WO2018147757A1 - Сепаратор и способ сухого обогащения алмазосодержащей руды - Google Patents

Сепаратор и способ сухого обогащения алмазосодержащей руды Download PDF

Info

Publication number
WO2018147757A1
WO2018147757A1 PCT/RU2017/000069 RU2017000069W WO2018147757A1 WO 2018147757 A1 WO2018147757 A1 WO 2018147757A1 RU 2017000069 W RU2017000069 W RU 2017000069W WO 2018147757 A1 WO2018147757 A1 WO 2018147757A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ore
neutron
diamond
vessel
separator
Prior art date
Application number
PCT/RU2017/000069
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Вячеслав Михайлович БЫСТРИЦКИЙ
Михаил Григорьевич САПОЖНИКОВ
Андрей Борисович САДОВСКИЙ
Юрий Николаевич РОГОВ
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Диамант"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Диамант" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Диамант"
Publication of WO2018147757A1 publication Critical patent/WO2018147757A1/ru
Priority to ZA2019/05444A priority Critical patent/ZA201905444B/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/34—Sorting according to other particular properties
    • B07C5/346—Sorting according to other particular properties according to radioactive properties
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/22—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
    • G01N23/221—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material by activation analysis
    • G01N23/222—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material by activation analysis using neutron activation analysis [NAA]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity

Definitions

  • the invention relates to ore dressing, namely, to the separation or sorting of solid ore materials by a dry process, in particular to dry dressing of diamond ore, i.e. its separation in order to separate the diamond-containing rock from the gangue using radiation methods, namely, by measuring the secondary emission of the characteristic nuclear gamma radiation arising from the action of fast labeled neutrons.
  • the technical problem to which the invention is directed is to increase the productivity of a separator for processing diamond-containing ore using the tagged neutron method.
  • Another technical problem to which the invention is directed is to ensure reliable detection of diamonds hidden in pieces of rock prior to crushing, thereby preventing damage to diamonds.
  • Another technical problem to which the invention is directed is to provide a minimum yield of concentrate from ore with high separator performance.
  • the present invention solves the problem of obtaining a highly efficient and high-performance separator for dry processing of diamond ore.
  • gamma radiation detectors for detecting characteristic gamma radiation resulting from irradiation of diamond ore with a flux of labeled neutrons
  • the ore supply system is provided with at least one vessel configured to contain a portion of diamond ore to be irradiated in the neutron block, said at least one vessel having a cross-sectional shape corresponding to the shape of the cross section of the labeled neutron flux,
  • the separation system is configured to send a portion of the diamond-containing ore irradiated in the vessel either to the concentrate or to the tails by the command of the control system, depending on the presence or absence of diamond (s) detected in the said portion of the diamond-containing ore detected by the analysis system.
  • Clause 2 The separator according to claim 1, wherein the neutron generator in the neutron block is located below the vessel and the gamma-ray detectors are located in the neutron block above the vessel.
  • Paragraph 3 The separator according to paragraph 1, wherein the neutron generator and gamma-ray detectors are located in the neutron block to the side of the vessel.
  • Paragraph 4 The separator according to paragraph 3, in which the neutron generator is located on the first side of the vessel, and gamma radiation detectors are located on the second, opposite side of the vessel.
  • Clause 5 The separator according to any one of paragraphs 1-4, wherein said at least one vessel is made of carbon-free material containing less than 1 wt.% Carbon.
  • Claim 6 A separator according to any one of Claims 1-5, wherein the gamma-ray detector includes at least one gamma-ray detector located within the labeled neutron flux passing through the diamond ore vessel.
  • Clause 7 The separator according to any one of paragraphs 1-6, in which the gamma radiation detectors of the neutron block are arranged in two groups:
  • the first group of gamma-ray detectors located around and outside the labeled neutron flux and provided with protection for gamma-ray detectors from direct hit of the labeled neutron flux in them, and
  • the second group of gamma-ray detectors located within the labeled neutron flux passing through the vessel with diamond-containing ore.
  • Paragraph 8 The separator according to any one of paragraphs 1-7, in which the labeled neutron flux in the neutron block has the shape of a truncated pyramid, and, accordingly, the vessel also has the shape of a truncated pyramid.
  • Clause 9 The separator according to any one of paragraphs 1-8, wherein the gamma radiation detectors are provided with a thermal correction system connected by a communication line to the data analysis system.
  • Clause 10 The separator according to any one of paragraphs 1-9, wherein the ore supply system comprises a conveyor with a plurality of vessels mounted thereon.
  • Clause 11 The separator according to any one of paragraphs 1-10, wherein the ore supply system comprises a feed hopper with a dispenser for supplying a metered portion of the diamond ore to the vessel, and the separation system is configured to direct the irradiated portion of the diamond ore or to a collection tank concentrate, or in a container for collecting tailings, and the hopper with a dispenser and a separation system are connected by a communication line with the control system.
  • Clause 12 The separator according to any one of paragraphs 1-11, in which the neutron block is designed to generate a flux of labeled neutrons and alpha particles during acceleration of deuterons and their interaction with a tritium target due to the following binary reaction:
  • d is a deuteron
  • t is a triton
  • ⁇ is an alpha particle
  • ⁇ is a neutron
  • Clause 13 The separator according to any one of paragraphs 1-12, in which the neutron block is placed in a dustproof casing.
  • Clause 14 The separator according to any one of paragraphs 1-13, wherein said ore supply system, neutron block, and separation system form an enrichment module, wherein the separator comprises at least two such enrichment modules that are capable of enriching diamond-containing ore in series one after another or parallel to each other, while the alpha detector and gamma-ray detectors of each neutron block in each enrichment module are connected to a data analysis system, which is connected to the systems using communication lines th control.
  • Claim 15 The separator according to clause 14, wherein the diamond ore separation system of each beneficiation module, except the last of the at least two beneficiation modules, is configured to supply concentrate to the ore feed system of the next beneficiation module for further irradiation and beneficiation concentrate from the previous enrichment module.
  • Clause 16 The separator according to clause 14 or 15, in which the power system is common or separate for all enrichment modules, and / or the data analysis system is common or separate for all enrichment modules, and / or the control system is common or separate for all enrichment modules.
  • Clause 17 The separator according to any one of paragraphs 14-16, in which each neutron block in each enrichment module is placed in a dustproof casing, and / or each enrichment module is placed in a dustproof casing.
  • Claim 18 A separator according to any one of Claims 1-17, comprising at least two of said neutron blocks arranged in series with each other, wherein the ore supply system is common and configured to supply diamond-containing ore to each of said neutron blocks, each neutron block is capable of independently irradiating its portion of diamond-containing ore in a separate vessel.
  • Clause 19 The separator according to paragraph 18, containing a common power system, a common data analysis system and a common control system for all neutron blocks.
  • Clause 20 A method for dry dressing diamond-bearing ore, carried out using a separator according to any one of paragraphs 1-19.
  • the dry ore dressing method of the diamond ore according to paragraph 20 may include the following steps:
  • step (b) registering the spectrum of characteristic gamma radiation arising from irradiation in step (a) of said portion of diamond-containing ore with a flux of rapidly labeled neutrons;
  • step (c) analyzing the characteristic gamma-ray spectrum recorded in step (b) from said portion of diamond-containing ore to obtain information about the presence or absence of diamonds in said portion of diamond-containing ore;
  • step (d) based on the information obtained in step (c), the said portion of diamond-containing ore is sent either to the concentrate, if at least one diamond is present in the said portion, or to the tailings, if there is no diamond in the said portion.
  • FIG. 1 is a perspective perspective view with local cuts of one particular embodiment of a separator according to the invention, in which all nodes are housed in dustproof housings.
  • FIG. 2 is a perspective perspective view with a local section of another specific embodiment of a separator located inside a transport container, the neutron block of the separator being covered with a dust cover (dust protection covers of the input and output parts of the separator ore supply system are not shown for clarity).
  • FIG. 3 shows a flow chart of one particular embodiment of a separator according to the invention.
  • FIG. 4 schematically shows the main assembly of one particular embodiment embodiments of the separator according to the invention, i.e. a fragment of the ore supply system made in the form of a conveyor of the ore supply system with three vessels and a neutron block placed around the conveyor of the ore supply system, and in FIG. 4 (a) shows a longitudinal sectional view of the assembly along the conveyor of the ore supply system; FIG. 4 (b) is a transverse section through the assembly relative to the conveyor of the ore supply system, and in FIG. 4 (c) is a perspective view of a given node.
  • FIG. 5 is a schematic perspective view of yet another specific embodiment of a separator according to the invention, the separator being mounted on a self-propelled chassis and equipped with three serial enrichment modules with a separate neutron block and a separate ore supply system in each of these modules.
  • FIG. 6 schematically depicts a perspective perspective view of yet another specific embodiment of a separator according to the invention, in which four enrichment modules are arranged and operate in parallel, as one of the preferred industrial enrichment options for diamond ore.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view with local cuts of yet another specific embodiment of a separator according to the invention, including three neutron blocks located on one common conveyor of the ore supply system inside the dustproof housings.
  • FIG. 8 is a schematic perspective view with a local section of another specific embodiment of a separator according to the invention with a lateral arrangement of a neutron generator and gamma radiation detectors relative to a vessel containing diamond ore in the neutron block and with a horizontal flow of labeled neutrons in the neutron block through a vessel held in a fixed vessel diamond ore.
  • the invention is directed, in particular, to solving at least one of the following technical problems:
  • any of these technical tasks can be considered as the main one, and the rest as auxiliary. However, in more preferred embodiments of the invention, all these tasks are solved together in connection with each other.
  • the portions of diamond-containing ore are irradiated with a flux of labeled fast neutrons, as a result of this irradiation information is obtained on the presence or absence diamonds in portions of diamond-containing ore and, based on the information received, the portions of diamond-containing ore are separated into portions with discovered diamonds sent to the ore concentrate and portions detected without diamond ore sent to waste (so-called "tails"), thereby performing dressing of diamond ore.
  • any diamondiferous ores or any ore materials potentially containing diamonds may be used as the diamond ore to be enriched, the preferred ore types being, for example, kimberlite and / or lamproite ores, and the ore materials be previously obtained ore concentrates or wastes from diamond ore processing.
  • the following description is mainly applied to kimberlite ore, the invention is not limited to any one particular type of ore or ore material.
  • the separator of the present invention necessarily contains a neutron block, more specifically, at least one neutron block. Moreover, the aforementioned or each neutron block contains:
  • the neutron generator (a) serves in the neutron block of the separator as a source of fast labeled neutrons.
  • the neutron generator is equipped with an alpha particle detector, which is hereinafter referred to simply as an “alpha detector” for brevity and which can be of any type provided that it is capable of detecting alpha particles.
  • Alpha detector is divided into many elements (pixels) and therefore hereinafter referred to as "multi-element”, with such a plurality of elements (pixels) meaning "two or more" and can be any integer, and the more of them, the higher the spatial resolution of the separator.
  • the alpha detector is placed and configured to operate inside a neutron generator and is therefore called hereinafter “built-in”.
  • an alpha detector may be silicon.
  • a neutron generator can be equipped with a built-in 9-channel alpha detector or the 64-element (64-pixel) silicon alpha detector described in the above article.
  • the neutron generator can be portable.
  • the neutron generator may be an ING-27 model generator manufactured by FSUE VNIIA im. N.L.Dukhova (Moscow).
  • d is a deuteron (i.e., the nucleus of a hydrogen isotope of deuterium, 2 N),
  • t is the triton (i.e., the nucleus of the tritium hydrogen isotope, 3 N),
  • a is an alpha particle (i.e., the nucleus of a helium atom, 4 He), and
  • the energy of deuterons incident on a tritium target is of the order of 100 keV, and the energies of the generated alpha particle and neutron are approximately 3.5 MeV and 14.1 MeV, respectively.
  • portions of diamond ore are irradiated with a fast neutron flux with an energy of about 14.1 MeV and with high intensity, for example, from 5 * 10 7 to 4 10 8 neutrons per second (n / s).
  • characteristic i.e., characteristic for each specific type of chemical element
  • This characteristic gamma radiation is recorded using gamma radiation detectors (b), also included in the neutron block.
  • the gamma radiation detectors can be made on the basis of crystals of bismuth germanate (BGO) or yttrium-lutetium orthosilicate (LYSO), however, the present invention is not limited to a specific type of gamma radiation detectors, provided that they are capable of detecting gamma radiation with a specified energy .
  • BGO bismuth germanate
  • LYSO yttrium-lutetium orthosilicate
  • the direction of emission of fast neutrons from tritium is also recorded of the neutron generator target, approximately corresponding to the direction opposite to the direction of emission of the alpha particles from the tritium target (the actual angle of spread between the generated alpha particle and the neutron is 171-175 degrees, for the deuteron energy range of 50-150 keV), i.e. an alpha detector produces the so-called “tagging” of neutrons (from the English “tagging”) in the direction of their departure in space and at the time of their departure in time, therefore, hereinafter, the term “tagged neutrons” is used for fast neutrons.
  • fast neutrons are emitted by a neutron generator into a full solid angle of 4 ⁇ , however, due to such “labeling” of fast neutrons by an alpha detector, the flux of labeled neutrons taken into account in the subsequent analysis of characteristic gamma radiation has a shape diverging from the target with much a smaller solid angle determined by the size of the alpha detector and the distance between the tritium target and the alpha detector.
  • the number and position in space of individual beams of labeled neutrons in their total flux is determined by the number and position of the elements (pixels) of the alpha detector relative to the tritium target of the neutron generator.
  • Characteristic gamma radiation emanating from diamond ore in the form of spectra is recorded using gamma radiation detectors.
  • the recorded characteristic gamma-ray spectra coming from gamma-ray detectors are analyzed by the data analysis system in coincidence with the signals from the alpha-detector corresponding to each voxel of the irradiated piece of kimberlite.
  • voxel refers to the volume element of a piece of diamond-containing ore, and in the direction of the labeled neutron flux, the voxel size is determined by the time resolution of the alpha-gamma-coincidence ( ⁇ - ⁇ coincidence) system, and in the plane perpendicular to the labeled neutron flux, the voxel size is determined by the linear pixel size alpha detector and the ratio of the distances from the tritium target of the neutron generator to the alpha detector and to the irradiated piece of diamond ore, located in the volume of each voxel.
  • an unambiguous conclusion about the presence or absence of diamonds in the irradiated piece of diamond-containing ore is made by comparing the intensity of the characteristic carbon gamma line with an energy of 4.43 MeV, measured in each of the voxels, with the intensity of the same line at the background level, found by averaging of this line for all voxels belonging to the irradiated piece of diamond-containing ore, while the criterion for detecting diamonds in a piece of diamond-containing ore is the excess of the intensity indicated inii gamma radiation with an energy of 4.43 MeV, in at least one of the voxels above the background level. Additional details of the operation of the neutron block in the separator according to the invention can be found in the above article, the contents of which are incorporated herein in their entireties by reference.
  • a separator for dry processing of diamond ore can be performed as follows, as shown in FIG. 1-4.
  • the separator contains a loading hopper 1 with a grid 2, sifting diamond-containing ore and thereby determining the size of pieces of rock falling into the loading hopper when loading diamond-containing ore 1.
  • the separator also contains a dispenser 3, which determines the mass of diamond-containing ore loaded into each of the vessels 4, mounted on chain 5 of conveyor 6 of the ore supply system.
  • the conveyor 6 of the ore supply system in turn moves each vessel 4 mounted on the conveyor 6 to the irradiation area of the vessel loaded with ore with a labeled neutron stream 7 generated by a neutron generator 8 located below the conveyor 6.
  • the neutron block 9 has an external power supply 10 and contains inside itself detectors 11 of characteristic gamma radiation emitted from diamond ore 12 when it is irradiated with a labeled neutron flux 7.
  • the gamma radiation detectors 1 1 are arranged in two groups - first group situated around the neutron flux of labeled 7 and a second group located within the direct neutron flux of labeled 7 (shown in detail in FIG. 4).
  • the neutron block 9 also contains protection 13 of the first group of gamma-ray detectors 11 from direct hit of tagged neutrons emitted by the neutron generator 8, as well as biological protection 16 surrounding the entire neutron block 9 from all sides.
  • an ore selector 18 is located, which, upon the command of the conveyor control unit 14, directs the contents of the vessel 4 either to the concentrate via the corresponding trough 15 leading to the container 20 for collecting the concentrate, or to the tails discharged along the corresponding trough 17 leading to the collecting container tails 21 or just dump tailings.
  • the neutron block 9 is also equipped with a dust cover 19 made, for example, of thin steel and preventing dust from diamond-containing ore 12 from entering the neutron generator 8 and gamma radiation detectors 11.
  • the separator can be turned on and off using the remote control 23 of the operator. The direction of the contents of the vessel 4 is carried out automatically by the control system.
  • the input and output parts of the conveyor 6 of the ore supply system can also be equipped with dustproof casings 19, which prevent dust from diamond-containing ore 12 from entering the neutron generator 8 and gamma radiation detectors 11.
  • the separator can be placed inside the container 24 (see Fig. 2). If the separator is located in the container 24 (Fig. 2), then in this container 24 all the main components of the separator are enclosed, including the neutron block 9 with the neutron generator 8 and gamma radiation detectors 1 1, the power block 10, the recording electronics block 26, and the electrical panel 27 to which external power can be supplied (for example, 380/220 V power) and which, in turn, powers the power supply unit 10 of the neutron generator, the recording electronics unit 26 and the conveyor control unit 14 of the ore supply system.
  • external power for example, 380/220 V power
  • Block 14 control the conveyor of the ore supply system, in turn, energizes the doser 3 and the rock selector 18 with electricity.
  • the control of the separator is preferably carried out using the interface of the operator console 23.
  • the separator may also be equipped with a thermal correction system (not shown) containing temperature sensors mounted on the crystals of the gamma radiation detectors 11 and in thermal contact with them.
  • the signals from these temperature sensors via communication lines are fed to the input of the amplitude-to-digital converter (s) (ADC) and a computer (for example, a minicomputer or other controller), while temperature sensors are connected by a power line to the ADC installed (s) in the recording electronics unit 26, connected by a communication line to the interface of the operator panel 23.
  • ADC amplitude-to-digital converter
  • a computer for example, a minicomputer or other controller
  • each vessel 4 has in its cross section a shape corresponding to the shape of the labeled neutron flux 7. Moreover, this feature in the present invention implies that the cross section of the vessel 4 passing through it by a plane practically corresponds in its geometrically shaped cross section of the flux of labeled neutrons 7 by the same plane. So, if you look at FIG.
  • the section can be considered as the section by the longitudinal plane XY coinciding with the plane of the paper sheet, as shown in FIG. 4 (a), or the transverse plane YZ, perpendicular to the plane of the paper sheet, as shown in FIG.
  • the most preferred embodiment of the invention is the almost complete coincidence between the inner surfaces of all the walls of the vessel 4 and the outer contour of the labeled neutron stream 7 passing through the vessel 4, which makes it possible to irradiate with labeled neutrons the entire contents of the vessel 4, but not to irradiate with labeled neutrons the walls of the vessel 4.
  • the labeled neutron flux 7 has the shape of an inverted truncated pyramid, and accordingly, each of the vessels 4 also has the shape of a per a truncated truncated pyramid (as shown in Fig. 4 (a), (b) and (c)), which ensures complete and unhindered precipitation of ore from vessels 4 when they are turned upside down.
  • the present invention is not limited to the above preferred sectional shape in the form of an inverted truncated pyramid depicted in FIG. 4 (a), (b) and (c) nor shown in FIG. 4 (a), (b) and (c) the preferred arrangement of the neutron generator 8 under the conveyor of the ore supply system, and detectors 11 of gamma radiation above the conveyor of the ore supply system.
  • the cross-sectional shape of the vessel 4 and the corresponding cross-sectional shape of the flux of labeled neutrons 7 can be arbitrary, for example, rectangular, square, oval or other.
  • these structural elements can be located in the neutron block in the opposite way (i.e., neutron generator 8 is above the conveyor of the ore supply system, and detectors 11 of gamma radiation are located below the conveyor of the ore supply system).
  • neutron generator 8 is above the conveyor of the ore supply system
  • detectors 11 of gamma radiation are located below the conveyor of the ore supply system.
  • the neutron generator 8 and the gamma radiation detectors 1 1 can be located approximately at the same vertical level, while the neutron generator 8 is located on one side of the ore supply system (for example, to the left of the vessel 4 in Fig. 4 (b)) and gamma radiation detectors AND are located on the other side of the ore supply system (for example, to the right of vessel 4 in Fig.
  • FIG. 8 Such a preferred embodiment is depicted in FIG. 8, where the flux of labeled neutrons 7 passes through the vessel 4 as a whole horizontally from left to right.
  • the labeled neutron flux may pass through the vessel from right to left (not shown in the figures).
  • the term "vessel” as used herein means any vessel capable of containing diamond ore.
  • the shape, dimensions and material of the vessel, the shape, number and wall thickness of the vessel can be arbitrary in the presence of the above ability.
  • the vessel may be a tray (i.e., a generally flat box with a lower height than its width and length), a bucket (i.e., a vessel adapted in thickness and wall material to scoop up a certain portion of diamond-containing ore a certain volume or mass), and any other possible examples of vessels.
  • the vessels may be the same or different in shape, size, material and / or wall thickness throughout the ore supply system or throughout the separator, while in other embodiments, the vessels may be the same or different in shape , size, material and / or wall thickness on one ore supply system or in one beneficiation module, but different - on another ore supply system or in another separator beneficiation module.
  • the vessels can be made in the form of buckets that can scoop up mined diamond-containing ore themselves, and in another specific embodiment, the ore is only fed into vessels, for example in the form of trays (in particular, it is poured into trays to a certain level , constant or variable, for example, up to full or partial filling of the trays) with a dispenser through the loading hopper of the separator.
  • the vessel may be made of a “carbon-free” material to prevent false alarms associated with the non-uniform distribution of carbon in the material of the vessel.
  • the method used by the separator for searching for diamonds in diamond-containing ore is based on the detection of a local excess of carbon concentration over the average carbon concentration in a portion of ore irradiated with a labeled neutron flux.
  • the percentage of false positives simulating a diamond signal increases sharply, since in terms of quantity the variation in carbon content over the thickness of the belt can exceed the mass of the desired diamond, which, on average, is less than 1 d.
  • the structural elements of the conveyor of the ore supply system, which enter the neutron block during operation of the separator are also made of carbon-free material.
  • carbon-free material means in this invention a material that contains less than 1 wt.% Carbon, for example, less than 0.5 wt.%, Less than 0.1 wt.%, Less than 0.05 wt.% Or less than 0 , 01 wt.% Carbon, or even less than 0.005 wt.% Carbon, calculated on the total weight of the vessel.
  • both high-carbon and medium-carbon steels and low-carbon steels can be attributed, in particular, one of the materials suitable for the construction of the vessel is ultra-low-carbon steel with a carbon content of up to 0.002 wt.%.
  • labeled neutron flux means at least one beam of labeled neutrons necessary to make it possible in principle to realize the inventive separator.
  • the labeled neutron flux as a whole may consist of a plurality of neutron beams, the number of which may be equal to the number of neutron generators or the number of pixels in a multi-element alpha detector, for example, 2, 3, 4, 5, 10, 16 , 25, 36, 49, 64, 100, 192, 256, 500 and more beams.
  • the terms “flux” and “beam” used with respect to labeled neutrons may or may not be equivalent to each other.
  • the preferred separator for dry processing of diamond ore 12 shown therein contains three successive processing modules located on a self-propelled chassis 25 (for example, on a tracked chassis, as shown, or on a wheeled chassis not shown) and equipped with neutron blocks connected in series along the ore 9 and conveyors 6 of the ore supply system, sequentially enriching diamond-containing ore 12 and allowing to obtain diamond-containing ore 12 with a high diamond content at the outlet of the separator - concentrate 20, and also receive practically no detectable diamonds tailings dump 21.
  • a self-propelled chassis 25 for example, on a tracked chassis, as shown, or on a wheeled chassis not shown
  • neutron blocks connected in series along the ore 9 and conveyors 6 of the ore supply system
  • FIG. 6 shows a preferred separator with multiple (in this case, four) enrichment modules 22, each of which is located in a separate container 24 (similar to FIG. 2) and which are located and operate in parallel.
  • the mined diamond-containing ore 12 enters the separator loading line 28 with ore 12 (moreover, such loading can be carried out by excavators, as shown in Fig.
  • the storage location of concentrate 20 may take the form of a concentrate heap 20 on the ground or in a container 20 specially designed for collecting concentrate, such as, for example, a truck body (dump truck), as shown in FIG. 6.
  • the tailings 21 from the blade (s) can be loaded by a loader into a special container, in this case, the body of a truck (dump truck), as shown in FIG. 6, and removed to a suitable storage location for the tails.
  • a loader in this case, the body of a truck (dump truck), as shown in FIG. 6, and removed to a suitable storage location for the tails.
  • FIG. 7 depicts a preferred separator with multiple neutron blocks 9, sequentially along the ore located along one conveyor 6 of the ore supply system.
  • a method for operating a separator in preferred embodiments for beneficiating diamond ore 12 may comprise one or more of the following specific operations (steps).
  • an electric voltage is supplied from the electrical panel 27 to the power supply unit 10, followed by the inclusion of the neutron generator 8 in the "preparation" mode, to the gamma radiation detectors 11, to the conveyor control unit 14 and to the recording electronics unit 26 .
  • loading hopper 1 is loaded with diamond ore 12, for example, using one or more conveyor (s) 29 (as shown in FIG. 6).
  • Diamond-containing ore 12 in the form of individual pieces with sizes determined by the size of the cells of the screening grid 2 installed in the upper part of the loading hopper 1, enters the volume of the loading hopper 1.
  • a command (not shown) is sent via a special interface via a communication line with the control unit of the neutron generator 8 to turn the neutron generator 8 into neutron emission mode.
  • the conveyor 6 is turned on, for example, the chain 5 of the conveyor 6 with the vessels 4 is driven by a command through a special interface from the operator console 23 in the conveyor control unit 14.
  • the first vessel 4 is stopped near the dispenser 3 (for example, under it for loading under the action of gravity) and automatically, upon command through the interface from the conveyor control unit 14 of the ore supply system, complete or partial filling of the first vessel 4 with diamond-containing ore 12, in the preferred embodiment, a fixed amount or volume of diamond-containing ore 12, fixed in weight or volume.
  • the conveyor 6 is automatically driven and the first vessel 4 is moved completely or partially filled with diamond-containing ore 12 into the area of irradiation with a labeled neutron flux 7 from the neutron generator 8.
  • the conveyor 6 is stopped when the center of the first vessel 4 combines I with the central axis of the neutron flux of labeled 7. From this point on irradiation produce contents of the first vessel 4 tagged neutron beam 7, as well as detect (detected) alpha particles generated jointly and simultaneously with neutrons 7 and flying about in the opposite direction from them.
  • the characteristic gamma radiation emitted by the ore 12 contained in the first vessel 4 under the influence of irradiation with a labeled neutron flux 7 is detected in gamma radiation detectors 1 1.
  • On-line mode provides all the information received from the alpha detector of the neutron generator 8 and from the gamma radiation detectors 11 to the recording electronics unit 26, which is part of the data analysis system, in order to receive, collect and process this data and pre-select events recorded by the aforementioned alpha and gamma detectors. Moreover, with very high accuracy (such as less than 1 nanosecond (not), for example, less than 0.1 not less than 0.01 or less), the time elapsed from the moment of registration of alpha particles by the alpha detector of the neutron generator 8 to the moment of detection of gamma -radiations in each of the detectors 1 1.
  • the contents of the first vessel 4 are poured in case of detection of diamond in it (pieces of ore with diamond are marked in black in Fig. 3 with a black circle) inclined to the right and shown closed in Fig. 3, the gutter, respectively, into a container for collecting concentrate 20, or, if no diamond is found in the first vessel 4 (pieces of ore without diamonds are marked with white circles in FIG. 3), pour along an inclined to the left and shown open in FIG. 3 the trough into the container for collecting the tailings 21, turning the first vessel 4 upside down as it passes down the conveyor 6 above the ore selector 18.
  • the shutter 32 in the ore selector 18 is turned to the right, closing the gutter inclined to the right (as shown in Fig.
  • the contents of the first vessel 4 are directed along the left and open gutter to the container for collecting tails 21. And if the shutter 32 the ore selector 18 will be turned to the left, closing the left-inclined trough (not shown in Fig. 3), then the contents of the first vessel 4 will be directed along the right-inclined and then open trough into the container for collecting concentrate 20.
  • the separator is operated for all subsequent vessels 4 on the conveyor 6 (for example, the third, fourth and fifth).
  • the number of vessels on the conveyor of the ore supply system in the separator according to the invention can, in principle, be any, for example, less than two or more than five, i.e. in the first case, the separator can work with only one single vessel moving on one single conveyor of the ore supply system, and in the second case, the separator can work with a large number of vessels (for example, 10, 20, 30, 40, 50, 100, 1000, etc. .d.) moving on one conveyor or on several (two, three, four, five, etc.) identical or different conveyors.
  • a large number of vessels for example, 10, 20, 30, 40, 50, 100, 1000, etc. .d.
  • vessels on different conveyors and / or in different enrichment modules can be the same or different in one or more of the following parameters: vessel dimensions, vessel volume, mass or volume of ore loaded into the vessel, material of the entire vessel or its part, side wall thickness or the bottom of the vessel, the exposure time of the vessel in the neutron block for a set of statistics of events, the speed of the vessel on the conveyor, etc.
  • the vessel commits its movement on the conveyor is continuous, i.e. without stopping in the neutron block for a set of statistics of events, or intermittently, i.e. with stops in the neutron block to set the desired (preferably as large as possible) event statistics.
  • the duration of such stops i.e.
  • the irradiation time of one portion of diamond-containing ore in the neutron block can vary from 1 second to tens of minutes, for example, from 4 seconds to 32 minutes. However, it is obvious that the longer the stop time in the neutron block, the lower the separator capacity per unit time.
  • the tailings collected in the tank 21 are sent to dumps or to another place, for example, to another processing, in particular ore crushing, and the concentrate collected in the tank 20 is sent from the separator in special equipment or in a special enterprise for the gentle separation of diamonds from concentrate.
  • a method for operating a dry ore separator for diamond ore are as follows. First, the loading hopper 1 is filled with diamond-containing ore 12. After that, through an interface from the operator panel 23 via a communication line exchanging information with the common control unit three shown in FIG. 5 with enrichment modules or with a separate control unit for each of the three enrichment modules shown, with three neutron blocks 9 (one in each of the enrichment modules), they command the inclusion of neutron generators 8 in each neutron block 9 in the neutron emission mode.
  • the conveyors 6 of the enrichment modules are activated (chain 5 of each of the three conveyors 6 available in one in each of the three enrichment modules, comes into translational motion).
  • the first vessel 4, located on the first conveyor 6 of the first neutron block 9 of the first enrichment module (shown on the left in Fig. 5), is stopped near the dispenser 3 of the first neutron block 9 and automatically, upon command from the first control unit 14, the first vessel 4 is filled with a fixed by weight by the amount of diamond-containing ore 12.
  • the first conveyor 6 is automatically driven and the first vessel 4 filled with diamond-containing ore 12 is moved to the area of irradiation with a labeled neutron flux 7.
  • the first conveyor 6 is stopped when the center of the first vessel 4 coincides with the central axis of the flow of labeled neutrons 7. From this moment, the contents of the first vessel 4 are irradiated with a flow of labeled neutrons 7.
  • on-line information from the alpha detector and the gamma-ray detectors 11 of the first neutron unit 9 enters the recording electronics unit 26, in order to receive and pre-select events recorded by alpha and gamma detectors.
  • the second conveyor 6 stops the first vessel 4 in the second neutron block 9 when the center of the first vessel 4 is aligned with the central axis of the labeled neutron stream 7 generated by the neutron generator 8 of the second neutron block 9 of the second enrichment module. Then, as in the first neutron block 9 or in a different way (for example, longer), in the second neutron block 9, the contents of the first vessel 4 are irradiated with another flux of labeled neutrons 7. In the case of detecting the presence of diamonds in the first vessel 4 also in the second neutron block 9, the first vessel 4 enters further on the third conveyor 6 included before into the third neutron block 9 of the third enrichment module (shown on the right in Fig. 5).
  • the first vessel 4 After irradiation of the contents of the first vessel 4 and in the case of a positive response about the presence of diamonds in it, the first vessel 4 is moved to the zone of the ore selector 18.
  • the ore selector 18, having received a command from the operator console 23, depending on the type of command — whether diamond is detected in the contents of the first vessel 4 or not — moves the shutter 32 in the ore selector 18, opening one of the two troughs (see Fig. 3) , and the contents of the first vessel 4 are poured, respectively, into a container for collecting concentrate 20 or a container for collecting tails 21. If you receive a negative answer about the absence of diamonds in the first vessel 4 on the first, second or third neutron block 9, i.e.
  • the contents of the first vessel 4 are poured using an ore selector 18 into a container for collecting tails 21.
  • the separator is operated for all subsequent vessels 4 (for example, the third, fourth and fifth) in each of the three enrichment modules.
  • different enrichment modules can be operated in different operating modes, for example, with different durations of ore irradiation with a labeled neutron flux and a set of statistics.
  • different enrichment modules can work with other different parameters, for example, with different shape, volume, material or degree of filling of the vessels with ore, or with different intensities of the flux of labeled neutrons.
  • different enrichment modules can work with neutron blocks differing in their design or in their operating mode so that, for example, the first enrichment module along the ore is adapted to detect the largest diamonds, the second enrichment module along the ore to detect medium diamonds, and the third enrichment module along the ore - to detect smaller diamonds, etc. etc.
  • a method for operating a dry ore separator for diamond ore are carried out as follows. First, the loading hopper 1 is filled with diamond-containing ore 12. After that, from the operator’s console 23, a command is sent via the communication line with the control units of the three neutron blocks 9 to turn their neutron generators 8 into neutron emission mode. Then, by giving a command from the operator panel 23 to the control unit 14, a single conveyor 6 is turned on, common to all three neutron blocks 9 (in this case, the circuit 5 of the general conveyor 6 comes into translational motion through each of the three neutron blocks 9 in series).
  • the first vessel 4 in the direction of movement of the conveyor 6 is stopped in the zone of the dispenser 3 and automatically, upon a command from the separator control unit 14, the first vessel 4 is filled with a fixed mass of diamond-containing ore 12.
  • the conveyor 6 is automatically set in motion and the first vessel 4, filled with diamond-containing ore 12, is moved to the irradiation region of the first neutron block 9.
  • the next, second vessel 4 is placed on the conveyor 6 that it falls into the zone of the dispenser 3, where it is filled with diamond-containing ore 12.
  • the conveyor 6 is turned on and the first vessel 4 is moved to the irradiation region of the second neutron block 9, and the second vessel 4 is simultaneously moved to the irradiation region the first neutron block 9. And the same procedure is repeated until all three consecutively located vessels 4 are filled with diamond ore 12 and, accordingly, are in the area of their simultaneous irradiation three streams of labeled neutrons 7 generated by three neutron generators 8 in three neutron blocks 9.
  • the contents of each vessel 4 are dumped either into a container for collecting concentrate 20 or in a container for collecting tails 21.
  • the same procedure is repeated with the following three vessels 4, sequentially filled with diamond-containing ore 12. It should also be noted that the filling of three vessels 4 with diamond-containing ore 12 (the number of vessels 4 and, respectively, neutron blocks 9 is e three, selected only as an example) can be performed simultaneously using one dispenser 3.
  • an ore dispenser equipped with a diamond-leveling ore leveling device 12 poured into each vessel can be located on conveyor 6 to ensure approximately the same (constant) volume of ore in each vessel due to the constant thickness of its layer in it, and and approximately the same average number of registered quanta of characteristic gamma radiation, which makes it possible to ensure high separator performance and high reliability of decisions made on cash the presence or absence of diamonds in a particular vessel, and thereby ensuring a relatively low yield of ore to be concentrated in the concentrate (for example, the concentrate output may be less than 5%, less than 1% or even less than 0.1% of the processed ore mass) and, accordingly, the relatively high yield of ore being processed into tailings, i.e. reduced concentrate / tailings ratio.
  • the separator ie A device for detecting, identifying and separating diamonds in ore from waste rock is based on recording the spectra of characteristic gamma radiation from carbon, oxygen, nitrogen, calcium and other chemical elements that make up diamondiferous ore, for example, contained in kimberlite, and analyzing the recorded spectra of characteristic gamma radiation in order to isolate the carbon signal from them (i.e., the characteristic carbon line).
  • characteristic gamma radiation arises as a result of inelastic scattering of fast labeled neutrons by the nuclei of chemical elements, such as those indicated above.
  • the characteristic gamma radiation has a certain energy, different for different chemical elements, which makes it possible to distinguish one chemical element from another.
  • the energy of characteristic gamma radiation of a carbon nucleus is 4.43 MeV, oxygen - 6.13 MeV, nitrogen - 5.1 MeV, calcium - 2.8 MeV.
  • Labeled neutrons are classified as fast neutrons, they have a small cross section for interaction with matter, which leads to the fact that they practically do not induce radioactivity in diamond-containing ore, which makes the proposed separator and method safe for personnel serving the separator or working later with enriched concentrate or with diamonds extracted from the concentrate in some non-damaging manner known to those skilled in the art.
  • Using a labeled neutron generator allows for one measurement to make an unambiguous conclusion about the presence or absence of diamond in a piece of rock (kimberlite), the dimensions of which in a plane perpendicular to the direction of flow of labeled neutrons are determined by the linear dimensions of the alpha detector and the relationship between the distance from the tritium target to the alpha detector to the distance from the tritium target to kimberlite.
  • Using a multi-pixel alpha detector (which means creating a large number of tagged neutron beams in a neutron flux) allows you to split the entire volume of irradiated rock in the vessel into a series of subvolumes corresponding to each of the tagged neutron beams, which, in turn, can significantly reduce the minimum detectable mass of diamond in a piece of kimberlite.
  • the productivity and efficiency of the proposed separator and method for searching for diamonds in kimberlite can be significantly increased (several times, for example, 2, 3, 5, 10 or more times) as due to the presence of additional neutron blocks with neutron generators / gamma detectors installed along the conveyor of the ore supply system, and by increasing the number of gamma detectors designed to record characteristic gamma radiation.
  • the capacity of the separator according to the invention can be more than 10 tons per hour and up to 100 tons per hour (t / h), in particular 40-50 t / h.
  • the proposed separator can be used both in the enrichment of kimberlite for the purpose of industrial production of diamonds, and to detect the presence of diamonds in an ore sample during exploration.
  • the proposed separator can be equipped with a conveyor of the ore supply system in the form of a chain with vessels installed on it, adapted to contain diamond-containing ore inside. Since the method of searching for diamonds in diamond-containing ore is based on the detection of a local excess of carbon concentration over the average carbon concentration in the ore volume irradiated with a labeled neutron flux, the use of such a vessel-equipped chain conveyor of the ore supply system, all of whose structural elements are made of carbon-free material, for example, metal alloys , eliminates errors associated with the inhomogeneous distribution of carbon in the material of the rubberized conveyor belt, because when used
  • the use of an organic-based conveyor belt containing a significant amount of carbon sharply increases the percentage of false positives of the data analysis system, since in quantitative terms the variation in carbon content over the thickness or area of such a belt can exceed the mass of the desired diamond, which is, on average, less than 1 g.
  • the proposed separator is characterized by a low probability of false positive
  • vessels with a shape corresponding to the shape of the flux of labeled neutrons allows neutrons to irradiate the contents of the vessels in full.
  • vessels in the form of a rectangular parallelepiped with dimensions equal to the linear dimensions of the labeled neutron flux in the plane of the bottom of the vessel there will be a slight decrease in the productivity of the dry enrichment process, determined by the ratio of the volumes of the vessel in the form of an inverted truncated pyramid and a vessel in the form of a rectangular parallelepiped.
  • gamma-ray detectors are located outside the labeled neutron flux (see, for example, FIG. 1 in the aforementioned patent RU 2521723 C1), for protection against direct entry of neutrons emitted by the neutron generator into gamma-ray detectors to reduce their load.
  • gamma-ray detectors it has become technically possible to place gamma-ray detectors not only outside the labeled neutron flux, but also in the labeled neutron flux itself.
  • an additional, second group of gamma-ray detectors directly inside the labeled neutron flux in preferred embodiments of the invention allows to increase the solid angle of registration of gamma-quanta of characteristic carbon radiation with an energy of 4.43 MeV and collect more useful events, which leads to a reduction in statistics necessary for making a decision on the presence or absence of diamond in the contents of a particular vessel, and, accordingly, to increase the productivity of the separat and dry diamond ore enrichment.
  • the protection of gamma radiation detectors from direct hit of tagged neutrons emitted by a neutron generator can be performed in the proposed separator from materials containing chemical elements with atomic number greater than 70 (for example, tungsten, tantalum, lead).
  • the thermal correction system allows automatic correction of the measured spectra of the registered characteristic gamma radiation, i.e. to bring the measured amplitude distributions to the distributions obtained at a certain installation temperature. This increases the reliability of the extracted information about the presence or absence of diamond in the contents of the vessel, and, as a result, less statistics of events are required to develop a final solution, which again leads to an increase in the performance of the separator.
  • the dust cover is designed to protect the neutron generator, as well as gamma-ray detectors from possible dust that can be emitted from the moving ore and which can therefore lead to a change in the operating conditions of these devices and, as a result, to a change in their characteristics , and can also lead to the failure of gamma radiation detectors and a neutron generator (possible electrical breakdowns in high-voltage terminals of power supply leads to gamma radiation detectors and a neutron generator yelling).
  • the separator When the separator is located inside the production room, i.e. in a stationary embodiment of the separator, for example, inside the building of the processing plant workshop or the like, the entire separator or all its “dusty” parts should preferably be enclosed in a dustproof casing or casings.
  • the above embodiments of the separator can be used both in a stationary version, for example, in an enrichment plant, and in a mobile version, on a self-propelled chassis or in a trailed version, for use on board a quarry or in an underground mine.
  • the proposed separator may include, for example, an ore supply system for supplying diamond-containing ore to the neutron block, in the area of its irradiation with a labeled neutron flux, i.e. an area of space formed between the neutron generator and gamma-ray detectors, and it is desirable to arrange gamma-ray detectors with as tight packing as possible on all sides of the vessel, for example, in the following order: to the left and right of the conveyor of the ore supply system, two or more horizontal or slightly inclined row of gamma-ray detectors; in front of and behind the vessel along the conveyor of the ore supply system, there is one horizontal or slightly inclined row of gamma-ray detectors (all these rows of gamma-ray detectors are outside the labeled neutron flux passing through the vessel and ore, and therefore comprise the first group of detectors); and directly above the vessel, within the flow of labeled neutrons passing through the vessel with the ore, there is a densely packed matrix of vertical
  • the neutron generator is equipped with a multi-element alpha detector, the alpha detector and both groups of gamma radiation detectors are connected to an electronic data analysis system, which is connected to the separator control system via communication lines.
  • biological protection may be provided that surrounds the neutron generator housing and is made, for example, of iron or steel, or made in the form of a sandwich of iron and polyethylene layer (s).
  • the number of gamma radiation detectors is desirable to have as large as possible, and it is determined from the condition that the time of detection of diamond in the irradiated vessel does not exceed, for example, 60, 30, 10, 4, 1 seconds.
  • the neutron generator and its control unit can be located on the frame in a niche, or in the ground. On the ground surface supports can be installed for mounting the conveyor 6. Moving the conveyor 6 is carried out using rollers. Gamma radiation detectors mounted in two, three or more planes vertically above the conveyor 6 are attached to the frame, which is preferably in the form of a square and mounted on supports. In order to prevent atmospheric precipitation from entering the separator, a canopy, for example, made of plexiglass or polycarbonate, can be used. The proposed separator can also be located inside a heated room, protected from atmospheric precipitation.
  • the operator console 23 (separator operator workstation) should be at a radiation safe distance from the neutron generator.
  • a light indicator can be fixed on the frame, the on state of which indicates the presence of neutron radiation generated by the neutron generator.
  • a thin cover made of aluminum alloy (for example, duralumin) or plexiglass can be provided in the upper part of the niche.
  • the method of operation of the separator may also include the following operations.
  • Ore 12 supplied in the form of separate large pieces of kimberlite with linear dimensions up to 50 cm, obtained as a result of preliminary crushing of even larger pieces of kimberlite in a special crushing plant, is fed in portions into each vessel on the movable conveyor 6.
  • Conveyor 6 automatically stops when the next portion of kimberlite in the vessel arrived exactly at a given place, determined by the shape of the cross section of the labeled neutron flux.
  • the separator control unit (operator’s console) is fed a signal to the neutron generator control unit and the neutron generator is switched on to emit neutron radiation.
  • Information from alpha and gamma detectors enters the unit for collecting and preliminary selection of events recorded by alpha and gamma detectors related to the electronic data analysis system.
  • Information on registered events by gamma detectors in coincidence with signals from an alpha detector after the pre-selection procedure is received via Ethernet cable from the output of the collection and pre-selection of events to the input of the separator control unit (for example, to the operator console).
  • a set of required statistics of registered (alpha-gamma) matches is made to obtain an answer to the question: is there a diamond in the irradiated portion of kimberlite or not?
  • the neutron generator is automatically turned off, and the operator panel displays unambiguous or confirmation information on the presence or absence of diamonds in that portion of kimberlite that has been irradiated with a labeled neutron flux in this vessel.
  • the conveyor is moved at a distance exactly equal to the distance between adjacent vessels in the plane of the conveyor in the direction of its movement. Then the neutron generator is turned on again and the next portion of kimberlite in the neighboring vessel is examined for the presence of diamonds in it.
  • the conveyor batch by batch in successive vessels, the entire available amount of mined kimberlite is examined. A portion of kimberlite in which at least one diamond is found (i.e., one or more diamonds), after unloading from the vessel to the concentrate collection tank, is sent for further processing, and the rest of the rock goes to the dump.
  • the present invention can be implemented in four particular embodiments, which correspond to the four currently most preferred types of separators for dry processing of diamond ore.
  • a separator for dry processing of diamond ore comprising a conveyor for supplying diamond ore to a neutron block, provided with a neutron generator located below the conveyor in which neutron generation and alpha particles during deuteron acceleration and their interaction with a tritium target in a binary reaction: d + t— * ⁇ + n, where d is a deuteron, t is a triton, a is an alpha particle, n is a neutron, with an alpha particle and the accompanying her neutron scatter in approximately opposite directions; gamma radiation detectors located above the conveyor designed to detect the characteristic gamma radiation arising from inelastic neutron scattering on the nuclei of diamond-containing ore; a multi-element alpha detector integrated into the neutron generator, which provides registration of the direction of emission of the alpha particle and, thus, makes it possible to determine the direction of departure of the associated neutron, which is called labeled neutron
  • neutron block gamma radiation detectors are organized in two groups - the first group located outside and around the labeled neutron flux circuit and equipped with the protection of gamma radiation detectors from direct neutrons falling into them, and the second group located in the zone of direct action of the labeled neutron flux; All gamma radiation detectors are equipped with a thermal correction system connected by a communication line to a data analysis system.
  • a separator for dry processing of diamond-containing ore containing several neutron blocks arranged in series, each of which includes a chain conveyor with vessels for supplying diamond-containing ore to a neutron block, equipped with a neutron generator located under the conveyor, in which generation of neutrons and alpha particles during deuteron acceleration and their interaction with a tritium target in a binary reaction: d + t— * ⁇ + n, where d is a deuteron, t is tr tone, ⁇ - alpha particle, ⁇ - neutron and alpha particle and Related s neutron emitted in roughly opposite directions; gamma radiation detectors located above the conveyor designed to detect the characteristic gamma radiation arising from inelastic neutron scattering on the nuclei of diamond-containing ore; a multi-element alpha detector integrated into the neutron generator, which provides registration of the direction of emission of the alpha particle and, thus, makes it possible
  • each neutron block at the beginning of the conveyor of each neutron block there is a loading hopper with an ore dispenser, and at the end of the conveyor of each neutron block there is a system for directing the contents of the vessels either to the concentrate or to the tails, and the loading hopper with a dispenser and a system for directing the contents of the vessels of each neutron block are connected by a communication line with separator control system;
  • the system of directing the contents of the vessels of each neutron block, except the last, is configured to supply concentrate from the exit of the previous neutron block to the loading hopper of the next neutron block with the aim of further irradiating it with a flux of labeled neutrons and sorting it into concentrate and tails;
  • the gamma radiation detectors of each neutron block are organized in two groups - the first group located outside and around the labeled neutron flux circuit and equipped with the protection of gamma radiation detectors from direct neutrons getting into them, and the second group located in the zone of
  • a separator for dry processing of diamond-containing ore comprising a conveyor for supplying diamond-containing ore to neutron blocks, which are arranged sequentially along the conveyor and each of which is capable of simultaneously irradiating its portion of diamond-containing ore and is provided with a located under the conveyor neutron generator, in which the generation of neutrons and alpha particles occurs during deuteron acceleration and their interaction with a tritium target on binary reaction: d + t — a + n, where d is a deuteron, t is a triton, a is an alpha particle, n is a neutron, and the alpha particle and its accompanying neutron scatter in approximately opposite directions, located above the conveyor by gamma-ray detectors radiation intended for registration of characteristic gamma radiation arising from inelastic neutron scattering on the nuclei of diamond-containing ore; a multi-element alpha detector integrated into the neutron generator, which
  • a loading hopper with an ore dispenser at the beginning of the chain conveyor there is a loading hopper with an ore dispenser, and at the end of the conveyor there is a system for sending the contents of the vessels either to the concentrate or to the tailings;
  • a loading hopper with a dispenser and a system for directing the contents of the vessels are connected by a communication line to the separator control system;
  • the gamma radiation detectors of each neutron block are organized in two groups - the first group located outside and around the labeled neutron flux circuit and equipped with the protection of gamma radiation detectors from direct neutrons falling into them, and the second group located in the zone of direct action of the labeled neutron flux ; All gamma-ray detectors are equipped with a thermal correction system connected by a communication line to a data analysis system.
  • each of the neutron blocks is placed in a dustproof casing.
  • FIG. 8 is a schematic perspective view, in local view, of another particular preferred embodiment of the separator of the invention.
  • the separator comprises an ore supply system with a dispenser 3, which is adapted to feed a metered portion of diamond-containing ore into a vessel 4, formed on all sides by a generally vertically extending pipe and from below the forming damper 33.
  • the vessel 4 is fixedly mounted inside the neutron block 9.
  • the neutron generator 8 and gamma-ray detectors 11 are located on the side of the vessel 4, and the tagged neutron flux 7 passes generally horizontally through a portion of the neutron block 9 diamond ore (not shown for clarity) supplied by the dispenser 3 vertically from top to bottom under the action of gravity in a stationary vessel 4.
  • the tagged neutron flux 7 passes generally horizontally through a portion of the neutron block 9 diamond ore (not shown for clarity) supplied by the dispenser 3 vertically from top to bottom under the action of gravity in a stationary vessel 4.
  • FIG. 8 only gamma-ray detectors 11 that are outside the labeled neutron flux 7 are shown, and those gamma-ray detectors that can lie within the labeled neutron flux 7, i.e. to the right of the flux 7 of labeled neutrons in the form of a truncated pyramid, not shown in FIG. 8.
  • such gamma-ray detectors can be located there, forming the second group of “in-stream” gamma-ray detectors, for example, in the form of a densely packed matrix of horizontally placed gamma-ray detectors (consisting, for example, of four rows of four detectors in each row, i.e., arrays 4 4 with 16 detectors), similar to that shown in FIG. four.
  • the vessel 4 also has a cross-sectional shape corresponding to that of the flux 7 of tagged neutrons in the same plane.
  • the labeled neutron flux 7 is diverging from left to right as in a horizontal plane perpendicular to the plane of the paper sheet of FIG. 8 and in a vertical plane coinciding with the paper sheet of FIG. 8.
  • the tagged neutron flux 7 exits the neutron generator 8 and passes through a vessel 4 containing a portion of diamond-containing ore held from below by a forming shutter 33.
  • the forming shutter 33 has a wedge-shaped shape, expanding from left to right and corresponding to diverging flux of 7 marked neutrons from left to right.
  • the shape of the vessel 4 corresponds to a flux of 7 labeled neutrons.
  • the slope of the shutter 33 forming the bottom of the vessel 4 corresponds to the slope of the lower boundary of the tagged neutron flux 7.
  • the ore selector 18 includes a shutter 32, a chute 15 for draining the concentrate, and a chute 17 for draining the tailings.
  • the operation method of such a preferred separator of FIG. 8 may be implemented as follows.
  • the dosed first portion of diamond-containing ore is fed by dispenser 3 in a vessel 4 (for example, by filling it in a vertical pipe forming a vessel 4 under the action of gravity on a closed shutter 33), in the most preferred embodiment, a portion of diamond-containing ore, precisely dosed by volume in accordance with the volume of the vessel 4, attributable to the irradiation area by stream 7 of labeled neutrons in the neutron block 9.
  • the first portion of diamond-containing ore is irradiated with a flux of 7 labeled neutrons from the neutron generator 8.
  • the characteristic gamma radiation emitted by the first portion of ore held in the vessel 4 under the action of irradiation with a flux of 7 labeled neutrons, 1 1 gamma radiation is detected in the detectors.
  • all information received from the alpha detector of the neutron generator 8 and from the gamma radiation detectors 11 is fed to a data analysis system for the purpose of receiving, collecting and processing this data.
  • a data analysis system According to the program stored in the data analysis system, an amplitude and time analysis of events is performed in order to obtain an answer to the question about the presence or absence of diamonds in the first portion of ore in vessel 4.
  • the data analysis system sends the appropriate signal to the control system.
  • the control system automatically issues a command to open the shutter 33 and, having received this corresponding signal from the data analysis system, sends a command to rotate the shutter 32 of the ore selector 18 or to the first position (shown in Fig. 8), in which the shutter 32 overlaps the trough to the left 15 to divert the concentrate and opens a rightward inclined trough 17 for diverting the tails, if the answer was negative, or to the second position (not shown in FIG. 8), in which the shutter 32 opens the diverting channel 15 for diverting the concentrate and overlaps the trench 17 for ode tails, if the answer was positive.
  • the control system automatically sends a command to close the shutter 33 and then instructs the batcher 3 to send the next, second portion of diamond-containing ore to the vessel 4 with the shutter 33 closed.
  • the separator is operated for all subsequent batches ore in the vessel 4.
  • 21 is a container for collecting tails

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

Изобретение относится к разделению или сортировке рудных материалов сухим способом, в частности, к сухому обогащению алмазосодержащей руды с применением радиационных методов, а именно, с измерением вторичной эмиссии характерного ядерного гамма-излучения, возникающего под действием быстрых меченых нейтронов, которые позволяют обнаружить алмаз скрытый в куске руды до ее дробления, что позволяет предотвратить повреждаемость крупных алмазов. Сепаратор содержит систему подачи руды с сосудами, имеющими форму, соответствующую форме потока меченых нейтронов, например, в виде усеченной пирамиды, нейтронный блок, имеющий в своем составе нейтронный генератор со встроенным в него многоэлементным альфа-детектором и детекторы гамма-излучения, а также систему разделения руды, систему питания, систему анализа данных и систему управления. В частности, в начале системы подачи руды расположен загрузочный бункер с дозатором руды, а в конце системы подачи руды расположена система разделения руды, обеспечивающая направление содержимого сосудов в концентрат и хвосты. В пределах зоны прямого действия потока меченых нейтронов расположена дополнительная группа детекторов гамма-излучения, при этом детекторы гамма-излучения снабжены системой термокоррекции. Изобретение направлено на решение технической задачи повышения производительности добычи алмазов из алмазосодержащей руды при одновременном надежном обнаружении алмазов и желательной минимизации выхода концентрата.

Description

СЕПАРАТОР И СПОСОБ СУХОГО ОБОГАЩЕНИЯ АЛМАЗОСОДЕРЖАЩЕЙ
РУДЫ
Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Изобретение относится к обогащению руд, а именно, к разделению или сортировке твёрдых рудных материалов сухим способом, в частности, к сухому обогащению алмазосодержащей руды, т.е. ее сепарации с целью отделения содержащей алмазы породы от пустой породы с применением радиационных методов, а именно, измерением вторичной эмиссии характерного ядерного гамма-излучения, возникающего под действием быстрых меченых нейтронов.
Предпосылки изобретения
[0002] Обнаружение алмазов в кимберлите методом меченых нейтронов известно из уровня техники (см., например, статью «Detection of diamonds in kimberlite by tagged neutron method», Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, A 785 (2015) 9-13).
[0003] Известны также способ и устройство для обнаружения алмазов в кимберлите с помощью метода меченых нейтронов (см. патент N° RU 2521723 С1, опубликованный 10.07.2014 г.). Однако описанное в этом патенте устройство имеет недостаточную для промышленного применения производительность по алмазосодержащей руде, связанную: с малым телесным углом регистрации гамма-излучения, определяемым ограниченным числом детекторов гамма-излучения, расположенных только вне потока меченых нейтронов; с несовершенством конструкции конвейера, которая не обеспечивает постоянство высоты слоя алмазосодержащей породы, находящейся на ленте конвейера, в связи с отсутствием системы дозирования породы, а также в связи с отсутствием системы разделения и отбора облучаемой породы на концентрат и хвосты; с влиянием изменения температуры окружающей среды на характеристики регистрирующей аппаратуры устройства.
Раскрытие сущности изобретения
[0004] Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение производительности сепаратора по обработке алмазосодержащей руды при использовании метода меченых нейтронов.
[0005] Еще одной технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является обеспечение надежного обнаружения алмазов, скрытых в кусках породы до ее дробления, что позволяет предотвратить повреждаемость алмазов. [0006] Еще одной технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является обеспечение минимального выхода концентрата из руды при высокой производительности сепаратора.
[0007] Также предлагаемое изобретение решает задачу получения высокоэффективного и высокопроизводительного сепаратора для сухого обогащения алмазосодержащей руды.
[0008] Поставленные задачи решаются следующими средствами, изложенными в пунктах 1-20.
[0009] Пункт 1 : Сепаратор для сухого обогащения алмазосодержащей руды, содержащий:
- систему подачи руды, предназначенную для подачи алмазосодержащей руды в нейтронный блок, причем нейтронный блок снабжён:
(a) нейтронным генератором, предназначенным для генерации потока меченых нейтронов и альфа-частиц, при этом в нейтронный генератор встроен многоэлементный альфа-детектор, и
(b) детекторами гамма-излучения, предназначенными для регистрации характеристического гамма-излучения, возникающего при облучении алмазосодержащей руды потоком меченых нейтронов;
- систему анализа данных, предназначенную для сбора и анализа данных, получаемых от альфа- детектора и детекторов гамма-излучения нейтронного блока;
- систему разделения алмазосодержащей руды;
- систему питания; и
- систему управления,
при этом система подачи руды снабжена по меньшей мере одним сосудом, выполненным с возможностью содержания порции алмазосодержащей руды, подлежащей облучению в нейтронном блоке, причем упомянутый по меньшей мере один сосуд имеет в сечении форму, соответствующую форме сечения потока меченых нейтронов,
и при этом система разделения выполнена с возможностью направлять облученную в сосуде порцию алмазосодержащей руды либо в концентрат, либо в хвосты по команде системы управления, в зависимости от выявленного системой анализа данных наличия или отсутствия алмаза(ов) в упомянутой порции алмазосодержащей руды.
[0010] Пункт 2: Сепаратор по пункту 1, в котором нейтронный генератор в нейтронном блоке расположен под сосудом, а детекторы гамма-излучения расположены в нейтронном блоке над сосудом. [ООП] Пункт 3: Сепаратор по пункту 1, в котором нейтронный генератор и детекторы гамма-излучения расположены в нейтронном блоке сбоку от сосуда.
[0012] Пункт 4: Сепаратор по пункту 3, в котором нейтронный генератор расположен с первой боковой стороны от сосуда, а детекторы гамма-излучения расположены со второй, противоположной боковой стороны от сосуда.
[0013] Пункт 5: Сепаратор по любому из пунктов 1-4, в котором упомянутый по меньшей мере один сосуд вьшолнен из безуглеродного материала, содержащего менее 1 мас.% углерода.
[0014] Пункт 6: Сепаратор по любому из пунктов 1-5, в котором в число детекторов гамма-излучения входит по меньшей мере один детектор гамма-излучения, расположенный в пределах потока меченых нейтронов, прошедшего через сосуд с алмазосодержащей рудой.
[0015] Пункт 7: Сепаратор по любому из пунктов 1-6, в котором детекторы гамма- излучения нейтронного блока расположены в виде двух групп:
- первой группы детекторов гамма-излучения, расположенной вокруг и вне потока меченых нейтронов и снабжённой защитой детекторов гамма-излучения от прямого попадания в них потока меченых нейтронов, и
- второй группы детекторов гамма-излучения, расположенной в пределах потока меченых нейтронов, прошедшего через сосуд с алмазосодержащей рудой.
[0016] Пункт 8: Сепаратор по любому из пунктов 1-7, в котором поток меченых нейтронов в нейтронном блоке имеет форму усеченной пирамиды, и, соответственно, сосуд тоже имеет форму усеченной пирамиды.
[0017] Пункт 9: Сепаратор по любому из пунктов 1-8, в котором детекторы гамма- излучения снабжены системой термокоррекции, соединенной линией связи с системой анализа данных.
[0018] Пункт 10: Сепаратор по любому из пунктов 1-9, в котором система подачи руды содержит конвейер с множеством установленных на нем сосудов.
[0019] Пункт 11 : Сепаратор по любому из пунктов 1-10, в котором система подачи руды содержит загрузочный бункер с дозатором для подачи дозированной порции алмазосодержащей руды в сосуд, а система разделения выполнена с возможностью направления облученной порции алмазосодержащей руды либо в емкость для сбора концентрата, либо в емкость для сбора хвостов, причем загрузочный бункер с дозатором и система разделения соединены линией связи с системой управления. [0020] Пункт 12: Сепаратор по любому из пунктов 1-11, в котором нейтронный блок предназначен для генерации потока меченых нейтронов и альфа-частиц при ускорении дейтронов и взаимодействии их с тритиевой мишенью за счет осуществления следующей бинарной реакции:
d + t— » α + η,
где d - дейтрон, t - тритон, α - альфа-частица, η - нейтрон.
[0021] Пункт 13: Сепаратор по любому из пунктов 1-12, в котором нейтронный блок помещён в пылезащитный кожух.
[0022] Пункт 14: Сепаратор по любому из пунктов 1-13, в котором упомянутые система подачи руды, нейтронный блок и система разделения образуют модуль обогащения, причем сепаратор содержит по меньшей мере два таких модуля обогащения, которые выполнены с возможностью обогащать алмазосодержащую руду последовательно друг за другом или параллельно друг другу, при этом альфа- детектор и детекторы гамма-излучения каждого нейтронного блока в каждом модуле обогащения соединены с системой анализа данных, которая с помощью линий связи соединена с системой управления.
[0023] Пункт 15: Сепаратор по пункту 14, в котором система разделения алмазосодержащей руды каждого модуля обогащения, кроме последнего из упомянутых по меньшей мере двух модулей обогащения, выполнена с возможностью подачи концентрата в систему подачи руды следующего модуля обогащения для проведения дальнейшего облучения и обогащения концентрата из предыдущего модуля обогащения.
[0024] Пункт 16: Сепаратор по пункту 14 или 15, в котором система питания является общей или отдельной для всех модулей обогащения, и/или система анализа данных является общей или отдельной для всех модулей обогащения, и/или система управления является общей или отдельной для всех модулей обогащения.
[0025] Пункт 17: Сепаратор по любому из пунктов 14-16, в котором каждый нейтронный блок в каждом модуле обогащения помещён в пылезащитный кожух, и/или каждый модуль обогащения помещён в пылезащитный кожух.
[0026] Пункт 18: Сепаратор по любому из пунктов 1-17, содержащий по меньшей мере два упомянутых нейтронных блока, установленных последовательно друг за другом, причем система подачи руды является общей и выполнена с возможностью подачи алмазосодержащей руды в каждый из упомянутых нейтронных блоков, при этом каждый нейтронный блок выполнен с возможностью независимого облучения своей порции алмазосодержащей руды в отдельном сосуде. [0027] Пункт 19: Сепаратор по пункту 18, содержащий общую систему питания, общую систему анализа данных и общую систему управления для всех нейтронных блоков.
[0028] Пункт 20: Способ сухого обогащения алмазосодержащей руды, осуществляемый с использованием сепаратора по любому из пунктов 1-19.
[0029] Предпочтительно, способ сухого обогащения алмазосодержащей руды по пункту 20 может включать следующие этапы:
(a) облучают потоком быстрых меченых нейтронов порцию алмазосодержащей руды, находящуюся в сосуде, имеющем в сечении форму, соответствующую форме сечения потока быстрых меченых нейтронов;
(b) регистрируют спектр характеристического гамма-излучения, возникающего при облучении на этапе (а) упомянутой порции алмазосодержащей руды потоком быстрьк меченых нейтронов;
(c) анализируют спектр характеристического гамма-излучения, зарегистрированный на этапе (Ь) от упомянутой порции алмазосодержащей руды для получения информации о присутствии или отсутствии алмазов в упомянутой порции алмазосодержащей руды; и
(d) исходя из информации, полученной на этапе (с), направляют упомянутую порцию алмазосодержащей руды либо в концентрат, если в упомянутой порции присутствует по меньшей мере один алмаз, либо в хвосты, если в упомянутой порции алмаз отсутствует.
Краткое описание чертежей
[0030] Предлагаемое изобретение поясняется далее подробнее на примере следующих неограничительных чертежей.
[0031] На фиг. 1 изображен общий вид в перспективе с местными разрезами одного конкретного варианта воплощения сепаратора по изобретению, в котором все узлы размещены в пылезащитных кожухах.
[0032] На фиг. 2 изображен общий вид в перспективе с местным разрезом другого конкретного варианта воплощения сепаратора, размещенного внутри транспортного контейнера, причем нейтронный блок сепаратора закрыт пылезащитным кожухом (пылезащитные кожухи входной и выходной частей системы подачи руды сепаратора не изображены для ясности).
[0033] На фиг. 3 изображена технологическая схема работы одного конкретного варианта воплощения сепаратора по изобретению.
[0034] На фиг. 4 схематично изображен главный узел одного конкретного варианта воплощения сепаратора по изобретению, т.е. фрагмент системы подачи руды, выполненньш в виде конвейера системы подачи руды с тремя сосудами и размещённый вокруг конвейера системы подачи руды нейтронный блок, причем на фиг. 4(a) показан продольный относительно конвейера системы подачи руды разрез по данному узлу, на фиг. 4(b) - поперечный относительно конвейера системы подачи руды разрез по данному узлу, а на фиг. 4(c) - вид данного узла в перспективе.
[0035] На фиг. 5 схематично изображен вид в перспективе еще одного конкретного варианта воплощения сепаратора по изобретению, причем этот сепаратор размещён на самоходном шасси и снабжен тремя последовательными модулями обогащения с отдельным нейтронным блоком и отдельной системой подачи руды в каждом из этих модулей.
[0036] На фиг. 6 схематично изображен общий вид в перспективе еще одного конкретного варианта воплощения сепаратора по изобретению, в котором четыре модуля обогащения расположены и работают с параллельным включением, как один из предпочтительных вариантов промышленного обогащения алмазосодержащей руды.
[0037] На фиг. 7 схематично изображён вид в перспективе с местными разрезами еще одного конкретного варианта воплощения сепаратора по изобретению, включающего в себя три нейтронных блока, расположенных на одном общем конвейере системы подачи руды внутри пылезащитных кожухов.
[0038] На фиг. 8 схематично изображён вид в перспективе с местным разрезом еще одного конкретного варианта воплощения сепаратора по изобретению с боковым расположением нейтронного генератора и детекторов гамма-излучения относительно сосуда с алмазосодержащей рудой в нейтронном блоке и с горизонтальным прохождением потока меченых нейтронов в нейтронном блоке через удерживаемую в неподвижном сосуде алмазосодержащую руду.
Подробное описание вариантов воплощения изобретения
[0039] Предлагаемое изобретение направлено, в частности, на решение хотя бы одной из следующих технических задач:
- надежное обнаружение алмазов (например, крупных алмазов более 5 каратов), видимых или скрытых в алмазосодержащей руде до стадии дробления кусков рудной породы, что позволит предотвратить разрушение крупных, а значит наиболее ценных, алмазов;
- повышение производительности сепаратора, т.е. увеличение количества алмазосодержащей руды, обрабатываемой сепаратором за единицу времени; и - минимизация выхода концентрата из алмазосодержащей руды, т.е. обеспечение минимального отношения количества произведенного сепаратором концентрата к общему количеству обработанной сепаратором руды, или, иными словами, как можно большее снижение соотношения концентрат/хвосты.
[0040] При этом, в зависимости от обстоятельств, любая из этих технических задач может рассматриваться как главная, а остальные - как вспомогательные. Вместе с тем, в более предпочтительных вариантах воплощения изобретения все эти задачи решаются вместе в связи друг с другом.
[0041] С целью решения по меньшей мере одной из этих технических задач в сепараторе или способе по изобретению, предназначенных для обнаружения и сепарации алмазов из алмазосодержащей руды, облучают порции алмазосодержащей руды потоком быстрых меченых нейтронов, в результате такого облучения получают информацию о наличии или отсутствии алмазов в порциях алмазосодержащей руды и, исходя из полученной информации, производят сепарацию порций алмазосодержащей руды на порции с обнаруженными алмазами, направляемые в рудный концентрат, и порции без обнаруженных алмазов, направляемые в рудные отходы (так называемые «хвосты»), таким образом выполняя обогащение алмазосодержащей руды.
[0042] В настоящем изобретении в качестве алмазосодержащей руды, подлежащей обогащению, могут быть использованы любые алмазоносные руды или любые рудные материалы, потенциально содержащие в себе алмазы, причем предпочтительными типами руд являются, например, кимберлитовые и/или лампроитовые руды, а рудными материалами могут быть ранее полученные рудные концентраты или отходы переработки алмазоносных руд. И хотя дальнейшее описание приводится в основном применительно к кимберлитовой руде, изобретение не ограничено каким-то одним конкретным видом руды или рудного материала.
[0043] В сепараторе по настоящему изобретению обязательно имеется нейтронный блок, точнее, по меньшей мере один нейтронный блок. При этом упомянутый или каждый нейтронный блок содержит:
(а) нейтронный генератор и
(Ь) детекторы гамма-излучения.
[0044] Нейтронный генератор (а) служит в нейтронном блоке сепаратора в качестве источника быстрых меченых нейтронов. Нейтронный генератор снабжен детектором альфа-частиц, который далее для краткости называется просто «альфа-детектором» и который может быть любого типа при условии, что он способен детектировать альфа- частицы. Альфа- детектор подразделен на множество элементов (пикселей) и поэтому далее называется «многоэлементным», при этом такое множество элементов (пикселей) означает «два или более» и может быть любым целым числом, причем чем их больше, тем выше будет пространственное разрешение сепаратора. Альфа-детектор размещен и выполнен с возможностью работы внутри нейтронного генератора и поэтому называется далее «встроенным». К примеру, альфа- детектор может быть кремниевым. Например, нейтронный генератор может быть оборудован встроенным 9-канальным альфа- детектором или 64-элементным (64-пиксельным) кремниевым альфа-детектором, описанными в вышеуказанной статье. При этом нейтронный генератор может быть портативным. В частности, в одном конкретном варианте воплощения нейтронный генератор может быть генератором модели ИНГ-27, выпускаемым ФГУП ВНИИА им. Н.Л.Духова (Москва).
[0045] В частности, в качестве источника быстрых меченых нейтронов используется нейтронный генератор, в котором протекает следующая бинарная реакция:
d + 1 -» α + п, где
d - дейтрон (т.е. ядро изотопа водорода дейтерия, 2Н),
t - тритон (т.е. ядро изотопа водорода трития, 3Н),
а - альфа-частица (т.е. ядро атома гелия, 4Не), и
п - нейтрон,
причем энергия дейтронов, падающих на мишень из трития, составляет порядка 100 кэВ, а значения энергий согенерируемых альфа-частицы и нейтрона составляют примерно 3,5 МэВ и 14,1 МэВ соответственно.
[0046] Таким образом, с помощью этого нейтронного генератора порции алмазосодержащей руды облучают потоком быстрых нейтронов с энергией примерно 14,1 МэВ и с высокой интенсивностью, например, от 5*107 до 4 108 нейтронов в секунду (н/с). В результате неупругого рассеяния быстрых нейтронов на ядрах атомов, входящих в состав алмазосодержащей руды, возникает характеристическое (т.е. характерное для каждого конкретного вида химического элемента) гамма-излучение с энергиями порядка 0,5-10 МэВ. Это характеристическое гамма-излучение регистрируют с помощью детекторов гамма-излучения (Ь), также входящих в состав нейтронного блока. Предпочтительно, детекторы гамма-излучения могут быть выполнены на основе кристаллов германата висмута (BGO) или ортосиликата иттрия-лутеция (LYSO), однако настоящее изобретение не ограничено конкретным типом детекторов гамма-излучения при условии, что они способны детектировать гамма-излучение с указанной энергией. При этом с помощью многоэлементного альфа-детектора, встроенного в нейтронный генератор, регистрируют также направление вылета быстрых нейтронов из тритиевой мишени нейтронного генератора, приблизительно соответствующее направлению, противоположному направлению вылета альфа-частиц из тритиевой мишени (фактический угол разлета между согенерируемыми альфа-частицей и нейтроном составляет 171-175 градусов, для диапазона энергии дейтронов 50-150 кэВ ), т.е. альфа- детектор производит так называемое «мечение» нейтронов (от англ. «tagging») по направлению их вылета в пространстве и по моменту их вылета во времени, поэтому в дальнейшем здесь в отношении быстрых нейтронов используется термин «меченые нейтроны». Здесь следует отметить, что быстрые нейтроны испускаются нейтронным генератором в полный телесный угол 4π, однако за счет такого «мечения» быстрых нейтронов альфа-детектором поток меченых нейтронов, принимаемых в расчет при последующем анализе характеристического гамма-излучения, имеет расходящуюся от мишени форму с намного меньшим телесным углом, определяемым размерами альфа- детектора и расстоянием между тритиевой мишенью и альфа-детектором. При этом число и положение в пространстве отдельных пучков меченых нейтронов в их общем потоке определяется числом и положением элементов (пикселей) альфа-детектора относительно тритиевой мишени нейтронного генератора. Характеристическое гамма-излучение, исходящее от алмазосодержащей руды в виде спектров, регистрируют с помощью детекторов гамма-излучения. Зарегистрированные спектры характеристического гамма- излучения, поступающие с детекторов гамма-излучения, анализируются системой анализа данных в совпадениях с сигналами с альфа-детектора, соответствующими каждому вокселю облучаемого куска кимберлита. Здесь «вокселем» называется элемент объема куска алмазосодержащей руды, причем в направлении потока меченых нейтронов размер вокселя определяется временным разрешением системы альфа-гамма-совпадений (α-γ совпадений), а в плоскости, перпендикулярной потоку меченых нейтронов, размеры вокселя определяются линейными размерами пикселя альфа-детектора и соотношением расстояний от тритиевой мишени нейтронного генератора до альфа-детектора и до облучаемого куска алмазосодержащей руды, находящегося в объеме каждого вокселя. При этом однозначное заключение о наличии либо отсутствии алмазов в облучаемом куске алмазосодержащей руды делают на основании сравнения интенсивности линии характеристического гамма-излучения углерода с энергией 4,43 МэВ, измеренной в каждом из вокселей, с интенсивностью этой же линии на уровне фона, найденном путем усреднения данной линии по всем вокселям, принадлежащим облучаемому куску алмазосодержащей руды, при этом критерием обнаружения алмазов в куске алмазосодержащей руды является величина превышения интенсивности указанной линии гамма-излучения с энергией 4,43 МэВ хотя бы в одном из вокселей над уровнем фона. Дополнительные подробности работы нейтронного блока в сепараторе по изобретению можно найти в вышеупомянутой статье, содержание которой включено сюда во всей своей полноте посредством ссылки.
[0047] Обращаясь теперь к конкретным и предпочтительным вариантам воплощения изобретения, сепаратор для сухого обогащения алмазосодержащей руды может быть выполнен следующим образом, как изображено на фиг. 1-4. Сепаратор содержит загрузочный бункер 1 с решеткой 2, просеивающей алмазосодержащую руду и тем самым определяющей размер кусков породы, попадающих при загрузке алмазосодержащей руды в загрузочный бункер 1. Сепаратор также содержит дозатор 3, определяющий массу алмазосодержащей руды, загружаемой в каждый из сосудов 4, закрепленных на цепи 5 конвейера 6 системы подачи руды. Конвейер 6 системы подачи руды по очереди перемещает каждый установленный на конвейере 6 сосуд 4 в область облучения загруженного рудой сосуда потоком меченых нейтронов 7, создаваемых нейтронным генератором 8, расположенным под конвейером 6. Помимо нейтронного генератора 8, нейтронный блок 9 имеет внешний блок питания 10 и содержит внутри себя детекторы 11 характеристического гамма-излучения, испускаемого из алмазосодержащей руды 12 при ее облучения потоком меченых нейтронов 7. Детекторы 1 1 гамма-излучения расположены в виде двух групп - первой группы, расположенной вокруг потока меченых нейтронов 7, и второй группы, расположенной в пределах прямого потока меченых нейтронов 7 (детально изображено на фиг. 4). Нейтронный блок 9 содержит также защиту 13 первой группы детекторов 11 гамма-излучения от прямого попадания в них меченых нейтронов, испущенных нейтронным генератором 8, а также биологическую защиту 16, окружающую весь нейтронный блок 9 со всех его сторон. В конце конвейера 6 расположен селектор 18 руды, направляющий по команде блока 14 управления конвейером содержимое сосуда 4 либо в концентрат по соответствующему желобу 15, ведущему в емкость 20 для сбора концентрата, либо в хвосты, отводимые по соответствующему желобу 17, ведущему в емкость для сбора хвостов 21 или просто в отвал хвостов. Нейтронный блок 9 снабжён также пылезащитным кожухом 19, выполненным, например, из тонкой стали и препятствующим попаданию пыли от алмазосодержащей руды 12 на нейтронный генератор 8 и детекторы 11 гамма-излучения. Сепаратор может быть включен и выключен с помощью пульта 23 оператора. Направление содержимого сосуда 4 осуществляется автоматически системой управления. Входная и выходная части конвейера 6 системы подачи руды могут быть также снабжены пылезащитными кожухами 19, препятствующими попаданию пыли от алмазосодержащей руды 12 на нейтронный генератор 8 и детекторы 11 гамма-излучения. Сепаратор может быть помещен внутри контейнера 24 (см. фиг. 2). Если сепаратор расположен в контейнере 24 (фиг. 2), то в таком контейнере 24 заключены все основные узлы сепаратора, включая нейтронный блок 9 с нейтронным генератором 8 и детекторами 1 1 гамма-излучения, блок 10 питания, блок 26 регистрирующей электроники, электрощит 27, к которому может быть подведено питание извне (например, питание 380/220 В) и который, в свою очередь, запитывает блок 10 питания нейтронного генератора, блока 26 регистрирующей электроники и блока 14 управления конвейером системы подачи руды. Блок 14 управления конвейером системы подачи руды, в свою очередь, запитывает электроэнергией дозатор 3 и селектор 18 породы. Управление сепаратором предпочтительно осуществляется с помощью интерфейса пульта 23 оператора. Сепаратор может также быть снабжен системой термокоррекции (не показана), содержащей термодатчики, закреплённые на кристаллах детекторов 11 гамма-излучения и находящиеся в тепловом контакте с ними. Сигналы с этих термодатчиков по линиям связи, которые могут быть в принципе любыми, в том числе проводными и/или беспроводными, поступают на вход амплитудно-цифрового преобразователя(ей) (АЦП) и компьютера (например, миникомпьютера или другого контроллера), при этом термодатчики соединены линией питания с АЦП, установленным(и) в блоке 26 регистрирующей электроники, соединенном линией связи с интерфейсом пульта 23 оператора.
[0048] Один из важных признаков изобретения заключается в том, что каждый сосуд 4 имеет в своем сечении форму, соответствующую форме потока меченых нейтронов 7. При этом данный признак в настоящем изобретении подразумевает, что сечение сосуда 4 проходящей через него плоскостью практически соответствует по своей геометрической форме сечению потока меченых нейтронов 7 этой же самой плоскостью. Так, если посмотреть на фиг. 4(a) и обозначить ось, лежащую в плоскости листа бумаги и идущую слева-направо по ходу конвейерной цепи 5, за ось X, ось, лежащую в плоскости листа бумаги и идущую снизу-вверх, - за ось Y, а ось, идущую перпендикулярно плоскости листа бумаги, - за ось Z, то указанным сечением можно считать, например, сечение продольной плоскостью X-Y, совпадающей с плоскостью листа бумаги, как показано на фиг. 4(a), или поперечной плоскостью Y-Z, перпендикулярной плоскости листа бумаги, как показано на фиг. 4(b), или плоскостью X-Z, перпендикулярной плоскости листа бумаги и параллельной дну сосуда 4, или же сечение любой плоскостью, совпадающей с осью Y и не перпендикулярной осям X и Z. Такое соответствие между формой сечения потока меченых нейтронов 7 и между формой сечения сосуда 4 обеспечивает облучение мечеными нейтронами 7 всего содержимого сосуда 4 в полном объеме, что гарантирует, что меченые нейтроны 7 не пролетят мимо (не пропустят) ни одного алмаза, содержащегося в порции алмазосодержащей руды, находящейся в этом сосуде, а значит, каждый алмаз будет учтен при принятии решения о том, направлять ли содержащуюся в данном сосуде руду в концентрат или в отходы.
[0049] Наиболее предпочтительным вариантом воплощения изобретения является практически полное совпадение между внутренними поверхностями всех стенок сосуда 4 и внешним контуром потока меченых нейтронов 7, проходящего через сосуд 4, что позволяет облучать мечеными нейтронами полностью все содержимое сосуда 4, но при этом не облучать мечеными нейтронами стенки сосуда 4. В одном предпочтительном варианте воплощения поток меченых нейтронов 7 имеет форму перевернутой усеченной пирамиды, а соответственно, каждый из сосудов 4 тоже имеют форму перевернутой усеченной пирамиды (как показано на фиг. 4(a), (Ь) и (с)), что обеспечивает полное и беспрепятственное высыпание руды из сосудов 4 при их переворачивании вверх дном.
[0050] Вместе с тем, следует понимать, что настоящее изобретение не ограничено ни вышеуказанной предпочтительной формой сечения в виде перевернутой усеченной пирамиды, изображенной на фиг. 4(a), (Ь) и (с), ни показанным на фиг. 4(a), (Ь) и (с) предпочтительным расположением нейтронного генератора 8 под конвейером системы подачи руды, а детекторов 11 гамма-излучения - над конвейером системы подачи руды. Таким образом, в другом предпочтительном варианте воплощения форма сечения сосуда 4 и соответствующая ей форма сечения потока меченых нейтронов 7 могут быть произвольными, например, прямоугольными, квадратными, овальными или иными. Кроме того, в других вариантах воплощения эти конструктивные элементов могут быть расположены в нейтронном блоке обратным образом (т.е. нейтронный генератор 8 - над конвейером системы подачи руды, а детекторы 11 гамма-излучения - под конвейером системы подачи руды). Возможен также предпочтительный вариант воплощения, когда система подачи руды подает руду сверху вниз. Тогда нейтронный генератор 8 и детекторы 1 1 гамма-излучения могут быть расположены примерно на одном уровне по вертикали, при этом нейтронный генератор 8 находится с одной боковой стороны от системы подачи руды (например, слева от сосуда 4 на фиг. 4(b)), а детекторы И гамма-излучения находятся с другой боковой стороны от системы подачи руды (например, справа от сосуда 4 на фиг. 4(b)). Такой предпочтительный вариант воплощения изображен на фиг. 8, где поток меченых нейтронов 7 проходит через сосуд 4 в целом горизонтально слева направо. В еще одном предпочтительном варианте воплощения поток меченых нейтронов может проходить через сосуд справа налево (не показано на фигурах).
[0051] Также следует понимать, что употребляемый здесь термин «сосуд» означает любой сосуд, способный содержать алмазосодержащую руду. Таким образом, форма, размеры и материал сосуда, форма, число и толщина стенок сосуда могут быть произвольными при наличии вышеуказанной способности. В конкретных вариантах воплощения сосуд может представлять собой лоток (т.е. в целом плоский ящик с меньшей высотой по сравнению с его шириной и длиной), ковш (т.е. сосуд, приспособленный по толщине и материалу стенок для зачерпывания некой порции алмазосодержащей руды определенного объема или массы), и любые другие возможные примеры сосудов. В одном конкретном варианте воплощения сосуды могут быть одинаковыми или разными по своим форме, размерам, материалу и/или толщине стенок на всей системе подачи руды или во всем сепараторе, в то время как в других вариантах воплощения сосуды могут быть одинаковыми или разными по своим форме, размерам, материалу и/или толщине стенок на одной системе подачи руды или в одном модуле обогащения, но иными - на другой системе подачи руды или в другом модуле обогащения сепаратора.
[0052] В одном конкретном варианте воплощения сосуды могут быть выполнены в виде ковшей, которые способны сами зачерпывать добытую алмазосодержащую руду, а в другом конкретном варианте воплощения руда лишь подается в сосуды, например в виде лотков (в частности, засыпается в лотки до некоего уровня, постоянного или переменного, например, вплоть до полного или частичного заполнения лотков) дозатором через загрузочный бункер сепаратора.
[0053] Сосуд может быть выполнен из «безуглеродного» материала, чтобы исключить ложные срабатывания, связанные с неоднородным распределением углерода в материале сосуда. Реализуемая предложенным сепаратором методика поиска алмазов в алмазосодержащей руде основана на обнаружении локального превышения концентрации углерода над средней концентрацией углерода в порции руды, облучаемой потоком меченых нейтронов. При использовании, например, ленты конвейера на органической основе, содержащей значительное количество углерода, резко возрастает процент ложных срабатываний, имитирующих сигнал алмаза, так как в количественном отношении вариация содержания углерода по толщине ленты может превосходить массу искомого алмаза, составляющую, в среднем, менее 1 г. В одном конкретном варианте воплощения конструктивные элементы конвейера системы подачи руды, заходящие при работе сепаратора в нейтронный блок, также выполнены из «безуглеродного» материала. При этом термин «безуглеродный материал» означает в данном изобретении материал, который содержит менее 1 мас.% углерода, например, менее 0,5 мас.%, менее 0,1 мас.%, менее 0,05 мас.% или менее 0,01 мас.% углерода, или даже менее 0,005 мас.% углерода, в расчете на общую массу сосуда. В частности, к «безуглеродному материалу» в данном смысле могут быть отнесены как высокоуглеродистые и среднеуглеродистые стали, так и низкоуглеродистые стали, в частности, одним из подходящих для выполнения сосуда материалов является ультранизкоуглеродистая сталь с содержанием углерода до 0,002 мас.%.
[0054] Также возможно использование в сепараторе такой системы подачи руды, в которой все детали, проходящие сквозь область облучения руды мечеными нейтронами в нейтронном блоке или находящиеся в этой области, выполнены из «безуглеродного» материала, например, из металлического материала, в частности, из низкоуглеродистой стали.
[0055] Кроме того, следует понимать, что употребляемый здесь термин «поток меченых нейтронов» означает по меньшей мере один пучок меченых нейтронов, необходимый для обеспечения принципиальной возможности реализации заявленного сепаратора. Вместе с тем, в предпочтительных вариантах воплощения поток меченых нейтронов в целом может состоять из множества нейтронных пучков, число которых может быть равно числу нейтронных генераторов или числу пикселей в многоэлементном альфа-детекторе, например, 2, 3, 4, 5, 10, 16, 25, 36, 49, 64, 100, 192, 256, 500 и более пучков. Таким образом, употребляемые в отношении меченых нейтронов термины «поток» и «пучок» могут быть или не быть эквивалентными друг другу.
[0056] Обращаясь теперь к фиг. 5, изображенный там предпочтительный сепаратор для сухого обогащения алмазосодержащей руды 12 содержит три последовательных модуля обогащения, размещённые на самоходном шасси 25 (например, на гусеничном шасси, как показано, или на колесном шасси, не показано) и снабженные последовательно соединёнными по ходу руды нейтронными блоками 9 и конвейерами 6 системы подачи руды, последовательно осуществляющими обогащение алмазосодержащей руды 12 и позволяющими получать на выходе из сепаратора алмазосодержащую руду 12 с высоким содержанием алмазов - концентрата 20, а также получать практически не содержащий обнаруживаемых алмазов отвал хвостов 21.
[0057] На фиг. 6 изображен предпочтительный сепаратор с множественными (в данном случае - четырьмя) модулями 22 обогащения, каждый из которых размещён в отдельном контейнере 24 (аналогично фиг. 2) и которые расположены и работают параллельно. При этом добытая алмазосодержащая руда 12 поступает в линию 28 загрузки сепаратора рудой 12 (причем такая загрузка может производиться экскаваторами, как показано на фиг. 6, или любыми другими подходящими средствами и способами, не показано), далее руда 12 подается по линии 28 загрузки в общий для всех модулей 22 обогащения загрузочный бункер 1, затем транспортёрами 29 руда 12 подается в отдельные модули 22 обогащения, откуда практически безалмазные хвосты подаются транспортёрами 30 в отвалы хвостов 21, а обогащенный алмазами рудный концентрат подается транспортёром(ами) 31 в место складирования концентрата 20. При этом в данном и других вариантах воплощения место складирования концентрата 20 может принимать вид кучи концентрата 20 на земле или в специально предназначенной для сбора концентрата емкости 20, такой как, например, кузов грузовика (самосвала), как показано на фиг. 6. Кроме того, в данном и других вариантах воплощения хвосты 21 из отвала(ов) могут быть погружены погрузчиком в специальную емкость, в данном случае - кузов грузовика (самосвала), как показано на фиг. 6, и удалены в подходящее место хранения хвостов .
[0058] На фиг. 7 изображен предпочтительный сепаратор с множественными нейтронными блоками 9, последовательно по ходу руды расположенными вдоль одного конвейера 6 системы подачи руды.
[0059] Способ работы сепаратора в предпочтительных вариантах воплощения по обогащению алмазосодержащей руды 12 может содержать один или более из следующих конкретных операций (этапов).
[0060] Перед началом работы сепаратора производят подачу электрического напряжения с электрощита 27 на блок 10 питания, с последующим включением нейтронного генератора 8 в режим "подготовки", на детекторы 11 гамма-излучения, на блок 14 управления конвейером 6 и на блок 26 регистрирующей электроники.
[0061] Затем производят загрузку загрузочного бункера 1 алмазосодержащей рудой 12, например, с помощью одного или более транспортера(ов) 29 (как показано на фиг. 6). Алмазосодержащая руда 12 в виде отдельных кусков с размерами, определяемыми размерами ячеек просеивающей решетки 2, установленной в верхней части загрузочного бункера 1, поступает в объем загрузочного бункера 1.
[0062] После этого, с помощью системы управления, например, с пульта 23 оператора через специальный интерфейс по линии связи с блоком управления нейтронным генератором 8, подают команду (не показано) на включение нейтронного генератора 8 в режим испускания нейтронов. Затем или одновременно с подачей этой команды производят включение конвейера 6 в работу, например, приводят в движение цепь 5 конвейера 6 с сосудами 4 по команде через специальный интерфейс с пульта 23 оператора в блоке 14 управления конвейером.
[0063] Затем первый сосуд 4 останавливают возле дозатора 3 (например, под ним для загрузки под действием силы тяжести) и автоматически по команде через интерфейс от блока 14 управления конвейером системы подачи руды производят полное или частичное заполнение первого сосуда 4 алмазосодержащей рудой 12, в предпочтительном варианте - фиксированным по массе или объему количеством алмазосодержащей руды 12. После этого, согласно программе, заложенной в блоке 14 управления конвейером системы подачи руды, конвейер 6 автоматически приводят в движение и перемещают первый сосуд 4, полностью или частично заполненный алмазосодержащей рудой 12, в область облучения потоком меченых нейтронов 7 из нейтронного генератора 8. Конвейер 6 останавливают тогда, когда центр первого сосуда 4 совмещается с центральной осью потока меченых нейтроном 7. С этого момента производят облучение содержимого первого сосуда 4 потоком меченых нейтронов 7, а также обнаруживают (детектируют) альфа-частицы, генерируемые совместно и одновременно с нейтронами 7 и летящие в приблизительно противоположном от них направлении. Характеристическое гамма- излучение, испускаемое содержащейся в первом сосуде 4 рудой 12 под действием облучения потоком меченых нейтронов 7, регистрируется в детекторах 1 1 гамма- излучения. В режиме on-line подают всю информацию, полученную с альфа-детектора нейтронного генератора 8 и с детекторов 11 гамма-излучения, в блок 26 регистрирующей электроники, являющийся частью системы анализа данных, с целью приема, сбора и обработки этих данных и предварительного отбора событий, зарегистрированных упомянутыми альфа- и гамма- детекторами. При этом с очень высокой точностью (такой как менее 1 наносекунды (не), например, менее 0,1 не или менее 0,01 не) определяют время, истекшее с момента регистрации альфа-частиц альфа-детектором нейтронного генератора 8 до момента регистрации гамма-излучения в каждом из детекторов 1 1. После набора требуемой статистики событий, зарегистрированных альфа-детектором и детекторами 11 гамма-излучения, и предварительного анализа этих событий, информацию о предварительно проанализированных событиях (например, предварительно отобранных, в частности отфильтрованных событий) подают по линии связи (например, по линии Ethernet) из блока 26 регистрирующей электроники через интерфейс на пульт 23 оператора. Согласно программе, установленной в пульте 23 оператора, производят амплитудный и временной анализ событий, предварительно проанализированных (отобранных) блоком 26 регистрирующей электроники, с целью получения ответа на вопрос о наличии или отсутствии алмазов в первом сосуде 4.
[0064] По окончании анализа набранной статистики событий, зарегистрированных альфа- детектором и детекторами 1 1 гамма-излучения, автоматически включают конвейер 6 и перемещают первый сосуд 4 в направлении селектора 18 руды и останавливают конвейер 6, когда первый сосуд 4 попал в зону действия селектора 18 руды.
[0065] При перемещении первого сосуда 4 в зону действия селектора 18 руды осуществляют одновременное перемещение и остановку полностью или частично заполненного рудой второго сосуда 4, расположенного следующим по ходу на цепи 5 конвейера 6 за предшествующим ему первым сосудом 4, в зоне облучения потоком меченых нейтронов 7 (именно эта ситуация хорошо видна на фиг. 4(a) и 4(c)). Селектор 18 руды, получив команду, поступающую из пульта 23 оператора, в зависимости от типа команды - обнаружен ли алмаз в содержимом первого сосуда 4 или нет - перемещает шторку 32, открывая только один из двух желобов в селекторе 18 руды (см. фиг. 3). При этом содержимое первого сосуда 4 ссыпают в случае обнаружения в нем алмаза (куски руды с алмазом помечены на фиг. 3 черным кружком) по наклоненному вправо и показанному закрытым на фиг. 3 желобу соответственно в емкость для сбора концентрата 20 или, в случае необнаружения ни одного алмаза в первом сосуде 4 (куски руды без алмазов помечены на фиг. 3 белыми кружками), ссыпают по наклоненному влево и показанному открытым на фиг. 3 желобу в емкость для сбора хвостов 21, переворачивая первый сосуд 4 вверх дном при его прохождении вниз по конвейеру 6 над селектором 18 руды. Иными словами, если шторка 32 в селекторе 18 руды повернута вправо, закрыв наклоненный вправо желоб (как показано на фиг. 3), то содержимое первого сосуда 4 направляется по наклоненному влево и открытому желобу в емкость для сбора хвостов 21. А если шторка 32 в селекторе 18 руды будет повернута влево, закрыв наклоненный влево желоб (не показано на фиг. 3), то содержимое первого сосуда 4 будет направлено по наклоненному вправо и открытому тогда желобу в емкость для сбора концентрата 20.
[0066] Аналогичным образом осуществляют работу сепаратора для всех последующих сосудов 4 на конвейере 6 (например, третьего, четвертого и пятого).
[0067] При этом следует понимать, что число сосудов на конвейере системы подачи руды в сепараторе по изобретению может в принципе быть любым, например, меньшим двух или большим пяти, т.е. в первом случае сепаратор может работать лишь с одним единственным сосудом, движущимся на одном единственном конвейере системы подачи руды, а во втором случае сепаратор может работать с большим числом сосудов (например, 10, 20, 30, 40, 50, 100, 1000 и т.д.), движущихся на одном конвейере или на нескольких (двух, трех, четырех, пяти и т.д.) одинаковых или разных конвейерах. При этом сосуды на разных конвейерах и/или в разных модулях обогащения могут быть одинаковыми или различньми по одному или более из следующих параметров: размеры сосуда, объем сосуда, масса или объем загружаемой в сосуд руды, материал всего сосуда или его части, толщина боковых стенок или дна сосуда, время выдержки сосуда в нейтронном блоке для набора статистики событий, скорость движения сосуда на конвейере и т.п. Например, в одном возможном варианте воплощения сосуда совершает свое движение на конвейере непрерывно, т.е. без остановки в нейтронном блоке для набора статистики событий, или же с перерывами, т.е. с остановками в нейтронном блоке для набора нужной (желательно - как можно большей) статистики событий. В предлагаемом сепараторе длительность таких остановок, т.е. время облучения одной порции алмазосодержащей руды в нейтронном блоке, может варьироваться от 1 секунды до десятков минут, составляя, например, от 4 секунд до 32 минут. Однако очевидно, что чем длительнее время остановки в нейтронном блоке, тем меньше производительность сепаратора в единицу времени.
[0068] По мере того как емкость 20 и/или емкость 21 заполняются, собранные в емкости 21 хвосты отправляют в отвалы или в иное место, например, на иную переработку, в частности на дробление руды, а собранный в емкости 20 концентрат направляют из сепаратора в специальное оборудование или на специальное предприятие для щадящего выделения алмазов из концентрата.
[0069] Способ работы сепаратора для сухого обогащения алмазосодержащей руды по другому предпочтительному варианту воплощения, приведенному на фиг. 5, осуществляют следующим образом. Сначала производят заполнение загрузочного бункера 1 алмазосодержащей рудой 12. После этого, через интерфейс с пульта 23 оператора по линии связи, обменивающейся информацией с общим блоком управления тремя показанными на фиг. 5 модулями обогащения или с отдельным блоком управления каждым из трех показанных модулей обогащения, с тремя нейтронными блоками 9 (по одному в каждом из модулей обогащения), подают команду на включение нейтронных генераторов 8 в каждом нейтронном блоке 9 в режим испускания нейтронов. Затем, путем подачи команды от пульта 23 оператора через интерфейс в блок 14 управления, управляющий одним из трех модулей обогащения или всеми тремя модулями обогащения сразу, осуществляют приведение в действие конвейеров 6 модулей обогащения (при этом цепь 5 каждого из трех конвейеров 6, имеющихся по одному в каждом из трех модулей обогащения, приходит в поступательное движение). Первый сосуд 4, расположенный на первом конвейере 6 первого нейтронного блока 9 первого модуля обогащения (показанного слева на фиг. 5), останавливают возле дозатора 3 первого нейтронного блока 9 и автоматически, по команде с первого блока 14 управления, производят заполнение первого сосуда 4 фиксированным по массе количеством алмазосодержащей руды 12. После этого, согласно программе, заложенной в первом блоке 14 управления, первый конвейер 6 автоматически приводят в движение и первый сосуд 4, заполненный алмазосодержащей рудой 12, перемещают в область облучения его потоком меченых нейтронов 7. Первый конвейер 6 останавливают тогда, когда центр первого сосуда 4 совмещается с центральной осью потока меченых нейтроном 7. С этого момента производят облучение содержимого первого сосуда 4 потоком меченых нейтронов 7. В режиме on-line информация с альфа-детектора и детекторов 11 гамма-излучения первого нейтронного блока 9 поступает в блок 26 регистрирующей электроники, с целью приема и предварительного отбора событий, зарегистрированных альфа- и гамма-детекторами. После набора требуемой статистики зарегистрированных альфа-детектором и детекторами 11 гамма-излучения событий и их предварительного анализа и отбора, информацию по линии Ethernet подают из блока 26 регистрирующей электроники через интерфейс на пульт 23 оператора. Согласно программе, установленной в пульте 23 оператора, производят амплитудный и временной анализ предварительно отобранных событий блоком 26 регистрирующей электроники с целью получения ответа на вопрос о наличии или отсутствии алмазов в первом сосуде 4. В случае обнаружения наличия алмазов в первом сосуде 4 он поступает на включенном до этого втором конвейере 6 во второй нейтронный блок 9 второго модуля обогащения (показанного в центре на фиг. 5). Далее второй конвейер 6 останавливает первый сосуд 4 во втором нейтронном блоке 9 тогда, когда центр первого сосуда 4 совмещается с центральной осью потока меченых нейтронов 7, генерируемых нейтронным генератором 8 второго нейтронного блока 9 второго модуля обогащения. Затем, так же как и в первом нейтронном блоке 9 или по-другому (например, более длительно), во втором нейтронном блоке 9 производят облучение содержимого первого сосуда 4 другим потоком меченых нейтронов 7. В случае обнаружения наличия алмазов в первом сосуде 4 также и во втором нейтронном блоке 9, первый сосуд 4 поступает далее на включенном до этого третьем конвейере 6 в третий нейтронный блок 9 третьего модуля обогащения (показанного справа на фиг. 5). После облучения содержимого первого сосуда 4 и в случае получения положительного ответа о наличии алмазов в нем, первый сосуд 4 перемещают в зону селектора 18 руды. Селектор 18 руды, получив команду, поступающую от пульта 23 оператора, в зависимости от типа команды - обнаружен ли алмаз в содержимом первого сосуда 4 или нет - перемещает шторку 32 в селекторе 18 руды, открывая один из двух желобов (см. фиг. 3), и содержимое первого сосуда 4 ссыпается соответственно в емкость для сбора концентрата 20 или емкость для сбора хвостов 21. В случае получения отрицательного ответа об отсутствии алмазов в первом сосуде 4 на первом, втором или третьем нейтронном блоке 9, т.е. в по меньшей мере одном из трех модулей обогащения, содержимое первого сосуда 4 ссыпается с помощью селектора 18 руды в емкость для сбора хвостов 21. Аналогичным образом осуществляют работу сепаратора для всех последующих сосудов 4 (например, третьего, четвертого и пятого) в каждом из трех модулей обогащения. Вместе с тем, в других предпочтительных вариантах воплощения разные модули обогащения могут эксплуатироваться в отличающихся друг от друга режимах работы, например, с различной длительностью облучения руды потоком меченых нейтронов и набора статистики. Кроме того, разные модули обогащения могут работать с другими различающимися параметрами, например, с разными по своим форме, объему, материалу или степени заполнения рудой сосудами, или же с разными интенсивностями потока меченых нейтронов. Более того, разные модули обогащения могут работать с различающимися по своей конструкции или по своему режиму функционирования нейтронными блоками с тем, чтобы, например, первый по ходу руды модуль обогащения был приспособлен для обнаружения наиболее крупных алмазов, второй по ходу руды модуль обогащения - для обнаружения средних алмазов, а третий по ходу руды модуль обогащения - для обнаружения более мелких алмазов, и т.д. и т.п.
[0070] Способ работы сепаратора для сухого обогащения алмазосодержащей руды по еще одному предпочтительному варианту воплощения, приведенному на фиг. 7, осуществляют следующим образом. Сначала производят заполнение загрузочного бункера 1 алмазосодержащей рудой 12. После этого, с пульта 23 оператора по линии связи с блоками управления тремя нейтронными блоками 9 поступает команда на включение их нейтронных генераторов 8 в режим испускания нейтронов. Затем, путем подачи команды от пульта 23 оператора в блок 14 управления производят включение единого конвейера 6, общего для всех трех нейтронных блоков 9 (при этом цепь 5 общего конвейера 6 приходит в поступательное движение через каждый из трех нейтронных блоков 9 последовательно). Первый по направлению движения конвейера 6 сосуд 4 останавливают в зоне дозатора 3 и автоматически, по команде с блока 14 управления сепаратором, производят заполнение первого сосуда 4 фиксированным по массе количеством алмазосодержащей руды 12. После этого, согласно программе, заложенной в блоке 14 управления сепаратором, конвейер 6 автоматически приводят в движение и первый сосуд 4, заполненный алмазосодержащей рудой 12, перемещают в область облучения первого нейтронного блока 9. При этом следующий, второй сосуд 4 на конвейере 6 располагают так, что он попадает в зону дозатора 3, где происходит его заполнение алмазосодержащей рудой 12. После окончания заполнения второго сосуда 4 включают конвейер 6 и перемещают первый сосуд 4 в область облучения второго нейтронного блока 9, а второй сосуд 4 одновременно с этим перемещают в область облучения первого нейтронного блока 9. И такую же процедуру повторяют до тех пор, пока все три последовательно расположенных сосуда 4 не окажутся заполненными алмазосодержащей рудой 12 и соответственно будут находиться в области их одновременного облучения тремя потоками меченых нейтронов 7, генерируемыми тремя нейтронными генераторами 8 в трех нейтронных блоках 9. После получения ответа о наличии или отсутствии алмазов в каждом из трех сосудов 4, содержимое каждого сосуда 4 сбрасывают либо в емкость для сбора концентрата 20, либо в емкость для сбора хвостов 21. После этого такую же процедуру повторяют со следующими тремя сосудами 4, последовательно заполненными алмазосодержащей рудой 12. Следует также отметить, что заполнение трех сосудов 4 алмазосодержащей рудой 12 (количество сосудов 4 и соответственно нейтронных блоков 9, равное трем, выбрано только лишь в качестве примера) может производиться одновременно с помощью одного дозатора 3.
[0071] Так, например, на конвейере 6 может быть расположен дозатор руды, снабженный разравнивателем алмазосодержащей рудой 12, засыпанной в каждый сосуд, с целью обеспечения приблизительно одинакового (постоянного) объёма руды в каждом сосуде за счет постоянной толщины её слоя в нем, а значит и приблизительно одинакового усредненного числа регистрируемых квантов характеристического гамма-излучения, что делает возможным обеспечение высокой производительности сепаратора и высокой достоверности принимаемых системой управления решений о наличии или отсутствии алмазов в том или ином сосуде, а тем самым и обеспечение относительно низкого выхода обогащаемой руды в концентрат (например, выход концентрата может составлять менее 5%, менее 1% или даже меньше 0,1% от массы обработанной руды) и, соответственно, относительно высокого выхода обогащаемой руды в хвосты, т.е. сниженного соотношения концентрат/хвосты.
[0072] Кроме того, в различных вариантах воплощения настоящего изобретения могут быть использованы следующие признаки и достигнуты следующие преимущества:
[0073] Сепаратор, т.е. устройство для обнаружения, идентификации и сепарации алмазов в руде от пустой породы, основано на регистрации спектров характеристического гамма-излучения ядер углерода, кислорода, азота, кальция и других химических элементов, входящих в состав алмазоносной руды, например, содержащихся в кимберлите, и анализе зарегистрированных спектров характеристического гамма- излучения с целью вычленения из них сигнала углерода (т.е. характерной линии углерода). Такое характеристическое гамма-излучение возникает в результате протекания реакций неупругого рассеяния быстрых меченых нейтронов на ядрах химических элементов, таких как указанные выше. При этом характеристическое гамма-излучение имеет определенную энергию, разную для разных химических элементов, что позволяет отличать один химический элемент от другого. Так, например, энергия характеристического гамма-излучения ядра углерода составляет 4,43 МэВ, кислорода - 6,13 МэВ, азота - 5,1 МэВ, кальция - 2,8 МэВ. Для идентификации алмаза необходимо найти избыток локальной концентрации углерода в образце.
[0074] Меченые нейтроны относятся к категории быстрых нейтронов, они имеют малое сечение взаимодействия с веществом, что приводит к тому, что они практически не наводят радиоактивность в алмазосодержащей руде, что делает предложенные сепаратор и способ безопасными для персонала, обслуживающего сепаратор или работающего в последствии с обогащенным концентратом или с алмазами, извлеченными из концентрата каким-либо неповреждающим их способом, известным специалистам в данной области техники. Очень важным является подтвержденное проведенными экспериментальными исследованиями обстоятельство, что облучение быстрыми нейтронами в предлагаемом сепараторе не приводит к изменению каких-либо характеристик алмаза. Проверено, что в результате облучения мечеными нейтронами не меняется цвет алмаза, прозрачность, спектр в инфракрасном диапазоне и спектр флюоресценции.
[0075] Использование -γ-совпадений приводит к существенному (в сотни раз) подавлению фона, что позволяет хорошо выделять сигналы даже небольших количеств искомого вещества. Реализация этого позволяет с высокой достоверностью (например, с высокой вероятностью ~95-99%) обнаруживать даже малые массы алмазов (начиная с примерно 1 карата и вплоть до десятков и сотен карат) в кусках породы (кимберлита) с большими линейными размерами, например, от 1 до 50 см, предпочтительно от 2 до 30 см, в частности от 5 до 20 см, или с другими диапазонами размеров частиц, порций или кусков руды. При этом в наиболее предпочтительных вариантах воплощения изобретения нет необходимости в дроблении кусков руды (кимберлита) для обнаружения алмаза, что необходимо в уровне техники. Поэтому с помощью настоящего изобретения практически исключается возможность повреждения крупных алмазов в результате процедуры дробления кусков кимберлита, что неизбежно происходит в уровне техники.
[0076] Использование генератора меченых нейтронов позволяет за одно измерение сделать однозначное заключение о присутствии или отсутствии алмаза в куске породы (кимберлита), размеры которого в плоскости, перпендикулярной направлению потока меченых нейтронов, определяются линейными размерами альфа-детектора и соотношением между расстоянием от тритиевой мишени до альфа- детектора к расстоянию от тритиевой мишени до кимберлита.
[0077] Отсутствует необходимость в формировании двух нейтронных потоков при двух разных значениях энергии нейтронов: при резонансном и нерезонансном в плане ядерного излучения ядер углерода. То есть, в случае использования нейтронного генератора по изобретению, процедура формирования нейтронных пучков с различными энергиями вообще не требуется. Это существенно сокращает время набора статистики зарегистрированного характеристического гамма-излучения, необходимой для достоверного обнаружения алмазов в кимберлите.
[0078] Использование многопиксельного альфа-детектора (а значит, создание большого числа пучков меченых нейтронов в нейтронном потоке) позволяет разбить весь объем облучаемой породы, находящейся в сосуде, на ряд субобъемов, соответствующих каждому из пучков меченых нейтронов, что, в свою очередь, позволяет существенно уменьшить минимально обнаруживаемую массу алмаза в куске кимберлита.
[0079] Производительность и эффективность предлагаемых сепаратора и способа по поиску алмазов в кимберлите (в части вероятности обнаружения алмазов и веса обнаруживаемых алмазов) может быть существенно повышена (в несколько раз, например, в 2, 3, 5, 10 и более раз) как за счет наличия дополнительных нейтронных блоков с нейтронными генераторами/гамма-детекторами, установленными вдоль конвейера системы подачи руды, так и за счет повышения количества гамма-детекторов, предназначенных для регистрации характеристического гамма-излучения. В промышленных вариантах воплощения производительность сепаратора по изобретению может составлять более 10 тонн в час и до 100 тонн в час (т/ч), в частности 40-50 т/ч.
[0080] Обнаружение и принятие решений о присутствии или отсутствии алмазов в сосуде с рудой производится автоматически без участия оператора,.
[0081] Предлагаемый сепаратор может быть использован как при обогащении кимберлита с целью промышленной добычи алмазов, так и для выявления наличия алмазов в пробе руды при геологоразведке.
[0082] Предлагаемый сепаратор может быть снабжен конвейером системы подачи руды в виде цепи с установленными на ней сосудами, приспособленными для содержания внутри себя алмазосодержащей руды. Поскольку методика поиска алмазов в алмазосодержащей руде основана на обнаружении локального превышения концентрации углерода над средней концентрацией углерода в объёме руды, облучаемом потоком меченых нейтронов, использование такого оборудованного сосудами цепного конвейера системы подачи руды, все конструктивные элементы которых выполнены из безуглеродного материала, например, сплавов металлов, позволяет исключить ошибки, связанные с неоднородным распределением углерода в веществе прорезиненной ленты конвейера, ведь при использовании выполненной на органической основе ленты конвейера, содержащей значительное количество углерода, резко возрастает процент ложных срабатываний системы анализа данных, так как в количественном отношении вариация содержания углерода по толщине или площади такой ленты может превосходить массу искомого алмаза, составляющую, в среднем, менее 1 г. В отличие от этого, предлагаемый сепаратор характеризуется низкой вероятностью ложных срабатываний системы анализа данных, например, на уровне менее 10%, в частности менее 7%, менее 5%, менее 3% или даже менее 1%.
[0083] Выполнение сосудов с формой, соответствующей форме потока меченых нейтронов, например, в виде перевернутой усеченной пирамиды, позволяет облучать нейтронами содержимое сосудов в полном объеме. В случае же использования сосудов в виде прямоугольного параллелепипеда с размерами, равными линейным размерам потока меченых нейтронов в плоскости дна сосуда, будет наблюдаться некоторое уменьшение производительности процесса сухого обогащения, определяемое соотношением объемов сосуда в форме перевернутой усеченной пирамиды и сосуда в форме прямоугольного параллелепипеда. В случае же использования сосудов в виде прямоугольного параллелепипеда с размерами, равным линейным размерам потока меченых нейтронов в самой верхней плоскости сосуда, потоком нейтронов будет облучаться только лишь часть алмазосодержащей руды, находящейся в сосуде в объеме, ограниченном внешним контуром потока меченых нейтронов. Остальная часть руды, находящейся в сосуде, окажется вне зоны облучения потоком меченых нейтронов, и, как следствие, в случае наличия алмазов в ней, они не будут обнаружены (т.е. произойдет недопустимая потеря алмазов в процессе сухого обогащения алмазосодержащей руды). Использование лотков пирамидальной формы позволяет увеличить производительность сепаратора для сухого обогащения алмазосодержащей руды примерно в 2 раза.
[0084] Следует отметить, что наличие сосудов, заполненных одинаковым объёмом алмазосодержащей руды при постоянной толщине её слоя за счёт применения дозатора и/или разравнивателя, создает практически одни и те же условия для измерений руды в разных сосудах и гарантирует постоянство в эффективности регистрации гамма-квантов характеристического излучения углерода.
[0085] Наличие загрузочного бункера с дозатором, сосудов на конвейере, а также системы направления содержимого сосудов либо в концентрат, либо в хвосты, позволяет создать не просто устройство для обнаружения алмазов в руде, а полноценный сепаратор алмазосодержащей руды, который позволяет проводить сепарацию руды в автоматическом режиме.
[0086] Обычно детекторы гамма-излучения располагаются вне потока меченых нейтронов (см., например, фиг. 1 в вышеуказанном патенте RU 2521723 С1), за защитой от прямого попадания испущенных нейтронным генератором нейтронов в детекторы гамма- излучения для уменьшения их загрузки. Однако в последнее время, в связи с существенно возросшими возможностям регистрирующей электроники в плане объема и скорости принимаемой и анализируемой информации, стало технически возможньш размещать детекторы гамма-излучения не только вне потока меченых нейтронов, но и в самом потоке меченых нейтронов. Расположение дополнительной, второй группы детекторов гамма-излучения непосредственно внутри потока меченых нейтронов в предпочтительных вариантах воплощения изобретения позволяет увеличить телесный угол регистрации гамма-квантов характеристического излучения углерода с энергией 4,43 МэВ и собирать больше полезных событий, что приводит к уменьшению времени набора статистики, необходимой для принятия решения о наличии или отсутствии алмаза в содержимом конкретного сосуда, и, соответственно, к увеличению производительности сепаратора для сухого обогащения алмазосодержащей руды. При этом защита детекторов гамма- излучения от прямого попадания испущенных нейтронным генератором меченых нейтронов может быть выполнена в предложенном сепараторе из материалов, содержащих химические элементы с атомным номером больше 70 (например, вольфрам, тантал, свинец).
[0087] Система термокоррекции позволяет в автоматическом режиме вносить коррекцию в измеренные спектры зарегистрированного характеристического гамма- излучения, т.е. приводить измеренные амплитудные распределения к распределениям, полученным при некоей установочной температуре. Тем самым повышается достоверность извлеченной информации о наличии или отсутствии алмаза в содержимом сосуда, и, как следствие, требуется меньшая статистика событий для выработки окончательного решения, что ведет опять же к повышению производительности сепаратора.
[0088] Выполнение сепаратора с последовательно расположенными нейтронными блоками, в которых последующий нейтронный блок «просматривает» концентрат предыдущего нейтронного блока, позволяет не только увеличить производительность сепаратора за счет вышеперечисленных признаков, но и дополнительно существенным образом уменьшить выход концентрата (т.е. отношение массы концентрата к массе обработанной руды), что необходимо для существенного уменьшения объема работ по дальнейшему щадящему выделению алмазов из полученного рудного концентрата. Поскольку концентрация алмазов в обычной руде исключительно мала (например, порядка одного карата на тонну руды), задача обеспечения минимального выхода концентрата исключительно важна, причем эта задача может быть решена значительно хуже при нескольких параллельно работающих моделях обогащения сепаратора, каждый из которых содержит только один нейтронный блок. [0089] Организация работы нейтронных блоков всего сепаратора на одном конвейере системы подачи руды, при которой руда проходит последовательно через каждый нейтронный блок, «просматривающий» только свой сосуд, а при этом сортировка сосудов на хвосты и концентрат осуществляется в конце конвейера системы подачи руды, дает возможность увеличить производительность сепаратора пропорционально числу нейтронных блоков.
[0090] Пылезащитный кожух предназначен для защиты нейтронного генератора, а также детекторов гамма-излучения от возможного попадания на них пыли, которая может выделяться из движущейся руды и которая может поэтому приводить к изменению условий работы указанных приборов и, как следствие, к изменению их характеристик, а также может привести к выходу из строя детекторов гамма-излучения и нейтронного генератора (возможные электрические пробои в высоковольтных клеммах подводов подачи питания к детекторам гамма-излучения и нейтронному генератору).
[0091] При расположении сепаратора внутри производственного помещения, т.е. в стационарном варианте исполнения сепаратора, например, внутри здания цеха обогатительной фабрики или т.п., весь сепаратор или все его «пылящие» части должны быть предпочтительно заключены в пылезащитном кожухе или кожухах.
[0092] Вышеуказанные варианты воплощения сепаратора могут быть использованы как в стационарном варианте, например, на обогатительной фабрике, так и в мобильном варианте, на самоходном шасси или в прицепном варианте, для использования на борту карьера или в подземной шахте.
[0093] Предложенный сепаратор может содержать, например, систему подачи руды для подачи алмазосодержащей руды в нейтронный блок, в область облучения ее потоком меченых нейтронов, т.е. область пространства, образуемую между нейтронным генератором и детекторами гамма-излучения, причем желательно расположение детекторов гамма-излучения с как можно более плотной упаковкой со всех сторон от сосуда, например, в таком порядке: слева и справа от конвейера системы подачи руды напротив сосуда расположено два или более горизонтальных или слегка наклонных ряда детекторов гамма-излучения; перед и за сосудом по ходу конвейера системы подачи руды расположено по одному горизонтальному или слегка наклонному ряду детекторов гамма- излучения (все эти ряды детекторов гамма-излучения находятся вне потока меченых нейтронов, проходящего свозь сосуд с рудой, и поэтому составляют первую группу детекторов); а непосредственно над сосудом, в пределах потока меченых нейтронов, проходящего свозь сосуд с рудой, расположена плотно упакованная матрица размещенных вертикально детекторов гамма-излучения, состоящая, например, из четырех рядов по четыре детектора в каждом ряду (т.е. матрица 4^4 с 16 детекторами, образующими вторую группу), как показано исключительно в качестве примера на фиг. 4(c).
[0094] При этом нейтронный генератор снабжен встроенным в него многоэлементным альфа-детектором, причем альфа-детектор и обе группы детекторов гамма-излучения соединены с электронной системой анализа данных, которая с помощью линий связи соединена с системой управления сепаратором. Для защиты персонала от прямого попадания нейтронного излучения, испущенного нейтронным генератором, может быть предусмотрена биологическая защита, окружающая корпус нейтронного генератора и выполненная, например, из железа или стали, либо выполненная в виде сэндвича из слоя(ев) железа и полиэтилена. Число детекторов гамма-излучения желательно иметь как можно большее, и оно определяется из того условия, чтобы время обнаружения алмаза в облучаемом сосуде не превышало, например, 60, 30, 10, 4, 1 секунд. Нейтронный генератор и блок управления им могут быть расположены на раме в нише, или же в земле. На поверхности земли могут быть установлены опоры для крепления конвейера 6. Перемещение конвейера 6 осуществляется с помощью роликов. К раме, имеющей предпочтительно форму квадрата и установленной на опорах, крепятся детекторы гамма-излучения, расположенные в двух, трех или более плоскостях по вертикали над конвейером 6. Для предотвращения попадания атмосферных осадков на сепаратор возможно использование навеса, например, из плексигласа или поликарбоната. Предлагаемый сепаратор может также располагаться внутри отапливаемого помещения, защищенного от воздействия атмосферных осадков. Пульт 23 оператора (рабочее место оператора сепаратора) должен находиться на радиационно безопасном расстоянии от нейтронного генератора. На раме может быть закреплен световой индикатор, включенное состояние которого свидетельствует о наличии нейтронного излучения, создаваемого нейтронным генератором. Для защиты нейтронного генератора от пыли со стороны конвейера 6 системы подачи руды в верхней части ниши может быть предусмотрена тонкая крышка из алюминиевого сплава (например, дюраля) либо плексигласа.
[0095] Способ работы сепаратора может также содержать следующие операции. Руду 12, поступающую в виде отдельных крупных кусков кимберлита с линейными размерами до 50 см, полученных в результате предварительного дробления еще более крупных кусков кимберлита на специальной дробильной установке, подают порциями в каждый из сосудов на подвижном конвейере 6. Конвейер 6 автоматически останавливается тогда, когда очередная порция кимберлита в сосуде поступила точно в заданное место, определяемое формой сечения потока меченых нейтронов. С помощью блока управления сепаратором (пульта оператора) подается сигнал на блок управления нейтронным генератором и происходит включение нейтронного генератора в режим испускания нейтронного излучения. С этого момента времени происходит облучение находящейся в сосуде порции кимберлита потоком меченых нейтронов. Информация с альфа- и гамма-детекторов поступает в относящийся к электронной системе анализа данных блок сбора и предварительного отбора событий, зарегистрированных альфа- и гамма-детекторами. Информация о зарегистрированных событиях гамма- детекторами в совпадениях с сигналами с альфа-детектора после процедуры предварительного отбора поступает по Ethernet-кабелю с выхода блока сбора и предварительного отбора событий на вход блока управления сепаратором (например, на пульт оператора). В течение определенного времени, задаваемого программой идентификации алмазов, хранящейся в блоке управления сепаратором, производится набор требуемой статистики зарегистрированных (альфа-гамма)-совпадений для получения ответа на вопрос: наблюдается ли наличие алмазов в облучаемой порции кимберлита или нет? По окончании набора требуемой статистики нейтронный генератор автоматически отключается, и на дисплее пульта оператора появляется однозначная или требующая его подтверждения информация о наличии или отсутствии алмазов в той порции кимберлита, которая подверглось облучению потоком меченых нейтронов в данном сосуде.
[0096] Далее, с помощью блока управления сепаратором производится перемещение конвейера на расстояние, точно равное расстоянию между соседними сосудами в плоскости конвейера в направлении его движения. Затем вновь включается нейтронный генератор и производится обследование очередной порции кимберлита в соседнем сосуде на предмет наличия в ней алмазов. Таким образом, последовательно шаг за шагом конвейера, порция за порцией в следующих друг за другом сосудах, производится обследование всего имеющегося количества добытого кимберлита. Порция кимберлита, в которой обнаружен по меньшей мере один алмаз (т.е. один или более алмазов), после выгрузки из сосуда в емкость для сбора концентрата отправляется на дальнейшую обработку, а остальная порода идет в отвал.
[0097] Настоящее изобретение может быть реализовано в четырех частных вариантах, которые соответствуют четырем наиболее предпочтительным сейчас типам сепараторов для сухого обогащения алмазосодержащей руды.
[0098] По первому частному варианту реализации изобретения предлагается сепаратор для сухого обогащения алмазосодержащей руды, содержащий конвейер подачи алмазосодержащей руды в нейтронный блок, снабжённый расположенным под конвейером нейтронным генератором, в котором происходит генерация нейтронов и альфа-частиц при ускорении дейтронов и взаимодействии их с тритиевой мишенью по бинарной реакции: d + t—* α + п, где d - дейтрон, t - тритон, а - альфа-частица, п - нейтрон, причем альфа-частица и сопутствующий ей нейтрон разлетаются в приблизительно противоположных направлениях; расположенными над конвейером детекторами гамма-излучения, предназначенными для регистрации характеристического гамма-излучения, возникающего при неупругом рассеянии нейтронов на ядрах алмазосодержащей руды; встроенным в нейтронный генератор многоэлементным альфа- детектором, который обеспечивает регистрацию направления вылета альфа-частицы и, тем самым, дает возможность определить направление вылета связанного с ней нейтрона, который называется меченым нейтроном; при этом сепаратор снабжен общей системой питания, системой анализа данных с детекторов гамма-излучения нейтронного блока и системой управления сепаратором; альфа-детектор и детекторы гамма-излучения нейтронного блока соединены с системой анализа данных, которая с помощью линий связи соединена с системой управления сепаратором; при этом конвейер выполнен в виде цепи с сосудами (лотками или ковшами), имеющими форму, соответствующую форме потока меченых нейтронов, т.е. в виде перевернутой усеченной пирамиды; в начале конвейера расположен загрузочный бункер с дозатором руды, а в конце конвейера расположена система направления содержимого сосудов либо в концентрат, либо в хвосты, причем загрузочный бункер с дозатором и система направления содержимого сосудов соединены линией связи с системой управления сепаратором; детекторы гамма- излучения нейтронного блока организованы в виде двух групп - первой группы, расположенной вне и вокруг контура потока меченых нейтронов и снабжённой защитой детекторов гамма-излучения от прямого попадания в них нейтронов, и второй группы, расположенной в зоне прямого действия потока меченых нейтронов; все детекторы гамма- излучения снабжены системой термокоррекции, соединенной линией связи с системой анализа данных.
[0099] По второму частному варианту реализации изобретения предлагается сепаратор для сухого обогащения алмазосодержащей руды, содержащий несколько последовательно расположенных нейтронных блоков, каждый из которых включает цепной конвейер с сосудами для подачи алмазосодержащей руды в нейтронный блок, снабжённый расположенным под конвейером нейтронным генератором, в котором происходит генерация нейтронов и альфа-частиц при ускорении дейтронов и взаимодействии их с тритиевой мишенью по бинарной реакции: d + t—* α + п, где d— дейтрон, t - тритон, α - альфа-частица, η - нейтрон, причем альфа-частица и сопутствующий ей нейтрон разлетаются в приблизительно противоположных направлениях; расположенными над конвейером детекторами гамма-излучения, предназначенными для регистрации характеристического гамма-излучения, возникающего при неупругом рассеянии нейтронов на ядрах алмазосодержащей руды; встроенным в нейтронный генератор многоэлементным альфа-детектором, который обеспечивает регистрацию направления вылета альфа-частицы и, тем самым, дает возможность определить направление вылета связанного с ней нейтрона, который называется меченым нейтроном; при этом устройство снабжено общей системой питания, системой анализа данных с детекторов гамма-излучения нейтронного блока, и системой управления сепаратором; альфа-детектор и детекторы гамма-излучения каждого нейтронного блока соединены с системой анализа данных, которая с помощью линий связи соединена с системой управления сепаратором; при этом конвейер каждого нейтронного блока оборудован с сосудами, имеющими форму, соответствующую форме потока меченых нейтронов, т.е. в виде перевернутой усеченной пирамиды; в начале конвейера каждого нейтронного блока расположен загрузочный бункер с дозатором руды, а в конце конвейера каждого нейтронного блока расположена система направления содержимого сосудов либо в концентрат, либо в хвосты, причем загрузочный бункер с дозатором и система направления содержимого сосудов каждого нейтронного блока соединены линией связи с системой управления сепаратором; при этом система направления содержимого сосудов каждого нейтронного блока, кроме последнего, выполнена с возможностью подачи концентрата с выхода предыдущего нейтронного блока в загрузочный бункер следующего нейтронного блока с целью дальнейшего его облучения потоком меченых нейтронов и сортировки на концентрат и хвосты; детекторы гамма-излучения каждого нейтронного блока организованы в виде двух групп - первой группы, расположенной вне и вокруг контура потока меченых нейтронов и снабжённой защитой детекторов гамма-излучения от прямого попадания в них нейтронов, и второй группы, расположенной в зоне прямого действия потока меченых нейтронов; все детекторы гамма-излучения снабжены системой термокоррекции, соединенной линией связи с системой анализа данных.
[0100] По третьему частному варианту реализации изобретения предлагается сепаратор для сухого обогащения алмазосодержащей руды, содержащий конвейер подачи алмазосодержащей руды в нейтронные блоки, которые установлены последовательно по ходу конвейера и каждый из которых выполнен с возможностью одновременного облучения своей порции алмазосодержащей руды и снабжён расположенным под конвейером нейтронным генератором, в котором происходит генерация нейтронов и альфа-частиц при ускорении дейтронов и взаимодействии их с тритиевой мишенью по бинарной реакции: d + t— a + n, где d - дейтрон, t - тритон, a - альфа-частица, n - нейтрон, причем альфа-частица и сопутствующий ей нейтрон разлетаются в приблизительно противоположных направлениях, расположенными над конвейером детекторами гамма-излучения, предназначенными для регистрации характеристического гамма-излучения, возникающего при неупругом рассеянии нейтронов на ядрах алмазосодержащей руды; встроенным в нейтронный- генератор многоэлементным альфа- детектором, который обеспечивает регистрацию направления вылета альфа-частицы и тем самым дает возможность определить направление вылета связанного с ней нейтрона, который называется меченым нейтроном; при этом сепаратор снабжен общей системой питания, системой анализа данных с детекторов гамма-излучения каждого нейтронного блока, и системой управления сепаратором; альфа-детектор и детекторы гамма-излучения каждого нейтронного блока соединены с системой анализа данных, которая с помощью линий связи соединена с системой управления сепаратором; при этом конвейер выполнен цепным с сосудами, имеющими форму, соответствующую форме потока меченых нейтронов, т.е. в виде перевернутой усеченной пирамиды; в начале цепного конвейера расположен загрузочный бункер с дозатором руды, а в конце конвейера расположена система направления содержимого сосудов либо в концентрат, либо в хвосты; загрузочный бункер с дозатором и система направления содержимого сосудов соединены линией связи с системой управления сепаратором; детекторы гамма-излучения каждого нейтронного блока организованы в виде двух групп - первой группы, расположенной вне и вокруг контура потока меченых нейтронов и снабжённой защитой детекторов гамма- излучения от прямого попадания в них нейтронов, и второй группы, расположенной в зоне прямого действия потока меченых нейтронов; все детекторы гамма-излучения снабжены системой термокоррекции, соединенной линией связи с системой анализа данных.
[0101] Дополнительно по частным вариантам реализации изобретения, для предотвращения влияния пыли на результаты работы и предотвращения выхода из строя регистрирующей аппаратуры сепаратора, каждый из нейтронных блоков помещён в пылезащитный кожух.
[0102] Согласно четвертому частному варианту реализации изобретения, на фиг. 8 схематично изображён вид в перспективе с местным разрезом еще одного конкретного предпочтительного варианта воплощения сепаратора по изобретению. В этом варианте воплощения сепаратор содержит систему подачи руды с дозатором 3, который приспособлен подавать дозированную порцию алмазосодержащей руды в сосуд 4, образованный со всех боковых сторон проходящей в целом вертикально трубой и снизу формирующей заслонкой 33. Сосуд 4 установлен неподвижно внутри нейтронного блока 9. При этом в нейтронном блоке 9 нейтронный генератор 8 и детекторы 11 гамма- излучения расположены сбоку от сосуда 4, а поток 7 меченых нейтронов проходит в целом горизонтально через находящуюся в нейтронном блоке 9 порцию алмазосодержащей руды (не показана для ясности), подаваемую дозатором 3 вертикально сверху вниз под действием силы тяжести в неподвижный сосуд 4. Следует отметить, что на фиг. 8 показаны только детекторы 11 гамма-излучения, находящиеся вне потока 7 меченых нейтронов, а те детекторы гамма-излучения, которые могут находится в пределах потока 7 меченых нейтронов, т.е. справа от потока 7 меченых нейтронов в виде усеченной пирамиды, для ясности не изображены на фиг. 8. Вместе с тем, такие детекторы гамма- излучения могут быть там расположены, образуя вторую группу «внутрипотоковых» детекторов гамма-излучения, например, в виде плотно упакованной матрицы размещенных горизонтально детекторов гамма-излучения (состоящей, например, из четырех рядов по четыре детектора в каждом ряду, т.е. матрицы 4 4 с 16 детекторами), аналогично показанной на фиг. 4.
[0103] В этом варианте воплощения сосуд 4 тоже имеет в сечении форму, соответствующую сечению потока 7 меченых нейтронов той же плоскостью. Поток 7 меченых нейтронов является расходящимся слева направо как в горизонтальной плоскости, перпендикулярной плоскости листа бумаги фиг. 8, так и в вертикальной плоскости, совпадающей с листом бумаги фиг. 8. Поток 7 меченых нейтронов выходит из нейтронного генератора 8 и проходит через сосуд 4, содержащий порцию алмазосодержащей руды, удерживаемую снизу формирующей заслонкой 33. Как видно на фиг. 8, формирующая заслонка 33 имеет клиновидную форму, расширяющуюся слева направо и соответствующую расходящемуся слева направо потоку 7 меченых нейтронов. Таким образом, в поперечном сечении, образуемом упомянутой горизонтальной плоскостью на фиг. 8, форма сосуда 4 соответствует потоку 7 меченых нейтронов. Кроме того, в продольном сечении, образуемом упомянутой вертикальной плоскостью на фиг. 8, наклон заслонки 33, формирующей дно сосуда 4, соответствует наклону нижней границы потока 7 меченых нейтронов. Ниже нейтронного блока 9 расположена система разделения алмазосодержащей руды, содержащая в данном варианте воплощения селектор 18 руды. В состав селектора 18 руды входят шторка 32, желоб 15 для отвода концентрата и желоб 17 для отвода хвостов.
[0104] Способ работы такого предпочтительного сепаратора по фиг. 8 может быть осуществлен следующим образом. Согласно программе, заложенной в системе управления, дозированную первую порцию алмазосодержащей руды подают дозатором 3 в сосуд 4 (например, засыпая ее в образующую сосуд 4 вертикальную трубу под действием силы тяжести на закрытую заслонку 33), в наиболее предпочтительном варианте - порцию алмазосодержащей руды, точно дозированную по объему в соответствии с объемом сосуда 4, приходящимся на область облучения потоком 7 меченых нейтронов в нейтронном блоке 9. После этого первую порцию алмазосодержащей руды облучают потоком 7 меченых нейтронов из нейтронного генератора 8. Характеристическое гамма-излучение, испускаемое удерживаемой в сосуде 4 первой порцией руды под действием облучения потоком 7 меченых нейтронов, обнаруживают в детекторах 1 1 гамма-излучения. В режиме on-line всю информацию, полученную с альфа- детектора нейтронного генератора 8 и с детекторов 11 гамма- излучения, подают в систему анализа данных с целью приема, сбора и обработки этих данных. Согласно программе, хранящейся в системе анализа данных, производят амплитудный и временной анализ событий с целью получения ответа на вопрос о наличии или отсутствии алмазов в первой порции руды в сосуде 4. По окончании анализа, получив положительньш или отрицательный ответ на указанный вопрос, система анализа данных отправляет соответствующий сигнал в систему управления. Система управления автоматически выдает команду на открытие заслонки 33 и, получив этот соответствующий сигнал от системы анализа данных, вьщает команду на поворот шторки 32 селектора 18 руды либо в первое положение (показанное на фиг. 8), в котором шторка 32 перекрывает по наклоненный влево желоб 15 для отвода концентрата и открывает наклоненный вправо желоб 17 для отвода хвостов, если ответ был отрицательным, либо во второе положение (не показанное на фиг. 8), в котором шторка 32 открывает желоб 15 для отвода концентрата и перекрывает желоб 17 для отвода хвостов, если ответ был положительным. Высыпав таким образом первую порцию руды из сосуда 4, система управления автоматически вьщает команду на закрытие заслонки 33 и после этого выдает команду дозатору 3 подать следующую, вторую порцию алмазосодержащей руды в сосуд 4 с закрытой заслонкой 33. Аналогичным образом осуществляют работу сепаратора для всех последующих порций руды в сосуде 4.
[0105] Предшествующее описание было приведено в виде различных вариантов воплощения или реализации настоящего изобретения. При этом следует понимать, что в такие варианты специалистом могут быть внесены многочисленные и различные модификации и изменения без отклонения от сущности настоящего изобретения, которая определяется исключительно прилагаемой формулой изобретения.
[0106] Так, например, конструктивный элемент устройства или этап способа, упомянутый здесь в единственном числе, следует понимать как не исключающий возможности наличия множественных элементов или этапов, если такое исключение не указано в явном виде или не следует из контекста. Кроме того, ссылки на «вариант воплощения» или «вариант реализации» не должны интерпретироваться как исключающие существование других вариантов, которые также включают в себя указанные признаки. Кроме того, если явно не указано иное, варианты, «включающие в себя», «содержащие» или «имеющие» некий элемент или множество элементов с неким конкретным свойством или признаком, могут включать в себя дополнительные элементы независимо от того, обладают ли они этим свойством или признаком.
[0107] Следует также отметить, что конкретная компоновка конструктивных элементов сепаратора (например, их число, типы, размещение и т.п.) или конкретная последовательность этапов способа в проиллюстрированных вариантах воплощения может быть изменена на другие в различных альтернативных вариантах воплощения. В различных вариантах воплощения могут использоваться разные количества некоего данного модуля или блока, может использоваться другой тип или типы некоего данного модуля или блока, некий данный модуль или блок может быть добавлен, или же некий данный модуль или блок может быть исключен.
[0108] Следует четко понимать, что вышеприведенное описание предназначено для иллюстрации настоящего изобретения, а не для ограничения объема его охраны. Например, вышеописанные варианты воплощения (и/или их признаки) могут использоваться в любой комбинации друг с другом. В дополнение к этому, могут быть проделаны многочисленные модификации для адаптации одного конкретного варианта воплощения к сведениям из различных других вариантов воплощения без отступления от объема охраны изобретения. Размеры, типы, ориентации, число и положения различных описанных здесь конструктивных элементов предназначены характеризовать параметры считающихся предпочтительными в настоящее время вариантов воплощения и являются ни в коем случае не ограничивающими, а просто примерными вариантами. После рассмотрения вышеприведенного описания специалисту в данной области техники станут очевидными многочисленные другие варианты и модификации изобретения в рамках сущности и объема охраны изобретения. Следовательно, объем охраны должен определяться с учетом лишь формулы изобретения, наряду с полным объемом эквивалентов, на которые эта формула изобретения дает право.
[0109] В настоящем описании и формуле изобретения термины «включающий», «включающий в себя», «содержащий», «имеющий», «снабженный» и другие их грамматические формы не предназначены для истолкования в исключительном смысле, а, напротив, используются в неисключительном смысле (т.е. в смысле «имеющий в своем составе»). В качестве исчерпывающего перечня следует рассматривать только выражения типа «состоящий из». Кроме того, термины «первый», «второй» и «третий» и т.д. используются просто как условные маркеры, не накладывая каких-либо численных или иных ограничений на перечисляемые объекты.
[0110] Перечень ссылочных обозначений на чертежах:
1 - загрузочный бункер,
2 - просеивающая решетка,
3 - дозатор,
4 - сосуд,
5 - цепь конвейера системы подачи руды,
6 - конвейер системы подачи руды,
7 - поток меченых нейтронов,
8 - нейтронный генератор со встроенным многоэлементным альфа- детектором, 9 - нейтронный блок,
10 - блок питания нейтронного генератора,
11 - детекторы гамма-излучения,
12 - алмазосодержащая руда,
13 - защита первой группы детекторов гамма-излучения от попадания нейтронов, 14 - блок управления конвейером системы подачи руды,
15 - желоб для отвода концентрата,
16 - биологическая защита,
17 - желоб для отвода хвостов
18 - селектор руды,
19 - пылезащитный кожух,
20 - емкость для сбора концентрата
21 - емкость для сбора хвостов,
22 - модули обогащения,
23 - пульт оператора системы управления сепаратором,
24 - контейнер,
25 - самоходное шасси,
26 - блок регистрирующей электроники системы анализа данных,
27 - электрощит системы питания сепаратора,
28 - линия загрузки,
29 - транспортеры,
30 - транспортер(ы) хвостов,
31 - транспортер(ы) концентрата,
32 - шторка селектора руды системы разделения алмазосодержащей руды
33 - заслонка формирующая

Claims

Формула изобретения
1. Сепаратор для сухого обогащения алмазосодержащей руды, содержащий:
- систему подачи руды, предназначенную для подачи алмазосодержащей руды в нейтронный блок, причем нейтронный блок снабжён:
(а) нейтронным генератором, предназначенным для генерации потока меченых нейтронов и альфа-частиц, при этом в нейтронный генератор встроен многоэлементный альфа- детектор, и
(Ь) детекторами гамма-излучения, предназначенными для регистрации характеристического гамма-излучения, возникающего при облучении алмазосодержащей руды потоком меченых нейтронов;
- систему анализа данных, предназначенную для сбора и анализа данных, получаемых от альфа- детектора и детекторов гамма-излучения нейтронного блока;
- систему разделения алмазосодержащей руды;
- систему питания; и
- систему управления,
при этом система подачи руды снабжена по меньшей мере одним сосудом, выполненным с возможностью содержания порции алмазосодержащей руды, подлежащей облучению в нейтронном блоке, причем упомянутый по меньшей мере один сосуд имеет в сечении форму, соответствующую форме сечения потока меченых нейтронов,
и при этом система разделения выполнена с возможностью направлять облученную в сосуде порцию алмазосодержащей руды либо в концентрат, либо в хвосты по команде системы управления, в зависимости от выявленного системой анализа данных наличия или отсутствия алмаза(ов) в упомянутой порции алмазосодержащей руды.
2. Сепаратор по п. 1, в котором нейтронный генератор в нейтронном блоке расположен под сосудом, а детекторы гамма-излучения расположены в нейтронном блоке над сосудом.
3. Сепаратор по п. 1, в котором нейтронный генератор и детекторы гамма- излучения расположены в нейтронном блоке сбоку от сосуда.
4. Сепаратор по п. 3, в котором нейтронный генератор расположен с первой боковой стороны от сосуда, а детекторы гамма-излучения расположены со второй, противоположной боковой стороны от сосуда.
5. Сепаратор по любому из пп. 1-4, в котором упомянутый по меньшей мере один сосуд выполнен из безуглеродного материала, содержащего менее 1 мас.% углерода.
6. Сепаратор по любому из пп. 1-5, в котором в число детекторов гамма-излучения входит по меньшей мере один детектор гамма-излучения, расположенный в пределах потока меченых нейтронов, прошедшего через сосуд с алмазосодержащей рудой.
7. Сепаратор по любому из пп. 1-6, в котором детекторы гамма-излучения нейтронного блока расположены в виде двух групп:
- первой группы детекторов гамма-излучения, расположенной вокруг и вне потока меченых нейтронов и снабжённой защитой детекторов гамма-излучения от прямого попадания в них потока меченых нейтронов, и
- второй группы детекторов гамма-излучения, расположенной в пределах потока меченых нейтронов, прошедшего через сосуд с алмазосодержащей рудой.
8. Сепаратор по любому из пп. 1-7, в котором поток меченых нейтронов в нейтронном блоке имеет форму усеченной пирамиды, и, соответственно, сосуд тоже имеет форму усеченной пирамиды.
9. Сепаратор по любому из пп. 1-8, в котором детекторы гамма-излучения снабжены системой термокоррекции, соединенной линией связи с системой анализа данных.
10. Сепаратор по любому из пп. 1-9, в котором система подачи руды содержит конвейер с множеством установленных на нем сосудов.
11. Сепаратор по любому из пп. 1-10, в котором система подачи руды содержит загрузочный бункер с дозатором для подачи дозированной порции алмазосодержащей руды в сосуд, а система разделения выполнена с возможностью направления облученной порции алмазосодержащей руды либо в емкость для сбора концентрата, либо в емкость для сбора хвостов, причем загрузочный бункер с дозатором и система разделения соединены линией связи с системой управления.
12. Сепаратор по любому из пп. 1-11, в котором нейтронный блок предназначен для генерации потока меченых нейтронов и альфа-частиц при ускорении дейтронов и взаимодействии их с тритиевой мишенью за счет осуществления следующей бинарной реакции:
d + t— > α + η,
где d - дейтрон, t - тритон, α - альфа-частица, η - нейтрон.
13. Сепаратор по любому из пп. 1-12, в котором нейтронный блок помещён в пылезащитный кожух.
14. Сепаратор по любому из пп. 1-13, в котором упомянутые система подачи руды, нейтронный блок и система разделения образуют модуль обогащения, причем сепаратор содержит по меньшей мере два таких модуля обогащения, которые выполнены с возможностью обогащать алмазосодержащую руду последовательно друг за другом или параллельно друг другу, при этом альфа-детектор и детекторы гамма-излучения каждого нейтронного блока в каждом модуле обогащения соединены с системой анализа данньк, которая с помощью линий связи соединена с системой управления.
15. Сепаратор по п. 14, в котором система разделения алмазосодержащей руды каждого модуля обогащения, кроме последнего из упомянутых по меньшей мере двух модулей обогащения, выполнена с возможностью подачи концентрата в систему подачи руды следующего модуля обогащения для проведения дальнейшего облучения и обогащения концентрата из предыдущего модуля обогащения.
16. Сепаратор по п. 14 или 15, в котором система питания является общей или отдельной для всех модулей обогащения, и/или система анализа данных является общей или отдельной для всех модулей обогащения, и/или система управления является общей или отдельной для всех модулей обогащения.
17. Сепаратор по любому из пп. 14-16, в котором каждый нейтронный блок в каждом модуле обогащения помещён в пылезащитный кожух, и/или каждый модуль обогащения помещён в пылезащитный кожух.
18. Сепаратор по любому из пп. 1-17, содержащий по меньшей мере два упомянутых нейтронных блока, установленных последовательно друг за другом, причем система подачи руды является общей и выполнена с возможностью подачи алмазосодержащей руды в каждый из упомянутых нейтронных блоков, при этом каждый нейтронный блок выполнен с возможностью независимого облучения своей порции алмазосодержащей руды в отдельном сосуде.
19. Сепаратор по п. 18, содержащий общую систему питания, общую систему анализа данных и общую систему управления для всех нейтронных блоков.
20. Способ сухого обогащения алмазосодержащей руды, осуществляемый с использованием сепаратора по любому из пп. 1-19.
PCT/RU2017/000069 2017-02-09 2017-02-10 Сепаратор и способ сухого обогащения алмазосодержащей руды WO2018147757A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ZA2019/05444A ZA201905444B (en) 2017-02-09 2019-08-16 Separator and method for the dry beneficiation of diamond ore

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017104249A RU2648105C1 (ru) 2017-02-09 2017-02-09 Сепаратор и способ сухого обогащения алмазосодержащей руды
RU2017104249 2017-02-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018147757A1 true WO2018147757A1 (ru) 2018-08-16

Family

ID=61707935

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2017/000069 WO2018147757A1 (ru) 2017-02-09 2017-02-10 Сепаратор и способ сухого обогащения алмазосодержащей руды

Country Status (3)

Country Link
RU (1) RU2648105C1 (ru)
WO (1) WO2018147757A1 (ru)
ZA (1) ZA201905444B (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112598680A (zh) * 2020-12-16 2021-04-02 北京理工大学 基于人工智能网络的黏连矿石的图像分割方法及系统
CN112799117A (zh) * 2021-02-02 2021-05-14 袁国玉 一种X/γ射线辐射防护装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU210383U1 (ru) * 2021-12-23 2022-04-14 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Автоматики Им.Н.Л.Духова" (Фгуп "Внииа") Нейтронный блок сепаратора алмазосодержащей руды

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU282206A1 (ru) * УСТРОЙСТВО дл АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПОКУСКОВОЙ СОРТИРОВКИ МИНЕРАЛЬНОГОСЫРЬЯ
US4361534A (en) * 1979-08-06 1982-11-30 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organization Neutron activation analysis
SU1168780A1 (ru) * 1983-03-05 1985-07-23 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Охраны Труда Вцспс Пылезащитное укрытие дл проведени технологических операций с выделением вредных веществ
US5193685A (en) * 1991-06-20 1993-03-16 Trevithick William J Gemstone sorting apparatus and methods
US6157034A (en) * 1998-07-02 2000-12-05 Gamma-Metrics Flexible multi-purpose modular assembly for a family of PGNAA bulk material analyzers
RU2215584C2 (ru) * 2001-12-28 2003-11-10 Интегра Груп, Ллс Рудосепарационный комплекс для механического обогащения минерального сырья и способ его работы
RU2521723C1 (ru) * 2013-03-01 2014-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "Нейтронные технологии" Способ и устройство для обнаружения алмазов в кимберлите
RU2571885C1 (ru) * 2014-06-25 2015-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "Нейтронные технологии" Мобильное автономное устройство для обнаружения скрытых опасных веществ под водой

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU282206A1 (ru) * УСТРОЙСТВО дл АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПОКУСКОВОЙ СОРТИРОВКИ МИНЕРАЛЬНОГОСЫРЬЯ
SU172119A1 (ru) * С. Л. Якубович, В. Н. Смирнов, Е. И. Зайцев , В. Н. Усенков УСТРОЙСТВО дл ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА АЛЬФА- НЕЙТРОННОГО И АЛЬФА-ФОТОННОГО ДВУХКОМПОНЕНТНОГО АНАЛИЗА ЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА
US4361534A (en) * 1979-08-06 1982-11-30 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organization Neutron activation analysis
SU1168780A1 (ru) * 1983-03-05 1985-07-23 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Охраны Труда Вцспс Пылезащитное укрытие дл проведени технологических операций с выделением вредных веществ
US5193685A (en) * 1991-06-20 1993-03-16 Trevithick William J Gemstone sorting apparatus and methods
US6157034A (en) * 1998-07-02 2000-12-05 Gamma-Metrics Flexible multi-purpose modular assembly for a family of PGNAA bulk material analyzers
RU2215584C2 (ru) * 2001-12-28 2003-11-10 Интегра Груп, Ллс Рудосепарационный комплекс для механического обогащения минерального сырья и способ его работы
RU2521723C1 (ru) * 2013-03-01 2014-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "Нейтронные технологии" Способ и устройство для обнаружения алмазов в кимберлите
RU2571885C1 (ru) * 2014-06-25 2015-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "Нейтронные технологии" Мобильное автономное устройство для обнаружения скрытых опасных веществ под водой

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
B.N.KRAVETS: "NEDRA", SPETSIALNYE I KOMBINIROVANNYE METODY OBOGASCHENIYA, M., 1986, pages 64 - 66 *
BYSTRITSKY V. M. ET AL.: "Application of tagged neutron method for diamonds detection in kimberlite", 24-RD INTERNATIONAL SEMINAR ON INTERACTION OF NEUTRONS WITH NUCLEI : '' FUNDAMENTAL INTERACTIONS & NEUTRONS, NUCLEAR STRUCTURE, ULTRACOLD NEUTRONS, RELATED TOPICS'', SECTIONS: ''INTRODUCTION'', ''DESCRIPTION OF THE SETUP, 23 May 2016 (2016-05-23), Russia *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112598680A (zh) * 2020-12-16 2021-04-02 北京理工大学 基于人工智能网络的黏连矿石的图像分割方法及系统
CN112598680B (zh) * 2020-12-16 2023-01-24 北京理工大学 基于人工智能网络的黏连矿石的图像分割方法及系统
CN112799117A (zh) * 2021-02-02 2021-05-14 袁国玉 一种X/γ射线辐射防护装置

Also Published As

Publication number Publication date
ZA201905444B (en) 2020-05-27
RU2648105C1 (ru) 2018-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2648105C1 (ru) Сепаратор и способ сухого обогащения алмазосодержащей руды
CA2559516C (en) Detection of diamonds
US5948137A (en) Scrap metal measuring and weighing process and apparatus
US3942003A (en) Method and apparatus for the in situ analysis of marine ore concretions
US9457382B2 (en) Soil sorting system
RU2521723C1 (ru) Способ и устройство для обнаружения алмазов в кимберлите
JPS6168577A (ja) 非放射性物質からの放射性物質の連続選別方法
US5162095A (en) Method and installation for the analysis by neutron activation of a flow of material in bulk
CN110153045A (zh) 放射性污染材料活度连续甄别自动分选的设备及检测方法
AU2022221268B2 (en) Plant and method for classifying scrap
JP2017508994A (ja) バルク材料の安全レベルを測定するための方法
US11358179B2 (en) Apparatus and method for sorting
RU2612734C2 (ru) Установка для сухого обогащения кимберлитовой руды методом меченых нейтронов
CN210604996U (zh) 用于放射性污染材料活度连续甄别的探测器组件
KR101973035B1 (ko) 방사능 오염토양에 대한 연속 방사능 측정시스템의 세분화 분류장치
Fickling An introduction to the RADOS XRF ore sorter
CN115502103A (zh) 矿石分选装置
CN210171979U (zh) 具有两个甄别阈值的放射性污染材料自动分选设备
FI56777C (fi) Foerfarande foer sortering av bruten malm samt foer utfoerande av foerfarandet avsedd sorteringslinje
CN210171978U (zh) 放射性污染材料活度连续甄别自动分选的设备
EP0144342A1 (en) ORE IRRADIATION APPARATUS.
Řanda et al. Fast determination of gold in large mass samples of gold ores by photoexcitation reactions using 10 MeV bremsstrahlung
CN219210720U (zh) 矿石分选装置
EP0746760A1 (en) Detection of impurities in metal agglomerates
CN215695850U (zh) 煤流处理系统

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17896262

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17896262

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1