Способ сепарации кускового минерального сырья

ораев ательский ий институторючих иско 8)па МУ п 1 пц 1 ои радеСКОВОГО предусматр в у - излуче ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБРВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54)(57) СПОСОБ СЕПАРМИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ,ющий облучение куск регистрацию отраженного у-излученияв двух энергетических диапазонах,определение величины отношения интенсивностей отраженного у-излученив этих энергетических диапазонах,сравнение величины отношения с лороговым значением и последующее воздействие на исполнительный механизмо т л и ч а ю щ и й с я тем, чтр,с целью повышения точности сепарации, куски:минерального сырья облучаются у-излучением с энергетическим спектром 30-230 кэВ, а регистрацию отраженного у-излучения производят в энергетических диапазонах118-132 кэВ и 32-52 кэВ,11639 25Изобретение относится к способамсортировки, конкретнее, к способамсепарации кускового минерального сырья.Цель изобретения - повышение точности сепарации.На фиг. 1 изображена структурнаясхема, поясняющая способ сепарации;на фиг. 2 - структурная схема облучения сырья; на фиг. 3 - кривые зависимости вероятности ошибки распознавания кусков сырья от значенийсредних энергий в измеряемых энергетических диапазонах,Способ может быть осуществлен по 5схеме (фиг, 1), где кускисырья( угля )подаются транспортирующим ор, ганом 2 в зону измерения, Под транспортирующим органом расположеныисточник излучения 3, находящийся 20:в свинцовом контейнере-коллиматоре 4, и детектор излучения 5. Детектор 5 соединен с дифференциальнымдискриминатором 6, который в своюочередь соединен с измерителем отношения 7, Выходы измерителя отношения 7 и порогового устройства 8соединены с входами элемента сравнения 9, Выход элемента сравнения9 связан с исполнительным механиз- З 0мом О, который посредством шиберного устройства 11 направляет куски сырья в течку угля 12 или породы 13.Способ, осуществляется следующимобразом. Кусок 1 сырья облучаетсярентгеновским излучением источника3 типа ИРИТ с изотопом таллий,расположенного в контейнере коллиматоре 4, Детектор 5 регистрируетобратно рассеянное излучение, спектральные интенсивности которого в40. двух выбранных энергетических диапазонах 1 Е и 1 выделяются с помощьюдифференциального дискриминатора 6.В измерителе отношения 7 вычисляется величина отношения спектральныхинтенсивностейЕЭ В элементесравнения 9 происходит сравнениевычисленного значения 1 с заранее 50установленным значением пороговогосигнала, вырабатываемого пороговымустройством 8. Если значениепревосходит по величине значение порогового сигнала, что соответствует 55наличию куска породы, то на исполнительный механизм О подается управляющее воздействие, которое с по 19 2мощью шиберного устройства 1 направляет кусок 1 в породную течку 13; Впротивном случае кусок попадает вугольную течку 12.На фиг. 3 (кривые 1-6) показанывычисленные на основе экспериментально полученных данных зависимости вероятности ошибки различения кусковугля и породы от значения среднейэнергии ра .сеянного куском 1 рентгеновского излучения во втором энергетическом диапазоне Е, Ро, =Г(Е),когда в качестве критерия разделения кусков принималась величина отношения спектральных интенсивностей1 Е 1где 1 - спектральная интенЪЕгсивность рассеянного излучения в первом энергетическом диапазоне со средней энергией, равной Е, и ширинойэнергетического окна - 15 кэВ, 1-Еато же, во втором энергетическом диапазоне, со средней энергией Е ишириной энергетического окна - 15 кэВ.Причем, значение Е является постоянной и для кривых 1, 2, 3, 4, 5 и6 равняется 92, 101, 114, 125, 150и более 155 кэБ, соответственно, азначение является для них аргументом и принимает значения в диапазоне20-90 кэВ. Кроме того, на фиг. 3(кривая 7 ) приведена зависимостьР ш =(Е), когда в качестве крите -рия разделения кусков угля принималась величина спектральной интенсивности рассеянного излучения в одном энергетическом диапазоне шириной15 кэВ и средней энергией Е (значения Е откладываются на оси Е), Кривые 1-7 на фиг. 3 получены на кусках угля и породы класса крупности75-300 мм при колебаниях расстояниямежду куском и детектором в пределах 0-6 см,Спектральная интенсивность обратно рассеянного куском угля рентгеновского излучения в энергетическом диапазоне - менее 100 кэВ имеет обратно пропорциональную зависимость от величины зольности и плотностии пропорциональную зависимость от крупности куска. В энергетическом же диапазоне более 100 кэВ спектральная интенсивность не зависит от зольности и прямо пропорционально зависит от плотности куска и от его крупности, Поэтому различие кусков по величине отношения спек0 20 Е3Зег 25 35 50 тральных интенсивностей, когда первая спектральная интенсивность 1 .еф взята в энергетическом диапазоне более 100 кэВ, а другая 1 - вЙ 2 энергетическом диапазоне менее 100 кэВ, позволяет повысить точность различения за счет устранения влияния колебаний размеров кусков. Вид зависимости величины спектральной интенсивности от расстояния между куском и детектором рассеянного излучения определяется величиной средней энергии и шириной конкретного энергетического "окна", а также геометрией измерений. Кроме того, в условиях колебаний расстояния усложняется вид зависимости величины спектральной интенсивности от крупности кусков . В этих условиях способ различения кусков по величине отношения спектральных ин- тенсивностей не всегда позволяет повысить точность различения, например, по сравнению со способом различения по величине спектральной интенсивности лишь в одном диапазоне,При колебаниях крупности кусков угля в пределах 75"300 мм и колебаниях расстояния между куском и детектором излучения в пределах 0- 6 см уменьшения Р достигается при различении кусков по величине отношения спектральных интенсивностей в энергетических диапазонах шириной 15 кэВ и средними энергиями Е =103 кэВ и Е =45 кэВ (кригвая 2) с Е 125 кэВ и Е =45 кэВ (кривая 3), с Е=114 кэВ и Е =45 кэВ (кривая 4 . Минимальное же значение Р и, достигается при Е=25 кэВ и Е =45 кэВ (кривая 3 ). При этом велйчина в 53 раза меньше минимального значения вероятности ошибки на кривой 7. Экспериментально установлено, что увеличение ширины энергетических диапазонов более 15 кэВ приводит к увеличению величины Р , а уменьшение ширины ииже 15 кэВ также увеличивает Р, из-за роста статистической погрешности,Таким образом, при сепарации кус"ков 1 угля и породы класса крупности 75-300 мм и колебаниях расстояниямежду кусков и детектором в пределах 0-6 см,что имеет место при измере-:нии кусков в режиме свободного падения, наиболее рациональным являетсяпроизводить различие кусков по величине отношения спектральных интенсивностей в энергетических диапазонахшириной 15 кэВ и средней энергией,в одном - 25 кэВ, в другом - 115 кэВ.Спектральная интенсивность обратно рассеянного рентгеновского излу-,чения в энергетическом диапазоне,около 45 кэВ, имеет обратно пропорциональную зависимость от зольностии плотности контролируемого кускаугля, а в энергетическом диапазонеоколо 124 кэВ,практически не зависит от зольности и имеет прямо пропорциональную зависимость от плотности. Учитывая, что зольность иплотность угля находятся в теснойположительной корреляционной связиспособ различения кусков по величине отношения спектральных интенсивностей способствует более интенсивному проявлению разделительного признака.Использование в качестве источника рентгеновского излучения с иэотопом таллийпозволяет избавиться от погрешностей из-за разных периодов полураспада двух разных источников и дает возможность получитьоптимальный, с точки зрения повышения точности, диапазон энергий первичных гамма-квантов.Различение кусков в предлагаемомспособе производится по величинеЕегкоторая зависит от зольности и плотности кусков. Поэтому, задавая тоили иное значение порогового сигнала,можно не только отделять породу отугля, но и осуществлять сепарацию уг.ля на несколько сортов.1163919 оставитель Б. Быховскийехред С,йовжий Корректор М,Демчи актор М.Товтин Заказ 412 б/б исно иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн ВНИИПИпо3035, Мо Тираж 581Государственного к лам изобретений и ва, Ж, Раушская митета СССР ткрытий наб., д. 4