RU2675807C2 - Method of sorting rocks - Google Patents

Method of sorting rocks Download PDF

Info

Publication number
RU2675807C2
RU2675807C2 RU2017103717A RU2017103717A RU2675807C2 RU 2675807 C2 RU2675807 C2 RU 2675807C2 RU 2017103717 A RU2017103717 A RU 2017103717A RU 2017103717 A RU2017103717 A RU 2017103717A RU 2675807 C2 RU2675807 C2 RU 2675807C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
minerals
particles
valuable material
mine
separation
Prior art date
Application number
RU2017103717A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2017103717A (en
RU2017103717A3 (en
Inventor
Александр Алексеевич Немаров
Николай Аркадьевич Иванов
Николай Валентинович Лебедев
Виктор Викторович Кондратьев
Антонина Игоревна Карлина
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ")
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 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ")
Priority to RU2017103717A priority Critical patent/RU2675807C2/en
Publication of RU2017103717A publication Critical patent/RU2017103717A/en
Publication of RU2017103717A3 publication Critical patent/RU2017103717A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2675807C2 publication Critical patent/RU2675807C2/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07CPOSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00Sorting 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
    • B07C5/34Sorting according to other particular properties
    • B07C5/342Sorting according to other particular properties according to optical properties, e.g. colour
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/71Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light thermally excited
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/24Earth materials

Abstract

FIELD: minerals.SUBSTANCE: invention relates to the field of sorting various rocks of minerals according to their thermophysical properties and can be used in the separation of mineral particles, including diamond-containing rock. Method includes analyzing by thermal imaging and identifying particles containing valuable material, and separating particles containing valuable material according to the results of analysis by imaging. In this case, temperature distributions are recorded in the form of infrared images in the range from 0.74 to 14 mcm of electromagnetic wavelengths by scanning the surface of a deposit, mine, adits, trenches or drifts by means of a thermal imager, and the separation of valuable material is carried out according to the thermal characteristics of minerals recorded on infrared images, collecting the detected valuable material directly from the surface of the quarry, mine, tunnel, trench or drift of the developed field.EFFECT: increase in the efficiency of differentiation of useful minerals directly from the surface of the open-pit, mine, adit of the mine being developed is achieved.1 cl, 12 dwg

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 многих этапах разведки, добычи и обогащения полезных ископаемых.The invention relates to the field of mineral processing, and in particular to methods for enriching various mineral rocks by their thermophysical properties, and can be used in the separation of mineral particles, in which thermal conductivity and heat capacity are significantly different from gangue particles, for example, such as various native minerals (copper, gold and the like), including minerals of diamond-bearing rocks. The inventive method can be used at many stages of exploration, production and enrichment of minerals.

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.The claimed invention relates to a priority area for the development of science and technology "Technologies for environmentally sound development of deposits and mining" [Alphabetical index to the International Patent Classification in priority areas for the development of science and technology / Yu.G. Smirnov, E.V. Skidanova, S.A. Krasnov. - M.: PATENT, 2008 .-- p. 110], since the claimed method is environmentally friendly.

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.There are a number of contact methods using various devices for detecting diamonds and diamonds, for example, the method disclosed in the description of the patent of the Russian Federation 2011978, using the device for identifying diamonds and diamonds (RF patent 2011978, IPC 5 G01N 25/18, published on 04/30/1994) , in which the identification of diamond is carried out in a contact manner using an electronic circuit with a transistor.

Признаками способа-аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого способа, является назначение и использование физического воздействия.The signs of the analogue method, coinciding with the essential features of the proposed method, is the purpose and use of physical exposure.

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.The known method using a device for the identification of diamonds and diamonds according to the patent of the Russian Federation 2011978 is very difficult for the industrial beneficiation of diamond ore. Other similar contact devices are also impossible to use in industrial separation (sorting) of diamonds from the rock containing them.

Существует ряд способов, представляющих собой рентгенолюминесцентную сепарацию алмазов из исходной алмазосодержащей породы.There are a number of methods, which are x-ray luminescent separation of diamonds from the original diamond-containing rock.

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.A known method, for example, is the luminescent separation of minerals from an enriched material (RF patent No. 2362635, IPC B07C 5/346 (2006.01), B03B 13/06 (2006.01), published July 27, 2009), using the luminescence of the extracted mineral arising under the influence of exciting radiation.

Признаками способа-аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого способа, является использование физического воздействия.The signs of the analogue method, which coincides with the essential features of the proposed method, is the use of physical impact.

Недостатками данного способа являются:The disadvantages of this method are:

- во-первых, не все минеральные частицы ценного компонента люминесцируют, а часть пустой породы может также люминесцировать, давая ложный сигнал, что снижает эффективность сепарации;- firstly, not all mineral particles of a valuable component luminesce, and part of the gangue can also luminesce, giving a false signal, which reduces the separation efficiency;

- во-вторых, сложная система обработки полученных ответных сигналов, что не позволяет получать требуемое извлечение ценного компонента из исходной руды;- secondly, a complex system for processing the received response signals, which does not allow to obtain the required extraction of a valuable component from the source ore;

- в-третьих, высокие энергозатраты;- thirdly, high energy costs;

- в-четвертых, применение проникающего электромагнитного излучения не является безопасным.- fourthly, the use of penetrating electromagnetic radiation is not safe.

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).A known method of separation of diamond-containing materials and a device for its implementation (RF patent No. 2366519, IPC B07C 5/346 (2006.01), B03B 13/06 (2006.01), G01N 23/00 (2006.01), published on 09/10/2009).

Признаками способа-аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого способа, является физическое воздействие (облучение в рентгеновском диапазоне электромагнитных волн) на исходный материал.The signs of the analogue method, which coincides with the essential features of the proposed method, is the physical effect (irradiation in the x-ray range of electromagnetic waves) on the source material.

Недостатками данного способа также являются:The disadvantages of this method are also:

- во-первых, не все минеральные частицы ценного компонента люминесцируют, а часть пустой породы может также люминесцировать, давая ложный сигнал, что снижает эффективность сепарации;- firstly, not all mineral particles of a valuable component luminesce, and part of the gangue can also luminesce, giving a false signal, which reduces the separation efficiency;

- во-вторых, сложная система обработки полученных ответных сигналов, что не позволяет получать требуемое извлечение ценного компонента из исходной руды;- secondly, a complex system for processing the received response signals, which does not allow to obtain the required extraction of a valuable component from the source ore;

- в-третьих, высокие энергозатраты;- thirdly, high energy costs;

- в-четвертых, применение проникающего электромагнитного излучения не является безопасным.- fourthly, the use of penetrating electromagnetic radiation is not safe.

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).A known method that is implemented during operation of the luminescent separator for the enrichment of mineral raw materials and the separation device of the desired product for the separators (RF patent No. 2215586, IPC B03B 13/06, B07C 5/346, published 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.Signs of an analogue that coincide with the essential features of the proposed method are a method in which physical action (irradiation in a certain range of electromagnetic waves) is carried out on the source material.

Недостатками данного способа являются, как было сказано выше: во-первых, сложная система обработки полученных ответных сигналов, что не позволяет получать требуемое извлечение ценного компонента из исходной руды; во-вторых, не все минеральные частицы ценного компонента люминесцируют, а часть пустой породы также может люминесцировать; в-третьих, высокие энергозатраты; в-четвертых, применение проникающего электромагнитного излучения не является безопасным.The disadvantages of this method are, as mentioned above: firstly, a complex system for processing the received response signals, which does not allow to obtain the required extraction of a valuable component from the original ore; secondly, not all mineral particles of a valuable component luminesce, and part of the gangue can also luminesce; thirdly, high energy consumption; fourthly, the use of penetrating electromagnetic radiation is not safe.

Таким образом, все способы, по которым работают рентгенолюминесцентные сепараторы имеют ряд недостатков:Thus, all the ways in which X-ray luminescent separators work have a number of disadvantages:

- экологически не безопасны, так как используется электромагнитное излучение неблагоприятно действующее на живые организмы;- environmentally unsafe, since electromagnetic radiation is used adversely affecting living organisms;

- сложный обсчет выявления ценного компонента;- complex calculation of revealing a valuable component;

- большие энергозатраты;- high energy costs;

- не все алмазы светятся под рентгеном, так как их свечение обусловлено примесями (азот и другие примеси);- not all diamonds glow under X-rays, since their luminescence is due to impurities (nitrogen and other impurities);

- 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;- in addition to diamonds, a number of minerals also shine under the X-ray (zircons, pyropes, halites, calcites, etc.), therefore, the methods of X-ray luminescent separation of NPO Burevestnik devices identify diamonds by the attenuation of their glow after irradiation with X-ray, which complicates the separation process;

- 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).- X-ray fluorescence separation methods require complex hardware design (protection of people and other living organisms from penetrating electromagnetic radiation, complex electronic circuits and other device elements).

Наиболее близкий 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.Closest to the claimed method is a method for sorting the produced rock (RF patent No. 2401166, IPC B07C 5/342 (2006.01), G01N 33/24 (2006.01), published on 10.10.2010), in which the sorting is based on analysis by thermal imaging and identification of particles containing valuable material. For this, the coarse fraction of particles is exposed to some kind of heating and the coarse fraction is divided into particles containing, according to the analysis by thermal imaging, valuable material and particles that are relatively unproductive in terms of the content of valuable material.

Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками варианта заявляемого способа по п. 1 формулы изобретения, являются:The signs of the prototype, coinciding with the essential features of a variant of the proposed method according to p. 1 of the claims are:

- анализ посредством термического формирования изображений и идентификации частиц, содержащих ценный материал;- analysis by thermal imaging and identification of particles containing valuable material;

- отделение частиц, содержащих по результатам анализа посредством формирования изображений ценный материал.- the separation of particles containing the results of the analysis through the formation of images of valuable material.

Способ по прототипу не позволит проводить сортировку руды с отделением ценного материала непосредственно на поверхности месторождения или в шахте, отбирая ценный материал с поверхности штолен, так как для этого по формуле прототипа требуется следующая последовательность действий: измельчение, сортировка и нагрев. Данный нагрев можно осуществить только локально, по большой площади равномерный нагрев трудноосуществим. Следовательно, будет нагрет только определенный участок и неравномерно, то есть ценные частицы нагреются по-разному, что не будет способствовать их явному выделению на полученных изображениях в инфракрасном диапазоне электромагнитных волн. Другими словами, должно быть какое-то замкнутое пространство для данного нагрева или способ с устройством, которые равномерно подводят тепло к поверхности руды, в котором источник тепла будет равномерно нагревать ценные частицы до некоторой определенной температуры, а не ценные частицы - до другой существенно отличающейся температуры.The prototype method will not allow ore sorting with separation of valuable material directly on the surface of the deposit or in the mine, selecting valuable material from the surface of the adits, since for this according to the prototype formula the following sequence of steps is required: grinding, sorting and heating. This heating can be carried out only locally, over a large area, uniform heating is difficult to implement. Therefore, only a certain area will be heated and unevenly, that is, valuable particles will heat up differently, which will not contribute to their explicit selection in the received images in the infrared range of electromagnetic waves. In other words, there must be some kind of enclosed space for a given heating or a method with a device that evenly supplies heat to the ore surface, in which a heat source will uniformly heat valuable particles to a certain specific temperature, and not valuable particles to another significantly different temperature .

Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками варианта заявляемого способа по п. 3 формулы изобретения, являются:The signs of the prototype, coinciding with the essential features of a variant of the proposed method according to claim 3 of the claims are:

- измельчение добытой руды;- grinding of mined ore;

- разделение частиц по крупности;- separation of particles by size;

- воздействие на одну из фракций частиц некоторого вида физического воздействия с последующим анализом посредством термического формирования изображений и идентификацией частиц, содержащих ценный материал;- exposure to one of the particle fractions of a certain type of physical impact, followed by analysis by thermal imaging and identification of particles containing valuable material;

- отделение ценного материала из анализируемой фракции частиц по результатам анализа посредством сформированных изображений.- separation of valuable material from the analyzed fraction of particles according to the results of the analysis by means of the generated images.

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.The disadvantage of the prototype is also the implementation of a particular heating, which requires unconditionally additional energy consumption. However, heating is not always acceptable, as the source ore may contain minerals that, when heated, release toxic or toxic substances. For example, coloradoite is a mineral contained in solidified magma (kimberlite pipe). When heated, this mineral releases deadly toxic fumes and dust. In addition, a kimberlite pipe in some cases contains a certain amount of oil. Oil vapors are also toxic, and when heated with ignition, even more toxic substances are released. The above substances can especially heat up during microwave operation, which is used for heating in the prototype. Also, heating is not acceptable when enriching other ores containing toxic minerals (cinnabar, auripigment, stibnite, torbornite, arsenopyrite, asbestos, galena, gutchinsonite, chalcanthite and others), since such minerals emit toxic and toxic chemicals.

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. Причем, изобретение направлено на создание технологии без энергозатрат, которую можно использовать, как на этапах добычи, так и на этапах обогащения полезных ископаемых.The invention is aimed at creating an effective safe technology for sorting rocks containing valuable components such as diamonds, native metals (gold, copper and other similar metals) and minerals that differ significantly in thermophysical properties from waste rock. Moreover, the invention is aimed at creating a technology without energy consumption, which can be used both at the stages of production and at the stages of mineral processing.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении оперативности дифференцирования полезных минералов непосредственно с поверхности карьера, шахты, штольни разрабатываемого месторождения.The technical result of the claimed invention is to increase the efficiency of differentiation of useful minerals directly from the surface of the quarry, mine, adit developed deposits.

Технический результат заявляемого изобретения достигается тем, что в способе сортировки породы, включающем анализ посредством термического формирования изображений и идентификации частиц, содержащих ценный материал, и отделение частиц, содержащих по результатам анализа посредством формирования изображений ценный материал, согласно изобретению, осуществляют регистрацию распределений температуры в виде инфракрасных изображений путем сканирования поверхности месторождения, шахты, штольни, траншеи или штрека посредством тепловизора (или другого подобного устройства), а отделение ценного материала проводят по теплофизическим характеристикам минералов, зафиксированным на инфракрасных изображениях, собирая обнаруженный ценный материал непосредственно с поверхности карьера, шахты, штольни, траншеи или штрека разрабатываемого месторождения.The technical result of the claimed invention is achieved by the fact that in the method of sorting the rock, including analysis by thermal imaging and identification of particles containing valuable material, and separating particles containing the results of the analysis by image formation of valuable material, according to the invention, the temperature distributions are recorded in the form infrared images by scanning the surface of a field, mine, adit, trench or drift through a thermal imager (Or other similar device), and the separation of valuable material carried on thermophysical characteristics minerals, fixed on the infrared images, the detected collecting valuable material directly to the surface of the quarries, mines, tunnels, trenches or drift fields being developed.

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. Отличия от прототипа доказывают новизну заявляемого способа.The inventive method is based on the difference in thermophysical parameters (thermal conductivity, heat capacity) of waste rock and emitted useful component (for example, diamonds, native metals and other mineral particles having differences in thermophysical parameters. Differences from the prototype prove the novelty of the proposed method.

Из уровня техники широко известно использование тепловизоров в ряде областей человеческой деятельности (http://www.thermoview.ru/articles/primenenie/), таких как строительство, энергетика и электротехника, металлургия и других.The use of thermal imagers is widely known in the prior art in a number of areas of human activity (http://www.thermoview.ru/articles/primenenie/), such as construction, energy and electrical engineering, metallurgy and others.

Однако в перечисленных отраслях, не известно использование тепловизара для сортировки породы путем оперативного дифференцирования полезных минералов непосредственно с поверхности карьера, шахты, штольни разрабатываемого месторождения полезных ископаемых с помощью тепловизора. Таким образом, заявляемый способ позволяет получить новый технический результат, выражающийся в возможности оперативно на ранних стадиях разработки месторождения полезных ископаемых, выбрать крупные куски ценного материала (минерала). Например, добытый на ранней стадии в карьере (шахте или в любом другом месте месторождения) крупный алмаз не будет разбит в дальнейших технологических операциях на более мелкие алмазы. Следовательно, заявляемый способ соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».However, in these industries, it is not known to use a thermal imager to sort rocks by quickly differentiating minerals directly from the surface of a quarry, mine, or adit of a developed mineral deposit using a thermal imager. Thus, the claimed method allows to obtain a new technical result, expressed in the ability to quickly select the large pieces of valuable material (mineral) in the early stages of development of a mineral deposit. For example, a large diamond mined at an early stage in a quarry (mine or anywhere else in the field) will not be broken into smaller diamonds in further technological operations. Therefore, the claimed method meets the condition of patentability "inventive step".

Изобретение поясняется графическими материалами в виде фотографий, полученных в инфракрасном диапазоне электромагнитных волн, температурных профилей и блок-схем технологии способа.The invention is illustrated by graphic materials in the form of photographs obtained in the infrared range of electromagnetic waves, temperature profiles and flowcharts of the method technology.

На фиг. 1 и фиг. 2 показаны две одинаковые по весу навески в стеклянных круглых банках с низкими бортами, расположенные на алюминиевой подложке.In FIG. 1 and FIG. Figure 2 shows two equally sized weights in glass round jars with low sides located on an aluminum substrate.

На фиг. 1 представлена фотография навески безалмазного материала минералов кимберлитовой трубки крупностью от 0,6 до 0,8 мм, а на фиг. 2 - фотография навески алмазов той же крупности.In FIG. 1 shows a photograph of a sample of diamond-free material of kimberlite minerals with a particle size of 0.6 to 0.8 mm, and FIG. 2 - photograph of a sample of diamonds of the same size.

На фиг. 3 показан температурный профиль изменения температуры безалмазного материала по линии ab, показанной на фиг. 1 и полученной с помощью программного обеспечения тепловизора Testo 885-2.In FIG. 3 shows the temperature profile of the temperature change of diamond-free material along the line ab shown in FIG. 1 and obtained using the software of the Testo 885-2 thermal imager.

На фиг. 4 показан температурный профиль изменения температуры алмазов по линии cd, показанной на фиг. 2 и полученной с помощью программного обеспечения тепловизора Testo 885-2.In FIG. 4 shows the temperature profile of the temperature change of diamonds along the line cd shown in FIG. 2 and obtained using the software of the Testo 885-2 thermal imager.

На фиг. 5 показана фотография частиц: речная галька 1 и медные частицы 2 со средним размером 1,5 см на алюминиевой подложке.In FIG. 5 shows a photograph of particles: river pebbles 1 and copper particles 2 with an average size of 1.5 cm on an aluminum substrate.

На фиг. 6 показан температурный профиль изменения температуры речной гальки и медных частиц по линии ef, показанной на фиг. 5.In FIG. 6 shows the temperature profile of the temperature variation of river pebbles and copper particles along the line ef shown in FIG. 5.

На фиг. 7 показана фотография частиц речной гальки и медных частиц в открытой стеклянной чашке Петри, расположенной на алюминиевой подложке, и соответствующие частицам средние температуры.In FIG. 7 shows a photograph of river pebble particles and copper particles in an open glass Petri dish located on an aluminum substrate, and average temperatures corresponding to the particles.

На фиг. 8 представлена технологическая блок-схема без принудительного охлаждения поверхности месторождения.In FIG. 8 is a flowchart without forced cooling of a field surface.

На фиг. 9 представлена технологическая блок-схема с принудительным охлаждением поверхности месторождения.In FIG. 9 is a process flow diagram with forced cooling of a field surface.

На фиг. 10 показана фотография алмазов 3 и безалмазного материала 4, представленная в цветной палитре тепловизора Testo 885-2. Алмазы 3 - синие, а безалмазный материал 4 - светло-голубой.In FIG. 10 shows a photograph of diamonds 3 and diamond-free material 4, presented in the color palette of the Testo 885-2 thermal imager. Diamonds 3 are blue, and diamond-free material 4 is light blue.

На фиг. 11 представлена фотография в цветной палитре тепловизора Testo 885-2 (повторяющая фотографию фиг. 5). Речная галька 5 - красного цвета, а медные частицы 6 - синего цвета.In FIG. 11 shows a photograph in the color palette of the Testo 885-2 thermal imager (repeating the photograph of FIG. 5). River pebbles 5 are red, and copper particles 6 are blue.

На фиг. 12 показана фотография, повторяющая фотографию фиг. 7, но представленная в цветной палитре тепловизора Testo 885-2 с соответствующими средними температурами частиц.In FIG. 12 is a photograph repeating the photograph of FIG. 7, but presented in the color palette of the Testo 885-2 thermal imager with the corresponding average particle temperatures.

Заявляемый способ может быть использован уже на этапе геологоразведки или на этапе вскрытия исходной породы месторождения, так как многие минеральные частицы, имеющие существенные различия в теплофизических свойствах, могут быть обнаружены на открытой поверхности месторождения посредством ее сканирования тепловизором и получения изображений в инфракрасном диапазоне электромагнитных волн и соответствующей их обработке с целью выявления ценных компонентов (см. Блок схема на фиг. 8), так как незначительный обдув породы в виде конвективного потока (сквозняка, ветерка) приводит к ее охлаждению. Основные варианты технологических схем выполнения заявляемого способа приведены на фиг. 8 и фиг. 9.The inventive method can be used already at the stage of geological exploration or at the stage of opening the initial rock of the field, since many mineral particles having significant differences in thermal properties can be detected on the open surface of the field by scanning it with a thermal imager and obtaining images in the infrared range of electromagnetic waves and corresponding to their processing in order to identify valuable components (see. Block diagram in Fig. 8), since insignificant blowing of the rock in the form of convectors th flow (draft, wind) leads to its cooling. The main options for technological schemes of the proposed method are shown in FIG. 8 and FIG. 9.

Способ сортировки породы осуществляют путем сканирования поверхности месторождения, шахты, штольни, траншеи или штрека посредством тепловизора и отбора обнаруженного ценного материала непосредственно с поверхности карьера, шахты, штольни, траншеи или штрека разрабатываемого месторождения. При этом 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 отделение ценного материала проводят по теплофизическим характеристикам минералов, зафиксированным на инфракрасных изображениях.The method of sorting the rock is carried out by scanning the surface of the field, mine, adit, trench or drift through a thermal imager and selecting the discovered valuable material directly from the surface of the quarry, mine, adit, trench or drift of the developed field. In this case, the registration of temperature distributions in the form of infrared images is carried out in the range from 0.74 μm to 14 μm of electromagnetic wavelengths using a thermal imager, for example, the Testo 885-2 brand, and the valuable material is separated by the thermal characteristics of the minerals recorded on infrared images.

Примеры.Examples.

Брались две одинаковые по весу навески, изображенные на фиг. 1 и фиг. 2, в стеклянных круглых банках с низкими бортами, расположеные на алюминиевой подложке. Навеска алмазов крупностью от 0,6 до 0,8 мм на фиг. 2 выглядела на экране тепловизора темно-синего цвета, а навеска безалмазного материала минералов кимберлитовой трубки той же крупности на фиг. 1 - светло-синего.We took two samples of the same weight, shown in FIG. 1 and FIG. 2, in glass round jars with low sides, located on an aluminum substrate. A sample of diamonds with a particle size of 0.6 to 0.8 mm in FIG. 2 looked on the screen of a thermal imager of dark blue color, and a sample of diamond-free material of minerals of a kimberlite pipe of the same size in FIG. 1 - light blue.

Для имитации естественных условий при температуре навесок 37°C они обдувались легким потоком воздуха с температурой 22-25°C из вентилятора. Через 3 секунды установилась разность температур, показанная на температурных профилях фиг. 3 и фиг. 4. Средняя температура безалмазного материала стала 34,2°C, а средняя температура алмазной навески 33°C. 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. 3 показан температурный профиль изменения температуры по линии ab, показанной на фиг. 1. На фиг. 4 показан профиль изменения температуры по линии cd, показанной на фиг. 2. 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.To simulate natural conditions at a temperature of 37 ° C, they were blown with a gentle stream of air with a temperature of 22-25 ° C from the fan. After 3 seconds, the temperature difference shown on the temperature profiles of FIG. 3 and FIG. 4. The average temperature of diamond-free material has become 34.2 ° C, and the average temperature of the diamond sample 33 ° C. When the thermal imager operates in a color scale, the temperature of the image of the hinges will differ in colors. Of course, this temperature difference is determined by the different thermal conductivity and heat capacity of the diamond-free material and diamonds, and its small value is explained by the fact that there are air gaps on the diamond and diamond-free material, which affect their cooling and temperature difference. In FIG. 3 shows the temperature profile of the temperature change along the line ab shown in FIG. 1. In FIG. 4 shows a temperature profile along line cd shown in FIG. 2. Such a temperature difference of diamond-free material and diamonds was observed using the Testo 885-2 thermal imager repeatedly, more than ten times. Similar results were obtained on a ThermoPro TP8S thermal imager.

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.The method can be carried out by simultaneous heating on the one hand and cooling on the other hand, which will lead to a greater temperature difference between valuable and not valuable pieces of rock. For example, a substrate along which a monolayer rock flow moves can be heated, and on top can be cooled, or vice versa - the substrate can be cooled, and the rock can be heated on top. You can only cool the rock from any side - from above, from below, from the side or in any other direction.

На фиг. 5 показаны фотографии частиц: речная галька 1 и медные частицы 2 со средним размером 1,5 см. Галька и медные частицы располагались на алюминиевой подложке и охлаждались воздухом с температурой 22-25°C вентилятором для имитации естественных условий. При начальной температуре образцов 37°C через 10 секунд средняя температура речной гальки снизилась до 36,6°C (на фотографии они показаны светло-серыми частицами), средняя температура подложки составила 35°C, а средняя температура медных частиц (на фотографии выглядят черными) снизилась до 28°C. На фиг. 11 в цветной палитре работы тепловизора разница в цветах и их яркости у частиц, имеющих температурную разницу после охлаждения, существенна: галька 5 -красная, а медные 6 - сине-голубые.In FIG. Figure 5 shows photographs of particles: river pebbles 1 and copper particles 2 with an average size of 1.5 cm. Pebbles and copper particles were placed on an aluminum substrate and cooled with air at a temperature of 22-25 ° C by a fan to simulate natural conditions. At the initial temperature of the samples 37 ° C, after 10 seconds, the average temperature of river pebbles decreased to 36.6 ° C (they are shown by light gray particles in the photo), the average temperature of the substrate was 35 ° C, and the average temperature of copper particles (in the photo look black ) decreased to 28 ° C. In FIG. 11 in the color palette of the thermal imager, the difference in colors and their brightness for particles having a temperature difference after cooling is significant: pebbles 5 are red and copper 6 is blue-blue.

На фиг. 6 показан профиль изменения температуры по линии ef, показанной на фиг. 5 и полученной с помощью программного обеспечения тепловизора Testo 885-2. В данном случае при охлаждении крупных частиц породы наблюдается и большая разница температур между медными частицами и частицами речной гальки.In FIG. 6 shows the temperature profile along line ef shown in FIG. 5 and obtained using the software of the Testo 885-2 thermal imager. In this case, when large rock particles are cooled, a large temperature difference is observed between copper particles and river pebble particles.

На фиг. 7 представлены те же частицы речной гальки светлые и медные частицы темного цвета, нагретые естественным образом при комнатной температуре 37°C, в открытой стеклянной чашке Петри. Чашку Петри разместили на алюминиевую пластину со средней температурой равной - 9°C для имитации природных условий в весенний период, когда грунт проморожен, а температура воздуха высокая. На данной фотографии медные частицы и речная галька явно отличаются по цвету и температуре. Через 7 секунд средняя температура гальки установилась около 29°C, а медных частиц - средняя температура 9,9°C. Данный пример наиболее информативный для осуществления заявляемого способа при различных естественных условиях. Для каждой показанной на фотографии частицы приведена ее средняя температура. Например, средняя температура самой крупной частицы гальки равна 36,6°C, а температура самой мелкой частицы равна 21,5°C. У самой крупной медной частицы средняя температура равна 14,6°C, а у самой мелкой медной частицы средняя температура равна 4,6°C. 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).In FIG. Figure 7 shows the same river pebble particles, light and dark-colored copper particles, naturally heated at room temperature 37 ° C, in an open glass Petri dish. A Petri dish was placed on an aluminum plate with an average temperature of -9 ° C to simulate natural conditions in the spring, when the soil is frozen, and the air temperature is high. In this photograph, copper particles and river pebbles clearly differ in color and temperature. After 7 seconds, the average temperature of the pebbles was set at about 29 ° C, and for copper particles, the average temperature was 9.9 ° C. This example is the most informative for the implementation of the proposed method under various natural conditions. For each particle shown in the photograph, its average temperature is given. For example, the average temperature of the largest pebble particle is 36.6 ° C, and the temperature of the smallest particle is 21.5 ° C. The largest copper particle has an average temperature of 14.6 ° C, and the smallest copper particle has an average temperature of 4.6 ° C. Large particles have a smaller ratio of surface area to volume, which contributes to a slower cooling. This temperature scatter shows that, firstly, for particles closer in their thermophysical properties, the initial rock should first be sorted by size, shape and other geometric parameters, and secondly, the difference in the size of the starting particles will not affect the detection of mineral particles having significant differences in thermophysical properties from another rock. In this example, copper particles having significant differences in thermophysical properties compared with river pebbles can easily be separated from waste rock. Since copper, in comparison with river pebbles, has a very high thermal conductivity and low heat capacity. The specific heat capacity of copper is 0.385 kJ / (kg⋅K), and the specific heat of this river pebble is 0.7-0.9 kJ / (kg⋅K). The thermal conductivity of copper is 401 W / (m⋅K), and the thermal conductivity of this river pebble is 2-4 W / (m⋅K). For diamonds, a similar temperature difference with waste rock in photographs taken in the infrared range of electromagnetic waves will be more significant, since the thermal conductivity of diamond is 1000-2600 W / (m⋅K) with a specific heat of 0.502 kJ / (kg⋅K) .

Claims (1)

Способ сортировки породы, включающий анализ посредством термического формирования изображений и идентификации частиц, содержащих ценный материал, и отделение частиц, содержащих по результатам анализа посредством формирования изображений ценный материал, отличающийся тем, что осуществляют регистрацию распределений температуры в виде инфракрасных изображений в диапазоне от 0,74 до 14 мкм длин электромагнитных волн путем сканирования поверхности месторождения, шахты, штольни, траншеи или штрека посредством тепловизора, а отделение ценного материала проводят по теплофизическим характеристикам минералов, зафиксированным на инфракрасных изображениях, собирая обнаруженный ценный материал непосредственно с поверхности карьера, шахты, штольни, траншеи или штрека разрабатываемого месторождения.A method of sorting rocks, including analysis by thermal imaging and identification of particles containing valuable material, and separating particles containing, according to the results of analysis by image formation, valuable material, characterized in that temperature distributions are recorded as infrared images in the range from 0.74 up to 14 microns of electromagnetic wavelengths by scanning the surface of a field, mine, adit, trench or drift through a thermal imager, and the separation of valuable of material carried on thermophysical characteristics minerals, fixed on the infrared images, the detected collecting valuable material directly to the surface of the quarries, mines, tunnels, trenches or drift fields being developed.
RU2017103717A 2017-02-03 2017-02-03 Method of sorting rocks RU2675807C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017103717A RU2675807C2 (en) 2017-02-03 2017-02-03 Method of sorting rocks

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017103717A RU2675807C2 (en) 2017-02-03 2017-02-03 Method of sorting rocks

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016113465A Division RU2617797C1 (en) 2016-04-07 2016-04-07 Method for sorting breed (versions)

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017103717A RU2017103717A (en) 2018-08-03
RU2017103717A3 RU2017103717A3 (en) 2018-08-03
RU2675807C2 true RU2675807C2 (en) 2018-12-25

Family

ID=63113039

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017103717A RU2675807C2 (en) 2017-02-03 2017-02-03 Method of sorting rocks

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2675807C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113933307B (en) * 2021-12-17 2022-03-11 矿冶科技集团有限公司 Method for measuring dissociation characteristics of lamellar minerals and application

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2076146A (en) * 1980-01-25 1981-11-25 Gunsons Sortex Mineral & Autom Method and Apparatus for Sorting
EP0064842A1 (en) * 1981-05-12 1982-11-17 Sphere Investments Limited Material sorting
US4433239A (en) * 1981-02-12 1984-02-21 Petro-Canada Exploration Inc. Method and apparatus for on-line monitoring of bitumen content in tar sand
RU2102162C1 (en) * 1996-05-31 1998-01-20 Закрытое акционерное общество "Интегра" Method for sorting lumpy gold-containing ores
RU2401166C1 (en) * 2006-10-16 2010-10-10 Текнолоджикал Ресорсиз Пти. Лимитед Sorting of rock in stock
RU2011111122A (en) * 2008-10-01 2012-11-10 Раг Акциенгезельшафт (De) METHOD FOR MANAGING MINING IN EXISTING CLEANING DIRECTIONS BY CONTROL OF EMPTY BREEDS IN ISSUE ON THE MOUNTAIN
US8752709B2 (en) * 2008-09-11 2014-06-17 Technological Resources Pty. Limited Sorting mined material

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2076146A (en) * 1980-01-25 1981-11-25 Gunsons Sortex Mineral & Autom Method and Apparatus for Sorting
US4433239A (en) * 1981-02-12 1984-02-21 Petro-Canada Exploration Inc. Method and apparatus for on-line monitoring of bitumen content in tar sand
EP0064842A1 (en) * 1981-05-12 1982-11-17 Sphere Investments Limited Material sorting
RU2102162C1 (en) * 1996-05-31 1998-01-20 Закрытое акционерное общество "Интегра" Method for sorting lumpy gold-containing ores
RU2401166C1 (en) * 2006-10-16 2010-10-10 Текнолоджикал Ресорсиз Пти. Лимитед Sorting of rock in stock
US8752709B2 (en) * 2008-09-11 2014-06-17 Technological Resources Pty. Limited Sorting mined material
RU2011111122A (en) * 2008-10-01 2012-11-10 Раг Акциенгезельшафт (De) METHOD FOR MANAGING MINING IN EXISTING CLEANING DIRECTIONS BY CONTROL OF EMPTY BREEDS IN ISSUE ON THE MOUNTAIN

Also Published As

Publication number Publication date
RU2017103717A (en) 2018-08-03
RU2017103717A3 (en) 2018-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Knapp et al. Viable applications of sensor‐based sorting for the processing of mineral resources
Rollinson et al. Characterisation of non-sulphide zinc deposits using QEMSCAN®
RU2014139260A (en) SORTING THE PRODUCED MATERIAL
AU2011232302A1 (en) Sorting mined material on the basis of two or more properties of the material
RU2010154284A (en) METHOD AND DEVICE FOR SORTING EXTRACTED FOSSIL MATERIAL
US20150314332A1 (en) Sorting mined material
AU2010215088A1 (en) Detecting a mineral within a material
RU2675807C2 (en) Method of sorting rocks
Petrie et al. Geological controls on refractory ore in an orogenic gold deposit, Macraes mine, New Zealand
Dominy et al. Characterisation of gravity amenable gold ores—Sample representivity and determination methods
Ghosh et al. A non-invasive technique for sorting of alumina-rich iron ores
Poloko Physical separation methods, part 1: A review
RU2617797C1 (en) Method for sorting breed (versions)
Clarkson et al. Exploiting the malleability of gold for placer concentrate extraction and recovery
Tøgersen et al. Mineralogy and texture of the Storforshei iron formation, and their effect on grindability
Manoucheri et al. Techno-economic aspect of ore sorting—Is sorting a missing part in the mining industry—A case study at Sandvik’s Mittersill tungsten mine
BR112013007588B1 (en) METHOD FOR ORE CLASSIFICATION
Oluwabunmi et al. 2 k Factorial Experiments on Factors that Influence the Recovery of Gold during the Upgrade of Ilesha-Itagunmodi Gold Ore through Froth Flotation
Wang et al. Trace Element Composition and Cathodoluminescence of Quartz in the Hongniu–Hongshan Skarn Deposit in Yunnan Province, Southwest China
Cabri New developments in process mineralogy of platinum-bearing ores
de Sousa Assessment of separation efficiency in mineral processing using the ultimate upgrading concept-a holistic window to integrate mineral liberation data
dos Santos et al. Preliminary analysis of the application of sensor based sorting on a limestone mine in the region caçapava do sul, Brazil
Coint et al. Rare earth elements (REE) in two long drill-cores from the Fen Carbonatite Complex, Telemark, Norway (preliminary version)
Tomczyk et al. Efficiency of Portable X-ray Fluorescence for Distinguishing Lead Slag
Firsching et al. REWO-SORT Sensor Fusion for Enhanced Ore Sorting: A Project Overview

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190408

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20200326