Устройство для определения содержания минералов b руде

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ИПДЬСТВУ(22) Заявлено 181077 (21) 2529251/18-25с присоединением заявки Йо -(23) Приоритет -Опубликовано 07.0681 Бюллетень М 21Дата опубликования описания 10.0681 1)М К,з 6 01 й 23/22 6 01 М 21/64 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ МИНЕРАЛОВВ РУДЕ Изобретение относится к устройствам для сортировки и обогащения минерального сырья путем измерения люминесценции минералов, возбуждаемой рентгеновским излучением, и может использоваться, напримерв горнодобывающей промышленности.Известны устройства для сортировки минерального сырья, в измерительных камерах которых куски руды подвергаются воздействию рентгеновского излучения, а реакция минералов на действие излучения - люминесценция измеряется с помощью фотоприемника люминесценции и измерительного блока, причем интенсивность люмянесценции определяется количеством излучающегоминерала 1 1Однако при измерении люминесценции от кусков минералов различной 20 крупности нарушается корреляция между содержанием искомого минерала в куске и сигналом фотоприемника люминесценции, так как измеренная интенсивность может быть одинакова для 25 большого куска с незначительным содержанием минерала и маленького куска с высоким содержанием минерала.Наиболее близким техническим решением к изобретению является устрой в 30 ство для определения содержания минералов в руде, содержащее, по крайней мере, одну рентгеновскую трубку с коллиматором, детектор рентгеновского излучения с люминесцентным экраном, по крайней мере, один фотоприемник люминесценции минералов, средства для определения отношения сигналов фотопринемника и детектора, средства для корректировки результатов измерений с учетом размеров кусков руды Г 21Принцип работы такого устройства состоит в следующем.Куски руды, движуциеся по транспортеру, поступают в зону облучения и возбуждения люминесценции минералов. Когда весь кусок войдет в зону, его люминесценция преобразуется фотоприемником в электрический сигнал, который поступает в вычислительное устройство, Одновременно с этим в вычислительное устройство поступает сигнал детектора рентгеновского излучения, регистрирующего изменения интенсивности люминесценции экрана, расположенного под транспортером в зоне возбуждения. При прохождении куска породы через зону возбуждения на экране образуется тень, общаяплощадь которой зависит от поперечного сечения куска. В результате изменяется интенсивность люминесценции экрана, и в вычислительное;устройство поступает сигнал, пропорциональный размеру куска. В вычислительном устройстве вырабатывается напряжение, пропорциональное отношениюнапряжения на выходе фотоприемника сигнала люминесценции куска к напряжению на выходе детектора "теневого" сигнала. Таким образом, вырабатывается напряжение, пропорциональное содержанию искомого минерала в куске породы, по величине которого можно в дальнейшем вести сортировку куска.Однако известное устройство обладает невысокой точностью определения содержания минерала в куске, Это объясняется рядом причин. При измерении известным способом кусок должен полностью войти в зону возбуждения, приэтом ширина зоны возбуждения должнабыть больше максимально возможногоразмера куска. Так как широкую зонувозбуждения практически не удаетсявыполнить равномерной по интенсивности, то наблюдается зависимость измеренных сигналов от местоположения образца в момент измерения, При широкой зоне возбуждения в измерение вносится погрешность за счет возможной одновременной регистрации свечения соседних кусков и люминесценциивоздуха. Точность измерения можно по 15 20 в сить, разнося куски на расстояния, большие ширины зоны, но при этом увеличивается время анализа заданного объема материала, т. е. производительность сортировки падает.Наконец, при малом времени анализа на точности измерения сказываются нестабильности источников рентгенов ского излучения. Эти нестабильности обусловлены физической природой работы рентгеновских трубок и усугубляются нестабильностями высоковольтных источников питания Рентгеновских тру бок. Избавиться от погрешности, вносимой нестабильностями источников, принципиально возможно, производя длительные измерения, но при этом также сокращается пРоизводительность соРтировки.Отмеченные выше недостатки ограничивают применение известных устройств, особенно для сортировки кусков малых классов крупности.Целью изобретения является повышение точности определения содержания минералов в руде.Это достигается тем, что выходное отверстие коллиматора выполнено в виде щели, а люминесцентный экран в 60виде параллельной ей полосы, на выходах детектора и фотоприемника установлены управляемые интеграторы, управляющие входы которых соединены через ключ с выходом детектора рентгеновского излучения, а выходы - сосредствами для определения отношениясигналов, причем между детектором исоответствующим интегратором уст ановлен блок компенсации нестабильностейрентгеновского излучения, выполненныйв виде вычитающего устройства, одиниз входов которого соединен с выходомдетектора непосредственно, а другойчерез коммутатор, соединенный с ключом интеграторов - с ячейкой памяти.На чертеже схематически показанодин из возможных вариантов выполнения устройства.Устройство. содержит измерительную камеру 1, блок интеграторов 2,измеритель отношения сигналов 3 иблок компенсации нестабильностей рентгеновского излучения 4. В свою очередь, измерительная камера 1 содержитдве рентгеновские трубки 5 с коллиматорами 6 в виде щелей, фотоприемникилюминесценции 7 и 8, детектор 9 рентгеновского излучения с люминесцентным экраном 10 в виде параллельнойщели коллиматора полосы. Блок интеграторов состоит из интегратора 11сигналов люминесценции, интегратора12 теневого сигнала и ключа 13. Блоккомпенсации нестабильностей рентгеновского излучения 4 содержит коммутатор 14, ячейку памяти 15 и вычитающее устройство 16,Ыирина выходных .щелей коллиматоров6 и люминесцентного экрана 10 выбрана меньшей минимального размера куска, Выходы фотоприемников люминесценции подсоединены к входам а и д интегратора 11.сигналов люминесценции.Выход детектора рентгеновского излучения подключен к входам а коммутатора 14 и вычитающего устройства 16.Выход с вычитающего устройства 16связан с входами а интегратора 12 иключа 13. Выход ключа 13 подсоединенк управляющим входам Ь интеграторов11, 12 и коммутатора 14. Выходы интеграторов 11 и 12 подсоединены квходам Ь и а измерителя отношениясигналов 3, на выходе с которого измеряется напряжение.Устройство работает следующим образом.В иэмерительной камере 1 производится облучение кусков руды излучением рентгеновских трубок 5. Диаметральное расположение трубок позволяет возбудить люминесценцию со всехточек поверхности искомого минерала.С помощью щелевых коллиматоров 6формируются узкие пучки излученияшириной, меньшейминимального размера куска. При этом значительноуменьшается люминесценция воздуха визмерительной камере и влияние подсветки соседних кусков. Куски рудыв свободном падении пересекают зонуоблучения и испускают световой импульс, воспринимаемый фотоприемниЬ+д Г / 45Сигналы, с выходов интеграторов поступают в измеритель отношения сигналов 3, на выходе с которого вырабатывается напряжение, пропорциональное отношению 11, /1 т, соответствующее фактическому содержанию полезного минерала в куске породы.Ключ 13 по входамуправляет ра- ботой интеграторов 11 и 12, Чтобы избежать накопления информации .От помех, интеграторы нормальо замкнуты. Включение их осуществляется по переднему фронту теневого сигнала детектора 9 рентгеновского излучения, а выключение - через заданный промежуток времени после выхода кус ка из зоны облучения.Сигнал детектора 9 поступает такфже на вход а Вычитающего устройства 16 блока компенсации нестабильностей рентгеновского излучения 4, 65 ками люминесценции 7 и 8. В каждыймомент времени интенсивность люминесценции минерала ГГ (т) может бытьохарактеризована суммой(С ) = 1, (С) + Г 2 (С) сигналов фотоприемников люминесценции 7 и 8. Эа весь период (Т) прохождения куска через зону обучения интегратором 11 будет определена величина:тХГ (С) + Г (о Эта величина характеризует суммарную интенсивность люминесценции искомого минерала в куске,Часть потока излучения одной из рентгеновских трубок попадает на экран 10 детектора 9 рентгеновского излучения. Под действием излучения экран 10 светится с интенсивностью Кусок, поступая в зону облучения, затеняет экран так, что изменения интен сивности люминесценции экрана Гз (й) будут пропорциональны поперечному размеру куска, За весь период (Т) прохождения куска через зону интегратором 12 будет определена величина теневого сигнала Гт, пропорциональная площади поперечного сечения куска т=ГГ 1, - 1, (г)3 ДЕ.оПериод () прохождения куска череззону облучения может быть определениз условия где Ь - ширина зоны облучения;с 1 - линейный размер куска;Ч - скорость прохождения кускачерез зону.Так как Ь ( д, то ТФ /у,д 75 30 40 Вход Ь Выитающего устройства 16также связа с выходом детектора 9,но через коммутатор 14 с ячейкойпамяти 15. До момента прихода куска взону облучсния ком татор соединяетвыход детектора 9 с входом Ь вычитающего устройства 16,При попадании куска г. зону облучения затеяется экран 10, и напряжениена Выходе детектора 9 резко падает.При этом срабатывает ключ 13, которыйвключает интеграторы 11, 12 и одновременно переключает коммутатор 14 вположение, когда вход Ь вычитающегоустройства 16 подсоединен к ячейке па.мяти 15, нагряжение на которой соответствует величине нестабильностирентгеовского излучения в момент, епосредс Ве:ко предшествующий момен - ту постпления куска в зону облучеия, Напряжение с выхода с вычитающего устройстьа 16, равное алгебраической разности теневого сигнала и напряжсния нестабильности, подается на вход а интегратора 12 теневого сигнала и далее 1 а Вход Ь измерителя отношеки сигналов. Через заданный проме - жуток Времени после выхода куска из зОкы Об 1 учения ключ 13 закорачивает интеграторы " 12 и переводит комму - татор 14 в первоачальное положение.Повышение тонкости измерения рентгенолюмикесце 11 ии минералов и их держания В к 1 ска по" валяет значитель- НО УЛУЧ 1 ИТЬ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ показатели устройств для определения содержания м 1:сралов В руде. Особый ВЫИГРЫШ бУДЕ: ДОСТПГНУт эа счет того, что аппаратура с такими камерами позволяет п .оьад:.,ть сортировку таких руд, которые раньше либо вообще не пОДДавались преДВарительнОму ОбОГаще - нию, либо сортировались с невысокими технологескими показателями. Это Дает Возмсжнссть Вовлечь В переработ - ку бе. в .;ыс;, рудообогатмые руды, улучшить тех;ОЛОГИЮ ПоследуЮщегО Обогащеия, пов .сить ее технико-экокомические показ ате 1 и. ПОБыение техникО- э констч скпх показателен ОбусловлиВается увеличением (в соответствии с ДОСТгаемой 1 ОВЬТ.е 1 ОЙ ТОЧНОСТЬЮ разделеия) удаления пусГГОи породы из массы руды, что резко снижает затраты 1 а транспортировку, Дробление и измелчекие ру. - . ы. 11 рн этОм также уВе - личиВается содержсние полезнОГО компонента В руде (с одновременным уменьшением объема), которая направляется на последующие сГВДии ОбОГащенияк за счет чего до"тигается сокращение расходов ка эти стадии Обогащекия.форм,ла изобретенияустройства для оределения содержания микералов В руде, содержащее по крайкей мере, Одну рентгеновскую30090 Составитель К, Кононовавлова Техред 3. Фанта Корректор С, Щом едак аз 3392 53 Тираж 907 ВНИИПИ Государст по делам изоб 3035, Москва, ЖПодписноекомитета СССи открытийкая наб., д. нног тени Рауш/5 илиал ППП "Патент", г. Ужгоро Проектная, 4 с ЪЪ ФФ %трубку с коллиматором,:детектор рентгеновского излучения с люминесцентным экраном, по крайней мере, один фотоприемник люминесценции минералов, средства для определения отношения сигналов фотоприемника и детектора, о т л и чающее с я тем, что, с целью повышения точности, выходное отверстие коллиматора выполнено в виде щели, а люминесцентный экран в виде параллельной ей полосы, на выходах детектора и фотоприемника установлены управляемые интеграторы, управляющие входы которых соединены через ключ с выходом детектора рентгеновского излучения, а выходы - со средствами для определения отношения .сигналов, причем между детектором и соответствующим интегратором установлен блок компенсациинестабильностей рентгеновского излучения, выполненный в виде вычитающегоустройства, один из входов которогосоединен с выходом детектора непосредственно, а другой - через коммутатор, соединенный с ключОм интеграторов - с ячейкой памяти. О Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Справочник по обогащению руд.т. 2 М., "Недра 1974, с. 5657.2, Патент Великобритании Р 1244374кл, 6 01 М 21/52, опубл. 1972 (прототип).