь и другие подобные металлы) и минералы, существенно отличающиеся по теплофизическим свойствам от пустой породы.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении эффективности сепарации за счет получения более четких термических изображений, способствующих разделению ценных и неценных компонентов руды, посредством охлаждения рудной массы.
Технический результат заявляемого изобретения достигается тем, что в способе сортировки породы, включающем измельчение добытой руды, разделение частиц на фракции по крупности, воздействие на фракцию частиц некоторого вида физического воздействия с последующим анализом посредством формирования изображений и идентификации частиц, содержащих ценный материал, и отделение из фракции частиц, содержащих по результатам анализа посредством формирования изображений ценный материал, согласно изобретению, перед анализом посредством формирования термических (инфракрасных) изображений и в процессе идентификации частиц фракцию подвергают некоторому виду охлаждения и осуществляют регистрацию распределений температуры в виде инфракрасных изображений, а отделение ценного материала из фракции частиц проводят по теплофизическим характеристикам минералов, зафиксированным на инфракрасных изображениях. Причем, регистрацию распределений температуры в виде инфракрасных изображений осуществляют в диапазоне от 0,74 мкм до 14 мкм длин электромагнитных волн, а охлаждение фракции частиц осуществляют потоком охлажденного газа, пара, тумана или газовым потоком, содержащим любые охлажденные частицы, например, снег/лед и тому подобные частицы.
Охлаждение анализируемой фракции частиц осуществляют со стороны подложки или конвейера (транспортера, лотка или любого подобного устройства), а регистрацию распределений температуры в виде инфракрасных изображений осуществляют с помощью тепловизора. Отделение ценных минералов от минералов пустой породы осуществляют по разности контраста или цвета на инфракрасных изображениях ценных минералов и минералов пустой породы исполнительным механизмом.
Отделение ценных минералов от минералов пустой породы осуществляют по разности температур ценных минералов и минералов пустой породы исполнительным механизмом.
Отделение ценных минералов от минералов пустой породы осуществляют по разности скорости охлаждения ценных минералов и минералов пустой породы исполнительным механизмом.
Отделение ценных минералов от минералов пустой породы осуществляют по разности теплоемкостей ценных минералов и минералов пустой породы исполнительным механизмом.
Отделение ценных минералов от минералов пустой породы осуществляют по разности теплопроводностей ценных минералов и минералов пустой породы исполнительным механизмом.
Отделение ценных минералов от минералов пустой породы осуществляют по разности распознанных геометрических изображений ценных минералов и минералов пустой породы исполнительным механизмом.
Для достижения более четких термических изображений слой анализируемой фракции породы одновременно подвергают охлаждению с одной стороны и нагреву с другой стороны.
Заявляемый способ основан на различии теплофизических параметров (теплопроводности, теплоемкости) пустой породы и выделяемого полезного компонента (например, алмазов, самородных металлов и других минеральных частиц, имеющих различия в теплофизических параметрах). Способ сепарации включает транспортировку кусков породы в виде монослойного потока породы, внешнее некоторое охлаждение - потоком газа, тумана, жидкости или другим физическим воздействием, приводящим к различному охлаждению кусков породы, регистрацию распределений температуры участка конвейера в зоне охлаждения тепловизором или другим аналогичным прибором. Например, при охлаждении потоком газа, тумана, жидкости или другим физическим воздействием, приводящим к различному охлаждению кусков породы, алмаз или другой кусок породы, имеющий высокую теплопроводность и низкую теплоемкость по сравнению с другими минеральными кусками в зоне охлаждения, имеет меньшую температуру и на тепловизоре будет изображаться менее ярким (более темным), а пустая порода имеет более высокую температуру и имеет на тепловизоре более яркую (светлую) раскраску (окраску, цвет).
Отличия от прототипа доказывают новизну заявляемого способа.
Известно использование процедуры охлаждения при обогащении полезных ископаемых в способе обогащения сульфидных руд (патент РФ 2229938). В данном патенте сульфидные руды подвергают дроблению, измельчению до крупности не более 0,25 мм, после чего производят флотационное отделение промежуточного продукта от нерудных минералов. Обезвоженный до остаточной влажности не более 2% промежуточный продукт направляется на дальнейшую обработку, которая ведется в плазмохимическом реакторе (плазмотроне). На входе в плазмохимический реактор измельченный и обезвоженный промежуточный продукт подается в струю нейтрального газа, например, азота. Происходит образование пылегазовой смеси мелкодисперсной фазы промежуточного продукта и нейтрального газа. Указанная пылегазовая смесь поступает в плазмохимический реактор, где она последовательно проходит через пояса электродов, между которыми создается дуговой разряд с температурой внутри плазмы до 10000 градусов по Цельсию». «Продукты распада полисульфидов после плазмохимического реактора сразу подаются в камеру криогенного охлаждения с жидким нейтральным газом. Резкое охлаждение препятствует протеканию химических реакций в смеси и способствует превращению газообразных элементов в элементы порошковые». В данном патенте охлаждение осуществляется с другой целью - с целью превращения газообразных элементов в твердое состояние (порошковое), а не способствует проявлению теплофизических свойств и, благодаря этому обеспечивает возможность более полного разделения ценного материала и пустой породы.
В обогащении полезных ископаемых широко применяется метод декрипитации (http://www.miningexpo.ru/userul/3672). Это метод измельчения (дробления) породы, основанный на ее нагревании и затем быстром охлаждении, что приводит к разрушению породы, так как разные минералы имеют различные коэффициенты температурного расширения. В данном методе охлаждение используется с другой целью (дробления, измельчения) по сравнению с заявляемым способом.
Известно также использование тепловизоров в ряде областей человеческой деятельности (http://www.thermoview.ru/articles/primenenie/), таких как строительство, энергетика и электротехника, металлургия и других.
Однако в перечисленных отраслях, во-первых, не известно обогащение полезных ископаемых с помощью тепловизора. Во-вторых, не известны способы, в которых с помощью последовательности операций - охлаждение (нагрев и охлаждение), формирование изображений в инфракрасном диапазоне электромагнитных волн, - производится сепарация частиц на ценные частицы и не ценные частицы. Следовательно, заявляемый способ позволяет получить новый технический результат - повышении эффективности сепарации за счет получения более четких термических изображений, что позволяет сделать вывод о его соответствии условию патентоспособности «изобретательский уровень».
Изобретение поясняется графическими материалами в виде фотографий, полученных в инфракрасном диапазоне электромагнитных волн.
На фиг. 1 показаны две одинаковые навески в стеклянных круглых банках с низкими бортами, расположенные на алюминиевой подложке. В правой банке навеска 1 алмазов крупностью от 0,6 до 0,8 мм, а в левой - навеска 2 безалмазного материала минералов кимберлитовой трубки той же крупности.
На фиг. 2 показан температурный профиль изменения температуры безалмазного материала и алмазов по линии cd, показанной на фиг. 1.
На фиг. 3 показаны частицы: речная галька 3 и медные частицы 4 со средним размером 1,5 см на алюминиевой подложке.
На фиг. 4 показан температурный профиль изменения температуры речной гальки и медных частиц по линии ab, показанной на фиг. 3.
На фиг. 5 показаны частицы речной гальки и медные частицы в открытой стеклянной чашке Петри, расположенной на алюминиевой подложке, и соответствующие частицам средние температуры.
Основные варианты технологических схем выполнения заявляемого способа приведены в виде блок-схем 1-3.
По заявляемому способу сортировки породы проводят измельчение добытой руды и разделение частиц на фракции по крупности. Перед анализом подвергают некоторому виду охлаждения частицы анализируемой фракции и осуществляют регистрацию распределений температуры в виде инфракрасных изображений, идентификацию частиц, содержащих ценный материал, по разным признакам и отделение ценного материала из фракции частиц проводят по теплофизическим характеристикам минералов, зафиксированным на инфракрасных изображениях. Причем, регистрацию распределений температуры в виде инфракрасных изображений осуществляют в диапазоне от 0,74 мкм до 14 мкм длин электромагнитных волн с использованием тепловизора, например, марки Testo 885-2, а охлаждение фракции частиц осуществляют потоком охлажденного газа, пара, тумана или газовым потоком, содержащим любые охлажденные частицы, например, снег/лед и тому подобные частицы, а также любым жидким газом, например, жидким азотом.
Охлаждение анализируемой фракции частиц осуществляют со стороны породы или со стороны подложки или конвейера, а регистрацию распределений температуры в виде инфракрасных изображений осуществляют с помощью тепловизора.
Отделение ценных минералов от минералов пустой породы осуществляют по разности контраста или цвета на инфракрасных изображениях ценных минералов и минералов пустой породы исполнительным механизмом в случае, когда наблюдаются небольшие отличия ценных и не ценных минеральных частиц в их теплофизических свойствах, но на фотографиях ценные и не ценные частицы окрашены различными цветами или имеют разную яркость.
Отделение ценных минералов от минералов пустой породы осуществляют по разности температур ценных минералов и минералов пустой породы исполнительным механизмом в случае, когда ценные и не ценные частицы различаются по своим теплофизическим свойствам или имеют различные геометрические параметры, существенно влияющие на различное их охлаждение/нагрев. Например, отношение площади поверхности частицы к ее объему значительно влияет на ее охлаждение (фиг. 5).
Отделение ценных минералов от минералов пустой породы осуществляют по разности скорости охлаждения ценных минералов и минералов пустой породы исполнительным механизмом в случае, когда ценные и не ценные частицы отличаются по теплофизическим свойствам, но и по различию геометрических параметров и параметров исходных охлаждающих элементов и их температуры.
Отделение ценных минералов от минералов пустой породы осуществляют по разности теплоемкостей ценных минералов и минералов пустой породы исполнительным механизмом в случае, когда ценные и не ценные частицы различаются только по теплоемкости при незначительном отличии по другим теплофизическим свойствам.
Отделение ценных минералов от минералов пустой породы осуществляют по разности теплопроводностей ценных минералов и минералов пустой породы исполнительным механизмом в случае, когда ценные и не ценные частицы различаются по теплопроводности, но не сильно отличаются по другим теплофизическим свойствам.
Отделение ценных минералов от минералов пустой породы осуществляют по разности теплоемкостей и теплопроводностей ценных минералов и минералов пустой породы исполнительным механизмом в случае, когда ценные и не ценные частицы различаются по теплопроводности и теплоемкости.
Отделение ценных минералов от минералов пустой породы осуществляют по разности распознанных геометрических изображений ценных минералов и минералов пустой породы исполнительным механизмом в случае, когда ценные и не ценные частицы при разнице по вышеуказанным параметрам имеют существенно различие в геометрических параметрах. Например, ряд природных алмазов имеют форму октаэдра.
Для достижения более четких термических изображений слой анализируемой фракции породы одновременно подвергают охлаждению с одной стороны и нагреву, с другой стороны. При таком воздействии получается наибольшая разница температуры между ценными и не ценными компонентами добываемой руды (см. фиг. 5).
Охлаждение, например, можно осуществить конвективным потоком воздуха (тумана, пара и т.п.) при соответствующей геометрии устройства для сепарации минеральных кусков породы. Охлаждение также можно осуществить с помощью естественных его источников, например, направив поток холодного влажного зимнего воздуха с улицы в устройство для сепарации минеральных кусков породы.
Примеры.
Две одинаковые навески, изображенные на фиг. 1, в стеклянных круглых банках с низкими бортами, расположены на алюминиевой подложке. В правой банке навеска 1 алмазов крупностью от 0,6 до 0,8 мм темно синего цвета, а в левой - навеска 2 безалмазного материала минералов кимберлитовой трубки той же крупности.
При температуре навески 37°С она обдувалась потоком воздуха с температурой 22-25°С из вентилятора. Через 3 секунды установилась разность температур, показанная на данном рисунке. Средняя температура безалмазного материала стала 34,2°С, а средняя температура алмазной навески 33°С. При работе тепловизора в цветной шкале температуры изображения навесок будут отличаться цветами. Разумеется, данная разность температур определяется различной теплопроводностью и теплоемкостью безалмазного материала и алмазов, а ее небольшая величина объясняется тем, что у навесок алмазов и безалмазного материала имеются воздушные прослойки, которые влияют на их охлаждение и разность температур. На фиг. 2 показан профиль изменения температуры по линии cd, показанной на фиг. 1. Такая разность температур безалмазного материала и алмазов наблюдалась с помощью тепловизора марки Testo 885-2 многократно, более десяти раз. Аналогичные результаты были получены на тепловизоре марки ThermoPro TP8S.
Способ можно осуществить путем одновременного нагрева с одной стороны и охлаждением с другой стороны, что приведет к большей разности температур между ценными и не ценными кусками породы. Например, подложку, по которой движется монослойный поток породы, можно нагревать, а сверху охлаждать, или наоборот - подложку охлаждать, а сверху породу нагревать. Можно только охлаждать породу с любой стороны - сверху, снизу, сбоку или в любом другом направлении.
На фиг. 3 показаны частицы: речная галька 3 и медные частицы 4 со средним размером 1,5 см. Галька и медные частицы располагались на алюминиевой подложке и охлаждались воздухом с температурой 22-25°С вентилятором. При начальной температуре образцов 37°С через 10 секунд средняя температура речной гальки снизилась до 36,6°С (на фотографии они показаны светло-серыми частицами), средняя температура подложки составила 35°С, а средняя температура медных частиц (на фотографии выглядят черными) снизилась до 28°С. В цветной палитре работы тепловизора разница в цветах и их яркости у частиц, имеющих температурную разницу после охлаждения, существенна: галька 3 - красная, а медные 4 - сине-голубые.
На фиг. 4 показан профиль изменения температуры по линии ab, показанной на фиг. 3. В данном случае при охлаждении крупных частиц породы наблюдается и большая разница температур между медными частицами и частицами речной гальки.
На фиг. 5 представлены те же частицы речной гальки красного и медные частицы синего цвета, нагретые естественным образом при комнатной температуре в 37°С, в открытой стеклянной чашке Петри. Чашку Петри разместили на алюминиевую пластину со средней температурой равной -9°С. На данной фотографии медные частицы и речная галька явно отличаются по цвету и температуре. Через 7 секунд средняя температура гальки установилась около 29°С, а медных частиц - средняя температура 9,9°С. Данный пример наиболее информативный для описания обоих вариантов заявляемого способа. Для каждой показанной на фотографии частицы приведена ее средняя температура. Например, средняя температура самой крупной частицы гальки равна 36,6°С, а температура самой мелкой частицы равна 21,5°С. У самой крупной медной частицы средняя температура равна 14,6°С, а у самой мелкой медной частицы средняя температура равна 4,6°С. Крупные частицы имеют меньшее отношение площади поверхности к объему, что способствует более медленному их охлаждению. Такой разброс температур показывает то, что, во-первых, для частиц более близких по своим теплофизическим свойствам следует предварительно сортировать исходную породу по крупности, по форме и другим геометрическим параметрам, во-вторых, различие исходных частиц по крупности не будет влиять на выявление минеральных частиц, имеющих значительные отличия по теплофизическим свойствам от другой породы. В данном примере медные частицы, имеющие существенные отличия теплофизических свойств по сравнению с речной галькой легко можно отделить от пустой породы. Поскольку медь по сравнению с речной галькой имеет очень высокую теплопроводность и низкую теплоемкость. Удельная теплоемкость меди равна 0,385 кДж/(кг⋅К), а удельная теплоемкость данной речной гальки равна 0,7-0,9 кДж/(кг⋅К). Теплопроводность меди равна 401 Вт/(м⋅К), а тепловодность данной речной гальки 2-4 Вт/(м⋅К). Для алмазов аналогичная разница температур с пустой породой на фотографиях, полученных в инфракрасном диапазоне электромагнитных волн, будет более значительной, так как теплопроводность алмаза равна 1000-2600 Вт/(м⋅К) при удельной его теплоемкости равной 0,502 кДж/(кг⋅К).
Claims (13)
1. Способ сортировки породы, включающий измельчение добытой руды, разделение частиц на фракции по крупности, воздействие на фракцию частиц некоторого вида физического воздействия с последующим анализом посредством формирования изображений и идентификации частиц, содержащих ценный материал, и отделение из фракции частиц, содержащих по результатам анализа посредством формирования изображений ценный материал, отличающийся тем, что перед анализом посредством формирования изображений и в процессе идентификации частиц фракцию подвергают некоторому виду охлаждения и осуществляют регистрацию распределений температуры в виде инфракрасных изображений, а отделение ценного материала из фракции частиц проводят по теплофизическим характеристикам минералов, зафиксированным на инфракрасных изображениях.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что регистрацию распределений температуры в виде инфракрасных изображений осуществляют в диапазоне от 0,74 до 14 мкм длин электромагнитных волн.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что охлаждение фракции частиц осуществляют потоком охлажденного газа, пара, тумана или газовым потоком, содержащим любые охлажденные частицы, например снег/лед и тому подобные частицы.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что охлаждение анализируемой фракции частиц осуществляют со стороны подложки или конвейера.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что регистрацию распределений температуры в виде инфракрасных изображений осуществляют с помощью тепловизора.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отделение ценных минералов от минералов пустой породы осуществляют по разности контраста или цвета на инфракрасных изображениях ценных минералов и минералов пустой породы исполнительным механизмом.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отделение ценных минералов от минералов пустой породы осуществляют по разности температур ценных минералов и минералов пустой породы исполнительным механизмом.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отделение ценных минералов от минералов пустой породы осуществляют по разности скорости охлаждения ценных минералов и минералов пустой породы исполнительным механизмом.
9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отделение ценных минералов от минералов пустой породы осуществляют по разности теплоемкостей ценных минералов и минералов пустой породы исполнительным механизмом.
10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отделение ценных минералов от минералов пустой породы осуществляют по разности теплопроводностей ценных минералов и минералов пустой породы исполнительным механизмом.
11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отделение ценных минералов от минералов пустой породы осуществляют по разности теплоемкостей и теплопроводностей ценных минералов и минералов пустой породы исполнительным механизмом.
12. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отделение ценных минералов от минералов пустой породы осуществляют по разности распознанных геометрических изображений ценных минералов и минералов пустой породы исполнительным механизмом.
13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что слой фракции одновременно подвергают охлаждению с одной стороны и нагреву с другой стороны.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016113465A RU2617797C1 (ru) | 2016-04-07 | 2016-04-07 | Способ сортировки породы (варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016113465A RU2617797C1 (ru) | 2016-04-07 | 2016-04-07 | Способ сортировки породы (варианты) |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017103717A Division RU2675807C2 (ru) | 2017-02-03 | 2017-02-03 | Способ сортировки породы |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2617797C1 true RU2617797C1 (ru) | 2017-04-26 |
Family
ID=58643247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016113465A RU2617797C1 (ru) | 2016-04-07 | 2016-04-07 | Способ сортировки породы (варианты) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2617797C1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1375816A1 (ru) * | 1986-01-06 | 1988-02-23 | Уральский научно-исследовательский и проектный институт медной промышленности "УНИПРОМЕДЬ" | Способ вы влени потенциально неустойчивых участков в откосах массива горных пород |
| RU2263903C2 (ru) * | 2002-12-30 | 2005-11-10 | ООО "Технологический институт энергетических обследований,диагностики и неразрушающего контроля "ВЕМО" | Способ неразрушающего контроля поверхности туннеля |
| WO2008046136A1 (en) * | 2006-10-16 | 2008-04-24 | Technological Resources Pty. Limited | Sorting mined material |
| WO2010094087A1 (en) * | 2009-02-23 | 2010-08-26 | Technological Resources Pty. Limited | Detecting a mineral within a material |
| US20150314332A1 (en) * | 2012-11-30 | 2015-11-05 | Technological Resources Pty. Limited | Sorting mined material |
| CN105134183A (zh) * | 2015-10-13 | 2015-12-09 | 四川隧唐科技股份有限公司 | 一种隧道渗漏水远程实时监测系统及其实现方法 |
-
2016
- 2016-04-07 RU RU2016113465A patent/RU2617797C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1375816A1 (ru) * | 1986-01-06 | 1988-02-23 | Уральский научно-исследовательский и проектный институт медной промышленности "УНИПРОМЕДЬ" | Способ вы влени потенциально неустойчивых участков в откосах массива горных пород |
| RU2263903C2 (ru) * | 2002-12-30 | 2005-11-10 | ООО "Технологический институт энергетических обследований,диагностики и неразрушающего контроля "ВЕМО" | Способ неразрушающего контроля поверхности туннеля |
| WO2008046136A1 (en) * | 2006-10-16 | 2008-04-24 | Technological Resources Pty. Limited | Sorting mined material |
| WO2010094087A1 (en) * | 2009-02-23 | 2010-08-26 | Technological Resources Pty. Limited | Detecting a mineral within a material |
| US20150314332A1 (en) * | 2012-11-30 | 2015-11-05 | Technological Resources Pty. Limited | Sorting mined material |
| CN105134183A (zh) * | 2015-10-13 | 2015-12-09 | 四川隧唐科技股份有限公司 | 一种隧道渗漏水远程实时监测系统及其实现方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Knapp et al. | Viable applications of sensor‐based sorting for the processing of mineral resources | |
| US8875901B2 (en) | Sorting mined material on the basis of two or more properties of the material | |
| AU2007312937B2 (en) | Sorting mined material | |
| US8100581B2 (en) | Method of determining the presence of a mineral within a material | |
| AU2009291515B2 (en) | Sorting mined material | |
| Kingman et al. | Effects of microwave radiation upon the mineralogy and magnetic processing of a massive Norwegian ilmenite ore | |
| US20150314332A1 (en) | Sorting mined material | |
| MX2011000070A (es) | Clasificacion de material extraido de minas. | |
| AU2010215088B2 (en) | Detecting a mineral within a material | |
| Phiri et al. | Development of a strategy and interpretation of the NIR spectra for application in automated sorting | |
| US20160279674A1 (en) | Processing mined material | |
| Ghosh et al. | A non-invasive technique for sorting of alumina-rich iron ores | |
| RU2617797C1 (ru) | Способ сортировки породы (варианты) | |
| RU2675807C2 (ru) | Способ сортировки породы | |
| Amar et al. | Mine waste rock reprocessing using sensor-based sorting (SBS): Novel approach toward circular economy in phosphate mining | |
| Poloko | Physical separation methods, part 1: A review | |
| Clarkson et al. | Exploiting the malleability of gold for placer concentrate extraction and recovery | |
| Cabri | New developments in process mineralogy of platinum-bearing ores | |
| Chelgani et al. | Sensor-based separation | |
| Grotowski et al. | Research on the possibility of sorting application for separation of shale and/or gangue from the feed of Rudna concentrator | |
| Firsching et al. | REWO-SORT Sensor Fusion for Enhanced Ore Sorting: A Project Overview | |
| Matveev et al. | Dissociation of Gold Ore from Gurbey Deposit under Impact Effects | |
| Bellusci | Analytical and Experimental Investigations into the Coarse Beneficiation of Trona Ore by Sensor-Based Sortation and Other Physical Separation Methods | |
| Strauss | Ore Sorting in Mining | |
| Dalm et al. | Applicability of near-infrared hyperspectral imagery (NIR-HI) for sensor based sorting of an epithermal Au-Ag ore |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20181009 Effective date: 20181009 |