RU2813859C1 - Simulator for automated control systems for separation processes of diamond-containing raw materials - Google Patents
Simulator for automated control systems for separation processes of diamond-containing raw materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2813859C1 RU2813859C1 RU2023120073A RU2023120073A RU2813859C1 RU 2813859 C1 RU2813859 C1 RU 2813859C1 RU 2023120073 A RU2023120073 A RU 2023120073A RU 2023120073 A RU2023120073 A RU 2023120073A RU 2813859 C1 RU2813859 C1 RU 2813859C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- simulator
- diamond
- binder
- core
- component
- Prior art date
Links
- 239000010432 diamond Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 56
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000002994 raw material Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 29
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 29
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 21
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 10
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 8
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 239000000320 mechanical mixture Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 14
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 abstract description 5
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 abstract 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 8
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical class [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 6
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 6
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 description 4
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 4
- PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M lithium fluoride Chemical compound [Li+].[F-] PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 4
- JMANVNJQNLATNU-UHFFFAOYSA-N oxalonitrile Chemical compound N#CC#N JMANVNJQNLATNU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 4
- LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N Beryllium oxide Chemical compound O=[Be] LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- -1 lead Chemical class 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 2
- AJCDFVKYMIUXCR-UHFFFAOYSA-N oxobarium;oxo(oxoferriooxy)iron Chemical compound [Ba]=O.O=[Fe]O[Fe]=O.O=[Fe]O[Fe]=O.O=[Fe]O[Fe]=O.O=[Fe]O[Fe]=O.O=[Fe]O[Fe]=O.O=[Fe]O[Fe]=O AJCDFVKYMIUXCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 2
- 238000004875 x-ray luminescence Methods 0.000 description 2
- FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 2-iodoquinoline Chemical compound C1=CC=CC2=NC(I)=CC=C21 FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000583 Nd alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000006103 coloring component Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 230000007096 poisonous effect Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, а именно к способам обогащения алмазосодержащей руды с использованием физических эффектов, и может быть использовано для автоматизированного контроля процессов обогащения и сепарации.The invention relates to the field of mineral processing, namely to methods for processing diamond-containing ore using physical effects, and can be used for automated control of processing and separation processes.
Известен индикатор для контроля рентгенолюминесцентных сепараторов алмазов, содержащий магнитный и люминесцирующий компоненты. Причем магнитный компонент сосредоточен в ядре гранулы, а люминесцирующий компонент в виде люминофора с наполнителем локализованы в оболочке (А. с. СССР №874223 В03В 13/04, 1980 г.).A known indicator for monitoring X-ray luminescent diamond separators contains magnetic and luminescent components. Moreover, the magnetic component is concentrated in the core of the granule, and the luminescent component in the form of a phosphor with a filler is localized in the shell (AS USSR No. 874223 B03B 13/04, 1980).
Для регистрации данных индикаторов устанавливают специальный датчик - катушку из провода, сквозь которую движется руда с введенными в нее индикаторами. Катушка подключена к регистрирующему устройству. Намагниченные индикаторы создают в катушке импульсы индукционного тока, которые и регистрируются. Недостатком данного индикатора является возможность контролировать только ограниченный класс процессов, а именно только процессы сепарации, в основу которых заложено свойство полезного компонента люминесцировать. Недостатком также является то, что магнитный компонент имитатора является намагниченным материалом, в результате чего данный индикатор прилипает к стальным и другим поверхностям на основе ферромагнитных веществ, а также слипается в комки с рядом типичных для кимберлитов, минералов, например, с магнетитом. В результате этого траектория движения индикатора отличается от естественной для потока руды. Кроме того, образцы магнетита, типичные для кимберлита, также создают импульсы индукционного тока, которые невозможно отличить от индикаторов, поэтому достоверность контроля недостаточна.To record these indicators, a special sensor is installed - a coil of wire through which ore moves with indicators inserted into it. The coil is connected to a recording device. Magnetized indicators create induced current pulses in the coil, which are recorded. The disadvantage of this indicator is the ability to control only a limited class of processes, namely only separation processes, which are based on the property of the useful component to luminesce. Another disadvantage is that the magnetic component of the simulator is a magnetized material, as a result of which this indicator sticks to steel and other surfaces based on ferromagnetic substances, and also sticks together into lumps with a number of minerals typical of kimberlites, for example, magnetite. As a result, the trajectory of the indicator differs from that natural for the ore flow. In addition, magnetite samples typical of kimberlite also create induced current pulses that cannot be distinguished from indicators, so the reliability of the control is insufficient.
Известен индикатор для контроля сепарации алмазосодержащего сырья устройствами с использованием физических эффектов, выполненный из оптически прозрачного твердого материала на основе органических полимеров и имеющий весовую компоненту с вторичным разделительным признаком, люминесцирующей и цветовой компоненты в поверхностном слое индикатора. (Индикатор для контроля процесса сепарации алмазосодержащего сырья - Патент РФ №2137556. - В07С 5/342, В03В 13/04, заявка 98114704/12 от 20.07.1998 г, опубл. 20.09.1999 г., Бюл. №26).An indicator is known for monitoring the separation of diamond-containing raw materials by devices using physical effects, made of an optically transparent solid material based on organic polymers and having a weight component with a secondary separating feature, luminescent and color components in the surface layer of the indicator. (Indicator for monitoring the separation process of diamond-containing raw materials - RF Patent No. 2137556. - B07C 5/342, B03B 13/04, application 98114704/12 dated 07/20/1998, published 09/20/1999, Bulletin No. 26).
Недостатком данного технического решения является невозможность использования имитатора в системах автоматизированного контроля, и как следствие, снижение оперативности технического контроля работы переделов обогащения алмазосодержащей руды. Индикатор не имеет разделительного признака по магнитной компоненте, по которому система автоматизированного контроля определит ввод индикатора в процесс и его извлечение переделом обогащения.The disadvantage of this technical solution is the impossibility of using the simulator in automated control systems, and as a result, a decrease in the efficiency of technical control of the processing stages of diamond ore enrichment. The indicator does not have a separating feature for the magnetic component, by which the automated control system will determine the introduction of the indicator into the process and its extraction during the enrichment process.
Близким по технической сущности является имитатор для контроля процесса сепарации алмазосодержащего сырья, состоящий из твердого материала, представляющего собой механическую смесь связующего вещества, люминесцентно-весовой, магнитно-весовой и цветовой компонент, в качестве связующего содержащий оптически прозрачное вещество, а в качестве люминесцентно-весового компонента - натуральный алмазный порошок, при этом магнитно-весовая компонента прочно связана с поверхностным слоем материала индикатора (Патент РФ №2162747/ Индикатор для контроля процесса сепарации алмазосодержащего сырья, В03В 13/02, В07С 5/342 заявка 99110145/03 от 19.05.1999 г, опубл. 10.02.2001 г, Бюл. №4).Close in technical essence is a simulator for controlling the separation process of diamond-containing raw materials, consisting of a solid material, which is a mechanical mixture of a binder, a luminescent-weight, magnetic-weight and color component, containing an optically transparent substance as a binder, and as a luminescent-weight component - natural diamond powder, while the magnetic-weight component is firmly bonded to the surface layer of the indicator material (RF Patent No. 2162747 / Indicator for monitoring the separation process of diamond-containing raw materials, B03B 13/02, B07C 5/342 application 99110145/03 dated 05/19/1999 g, published 02/10/2001, Bulletin No. 4).
В указанном выше известном изобретении частично устранены недостатки аналога, поскольку порошок из натурального алмаза является алмазом, и, соответственно, обладает характеристиками алмаза: плотностью 3.5 г/см3 и атомным номером (Z), равным 6. Однако этот индикатор не решает поставленной задачи - имитировать свойства натурального алмаза. Это вытекает из следующих соображений. В алмазном порошке имеет место сильное рассеяние, поскольку алмаз обладает очень высоким коэффициентом преломления и большой дисперсией. Прозрачность индикатора в оптическом диапазоне может быть достигнута только при равенстве показателей преломления связующего вещества и алмаза, т.е. связующее вещество должно обладать показателем преломления (n) таким, как у алмаза, а именно n=2.4. Таким высоким показателем преломления связующие на основе органических полимеров, прозрачных для рентгеновского излучения, не обладают. Показателем преломления n=2 обладают некоторые сорта оптических стекол, например, тяжелый крон (ТК), однако для увеличения показателя преломления эти стекла легированы рядом металлов, в том числе, свинцом, поэтому они не прозрачны для рентгеновского излучения. Таким образом, если индикатор прозрачен для оптического излучения, то он непрозрачен для рентгеновского излучения и не может служить индикатором в устройствах, использующих в качестве отличительного признака прозрачность алмаза в рентгеновском диапазоне.In the above-mentioned well-known invention, the disadvantages of the analogue are partially eliminated, since natural diamond powder is diamond, and, accordingly, has the characteristics of diamond: density 3.5 g/cm 3 and atomic number (Z) equal to 6. However, this indicator does not solve the problem - imitate the properties of natural diamond. This follows from the following considerations. Strong scattering occurs in diamond powder because diamond has a very high refractive index and high dispersion. The transparency of the indicator in the optical range can be achieved only if the refractive indices of the binder and diamond are equal, i.e. the binder must have a refractive index (n) similar to that of diamond, namely n=2.4. Binders based on organic polymers that are transparent to X-ray radiation do not have such a high refractive index. Some types of optical glass, for example, heavy crown (TC), have a refractive index n=2, but to increase the refractive index, these glasses are doped with a number of metals, including lead, so they are not transparent to x-rays. Thus, if the indicator is transparent to optical radiation, then it is opaque to X-ray radiation and cannot serve as an indicator in devices that use the transparency of diamond in the X-ray range as a distinguishing feature.
Кроме того, магнитно-весовой компонент наносится на поверхность индикатора. Как следует из его названия, этот компонент обладает двумя свойствами: магнитным и весовым. Последнее означает, что он играет роль утяжелителя, т.е. обладает высокой плотностью, по крайней мере, большей, чем плотность алмаза. Вещества с плотностью алмаза (алмаз и нитрид бора) не обладают магнитными свойствами, а вещества с большей плотностью непрозрачны в рентгеновском диапазоне. Следовательно, магнитно-весовой компонент также непрозрачен для рентгеновского излучения. Что же касается магнитного свойства, то природные и синтетические алмазы являются широкозонными полупроводниками, т.е. обладают очень низкой проводимостью. По характеру взаимодействия с магнитным полем они проявляют свойства диэлектриков. Поэтому в качестве вторичного отличительного признака - «магнитного компонента» - используются добавки, делающие материал проводящим, например, феррит бария. При прохождении через катушку с магнитным полем проводящий материал, в отличие от алмаза, наводит в катушке импульс индукционного тока, что и позволяет отделить индикатор от алмаза. В нашем случае этот материал (феррит бария) также непрозрачен в рентгеновском диапазоне. Кроме того, индикатор на основе натурального алмаза обладает высокой стоимостью. Таким образом, индикатор на основе природного алмаза требует большого расхода ценного природного сырья.In addition, a magnetic-weight component is applied to the surface of the indicator. As its name suggests, this component has two properties: magnetic and weight. The latter means that it plays the role of a weighting agent, i.e. has a high density, at least greater than the density of diamond. Substances with the density of diamond (diamond and boron nitride) do not have magnetic properties, and substances with higher densities are opaque in the X-ray range. Consequently, the magnetic-gravity component is also opaque to X-ray radiation. As for the magnetic properties, natural and synthetic diamonds are wide-gap semiconductors, i.e. have very low conductivity. By the nature of their interaction with a magnetic field, they exhibit the properties of dielectrics. Therefore, as a secondary distinguishing feature - the “magnetic component” - additives are used that make the material conductive, for example, barium ferrite. When passing through a coil with a magnetic field, a conductive material, unlike diamond, induces an induction current pulse in the coil, which allows the indicator to be separated from the diamond. In our case, this material (barium ferrite) is also opaque in the X-ray range. In addition, an indicator based on natural diamond has a high cost. Thus, an indicator based on natural diamond requires a large consumption of valuable natural raw materials.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является индикатор для контроля процесса сепарации алмазосодержащего сырья, содержащий твердый материал, представляющий собой смесь связующего вещества, прозрачного для рентгеновского излучения, весового компонента с плотностью более 2.7 г/см3 и эффективным атомным номером 5.5-6.5, люминесцирующего и окрашивающего компонентов, содержащий проводящее и прозрачное для рентгеновского излучения вещество, а в качестве весового компонента содержит вещества из элементов 2-ой группы системы Менделеева: фторид лития (LiF), оксид бериллия (ВеО), нитрид бора (BN), синтетический алмаз, карбид бора (ВС), нитрид углерода (CN) (Патент РФ №2269381 Имитатор алмаза для контроля процесса сепарации алмазосодержащего сырья, В03В 13/02, В07С 5/342, опубл. 10.02.2006).The closest in technical essence and achieved result is an indicator for monitoring the separation process of diamond-containing raw materials, containing a solid material that is a mixture of a binder, transparent to x-ray radiation, a weight component with a density of more than 2.7 g/cm 3 and an effective atomic number of 5.5-6.5, luminescent and coloring components, containing a conductive and X-ray transparent substance, and as a weight component contains substances from elements of the 2nd group of the periodic system: lithium fluoride (LiF), beryllium oxide (BeO), boron nitride (BN), synthetic diamond , boron carbide (BC), carbon nitride (CN) (RF Patent No. 2269381 Diamond simulator for controlling the separation process of diamond-containing raw materials, B03B 13/02, B07C 5/342, publ. 02/10/2006).
В указанном выше изобретении плотность имитатора достигается за счет таких веществ, как фторид лития (LiF), оксид бериллия (ВеО), нитрид бора (BN), синтетический алмаз (С), карбид бора (ВС), нитрид углерода (CN), однако методы получения подобных веществ в настоящее время весьма сложны и дорогостоящи, при этом некоторые элементы (LiF) токсичны, а некоторые (ВеО) даже чрезвычайно ядовиты. Указанная плотность имитатора (2,9 и 3,4 г/см3) может быть достигнута только при минимальном количестве связующего вещества (эпоксидная смола имеет плотность 1,2 г/см3), «магнитного» слоя и красителя с люминофором, что влечет за собой низкие эксплуатационные характеристики - ударопрочность и износостойкость, при повышении количества связующего вещества в составе имитатора резко снижается его удельный вес. Указанный в изобретении «магнитный» (проводящий) слой из графита или тонкого слоя легких металлов (алюминия, магния; бериллий исключаем, так как является ядом для живых организмов) на фоне магнитной алмазосодержащей руды не может быть идентифицирован автоматизированной системой контроля обогатительного процесса. Кроме этого, к недостаткам таких имитаторов следует отнести их отрицательное влияние на технологические процессы сепарации. На алмазодобывающих фабриках имитаторами осуществляется текущий контроль аппаратуры и специальный контроль, который проводят периодически при испытаниях или для осуществления текущих настроек и проверок. Все эти имитаторы попадают в технологию, которая, как известно, осуществляется по замкнутому циклу. Имитаторы накапливаются в циркуляции и вызывают периодические срабатывания аппаратуры, в результате чего пустой материал отсекается в концентрат. Кондиция концентрата при этом ухудшается. Недостатком является также накопление в циркуляции таких индикаторов, причем введенных в технологический процесс в разное время и с разными целями, что не позволяет определить, когда именно обнаруженный имитатор попал в процесс и с какой целью он туда введен, что также снижает достоверность контроля. Таким образом, использование в качестве вторичного отличительного признака какого-либо физического свойства снижает достоверность и ухудшает информативность контроля технологического процесса. По указанным выше доводам имитаторы на базе данного изобретения не были реализованы и не используются в процессах обогащения алмазодобывающей промышленности.In the above invention, the simulant density is achieved through substances such as lithium fluoride (LiF), beryllium oxide (BeO), boron nitride (BN), synthetic diamond (C), boron carbide (BC), carbon nitride (CN), however Methods for producing such substances are currently very complex and expensive, while some elements (LiF) are toxic, and some (BeO) are even extremely toxic. The indicated density of the simulator (2.9 and 3.4 g/cm 3 ) can be achieved only with a minimum amount of binder (epoxy resin has a density of 1.2 g/cm 3 ), a “magnetic” layer and a dye with a phosphor, which entails This results in low performance characteristics - impact resistance and wear resistance; with an increase in the amount of binder in the simulator composition, its specific gravity sharply decreases. The “magnetic” (conductive) layer of graphite or a thin layer of light metals (aluminum, magnesium; we exclude beryllium, since it is poisonous to living organisms) specified in the invention against the background of magnetic diamond-containing ore cannot be identified by an automated control system for the enrichment process. In addition, the disadvantages of such simulators include their negative impact on separation processes. At diamond mining factories, simulators carry out ongoing monitoring of equipment and special monitoring, which is carried out periodically during testing or to carry out routine adjustments and checks. All these simulators fall into a technology that, as we know, operates in a closed loop. Simulants accumulate in the circulation and cause periodic operation of the equipment, as a result of which empty material is cut off into concentrate. The condition of the concentrate deteriorates. Another disadvantage is the accumulation of such indicators in circulation, introduced into the technological process at different times and for different purposes, which does not allow determining exactly when the detected simulator entered the process and for what purpose it was introduced there, which also reduces the reliability of control. Thus, the use of any physical property as a secondary distinctive feature reduces the reliability and impairs the information content of process control. For the above reasons, simulators based on this invention have not been implemented and are not used in beneficiation processes in the diamond mining industry.
Техническим результатом данного изобретения является повышение точности идентификации имитатора, что обеспечивает расширение имитируемых характеристик алмаза, требуемых для работы в автоматизированных системах контроля обогатительных процессов алмазодобывающей промышленности, и вследствие этого повышение оперативности и достоверности контроля. Кроме того, проверяемые рентгенолюминесцентные сепараторы могут работать как в люминесцентном, так и в абсорбционном режиме работы.The technical result of this invention is to increase the accuracy of identification of the simulator, which ensures an expansion of the simulated diamond characteristics required for operation in automated control systems for beneficiation processes in the diamond mining industry, and as a result, an increase in the efficiency and reliability of control. In addition, the tested X-ray luminescent separators can operate in both luminescent and absorption modes of operation.
Указанный технический результат достигается тем, что имитатор алмаза для автоматизированных систем контроля процессов сепарации алмазосодержащего сырья выполнен из связующего вещества, весовой, магнитной, цветовой и люминесцирующей компонент и содержит тело имитатора и ядро, причем тело имитатора выполнено из механической смеси связующего вещества, цветовой и люминесцирующей компонент, при этом в качестве связующего вещества используют вещество на основе углеводородных полимеров, прозрачное для рентгеновского излучения, внутри тела имитатора располагают ядро, выполненное из весовой компоненты с размещенной в центре ядра магнитной компонентой, а в качестве весовой компоненты используют вещества с плотностью более 11 г/см3.The specified technical result is achieved by the fact that the diamond simulator for automated control systems for separation processes of diamond-containing raw materials is made of a binder, weight, magnetic, color and luminescent components and contains a simulator body and a core, and the simulator body is made of a mechanical mixture of a binder, color and luminescent component, while a substance based on hydrocarbon polymers, transparent to X-ray radiation, is used as a binder; inside the body of the simulator there is a core made of a weight component with a magnetic component located in the center of the core, and substances with a density of more than 11 g are used as a weight component /cm 3 .
В качестве весовой компоненты могут быть использованы свинец или вольфрам. В качестве связующего вещества используют вещество с плотностью более 1,2 г/см3. В качестве магнитной компоненты имитатор содержит неодимовый магнит. Неодимовый магнит может быть выполнен в форме цилиндра.Lead or tungsten can be used as a weight component. A substance with a density of more than 1.2 g/cm 3 is used as a binder. The simulator contains a neodymium magnet as a magnetic component. A neodymium magnet can be made in the shape of a cylinder.
Новизной данного решения является то, что внутри тела имитатора, выполненного из механической смеси связующего вещества, цветовой и люминесцирующей компонент, расположено ядро, выполненное из весовой компоненты с размещенной в центре ядра магнитной компонентой, а в качестве весовой компоненты используют вещества с плотностью более 11 г/см3.The novelty of this solution is that inside the body of the simulator, made of a mechanical mixture of a binder, color and luminescent components, there is a core made of a weight component with a magnetic component located in the center of the core, and substances with a density of more than 11 g are used as the weight component /cm 3 .
Расположение внутри тела имитатора (куба, шара, цилиндра), ровно в его центре, более тяжелого ядра (чем связующее вещество), позволяет сбалансировать центры масс в имитаторе и обеспечить его прямолинейное движение в проверяемом сепараторе (в потоке руды или одиночно).The location inside the body of the simulator (cube, ball, cylinder), exactly in its center, of a heavier core (than the binder), allows you to balance the centers of mass in the simulator and ensure its linear movement in the separator being tested (in the ore flow or alone).
Сочетание в ядре имитатора весовой и магнитной компонент, соединенных механически в одно целое с размещением магнитной компоненты внутри весовой компоненты, позволяет избежать примагничивания всего имитатора к металлическим поверхностям сепаратора.The combination in the core of the simulator of the weight and magnetic components, mechanically connected into one unit with the placement of the magnetic component inside the weight component, makes it possible to avoid magnetization of the entire simulator to the metal surfaces of the separator.
Использование в качестве вещества весовой компоненты свинца или вольфрама, имеющих плотность более 11 г/см3, позволяет сократить размеры ядра до 22% относительно связующего вещества.The use of a weight component of lead or tungsten as a substance, having a density of more than 11 g/cm 3 , makes it possible to reduce the size of the core to 22% relative to the binder.
Использование имитатора в режимах рентгеновской и оптической абсорбции обеспечивается наличием в теле имитатора связующего вещества с плотностью более 1,2 г/см3, что позволит снизить размер ядра с весовым компонентом для получения его удельного веса на уровне 3,5 г/см3 (удельного веса алмаза). Связующее вещество состоит из углеводородного полимера, являющегося оптически прозрачным материалом, что позволяет световому потоку, сформированному в верхних областях имитатора (при воздействии рентгеновского облучения сверху), свободно проникать в нижние области имитатора, взаимодействуя с люминофором, тем самым увеличивая световой поток для фиксации его фотоприемниками с нижней части имитатора (режим оптической абсорбции). Также связующее вещество состоит из углеводородного полимера, являющегося рентгенопрозрачным материалом, что позволяет рентгеновским лучам свободно проникать в нижние области имитатора, воздействуя на люминофор, тем самым увеличивая световой поток для фиксации его фотоприемниками с нижней части имитатора (режим рентгеновской абсорбции).The use of the simulator in the X-ray and optical absorption modes is ensured by the presence in the body of the simulator of a binder with a density of more than 1.2 g/cm 3 , which will reduce the size of the core with the weight component to obtain its specific gravity at the level of 3.5 g/cm 3 (specific diamond weight). The binder consists of a hydrocarbon polymer, which is an optically transparent material, which allows the luminous flux formed in the upper regions of the simulator (when exposed to X-ray irradiation from above) to freely penetrate into the lower regions of the simulator, interacting with the phosphor, thereby increasing the luminous flux for recording by photodetectors from the bottom of the simulator (optical absorption mode). Also, the binder consists of a hydrocarbon polymer, which is an X-ray transparent material, which allows X-rays to freely penetrate into the lower regions of the simulator, affecting the phosphor, thereby increasing the light flux for fixation by photodetectors from the bottom of the simulator (X-ray absorption mode).
Использование в качестве магнитной компоненты имитатора мощного магнита, изготовленного из неодимового сплава, обладающего рекордными магнитными характеристиками, позволяет максимально снизить его размеры внутри ядра имитатора.The use of a powerful magnet made of neodymium alloy, which has record magnetic characteristics, as a magnetic component of the simulator makes it possible to minimize its size inside the simulator core.
Цилиндрическая форма магнита будет наиболее оптимальной для прессования в утяжелитель и формирования ядра в центре имитатора.The cylindrical shape of the magnet will be the most optimal for pressing into a weighting agent and forming a core in the center of the simulator.
Совокупность признаков данного технического решения не выявлена из патентной документации и научно-технической информации, что свидетельствует об изобретательском уровне заявляемого технического решения.The set of features of this technical solution has not been identified from the patent documentation and scientific and technical information, which indicates the inventive level of the proposed technical solution.
Пример конкретной реализации.An example of a specific implementation.
Пример 1.Example 1.
Имитатор изготавливают следующим образом. В качестве весового компонента используют свинец плотностью 11,35 г/см3. Свинец с помощью пресса формуют так, чтобы неодимовый магнит, используемый в качестве магнитной компоненты и сформированный в виде цилиндра, был в центре имитатора и его обрамлял свинцовый утяжелитель. В качестве связующего вещества используют эпоксидную смолу, в которую добавляют люминофор (люминесцирующая компонента) и краситель (цветовая компонента). При выборе связующего вещества придерживаются следующих свойствам материала: рентгенопрозрачность, оптическая прозрачность, износостойкость, ударопрочность и при этом как можно большая плотность вещества. В качестве связующего вещества могут использовать не только эпоксидную смолу, но и другие различные полимеры (полипропилен и др.). Однако при этом плотность эпоксидной смолы около 1,2 г/см3, а, например, полипропилен имеет плотность 0,9 г/см3, что негативно сказывается на удельном весе всего имитатора и требует увеличения количества утяжелителя. Для извлечения имитатора ренгенолюминесцентным сепаратором (РЛС) в тело имитатора внедряют люминофор, например, ФЛ-530, люминесценция которого находится в видимом диапазоне и присутствует послесвечение, как у алмаза под воздействием рентгеновского излучения. Люминофор и краситель распределяют по всему телу имитатора, что позволяет более точно имитировать люминесценцию алмаза. Полученную массу тщательно перемешивают, заливают в форму, соответствующую форме имитатора с размещенным в центре свинцовым утяжелителем и неодимовым магнитом, при этом используется вакуумирование для исключения образования пустот и пор. Удельный вес имитатора, близкий к алмазу, получают за счет внедрения в тело имитатора, состоящего из прозрачного полимера, утяжелителя с плотностью вещества более 11 г/см3, например, свинец 11,35 г/см3 или вольфрам 19,25 г/см3. При этом, чем больше плотность утяжелителя, тем меньше будет размер непрозрачного для рентгена ядра, что способствует большей имитации прозрачного алмаза. Для баланса масс в имитаторе, с целью обеспечения его прямолинейного движения на наклонном лотке РЛС, размещение утяжелителя и магнита (неодимового, имеющего плотность 7,4 г/см3) целесообразно в центре имитатора (в его ядре). Магнит и утяжелитель должны иметь максимально центрально-симметричную форму. При этом, необходимо минимизировать радиус ядра имитатора, чтобы толщина оболочки ядра была максимальной. Предварительно свинцовый утяжелитель формуют с помощью пресса с углублением для размещения неодимового магнита цилиндрической формы. В этом случае получают имитатор алмаза, состоящий из частично прозрачного для рентгеновского излучения материала с уровнем прозрачности на уровне 61% (в том числе оптической) от всей площади имитатора, люминесцирующий всем объемом полимера и обладающий достаточными магнитными свойствами, обеспечивающимися неодимовыми магнитами. При этом удельный вес такого имитатора будет равен плотности алмаза - 3,5 г/см3.The simulator is made as follows. Lead with a density of 11.35 g/cm 3 is used as the weight component. Lead is molded using a press so that a neodymium magnet, used as a magnetic component and formed in the form of a cylinder, is in the center of the simulator and is framed by a lead weighting agent. Epoxy resin is used as a binder, to which a phosphor (luminescent component) and a dye (color component) are added. When choosing a binder, the following material properties are adhered to: radiolucency, optical transparency, wear resistance, impact resistance and, at the same time, the highest possible density of the substance. Not only epoxy resin, but also various other polymers (polypropylene, etc.) can be used as a binder. However, the density of epoxy resin is about 1.2 g/cm 3 , and, for example, polypropylene has a density of 0.9 g/cm 3 , which negatively affects the specific gravity of the entire simulator and requires an increase in the amount of weighting agent. To extract the simulator using an X-ray luminescence separator (RLS), a phosphor is introduced into the body of the simulator, for example, FL-530, the luminescence of which is in the visible range and there is an afterglow, like that of diamond under the influence of X-ray radiation. The phosphor and dye are distributed throughout the body of the simulator, which makes it possible to more accurately simulate the luminescence of a diamond. The resulting mass is thoroughly mixed, poured into a mold corresponding to the shape of the simulator with a lead weighting agent and a neodymium magnet placed in the center, and vacuum is used to prevent the formation of voids and pores. The specific gravity of the simulator, close to diamond, is obtained by introducing into the body of the simulator, consisting of a transparent polymer, a weighting agent with a substance density of more than 11 g/cm 3 , for example, lead 11.35 g/cm 3 or tungsten 19.25 g/cm 3 . Moreover, the higher the density of the weighting agent, the smaller the size of the X-ray opaque core will be, which contributes to a greater imitation of transparent diamond. To balance the masses in the simulator, in order to ensure its linear movement on the inclined radar tray, it is advisable to place a weighting agent and a magnet (neodymium, having a density of 7.4 g/cm 3 ) in the center of the simulator (in its core). The magnet and weighting material should have the most centrally symmetrical shape. At the same time, it is necessary to minimize the radius of the simulator core so that the thickness of the core shell is maximum. The pre-lead weight is formed using a press with a recess to accommodate a cylindrical shaped neodymium magnet. In this case, a diamond simulator is obtained, consisting of a material partially transparent to X-ray radiation with a transparency level of 61% (including optical) of the entire area of the simulator, luminescent throughout the entire volume of the polymer and possessing sufficient magnetic properties provided by neodymium magnets. In this case, the specific gravity of such a simulator will be equal to the density of diamond - 3.5 g/cm 3 .
Пример 2.Example 2.
Изготовление имитатора осуществляется как в примере 1, с заменой свинца в качестве весовой компоненты на вольфрам с плотностью 19,25 г/см3, что позволит увеличить рентгеновскую и оптическую прозрачность до 68% от всего имитатора при удельном весе, соответствующем плотности алмаза.The production of the simulator is carried out as in example 1, with the replacement of lead as a weight component with tungsten with a density of 19.25 g/cm 3 , which will increase the X-ray and optical transparency to 68% of the entire simulator with a specific gravity corresponding to the density of diamond.
Изготовленные имитаторы используются в обогатительных процессах следующим образом. Для контроля работы РЛС на обогатительных объектах используются автоматизированные системы контроля, использующие имитаторы алмазов в качестве инструмента для определения показателя извлечения для РЛС. Автоматическая система контроля вводит в питание РЛС имитатор алмаза, который люминесцирует как алмаз и извлекается сепаратором, при этом в концентратной отводящей трубе сепаратора находится магнитный датчик, который фиксирует извлечение сепаратором имитатора алмаза. Автоматическая система вводит в сепаратор имитаторы алмазов по определенному алгоритму через равные промежутки времени, а при необходимости используется ручной режим ввода.The manufactured simulators are used in enrichment processes as follows. To monitor radar performance at processing facilities, automated monitoring systems are used that use diamond simulants as a tool to determine the recovery rate for the radar. An automatic control system supplies the radar with a diamond simulator, which luminesces like a diamond and is extracted by the separator, while in the concentrate outlet pipe of the separator there is a magnetic sensor that records the extraction of the diamond simulator by the separator. The automatic system introduces diamond simulants into the separator according to a certain algorithm at regular intervals, and if necessary, a manual input mode is used.
Получаемые имитаторы позволяют проводить автоматизированный контроль процессов обогащения и сепарации алмазосодержащей руды, в основе которых лежит ряд физических эффектов, таких, как разделение по плотности, разделение по уровню люминесценции, разделение по прозрачности в рентгеновском диапазоне с высокой достоверностью. В частности, заявляемый индикатор позволяет оперативно и достоверно контролировать технологический процесс рентгенолюминесцентной сепарации, а именно уровень разделения и механическое извлечение радиометрических сепараторов, работающих в режимах люминесценции, оптической абсорбции и абсорбции рентгеновского излучения. Кроме того, данный имитатор не будет вызывать повторных срабатываний или срабатываний других устройств при попадании имитатора в циркуляцию.The resulting simulators allow automated control of the processes of enrichment and separation of diamond ore, which are based on a number of physical effects, such as separation by density, separation by luminescence level, separation by transparency in the X-ray range with high reliability. In particular, the proposed indicator allows you to quickly and reliably control the technological process of X-ray luminescence separation, namely the level of separation and mechanical extraction of radiometric separators operating in the modes of luminescence, optical absorption and X-ray absorption. In addition, this simulator will not cause repeated triggering or triggering of other devices when the simulator enters the circulation.
Claims (6)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2813859C1 true RU2813859C1 (en) | 2024-02-19 |
Family
ID=
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU874223A1 (en) * | 1980-01-18 | 1981-10-23 | Научно-производственное объединение "Сибцветметавтоматика" | Indicator for control of roentgenoluminescence separators |
| SU1150030A1 (en) * | 1984-01-06 | 1985-04-15 | Мирнинское Управление Научно-Производственного Объединения "Сибцветметавтоматика" | Method and apparatus for monitoring the separator operation |
| GB2210686A (en) * | 1987-10-07 | 1989-06-14 | De Beers Ind Diamond | Monitoring the efficiency of a process of separation of diamond from gangue |
| US5024753A (en) * | 1989-10-03 | 1991-06-18 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Material separation efficiency determination employing fluorescing control particles |
| RU2137556C1 (en) * | 1998-07-20 | 1999-09-20 | Акционерная компания "Алмазы России-Саха" | Indicator for checking of separation process of diamond- bearing raw material |
| RU2162747C1 (en) * | 1999-05-19 | 2001-02-10 | Акционерная компания "АЛРОСА" ЗАО | Indicator for monitoring process of separation of diamond-containing raw material |
| RU2269381C1 (en) * | 2004-06-21 | 2006-02-10 | Акционерная компания "АЛРОСА" (ЗАО) | Diamond imitator for controlling diamond-containing raw material separation |
| RU112847U1 (en) * | 2011-08-01 | 2012-01-27 | АКЦИОНЕРНАЯ КОМПАНИЯ "АЛРОСА" (открытое акционерное общество) | SIMULATOR FOR MONITORING PROCESSES OF SEPARATION OF DIAMOND-CONTAINING RAW MATERIALS |
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU874223A1 (en) * | 1980-01-18 | 1981-10-23 | Научно-производственное объединение "Сибцветметавтоматика" | Indicator for control of roentgenoluminescence separators |
| SU1150030A1 (en) * | 1984-01-06 | 1985-04-15 | Мирнинское Управление Научно-Производственного Объединения "Сибцветметавтоматика" | Method and apparatus for monitoring the separator operation |
| GB2210686A (en) * | 1987-10-07 | 1989-06-14 | De Beers Ind Diamond | Monitoring the efficiency of a process of separation of diamond from gangue |
| US5024753A (en) * | 1989-10-03 | 1991-06-18 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Material separation efficiency determination employing fluorescing control particles |
| RU2137556C1 (en) * | 1998-07-20 | 1999-09-20 | Акционерная компания "Алмазы России-Саха" | Indicator for checking of separation process of diamond- bearing raw material |
| RU2162747C1 (en) * | 1999-05-19 | 2001-02-10 | Акционерная компания "АЛРОСА" ЗАО | Indicator for monitoring process of separation of diamond-containing raw material |
| RU2269381C1 (en) * | 2004-06-21 | 2006-02-10 | Акционерная компания "АЛРОСА" (ЗАО) | Diamond imitator for controlling diamond-containing raw material separation |
| RU112847U1 (en) * | 2011-08-01 | 2012-01-27 | АКЦИОНЕРНАЯ КОМПАНИЯ "АЛРОСА" (открытое акционерное общество) | SIMULATOR FOR MONITORING PROCESSES OF SEPARATION OF DIAMOND-CONTAINING RAW MATERIALS |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ШУБИН Н.Е. и др. "Химия и технология полимеров", Калуга, 2018, с.5-17. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hoff et al. | Single-Neutron States in S 133 n | |
| US20100252741A1 (en) | Solution-grown crystals for neutron radiation detectors, and methods of solution growth | |
| Ichikawa | Dating of Ancient Ceramics by Thermoluminescence (Special Issue on Physical, Chemical and Biological Effects of Gamma Radiation, VI) | |
| EP3153562A1 (en) | Neutron scintillator and neutron detector | |
| Hedges et al. | Radiocarbon dating by accelerator mass spectrometry | |
| RU2813859C1 (en) | Simulator for automated control systems for separation processes of diamond-containing raw materials | |
| Turekian et al. | The measurement of 10Be in manganese nodules using a tandem Van de Graaff accelerator | |
| Zaman et al. | Presence of uranium and thorium in zircon assemblages separated from beach sands of Cox’s Bazar, Bangladesh | |
| Fairbairn et al. | Minor element content of Ontario diabase | |
| Řanda et al. | Comparison of the role of photon and neutron activation analyses for elemental characterization of geological, biological and environmental materials | |
| Gottfried et al. | Evaluation of the lead-alpha (Larsen) method for determining ages of igneous rocks | |
| Sivamohan et al. | Electronic sorting and other preconcentration methods | |
| CN112763568B (en) | Rapid estimation method for zircon uranium contribution rate in invasive rock type uranium deposit | |
| Guzzi et al. | Comparison of various analytical techniques for homogeneity test of candidate standard reference materials | |
| El-Taher et al. | Elemental analysis of hematite by instrumental neutron activation analysis | |
| RU112847U1 (en) | SIMULATOR FOR MONITORING PROCESSES OF SEPARATION OF DIAMOND-CONTAINING RAW MATERIALS | |
| Sastri et al. | Application of 12 MeV proton activation to the analysis of archaeological specimens | |
| CN104549726B (en) | Medium-magnetism electromagnetic sorter | |
| RU2593155C2 (en) | Method for magnetic control of fine loose medium ferric impurities | |
| Anders | Identification of a Previously Unassigned 5-Second Bromine Activity and Its Use in Neutron Activation Analysis. | |
| Whitfield | A petrological and mineralogical study of peridotite and eclogite xenoliths from certain kimberlite pipes | |
| Gaudin et al. | Induced Radioactivity for Coarse Copper-Ore Concentration | |
| RU2269381C1 (en) | Diamond imitator for controlling diamond-containing raw material separation | |
| Mason | A zincian vredenburgite from Franklin, New Jersey | |
| Veres et al. | Determination of certain trace element content by gamma activation analysis/GAA |