Способ сепарации полезных ископаемых и устройство для его осуществления

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к двтовскомт свидютюльствю Сотоз СоветсинкСоциалистическихРесттубнннвв девам взфбретевив и втврытий(5 З) УДК 622,232,72 (088.8) Дата овУбликовании оннсаиив 1 5.02 е 83(72) Авторы изобретения А. М. Онниенко, В. П. Белоножко н К В. ЗвйневеКонотопский ордена Трудового Красого Знамениэлектромеханический завод "Красный"мщапелист"(54) СПОСОБ СЕПАРАЦИИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО .ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1Изобретение относится к обогашеник полезных ископаемых и может быть иопользовано для сепарации угля, железных и марганцевых руд и других полезных ископаемых, для которых сушествует5 различие цвета полезного ископаемого и пустой породы. Изобретение может применяться на углеобогатительных фабриках, на установках для автоматической породовыборки и на других предприятиях 1 горноперерабатываюшей промышленности. Кроме того, изобретение может использоваться в системах управления транспортном, например подземным, для автоматического выбора маршрута в зависимости от характера груза, счета вагонеток и т.п.Известен способ сепарации полезных ископаемых, основанный на различии поглошаюших и рассеивающих свойств: полезе 20 ного ископаемого и пустой породы по отношению к радиоактивному излучению, причем регистрация прошедшего и обраъно рассеянного радиоактивного излучения 2осушествляется одновременно одним детектором 1 .Однако в известном способе для сепа- рации небольших кусков необходимо малое расстояние источника и детектора. Это приводит к тому, что интенсивность обратно рассеянного излучения растет с ростом плотности, а интенсивность прошедшего излучения надает с ростом плот ности, поэтому суммарная интенсивность (даже с учетом ее уменьшения от роста атомного номера куска) мадо изменяется при замене куска угля куском породы. Кроме того, при уменьшении размера куока интенсивность обратно рассеянного излучения уменьшается во много раз медленнее, нежели растет интенсивность прэшедшего излучения, поэтому суммарная интенсивность от изменений размеров куска изменяется. При отсутствии куска в зоне контроля на детектор попадает значительная .интенсивность прямых гамма- квантов. Эти обстоятельства приводят к тому, что для сепарациинеобходимо очень84 4по величине указанного отношения проводят разделение кусков на полезное ископаемое и породу,Устройствс для сепарации полезныхископаемых, включающее электронныйблок, бункеры полезного ископаемого ипороды, исполнительный механизм, осветитель, фоконы, гибкие волоконнооптические световоды, фотоумножитель, загрузочное приспособление, снабжено светофильтром, дополнительным фотоумножителем,светопреломляюшей призмой, блоком сравнения и измерителем отношения, причемсветопреломляюшая призма смонтированав основании загрузочного приспособления,светофильтр усгановлен перед дополнительным фотоумножителем, а выход основного фотоумножителя соединен с входомблока сравнения и первым входом измерителя отношений, а второй вход измерители отношения соединен с выходом дополнительного фотоумножителя, при этомвыход измерителя отношения соединен сисполнительным механизмом.Способ сепарации полезных ископаемых осуществляется следующим образом.Куски исходного материала облучаютбелым светом, затем измеряют интегральную интенсивность рассеянного света, после чего дополнительно измеряютдифференциальную интенсивность рассеянного света и фоновую интенсивность, которую сравнивают с интегральной интенсивностью н по длнтежчостн превышенияинтегральной интенсивности над фоновойопределяют время нахождения куска взоне контроля, затем определяют среднеезначение отношения дифференциальнойинтенсивности к интегральной интенсивности за время нахождения куска в зонеконтроля, по величине которого проводятразделение кусков на полезное ископаемое и породу.На. фиг. 1 представлено предлагаемоеустройство, общий вид, на фиг. 2 - временная диаграмма работы устройства.Устройство состоит иэ загрузочногоцриспособления 1, выполненного в видевибрационного лотка, по которому перемешаются куски угля 2 и породы 3. Восновании лотка смонтирована светокопировальная призма 4, светокопировальнаягрань которой соединена с подводяшими сигнальным гибкими волоконнооптическими световодами 5 н 6. Сигнальныйсветовод 6 разветвляется на световоды. 7 и 8. Осветитель состоит из лампы 9накаливания, рефлектора 10 непрозрачного корпуса 11. С помощью собираюше. 3 9958 точно определять небольшие изменения интенсивности на уровне значительного изменчивого фона.Известно устройство для сепарации полезных ископаемых, реализующее известный способ, включающее приспособ- ление для цодачн исходного материала, источник проникающих гамма-лучей, элект ронный блок, исполнительный механизм, приемники полезного ископаемого и по роды 1 .Недостатком известного устройства , является низкая эффективность разделенияисходного материала.Наиболее близким цо технической суш ности и достигаемому результату к предлагаемому является способ сепарации полезных ископаемых, включающий облучение кусков белым светом, измерение интегральной интенсивности рассеянного света и разделение кусков на полезние ископаемые и породу 1 2Недостатком известного способа является низкое качество сепарации иэ-за влияния на процесс разделения размера, неровностей, влажности и загрязненности кусков.Наиболее близким по технической сущ. ности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для сепарации полезных ископаемых, включающее электронный блок, бункеры полезного ископаемого и породы, исполнительныймеханизм, осветитель, фоконы, гибкие волоконнооптические световоды, фотоумножитель, загрузочное приспособление 1 З35Недостатком является низкое качество сепарации.11 ель изобретения - повышение качества сепарации за счет компенсации влия 49 ния изменений размера, неровностей, влажности и загрязненности кусков.Поставленная цель достигается Фем, что согласно способу сепарации полезных ископаемых, включаюшему облучение кусков белым светом, измерение интеграль45 ной интенсивности рассеянного света и разделение кусков на полезные ископаемре и породу, дополнительно измеряют дифференциальную интенсивность рассею- ного света и фоновую интенсивность, ко торую сравнивают с интегральной интенсивностью и по длительности превышения интегральной интенсивности над фогэвой оцределяют время нахождения куска в зоне контроля, определяют среднее значение 55 отношении дифференциальной интенсивности к интегральной интенсивности эа время нахождения куска в зоне контроля и% 905884 4го фокона 12 свет от лампы 9 фокуса; ка 18 сравкениа на измеритель. 19 атно руется на торец подводящего гибкогощения поступает сигнал на начало антее световода 5. Световод 7 с помощью фо- рированка ЗдЗй.кона 13 сочленен с. основным фотоумно- Когда кусок породы выходит из зоны жителем 14. Световод 8 с помощью фськонтроля, то: сигнал на выходе фотоумкона 15 соединен с оранжевым фильтром ножителя 14 резко уменьшается.и ста, установленным перед дополнительным новитса меньше величины уставии 3 ой фотоумножителем 17. блока 18 сравнениями , ; сигнал наВыход основногофотоумножителя 14 выходе фотоумножителя резко уменьшаеь. соединен с входом блока 18 сравнения 1 ф ся и снова становится равным 3 дс н первым входом измерителя 19 отноше- блока 18 сравнения на измеритель 19 ння, Второй вход измерителя 19 отноше- отношения поступает сигнал на окончанйвния соединен с выходом дополнительного интегрирования отношекия 3, Ц,); с иэ фотоумножителя 17. Выход измерителя мернтеля 19 отношения поступает сигнал, 19 отношения соединен с исполнительным % пронорциональный среднему (за время механизмом, включапнцим планку 20, ко нахождения куска в зоне контроля) энаФторая.может вращаться на шарнире 21 чению отношения ЭдЗп, посредством Вращение планки 20 осуществляется при- которого привод 22 через шток 23 и водом 22 через шток 23, который с по- шарнир 24 переводит планку 20 в такое мощью шарнира 24 прикреплен к планке щ положение, при котором кусок породы 20. В зависимости от положения планки попадает в бункер.26 породы.20 куски материала направляются в буь- Если в зону коктропя попадает кусок, кер 25 угля или бункер 26 породы. угля, то все происходит в вышеощсакной,Работа устройства для сепарации угля последовательности. При выходе угла из осушествляется следующим образом. 2 з зоны контроля на выходе измерителя 19Свет от лампы 9 накаливания с помо- отношения формируется сигнала уровень шью рефлектора 10 и .собирающего фоко- которого не зависит от неровноотя куона 12 фокусируется на торец волоконнооп- ка, степени его прилегания к основанию, ткческого световода 5 и далее попадает лотка от размеров куска, и определяется через светопркемную грань призмы 4 на Зр, только видом куска - уголь илк порода . ее светопреломляюшую грань. Преломляясь Если в зоне контроля находится кусок ка этой грани, свет покадаетв окружаю- угля, то планка 20 переводится в положе шее пространство. Если над светопрелом ние, показанное на фиг. 1, и кусок попаляюшей гранью (в зоне контроля) нетдает в бункер 25 угля.куска угля или породы,то св,ет рассеиваетИКак показано ка фиг. 2, интегральная са в воздухе, и лишь незкачительная ецио интенсивность отраженного света изме- часть - обратно в призму 4. Далее из няется во времени ЗнФЙ). Если в зоне призмы 4 свет по световоду 6 и раэвет- контроля нет кусков, то 7 определяется вленкям 7 и 8 попадает через рассеивают влажностью и запыленностьЬ находящего ший фокок 13 на основной фотоумножи ся в зоне контролявоздуха, Если в зонетель, а через рассеиваюшкй фокон 15 и контроля находится кусок, то 3, зависит оранжевый фильтр 16 на дополнительный от типа куска (величина 3," для породы . фотоумножитель 17. При этом сигнал несколько больше, чем для угля), от не с выхода фотоумножителя 14 пропорцко- ровностей куска, от степени прилегания напеквнгегралькойингеисквносгкрассеян-;куска.к.основанию лотка и от запыленФ 45ного воздухомсвегаи равени (фкг. 2),ностк кускаОиферекцкальная интенснвсигнал на выходе фотоумножителя 17 ность, например в оранжевой области, пропорционален дифервнциальной антек- изменяется во времени ЭА т Если всивности рассеянного воздухом оранжево. зоне контроля нет кусков, то Эопреде го света н равен 3 (фиг. 2), Посколь лаетса влажностью и запыленностью на1 50ку дфоп, то сигнал на выходе блока ходащегося в зоне контроля воздуха.сравненйя отсутствует.Если в зоне контроля находится кусок,Если в зону контроля попадает кусокто 3 д зависит от типа куска (величина породы 3, то: сигнал на выходе фотоум,)" дла породы в 1020 раз больше, ножителя 14 резко увеличивается и ста- чем для угля)от неровностей куска, новится больше величины 3 о блока. 185от степени прилегания куска к основанию сравнения, т.е. д"1 Эпор, сигнал на вы- лотка и от запыленности куска. По сто ходе фотоумножителя 17 резко увеличи- пени влияния на значения 3 и и Дд все вается и становится равным 3 д; с бпь- факторы можно разделить на сильные и40 45 50 7 99 слабые. На интенсивности Э" и " наибольшее влияние оказывают: наличие куска (Д 77;)й н 3)73 ); неровности куска и степень прилегания куска к оонованию лотка (эти факторы могут изменять интенсивности Э и .7 , в 1-3 раза); тип куска (при прохождении куска .породы значение Э", на 20-30% превосходит соответствуюшее значение 3 угля, при прохождении куска породы значениеиЭ в 10-20 раэ превосходит значение Э) для угля); запыленность куска (слой пыли на куске угля и породы может делать их неразпичимыми как в интегральной, так и в дифференпиальной областях света); влажность и запыленность воздуха могут на 20-30 изменять обе интен сивности Ди .)Таким образом, ни интегральная 3, ни дифференциальная Эд интенсивности не могут быть досто верным критерием для надежного отличия угля от породы. Чтобы надежно отличить угопь от породы необходимо знать величину отношения ) :) и не просто это отношение, а его среднее значение эа время прохождения куска в зоне кэнтроля. Интеграл этого отношения (фиг. 2) не зависит от неровностей куска, степени его прилегания к основанию лотка, размера куска, влажности и запыленности воздуха. Значение интеграла этого. отношения однозначно определяется типом куска (для породы оио более чем на порядок больше чем для угля). Сильной физической величиной, рлияюшей на щ- теграл этого отношения, является запыленность кусков. Поэтому реализация йредлагаемого способа предполагает промывку сепарируемых кусков для удаления значительного слоя осевшей на них пыли. Формула изобретения 1. Способ сепарации полезных ископаемых, включающий облучение кусков белым светом, измерение интегральной интенсивности рассеянного света и разде ление кусков на .полезное ископаемое и породу, о т л и ч а ю ш и й ". я тем, что, с целью повышения качества сепара 5884 8ции эа счет компенсации влияния изменений размера, неровностей, влажности изагрязненности кусков, дополнительно измеряют дифференциальную интенсивностьрассеянного света и фоновую интенсивность, которую сравнивают с интегральной интенсивностью, и по длительностипревышения интегральной интенсивностинад фоновой опредепяют время нахожде ния куска в зоне контроля, определяютсреднее значение отношения дифференци:,альной йнтенсивности к интегральнойинтенсивности за время нахождения кускав зоне контроля и по величине укаэанно го отношения проводят разделение кусковна полезное ископаемое и породу.2. Устройство для сепарации полезныхископаемых, включаюшее электронныйблок, бункеры полезного ископаемого и 2 О породы, исполнительный механизм, осветитель, фоконы, гибкие волоконнооптические световоды, фотоумножитель, загрузочное приспособленце, о т л и ч а ю ш е ес я тем, что, с целью повышения качеств; И ва сепарации, устройство снабжено свето фильтром, дополнительным фотоумножителем,светопреломляюшей призмой, блоком.сравнения и измерителем отношения, причемсветопреломляющая призма смонтирована щ в основании загрузочного приспособления,светофильтр установлен перед дополнительным фотоумножителем, а выход основного фотоумножителя соединен с вхо., дом блока сравнения и первым входомизмерителя отношения, а второй входизмерителя отношения соединен с выхо. дом дополнительного фотоумножителя,прн этом выход измерителя отношениясоединен с исполнительным механизмом,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР % 169458, кл. В 03 В 13/00, 1963.2, Мокроусов В. А, Лилеев В. А. Радиометрическое обогашение нерадиоактивных руд. М фНедра", 1979, с. 99 (лрототнп).3. Авторское свидетельство СССР % 816550, кл, В 03 В 13/00, 1979 (прототип) ., Митрович Техред Т,фанта ак Подпиета СССРытий е го комит и б 4/5 шская т, г. д Ул. Проектная, 4 ал ПП з 773/9 Тираж 57 ВНИИПИ Государствеин по делам изобрете 113035, Москва, Ж, Р