Способ рентгенолюминесцентной сепарации руд и устройство для его осуществления

СООЗ СОВЕТОЮХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХРЕСПУБДИН ЯОИ 7 ц В 03 Н 1306 БРЕТЕН СвйДЕ Г ержзлучльт итель,огов тнФоновой заивность лю ится к обогаще щих в рентген резульборку х, шеелитовых ь ис тных ожет бь ннесцени олюминесемых на га- повышение точ ель изобретении сепарации,облу ображена с а гд ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР ОПИСАНИ(56) Авторское свидетельство СССРУ 1387245, кл, В 03 В 13/06, 1986.(54) СПОСОБ РЕНТГЕНОЛЮМИНЕСЦЕНТНОЙСЕПАРАЦИИ РУД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГООСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к обогащению руд и позволяет повысить эф-фективность сепарации, Способ сорровки заключается в облучении элеме Изобретение откоснию руд, люминесцируюских лучах, апатитовФлюоритовых и т.дпользовано в рентгенсепараторах, приментительных фабриках. ения и регистрации люминесценцииусков; на фиг, 2 - структурная схеа рентгенолюминесцентного сепараСущность способа заключается в об лучении элементов руды двумя источниками излучения - рентгеновского и тов руды двумя источниками излучения, один из которых является исто ником рентгеновского излучения, не создающего Фоновой засветки. Определяют интенсивность люминесцентногоизлучения и по результатам измеренияпроизводят выборку руды, при этом сигнал Р лк 1 минесценции корректирук 1 т поФормуле, приведенной в тексте описания. Устройство для сепарации сод ит фотоприемник, ультразвуковойи атель, рентгеновскую трубку,у развуковые приемники, усилсхемы сравнения, задатчики поррентгеновского и ультразвукового излучения, исполнительный механизм,элементы задержки, Формирователь импульсов и вычислительные блоки.2 с.п. Ф - лы, 2 ил. излучения, не создающегосветки, определяют интенминесцентного излучениятатам измерения производруды, при этом сигнал люкорректируют по формулеч(е, - е)ДСЯ,М моменты пересечения кусйком дополнительного излуения, определяемое попаду его интенсивности прерывно определяем(4) Тогда расстояние К, от куска рудыдо рентгеновской трубки с учетом (3),(5) С; щ К, +А +В1 - зарегистрированная интенсивность люминесценции,А - расстояние по вертикалиот источника рентгеновского излучения до Фотоприемника,Ч - скорость движения куска взоне дополнительного излучения," ОВ - расстояние от фотослояФотоприемника люминесценции до точки пересеченияего продольной оси с вертикальной осью источника 5рентгеновского излучения,Н - расстояние по горизонтали от источника рентгеновского излучения до источника дополнительного 2 Оизлучения, при этом уголосоставляет 5-40Схема облучения и регистрации люМинесценции кусков содержит фотоприемник 1 люминесценции, ультраэвуко вой излучатель 2, рентгеновскую трубу 3, куски 4 и 5 руды на разных траекториях, ультразвуковые приемники 6 и 7.Структурная схема рентгенолюминесцентного сепаратора, реализующего предлагаемый способ, содержит вибропитатель 8, фотоприемник 1 люминесценции, ультразвуковой излучатель 2, рентгеновскую трубку 3, усилитель, схемы сравнения, выполненные в виде компараторов 1 0 и 11, задатчик 1 2 порога интенсивности люминесценции, пневмоклапан 13, усилитель 14 мощности, приемники концентрата и пустой породы 10 соответственно 15 и 16, элементы 17 и 1 8 задержки, формирователь 1 9, вы,числительные блоки 20 и 21, один из них - блок вычисления временного интервала, другой - электронный усилитель, задатчик 22 порога интенсивности ультразвукового излучения и схема сравнения в виде компаратора 23.Предлагаемый способ сепарации осу; ществляется следующим образом.Куски 4 и 5 руды перед входом в зону рентгеновской трубки 3 дополнительно облучаются излучателем 2Приемники 6 и 7 непрерывно измеряют интенсивность лучей, прошедших через траекторию кусков.551Сигнал рентгенолюминесценции 7 на выходе Фотоприемника 1 можно определить согласно следующим образом: где 3, - интенсивность излучения рентгеновской трубки;Е - коэффициент, характеризующийФизические свойства .минерала,преобразующего рентгеновскоеизлучение в люминесценцию;- коэффициент усиления фотоэлектронного тракта;К - расстояние от рентгеновской1трубки до куска;С, - расстояние от Фотоприемникадо куска.Предположим, что величины Л, и Е в процессе работы сепаратора не изменяются. Тогда для исключения влияния Флуктуации траектории на сигнал рентгенолюминесценции умножим обе части выражения на величину К, С;и получимДскорректированный сигнал люминесценции Р Р = ЛК,С; -(2) я Д сХК;С;Определим с помощью приемников 6 и 7 интервал временимежду фиксированными моментами Е, и й спада интенсивности дополнительного излучения при прохождении куском промежутка о по частной траектории Теперь определим величину проме- жутка По величине К(4) определим С Ч(с- с,)+Н +А+ВйдК Подставим в выражение (2) значения К; и С, и получим сигнал рентгенолюминесценции Р, не зависящий от траектории кусковеления в льшем 40 при угле онс трук тивные труднос дополнитель размещенияго излучени приемника тв камере разделения сепаратора.В качестве вида дополнительного облучения можно использовать любое облучение, не создающее фоновой засветки Фотоприемнику люминесценции. Таковыми могут быть: ультразвуковое, инфракрасное, радиочастотное и др. Предлагаемый способ рентгенолюминесцентной сепарации руд может быть применен в многоканальных сепараторах и в сепараторах с односторонним анализом кусков.Сепаратор (Фиг.2), .реализующий предлагаемый способ рентгенолюминесцентной сепарации, включает: вибропитатель 8 для подачи кусков 4 и 5 руды на траектории свободного падения, рентгеновскую трубку 3 с коллиматором излучения, фотоприемник 1 люминесценции, излучатель 2 и приемники 6 и 7 дополнительного уль развукового излучения, электронную систему, пневмоклапан 13, приемники 15 коцентрата и пустой породы 16,Электронная схема регистрации и управления пневмоклапаном включает следующие узлы и блоки: усилитель 9, первый вычислительный блок 21, второй вычислительный блок 20, схемы сравнения в виде компараторов 10 и 11 и задатчик порога интенсивности люминесценции, элемент 17 задержки, компаратор 23 с задатчиком 22 порога интенсивности ультразвукового излучения, Формирователь 19, элемент 18 задержки, усилитель 14 мощности. Причем усилитель 9 подключен входом к фотоприемнику 1, а выходом через первый вычислительный блок 21 - к первому входу компаратора 23, к другому входу которого подсоединен выход задатчика 22 порога. Элементы 23, 19, 18 и 14 соединены последовательно, а выход элемента 1 4 соединен с пневмоклапаном 13.Первые входы компараторов 10 и 11подключены соответственно к приемникам 6 и 7 уль гразвукового излучения,а другие входы подключены к выходузадатчика 12 порога, Выходы компараторов 10 и 1 подключены соответственно к информационным входамвторого вычислительного блока 20, аего вход С через элемент 17 задержки соединен с собственным управляющим входом В., Выход второго вычислительного блока 20 соединен с входомпервого Функционального преобразо вателя 21, его вход 1 подклкчен квыходу усилителя 9, а выход усилителя 9 - к первому входу компаратара 23,Вибропитатель типа ПТв качестве рабочего органа имеет лоток же лобчатой Формы, где куски размещаютсяв один слой последовательно, друг задругом. Рентгеновская трубка 3 типа5 БХВ 6 имеет щелевой коллиматор, Формирующий поток рентгеновского излуче ния в виде узкой полосы.Фотоприемник 1 люминесценции выполнен на базе Фотоэлектронного умножителя типа ФЭУ, Фотокатод которого защищен от воздействия рентгенов ского излучения свинцовым стеклом,н ния. Зад ставлятчики 12 и 22 пор т собой резисторн Формирователь 19 длительностью, н оты пневмоклапана я на логических э ЛАЗ. Элемент 18 за огов преде потенци ырабатываетобхадимой 13, и реаементах ти 5 тры.имп уль с для раб лизуетс па К 155 ржки ре Ультразвуковой излучатель 2 и приемники 6 и 7 излучения выполнены набазе пьезокристаллов типа ЭП 4 Д-2,работающих на частоте 31,5 кГц.Острый угол К между регистрируемыми ультразвуковыми потоками составляоет 7 . Пневмоклапан 13 типа КВ Ппредставляет собой пневматическийключ, управляемый электрическим сигналом. Усилитель 9 имеет коэФФициентусиления по напряжению 500, ограниченую полосу пропускания со стороныверхних частот на уровне 1 кГц, а состороны нижних - на уровне 300 Гц.Усилитель выполнен на микросхеме типаК 140 УД 8.А, Компараторы 23, 10, 11реализованы на базе операционныхусилителей типа К 140 УД 8 А, на первые 50 входы которых подаются сигналы сравнения, а на другие - пороги сравне.570777лизут сигнал Формирователя 19 через время пролета куска от зоны регист- рации до зоны действия пневмоклапана 13. Элемент 1 8 выполнен на эле 5 ментах оперативной памяти типаК 155 РУ 2. Усилитель 14 мощности выполнен на мощных транзисторных ключах.Первый вычислительный блок 21 представляет собой электронныР усили тель с изменяемым коэффициентом усил ния в зависимости от параметра =Причем значение коэффицИента усиления задается произведением квадратов величин К, и С 15 1ПервыР блок 21 реализуется на операционном усилителе типа К 140 УД 8 А иуйравляемом делителе напряжения нарезисторах, включенном в цепь обратной связи усилителя,Второй вычислительный блок 20определяет по Фиксированным значениям времении 1 интервал междуними, т,е. вычисляет Функцию С = 30Блок 20 реагирует на передние фронты импульсов компараторов1 0 и 11, которые являются информациеР о фиксации моментов времени 1:ли Си реализуется на элементах цифровоР логики типа К 155. Выход информации блока 20 осуществляется в цифровой Форме,Управляющий вход К осуществляетразрешение на выполнение операции:вычисления и сброса ранее полученнойинФормации. Элемент 17 задержки Формирует команды разрешения и сбросапо сигналу компаратора 11, ЗадержкаВремени реализуется на двух транзисторах и КС-цепи.Подача команды "Сброс осуществляется тогда, когда кусок выйдет изрентгеновской зоны. Отсчет временина ее подачу осуществляется от Фиксированного момента, а его величинаопределяется скоростью куска, егомаксимальным размером и расстояниеммежду нижним регистрируемым ультразвуковым лучом и рентгеновской зоной,Сепаратор работает следующим образом.Куски 4 и 5 руды подаются вибропитателем 8 на траекторию свобоцного падения. При своем движении каждыР кусокпересекает последовательно ультразвуковые лучи источника 2, При этомна выходе приемников 6 и 7 образуются спады излучения, а компараторы 1 Ои 11 преобразуют их в прямоугольныеимпульсы. Блок 20 реагирует на передние Фронты (г., С ) этих импульсови вычисляет интервал времени С- между ними. Ра основе полученной информации блок 20 включаетодно из звеньев управляемого делителя напряжения второго вычислительногоблока 21, задавая тем самым необходимый коэФФициент его передачи. Далее кусок пересекает полосу облучения рентгеновской трубки 3, фотоприемник 1 преобразует люминесценцию в электрическиР сигнал, который усиливается усилителем 9. Затем электрическийсигнал корректируется по величине блоком 21, сравнивается по величине спорогом схемой сравнения 3 и запускает Формирователь 19 сигналов отсечки,Элемент 17 задержки включается передним Фронтом импульса компаратора 11,а сигнал сброса информации, записанноР в блоке 20, сформируется толькопосле выхода куска из рентгеновскойполосы. После сигнала "Сброс" блок 20готов для обработки информации о траектории следующего куска. Далее сигнал отсечки, сформированный блоком19, задерживается на время пролетаполезного куска от рентгеновскоР зоны до зоны действия пневмоклапана .13,усиливается до требуемоР мощностиусилителем 14 и включает пневмоклапан 13. Полезный кусок изменяет траекторию и попадает в концентратныйприемник 15, а пустая порода следуетв приемник 16,1Испытания макета сепаратора, реализующего предлагаемый способ рентгенолюминесцентной сепарации, показали увеличение точности разделения руды, за счет чего снизилось в два раза количество перечисток хвостов для достижения в них требуемого содержания полезного компонента, Так по известному способу для достижения содержания шеелита в хвостах на уровне 0,037. необходимо было 3-4 пере- чистки, а по предлагаемому способу достаточно 1-2 перечистки. Это позволяег снизить капитальные и эксплуатационные расходы при создании иэксплуатации рентгенолюминесцентногопроцесса обогащения на. Фабриках. Формула изобретения+ В де 3 зарегистрированная интенсивность мощности,скорость движения куска взоне дополнительного излучения; А т расстояние по вертикалиисточника рентгеновскоголучения До Фотоприемникалюминесценции;расстояние от Фотослоя фприемника люминесценцииточки пересечения его прдольной оси с вертикальн то 50 о осью источника рентгеновского излучения,. Способ рентгенолюминесцентной сепарации рудвключающий поштучную подачу кусков на траекторию свободного падения,. облучение их двумя ис точниками излучения, один из которых является источником рентгеновского излучения, регистрацию интенсивности люминесцентного излучения во время облучения, сравнение зарегистрирован ной интенсивности с пороговой и по полученному результату разделение кусков на полезный продукт и пустую породу, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения точности разделения эа счет учета Флуктуации траектории кусков, их перед входом в полосу рентгеновского излучения дополнительно облучают источником излучения, не создающего фоновой за светки, непрерывно и меряют интенсивность этого излучения, прошедшего через траекторию движения кусков под острым углом О, по спаду интенсивности Фиксируют моменты й, и йпересечения его зоны куском, а интенсив - .ность Р люминесценции корректируют по Формуле35 40 М - расстояние по горизонталиот источника рентгеновского излучения до источника дополнительного излучения,2. Способ по п. , о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что величина угла о составляет 5-чО3. Устройство рентгенолюминесцентной сепарации руд, содержащее источник рентгеновского излучения, выполненный в виде трубки со щелевым коллиматором, и источник дополнительного излучения, Фотоприемник люминесценции, связанный с входом усилителя, задатчик порога интенсивности люминесценции, выходом соединенный с первым входом первой схемы сравнения, выходом подключенной через Формирователь с входом первого элемента задержки, усилитель мощности, выходом связанный с входом исполнительного механизма, приемник дополнительного излучения, связанный с первым входом второй схемы сравнения, и второй элемент задержки, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повьшения точности разделения, оно дополнительно содержит блок вычисления временного интервала и электронный усилитель, дополнительнук схему сравнения, прп емник дополнительного излучения и задатчик порога интенсивности дополнительного излучения, а дополнительный излучатель является источником излучения, не создающего Фоновой засветки, причем выход дополнительного приемника излучения соединен с первым входом дополнительной схемы сравнения, выход которой соединен непосредственно с первым входом блока вычисления временного интервала и через второй элемент задержки с его вторым входом, выходом связанного с первым входом электронного усилителя, выход которого подключен к второму входу первой схемы сравнения, задатчик порога интенсивности дополнительного излучения соединен с вторыми входами дополнительной и второй схем сравнения, выход последней связан с третьим входом блока вычисления временного интервала, выход усилителя связан с вторым входом электронного усилителя, а выход первого элемента задержки связан с входом усилителя мошности,1570777 Составитель В. ЕрмаковРедактор Т, Парфенова Техред М,Дидык Коррек Кабаций КНТ СССР изводственно-издательский комбинат ",Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 Заказ 1472 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета и 113035, Москва, Ж изобретен Раушска Подписноеи открытиямаб д. 4/5