SU1570777A1 - Способ рентгенолюминесцентной сепарации руд и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к обогащению руд и позвол ет повысить эффективность сепарации. Способ сортировки заключаетс  в облучении элементов руды двум  источниками излучени , один из которых  вл етс  источником рентгеновского излучени , не создающего фоновой засветки. Определ ют интенсивность люминесцентного излучени  и по результатам измерени  производ т выборку руды, при этом сигнал F люминесценции корректируют по формуле, приведенной в тексте описани . Устройство дл  сепарации содержит фотоприемник, ультразвуковой излучатель, рентгеновскую трубку, ультразвуковые приемники, усилитель, схемы сравнени , задатчики порогов рентгеновского и ультразвукового излучени , исполнительный механизм, элементы задержки, формирователь импульсов и вычислительные блоки. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

Description

(21)4452717/27-12

(22)05.07.88

(46) 15.06.90. Бюл. № 22

(71)Кольский филиал Института Механобр

(72)А.А. Ежов, Д.В. Шепелев, Ю.П. Милохин, В.А. Хакулов

и A.M. Акулиничев

(53)622.275(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1387245, кл. В 03 В 13/06, 1986.

(54)СПОСОБ РЕНТГЕНОЛЮМИНЕСЦЕНТНОЙ СЕПАРАЦИИ РУД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

(57)Изобретение относитс  к обогащению руд и позвол ет повысить эффективность сепарации. Способ сортировки заключаетс  в облучении элементов руды двум  источниками излучени , один из которых  вл етс  источником рентгеновского излучени , не создающего Фоновой засветки. Определ ют интенсивность jooMHHecueHTHoro излучени  и по результатам измерени  производ т выборку руды, при этом сигнал F люминесценции корректируют по формуле, приведенной в тексте описани . Устройство дл  сепарации содержит фотоприемник, ультразвуковой излучатель, рентгеновскую трубку, ультразвуковые приемники, усилитель, схемы сравнени , задатчики порогов рентгеновского и ультразвукового излучени , исполнительный механизм, элементы задержки, формирователь импульсов и вычислительные блоки. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

(

Изобретение относитс  к обогащению руд, люминесцирующих в рентгеновских лучах, апатитовых, шеелитовых, флюоритовых и т.д., и может быть использовано в рентгенолюминесцентных сепараторах, примен емых на обогатительных фабриках.

Цель изобретени  - повышение точности сепарации.

На Фиг. 1 изображена схема облучени  и регистрации люминесценции кусков; на Фиг. 2 - структурна  схема рентгенолюминесцентного сепаратора .

Сущность способа заключаетс  в облучении элементов руды двум  источниками излучени  - рентгеновского и

излучени , не создающего Фоновой засветки , определ ют интенсивность люминесцентного излучени  и по результатам измерени  производ т выборку руды, при этом сигнал люминесценции корректируют по формуле

рЕБйА

J

ч- В

моменты пересечени  куском дополнительного излучени , определ емое по спаду его интенсивности, непрерывно определ емой;

где t(-t2

J - зарегистрированна  интенсивность люминесценции А - рассто ние по вертикали от источника рентгеновского излучени  до фотоприемника ;

V - скорость движени  куска в зоне дополнительного излучени , В - рассто ние от фотосло 

Фотоприемника люминесценции до точки пересечени  его продольной оси с вертикальной осью источника рентгеновского излучени j N - рассто ние по горизонтали от источника рентгеновского излучени  до источника дополнительного излучени , при этом угол составл ет 5-40 . Схема облучени  и регистрации люминесценции кусков содержит Фотопрн- емник 1 люминесценции, ультразвуке- вой излучатель 2, рентгеновскую трубу 3, куски 4 и 5 руды на разных траектори х, ультразвуковые приемники 6 и 7 .

Структурна  схема рентгенолюми- несцентного сепаратора, реализующего предлагаемый способ, содержит вибропитатель 8, фотоприемник 1 люминесценции , ультразвуковой излучатель 2, рентгеновскую трубку 3, усилитель, схе мы сравнени , выполненные в виде компараторов 10 и 119 задатчик 12 порога интенсивности люминесценции, пнев- моклапан 13, усилитель 14 мощности, приемники концентрата и пустой породы соответственно 15 и 16, элементы 17 и 18 задержки, формирователь 19, вы- ,числительные блоки 20 и 21, один из них - блок вычислени  временного интервала J другой - электронный усили- тель, задатчик 22 порога интенсивности ультразвукового излучени  и схема сравнени  в виде компаратора 23.

Предлагаемый способ сепарации осуг ществл етс  следующим образом.

Куски 4 и 5 руды перед входом в зону рентгеновской трубки 3 дополнительно облучаютс  излучателем 2. Приемники 6 и 7 непрерывно измер ют интенсивность лучей, прошедших -через

траекторию кусков, i

Сигнал рентгенолюминесценции J на выходе Фотоприемника 1 можно определить согласно следующим образом:

J -

J0Ј

к, с

(1)

где JQ - интенсивность излучени  рентгеновской трубки; 8 - коэффициент, характеризуюший Физические свойства минерала преобразующего рентгеновское излучение в люминесценцию; 21 коэффициент усилени  фотоэлектронного тракта; К - рассто ние от рентгеновской

трубки до куска; С - рассто ние от фотоприемника

до куска.

Предположим, что величины J0 и 6 в процессе работы сепаратора не измен ютс . Тогда дл  исключени  вли ни  Флуктуации траектории на сигнал рентгенолюминесценции умножим обе части выражени  на величину получим скорректированный сигнал люминесценции F

F TKV -

F JKl C-Kfcl-

(2)

Определим с помощью приемников 6 и 7 интервал времени t между фиксированными моментами tt и t2 спада интенсивности дополнительного излучени  при прохождении куском промежутка (X.; по частной траектории

t t, - tft .

(3)

Теперь определим величину промежутка

Ы; V(t - Т4).

(4)

Тогда рассто ние К от куска руды до рентгеновской трубки с учетом (3), (4)определитс 

К; Mj + N

ot;

tgot

+ N

t +N.

tgot

(5)

По величине К (4) определим С

С; - + А4 + В

(6)

+ N + А2 + В

Подставим в выражение (2) значени  К- и С. и получим сигнал рентгенолюминесценции F, не завис щий от траектории кусков

F J

V(t4 U) tgo6

V(t, - ta) + , tgo6

1

+ N + A + В

Величину острого угла oi следует задавать в пределах диапазона 5-40 . При угле ot, меньшем 5 , уменьшаетс  точность определени  величин К и С, а :;ри угле, большем 40 , возникают конструктивные трудности размещени  приемников дополнительного излучени  в камере разделени - сепаратора.

В качестве вида дополнительного облучени  можно использовать любое облучение, не создающее фоновой засветки фотоприемнику люминесценции. Таковыми могут быть: ультразвуковое, инфракрасное, радиочастотное и др. Предлагаемый способ рентгенолюминес- центной сепарации руд может быть применен в многоканальных сепараторах и в сепараторах с односторонним анализом кусков.

Сепаратор (фиг.2), реализующий предлагаемый способ рентгенолюминес- центной сепарации, включает: вибропитатель 8 дл  подачи кусков 4 и 5 руды на траектории свободного падени , рентгеновскую трубку 3 с коллиматором излучени , фотоприемник 1 люминесценции, излучатель 2 и приемники 6 и 7 дополнительного ультразвукового излучени , электронную систему, пневмоклапан 13, приемники 15 коцентрата и пустой породы 16.

Электронна  схема регистрации и управлени  пневмоклапаном включает следующие узлы и блоки: усилитель 9, первый вычислительный блок 21, второй вычислительный блок 20, схемы сравнени  в виде компараторов 10 и 1 и задатчик порога интенсивности люминесценции , элемент 17 задержки, компаратор 23 с задатчиком 22 порога интенсивности ультразвукового излучени , Формирователь 19, элемент 18 задержки, усилитель 14 мощности. Причем усилитель 9 подключен входом к фотоприемнику 1, а выходом через первый вычислительный блок 21 - к первому входу компаратора 23, к другому входу которого подсоединен выход задатчика 22 порога. Элементы 23, 19 18 и 14 соединены последовательно, а выход элемента.14 соединен с пневмоклапаном 1 3.

70777

Первые входы компараторов 10 и И подключены соответственно к приемникам 6 и 7 ультразвукового излучени ,

, а другие входы подключены к выходу задатчика 12 порога. Выходы компараторов 10 и 11 подключены соответственно к информационным входам t,,, t второго вычислительного блока 20, а

Ю его вход t2 через элемент 17 задержки соединен с собственным управл ющим входом R. Выход второго вычислительного блока 20 соединен с входом t первого Функционального преобразо-.

15 вател  21 , его вход I подключен к выходу усилител  9, а выход усилител  9 - к первому входу компаратора 23.

Вибропитатель типа ПТ-309 в качестве рабочего органа имеет лоток же20 лобчатой формы, где куски размещаютс  в один слой последовательно, друг за другом. Рентгеновска  трубка 3 типа 5БХВ6 имеет щелевой коллиматор, формирующий поток рентгеновского излуче25 ни  в виде узкой полосы.

Фотоприемник 1 люминесценции выполнен на базе фотоэлектронного умножител  типа ФЭУ-85, Фотокзтод которо-- го защищен от воздействи  рентгенов30 ского излучени  свинцовым стеклом.

Ультразвуковой излучатель 2 и приемники 6 и 7 излучени  выполнены на базе пьезокристаллов типа ЭП 4Д-17-2, работающих на частоте 31,5 кГц.

Острый угол od между регистрируемыми ультразвуковыми потоками составл ет 7°. Пневмоклапан 13 типа KB-110F представл ет собой пневматический

ключ, управл емый электрическим CHI- налом. Усилитель 9 имеет коэффициент усилени  по напр жению 500, ограниченную полосу пропускани  со стороны верхних частот на уровне 1 кГц, а со

стороны нижних - на уровне 300 Гц. Усилитель выполнен на микросхеме типа К140УЦ8.А. Компараторы 23, 10, 11 реализованы на базе операционных усилителей типа К140УД8А, на первые

входы которых подаютс  сигналы сравнени , а на другие - пороги сравнени .

Задатчики 12 и 22 порогов представл ют собой резисторные потенциометры . Формирователь 19 вырабатывает импульс длительностью, необходимой дл  работы пневмоклапана 13, и реализуетс  на логических элементах типа К155ЛАЗ. Элемент 18 задержки peaлиэут сигнал Формировател  19 через врем  пролета куска от зоны регистрации до зоны действи  пневмоклапа- на 13. Элемент 18 выполнен на элементах оперативной пам ти типа К155РУ2. Усилитель 14 мощности выполнен на мощных транзисторных ключах.

Первый вычислительный блок 21 представл ет собой электронный усилитель с измен емым коэффициентом усилени  в зависимости от параметра t t, - t. Причем значение коэффициента усилени  задаетс  произведением квадратов величин К; и (

v11 г Г Y(t t tO

ЧЕРГ

+ в

Первый блок 21 реализуетс  на операционном усилителе типа К140УД8А и управл емом делителе напр жени  на резисторах, включенном в цель об- ратной св зи усилител .

Второй вычислительный блок 20 определ ет по Фиксированным значени м времени t, и t2 интервал между ними, т.е. вычисл ет функцию t t, - t4. Блок 20 реагирует на передние фронты импульсов компараторов 10 и 11, которые  вл ютс  информацией о фиксации моментов времени t и t и реализуетс  на элементах цифровой логики типа К155. Выход информации блока 20 осуществл етс  в цифровой форме.

Управл ющий вход R осуществл ет разрешение на выполнение операции вычислени  и сброса ранее полученной информации. Элемент 17 задержки формирует команды разрешени  и сброса по сигналу компаратора 11. Задержка времени реализуетс  на двух транзис- торах и КС-цепи.

Подача команды Сброс1 осуществл етс  тогда, когда кусок выйдет из рентгеновской зоны. Отсчет времени на ее подачу осуществл етс  от фиксированного момента t2, а его величина определ етс  скоростью куска, его максимальным размером и рассто нием между нижним регистрируемым ультразвуковым лучом и рентгеновской зоной Сепаратор работает следующим образом .

Куски 4 и 5 руды подаютс  вибропитатлем 8 на траекторию свободного паде

5

0

5

5

0

$

0

0

5

ни . При своем движении каждый кусок пересекает последовательно ультразвуковые лучи источника 2. При этом на выходе приемников 6 и 7 образуютс  спады излучени , а компараторы 10 и 11 преобразуют их в пр моугольные импульсы. Блок 20 реагирует на перед-- ние Фронты (t, t) этих импульсов и вычисл ет интервал времени t t ,, - t2 между ними. На основе полученной информации блок 20 включает одно из звеньев управл емого делител  напр жени  второго вычислительного блока 21, задава  тем самым необходимый коэффициент его передачи. Далее кусок пересекает полосу облучени  рентгеновской трубки 3, фотоприемник 1 преобразует люминесценцию в электрический сигнал, который усиливаетс  усилителем 9. Затем электрический сигнал корректируетс  по величине блоком 21, сравниваетс  по величине с порогом схемой сравнени  3 и запускает формирователь 19 сигналов отсечки. Элемент 17 задержки включаетс  передним Фронтом импульса компаратора 11, а сигнал сброса информации, записанной в блоке 20, сформируетс  только после выхода куска из рентгеновской полосы. После сигнала Сброс блок 2Q готов дл  обработки информации о траектории следующего куска. Далее сигнал отсечки, сформированный блоком 19, задерживаетс  на врем  пролета полезного куска от рентгеновской, зоны до зоны действи  пневмоклапана 33, усиливаетс  до требуемой мощности усилителем 14 и включает пневмокла- пан 13. Полезный кусок измен ет траекторию и попадает в концентратный приемник 15, а пуста  порода следует в приемник 16. I

Испытани  макета сепаратора, реализующего предлагаемый способ рентге- нолюминесцентной сепарации, показали увеличение точности разделени  руды, за счет чего снизилось в два раза количество перечисток хвостов дл  достижени  в них требуемого содержани  полезного компонента, Так, по известному способу дл  достижени  содержани  шеелита в хвостах на уровне 0,03% необходимо было 3-4 перечистки , а по предлагаемому способу достаточно 1-2 перечистки. Это позво- л ет снизить капитальные и эксплуатационные расходы при создании и

эксплуатации рентгенелюминесцентного процесса обогащени  на фабриках.

Claims (3)

1. Способ рентгенолюминесцентной сепарации руд, включающий поштучную подачу кусков на траекторию свободного падени , облучение их двум  ис- точниками излучени , один из которых  вл етс  источником рентгеновского излучени , регистрацию интенсивности люминесцентного излучени  во врем  облучени , сравнение зарегистрирован ной интенсивности с пороговой и по полученному результату разделение кусков на полезный продукт и пустую породу, отличающийс  тем что, с целью повышени  точности раз- делени  за счет учета Флуктуации траектории кусков, их перед входом в полосу рентгеновского излучени  дополнительно облучают источником излучени , не создающего Фоновой за- светки, непрерывно измер ют интенсивность этого излучени , прошедшего через траекторию движени  кусков под острым углом oi, по спаду интенсивности Фиксируют моменты t. и t 2 пере- сечени  его зоны куском , а интенсивность F люминесценции корректируют по формуле

tgot

де J - зарегистрированна  интенсивность мощности;

V - скорость движени  куска в зоне дополнительного излучени ;

А - рассто ние по вертикали от

источника рентгеновского излучени  до фотоприемника люминесценции;

В - рассто ние от Фотосло  Фотоприемника люминесценции до точки пересечени  его продольной оси с вертикальной осью источника рентгеновского излучени  ,

ого

и 

ой ую дис- JQ рых о сти   ван- f5 о ую тем, аз- 20 в оз- 25 его од норе- JQ вт

35

40

в уот

из

отодо оой 45

50

55

N - рассто ние по горизонтали от ис гочника рентгеновского излучени  до источника дополнительного излучени .

2.Способ по п. отличающийс  тем, что величина угла Л составл ет 5-40 .

3.Устройство рентгенолюминесцентной сепарации руд, содержащее источник рентгеновского излучени , выполненный в виде труоки со шелевым коллиматором , и источник дополнительного излучени , Фотоприемник люминесценции , св занный с входом усилител , задатчик порога интенсивности люминесценции , выходом соединенный с первым входом первой схемы сравнени , выходом подключенной через формирователь с входом первого элемента задержки , усилитель мощности, выходом св занный с входом исполнительного механизма, приемник дополнительного излучени , св занный с первым входом второй схемы сравнени , и второй элемент задержки, отличающеес   тем, что, с целью повышени  точности разделени , оно дополнительно содержит блок вычислени  временного интервала и электронный усилитель, дополнительную схему сравнени , при емник дополнительного излучени  и задатчик порога интенсивности дополнительного излучени , а дополнительный излучатель  вл етс  источником излучени , не создающего Фоновой засветки , причем выход дополнительного приемника излучени  соединен с первым входом дополнительной схемы сравнени , выход которой соединен непосредственно с первым входом блока вычислени  временного интервала и через второй элемент задержки с его вторым входом, выходом св занного с первым входом электронного усилител , выход которого подключен к второму входу первой схемы сравнени , задатчик порога интенсивности дополнительного излучени  соединен с вторыми входами дополнительной и второй схем сравнени , выход последней св зан с третьим входом блока вычислени  временного ин-

тервала, выход усилител  св зан с вторым входом электронного усилител , а выход первого элемента задержки св зан с входом усилител  мощности.

ts/ 0

фиг 1

фие.1