SU1556769A1 - Способ рентгенолюминесцентной сепарации минералов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к разделению твердых минералов, может быть использовано дл  покусковой сепарации полезных ископаемых по их люминесцирующей способности, например шеелитовых руд, разубоженных кальцитом, и позвол ет повысить точность сепарации путем повышени  селективности отделени  шеелита от кальцита. Способ рентгенолюминесцентной сепарации минералов включает построчное облучение минералов рентгеновскими лучами, регистрацию интенсивности люминесцентного излучени , сравнение ее с эталонным значением и выборку минералов с полезным компонентом по результатам этого сравнени , измер ют экстремумы неравномерностей интенсивности люминесцентного излучени  во врем  воздействи  на кусок рентгеновского излучени  и интенсивности люминесцентного излучени  куска, вышедшего из зоны излучени , а с эталонным значением сравнивают разность измеренных интенсивностей. 6 ил.

Description

Изобретение относитс  к разделению твердых минералов и может быть исполь-. зовано дл  покусковой сепарации полезных ископаемых по их люминесцирующей способности (например, шеелитовых руд, разубоженных кальцитом).

Цель изобретени  - повышение точности сепарации путем увеличени  селективности отделени  шеелита от каль цита.

Сущность способа заключаетс  в том, что минералы облучаютс  рентгеновским излучением и регистрируют максимумы интенсивностей люминесцентного излучени  во врем  воздействи  на минерал рентгеновского излучени  и от минерала , вышедшего из зоны облучени , а с заданным значением сравнивают разность зарегистрированных максимумов ,интенсивностей.

Особенност ми предлагаемого способа , значительно повышающими селективность отделени  шеелита от кальцита,  вл ютс :

Определение максимальной амплитуды сигнала люминесценции минерала во - врем  облучени  поверхности куска и вычитание из нее амплитуды сигнала спа-, да люминесценции минерала непосредственно после окончани  облучени  в интервале времени, равном 2,2 с ш (s250 мкС). Указанный интервал времеУ1

Ел

3S

i

ОЭ

о

ни позвол ет от шеелита получить его максимальную амплитуду люминесценции при минимальном спаде (не более 0,5%) люминесценции кальцита. Все это в ко- нечном итоге дает возможность отделить куски, содержащие на своих кра х шеелитовые колонииfUg-Ct.- t7) на фиг.6) от кусков с кальцитом с максимальным линейным размером 150- 200 мм.

Определение амплитуды спада сигнала люминесценции зерна шеелита по- ,средством нахождени  наибольшей раз- юности амплитуд локальных смежных мак- Јимумов и минимумов электрического сигнала за врем  облучени  куска, суммировани  ее с максимальной амплитуПри по влении в зоне облучени  (фиг.4) куска, состо щего из кальцидои того же сигнала, запоминание полученной суммы и вычитани  из нее ампли-jQ та,на выходе фотоприемника 5 по вл етс  сигнал Ug-(t,| t) , форма которого по.- щ ми-казана на временных диаграммах (свер звол ет находить на кусках кальцита (размеры которых способом не ограничи ,туды спада сигнала люминесценции ми- нерала за врем , равное. 2,2 с, ,„ поху временных диаграмм условно изображен кусок из кальцита, пересекающий

электрический сигнал фотоприемником 5. Электрический сигнал поступает на анализатор 6, работа которого синхронизируетс  детектором 7. При обнаружении анализатором 6 шеелита на куске 8 производитс  его отделение в концент- ратный отсек посредством исполнительного механизма 9.

Анализатор 6 содержит усилители 10- 13-1, ключи 14-16, конденсаторы 17 и 18, диоды 19 и 20, одновибратор 21, элемент ИЛИ 22, задатчик 23, компаратор 24, элемент И 25, линию 26 задержки и сумматор 27.

Алгоритм работы анализатора 6 заключаетс  в следующем.

При по влении в зоне облучени  (фиг.4) куска, состо щего из кальцита ,на выходе фотоприемника 5 по вл етс  сигнал Ug-(t,| t) , форма которого по.- казана на временных диаграммах (сверху временных диаграмм условно изображен кусок из кальцита, пересекающий

.ваютс ) небольшие зерна шеелита. Экс- 25 рентгеновский пучок). Зону осмотра

периментально установлено, что на куске кальцита с максимальным линейным размером 150 мм предлагаемый способ (с веро тностью не менее 0,95) позвол ет обнаруживать зерна шеелита размером не более 0,3 мм. Дл  сравнени  - способ по прототипу может обнаруживать такие зерна на куске кальцита с размером не более 16 мм.

На фиг.1 показаны диаграммы спектров рентгбиолюминесценции шеелита О) кальцита (2) и пропускани  (Јfl) светфильтра СС-8 (3); на фиг.2 - зона облучени  и регистрации сигналов люминесценции; на фиг.З - диаграмма нарастани  люминесценции кальцита: по мере прохождени  куском зоны облучени ; на фиг.4 - блок-схема устройства дл  осуществлени  предлагаемого способа; на фиг.5 - анализатор; на фиг.6 - временные диаграммы, по сн ющие работу устройства, реализующего способ.

Способ осуществл етс  следующим образом.

В устройстве дл  осуществлени  предлагаемого способа сепарируемые куски из питател  1 поштучно поступают в зону облучени . Рентгеновский поток источника 2, с помощью коллима

тора 3 преобразуетс  в рентгеновские строки (пучки) 4-1, 4-2...4-п. Световой поток люминесценции минералов куска регистрируетс  и преобразуетс  в

Q

0

5

0

5

фотоприемника 5 формируют такой, котора  позвол ет регистрировать световой поток люминесценции минералов на куске после его выхода из зоны облучени  (фиг.4). Как видно из временных диаграмм (фиг.6) сигнал Us-(t1 ,t) от такого куска увеличиваетс  плавно, что св зано с большой посто нной скорости нарастани : люминесценции кальцита . После выхода куска из зоны облучени  люминесценци  кальцита затухает через 100-120 мс. Факт нахождени  куска в зоне регистрации индицируетс  электрическим сигналом с выхода детектора 7 (диаграмма U7(t,,tz) на фиг.6).

Максимальна  амплитуда электрического сигнала Uvfa.) с помощью усилител  10, конденсатора 17 и диода 19 запоминаетс  и через согласующий усилитель 1 1 поступает на один из входов (4-) сумматора 27 анализатора 6. При выходе куска из зоны облучени  одно- вибратор 21 генерирует импульс, длительностью 250 мкс (диаграмма U(t,t.) на фиг.6). Этот импульс с детектора 7 с помощью элемента ИЛИ 22 держит в закрытом состо нии ключи 14-16 на все врем  измерени  люминесценции куска и прин ти  решени  о содержании в нем полезного компонента. Это позвол ет сохран ть на необходимое дл  анализатора 6 врем  информацию на конденсаторах 17 и 18. Поэтому в мо51556769

по влени  импульса с одновибраи л д о

тора 21 (диаграмма , t) на фиг.6) на конденсаторе 17 сохран етс  максимальна  амплитуда сигнала U5(t ) а на конденсаторе 18 з этом случае будет нулевой потенциал. На выходе сумматора 27 по вл етс  сигнал, амплитуда которого равна разности максимальной амплитуды сигнала ) и текущего значени  амшштулы сигнала спада люминесценции кальцита. Так как анализ послесвечени  минералов производитс  сразу после выхода куска из зоны облучени , где спад люминесценции кальцита составл ет 0,5%,на выходе сумматора 27 амплитуда сигнала будет составл ть незначительную величину (диаграмма U27(t2,t3) на фиг.6)4Дл  того, чтобы не сработал исполнительный механизм 9 на отсечку кальцита, с помощью задатчика 23 на входе компаратора 24 устанавливают такой уровень дискриминации (пунктирную линию.на диаграмме U--(t ) при котором на выходе компаратора 24 не по вл етс  электрический сигнал, позвол ющий пройти электрическому импульсу с одновибратора 21 через элемент И 25 на линию 26 задержки, а затем исполнительный механизм 9.

При по влении в зоне облучени  куска состо щего, например, из обширного участка шеелита (в виде сплошной колонии мелких зерен) и кальцитного участка на выходе фотоприемника 5 по вл етс  электрический сигнал,форма которого представлена на диаграмме tg). Сверху над этой диа граммой условно изображен кусок из ше елита ич кальцита, пересекающий рентгеновский пучок.

При вхождении куска сигнал сначала увеличиваетс  плавно (так как в этом конкретном случае облучаетс  сначала его кальцитна  часть), а затем .(при вхождении в зону облучени  сплошной колонии зерен шеелита) скачком (с посто нной времени 100 мкс) возрастает на уровень, соответствующий суммарной люминесценции шеелито- вых зерен.

После выхода из зоны облучени  куска люминесценци  шеелитовых зерен спадает до нул  через 250 мкс, а лю- ,минесценци  кальцита, начина  с по сто нкой времени, равной 50 мс, плавно уменьшатьс .

5

0

5

0

За врем  облучении куска на конденсаторе 17 запоминаетс  макспмпь-- на  амплитуда сигна.па Ur;(tg), а па конденсаторе 18 сохран етс  пулевой потенциал. После выхода KVC-XJ из зона облучени  (за врем  короткого импульса с одновибратора 21) па выходе сумматора 27 по вл етс  сигнал U,,(t6 ,tr) f соответствующий интенсивности суммарной люминесценции шеелптовых зеаен. Этот сигнал устанавливает па выгоде компаратора 24 разрешающий сигнал., который позвол ет короткому импульсу с одновибратора 2 пройти через элемент И 25 и линию 26 на исполнительный механизм 9. По истечении времени полета куска от зоны осмотра до зоны отстрела (фиг.4) лини  26 задержки включает исполнительный механизм 9. Кро.-ь того, элемент 26 задержки из короткого электрического импульса одновибратора 21 формирует импульс, длительность которого позвол ет исполнительному механизму 9 на- дежио отстреливать в концентратнып отсек куски, содержащие шеелит.

При по влении з зоне облучени  куска , состо щего из породообразую. sy

с 10

30 нелгомннесцирующих элементов и одн.с,

3

зерна шеелита (диаграмма U5-(ta--t.

на фиг.6) к  выходе фотоприемнпка 5 при пересечении шеелитом рентгеновского пучка возникает колокообразный 35 импульс (tg г tg f t1c) , В этом случае на конденсаторе 7 запоминаетс  максимальна  амплитуда сигнала Ue-(tn). Кроме того, начина  с момента времени t t, на выходе усилител  12

40 (фиг.5) по вл етс  электрический сш: нал с положительной амплитудойs который через открытый на врем  облзгче- ни  куска ключ 15, усилитель 13 и диод 20 поступает на конденсатор 18, на

45 котором в конечном итоге запокнназтс  амплитуда спада сигнала U,- (t« , ) . По окончании облучени  куска на выхо де сумматора 27 по вл етс  сигнал с двойной амплитудой сигнала U4(tg)s

50 так как на входе (-) сумматора 27 в данном случае за врем  действи  корот- - кого импульса одновибратора 21 сохран етс  нулевой потенциал. Сигнал с выхода сумматора 27 разрешает в конеч55 ном итоге прохождение короткого элект рического импульса одновибратора 21 на исполнительный механизм 9.

При по влении в зоне облучени  кус ка, поверхность которого занимает

155

кальцит и одно иерно шеелита, на выходе фотоприемкика 5 возникает электрический сигнал, форма которого представлена на диаграмме tl(t; 15 , t f6 ) . Сигнал имеет низкочастотную (кальцитную) составл ющую и высококачественную (шее- литовую) составл ющую. При прохожде

спада люминесценции кальцита,в р зультате чего на выходе сумматор ( диаграмма (t16,tl7) на фиг.6 по витс  сигнал амплитуды спада к кообразного импульса люминесценци зерна шеелита, который разрешит п ходить короткому электрическому и пульсу одновибратора 21 через эле

|нии через рентгеновский пучок зерна

шеелита на выходе фотоприемника 5 по- 10 мент И 25 и линию 26 задержки на  вл етс  характерный колокообразныйисполнительный механизм 9.

импульс (диаграмма .t.t) на фиг.6). В момент времени t Ц4.конденсатор J 7 запоминает амплитуду ло- кального максимума U(t, котора  со-/5 хран етс  в нем до момента времени t t s (диаграмма ) на фиг.6), В этот момент времени текущее значение амплитуды сигнала становитс  равным амплитуде локального максимума U(t,4). В промежуток времени на выходе усилител  12 по вл етс  сигнал разности между локальным максимумом Ug-(tj) и текущим сигналом, максимальна  амплитуда которого запоминаетс  конденсатором 18. Таким образом , в конденсаторе 18 запоминаетс  амплитуда спада колокообразного импульса люминесценции шеелита. После выхода куска из зоны облучени  на одном входе ( + ) сумматора 27 будет присутствовать максимальна  амплитуда сигнала Ur(tf6),Ha другом входе ()- амплитуда спада колокообразного импульса люминесценции зерна шеелита , а на входе ( - ) амплитуда

20

25

30

35

Claims (1)

1. Формула изобретен

   Способ рентгенолюминесцентной парации минералов, включающий пок вую подачу минералов в зону контр построчное их облучение ре.нтгено ким излучением, регистрацию интен ности люминесцентного излучени , нив его с заданным значением и вы ку минералов с полезным компонен по результатам сравнени , отли чающийс  тем, что, с цель повышени  точности сепарации путе увеличени  селективности отделени елита от кальцита, регистрируют м симум интенсивности люминесцентно излучени  во врем  воздействи  на нерал рентгеновского излучени  и симум интенсивности люминесцентно излучени  от минерала, вышедшего зс;ны облучени  рентгеновским излу нием, а с заданным значением срав вают разность зарегистрированных тёнсивностей.

   8

   спада люминесценции кальцита,в результате чего на выходе сумматора 27 (диаграмма (t16,tl7) на фиг.6) по витс  сигнал амплитуды спада коло кообразного импульса люминесценции зерна шеелита, который разрешит проходить короткому электрическому импульсу одновибратора 21 через элемент И 25 и линию 26 задержки на исполнительный механизм 9.

   Формула изобретени 

   Способ рентгенолюминесцентной сепарации минералов, включающий покуско- вую подачу минералов в зону контрол , построчное их облучение ре.нтгеновс- ким излучением, регистрацию интенсивности люминесцентного излучени , сравнив его с заданным значением и выбор- ку минералов с полезным компонентом по результатам сравнени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности сепарации путем увеличени  селективности отделени  шеелита от кальцита, регистрируют максимум интенсивности люминесцентного излучени  во врем  воздействи  на минерал рентгеновского излучени  и максимум интенсивности люминесцентного излучени  от минерала, вышедшего из зс;ны облучени  рентгеновским излучением , а с заданным значением сравнивают разность зарегистрированных ин- тёнсивностей.

   cr c r-. чС ITi

   rs. ча w f T i 5f

   «s

   I

   ФиеЛ , g

   х

   Фм.5

   ,

   х

   Шеемт #о/76цм

   , i p/ee/ vm щеели/п |

   U/7T /uftresfUfi

   4

   Фиг. 6