Способ сепарации полезных ископаемых и устройство для его осуществления

Патент 995884

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ЛетОВСКОМЮ СВИДЕтЮЛЬСтВЮ

Сотоз Советснмк

Социалистически«

Ресттубттнк (и)995884 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 24.09е80(21) 2986939/29-03 с присоединением заявки 1те (23) Приоритет

Опубли«овано 15.02.83. Ь«тллетень,тта 6 (51)В. В(д.

В ОЗВ $3/00 8 07 С 5/342

Гвсударствтаввй кфв«твт

CCCP вв делам взвбретев«в и вт«рытий (5З) УДК 622.232.

° 72 (088.8) Дата овубликоваиия оннсаияв 15.02.83 (72) Авторы изобретения

A В1. Онищенко, В. П. Белоножко и Ш В. Звйиев т т и

= /

Конотопскнй ордена Трудового Красного Знамени электромеханический завод "Красный"мха)тлист" (7l ) Заявитель

«е

-;т (54) СПОСОБ СЕПАРАЦИИ ПОЛЕЗНЫХ

ИСКОПАЕМЫХ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО -ОСУШЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к обогащеник полезных ископаемых и может быть иопользовано для сепарации угля, железных и марганцевых руд и других полезных ископаемых, для которых существует

5 различие цвета полезного ископаемого и пустой породы. Изобретение может применяться на углеобогатительных фабриках, на установках для автоматической породовыборки и на других предприятиях горноперерабатывающей промышленности.

Кроме того, изобретение может использоваться в сист емах 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 поглошающих и рассеивающих свойств: полез 20 ного ископаемого и пустой породы по отношению к радиоактивному излучению, причем регистрация прошедшего и обраъно рассеянного радиоактивного излучения

2 осуществляется одновременно одним детектором I, 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) мало 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 прошедшего излучения, поэтому суммарная интенсивность от изменений размеров куска изменяется. При отсутствии куска в зоне контроля на детектор попадает знвчительная интенсивность прямых гаммаквантов. Эти обстоятельства приводят к тому, что для сепарации необходимо очень

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 нодачн исходного материала, источник проникающих гамма-лучей, элект» ронный блок, исполнительный механизм, приемники полезного ископаемого и по- 1© роды f 1) .

Недостатком известного устройства, является низкая эффективность разделения исходного материала.

Наиболее близким о технической суш- 15 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 2) .

Недостатком! известного способа является низкое качество сепарации иэ-за влияния на процесс разделения размера, неровностей, влажности и загрязненности кусков.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для сепарации полезных ископаемых, включающее электронный блок, бункеры полезного ископаемого и породы, исполнительный механизм, осветитель, фоконы, гибкие волоконнооптические световоды, фотоумножитель, загрузочное приспособление 1 3)

Недостатком является низкое качество сепарации.

Бель изобретения - повышение качества сепарации за счет компенсации влия49 ния изменений размера, неровностей, влажности и загрязненности кусков.

Поставленная цель достигается Фем, что согласно способу сепарации полезных ископаемых, включающему облучение кусков белым светом, измерение интеграль

45 ной интенсивности рассеянного caeT а и разделение кусков на полезные ископае е и породу, дополнительно измеряют дифференциальную интенсивность paccessного света и фоновую интенсивность, которую сравнивают с интегральной интенсивностью и Ilo длительности превышения интегральной интенсивности над фтэвой 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

84 4 по величине указанного отношения проводят разделение кусков на полезное ископаемое и породу.

Устройствс для сепарации полезных ископаемых, включающее электронный блок, бункеры полезного ископаемого и породы, исполнительный механизм, осветитель, фоконы, гибкие волоконнооптические световоды, фотоумножитель, загрузочное приспособление, снабжено светофильтр ром, дополнительным фотоумножителем, светопреломляющей призмой, блоком сравнения и измерителем отношения, причем светопреломляющая призма смонтирована в основании загрузочного приспособления, светофильтр ус гановлен перед дополнительным фотоумножителем, а выход основного фотоумноЖителя соединен с входом блока сравнения и первым входом измерителя отношений, а второй вход измерители отношения соединен с выходом дополнительного фотоумножителя, при этом выход измерителя отношения соединен с исполнительным механизмом.

Способ сепарации полезных ископаемых осуществляется следующим образом.

Куски исходного материала облучают белым светом, затем измеряют инте ральную интенсивность рассеянного света, после чего дополнительно измеряют дифференциальную интенсивность рассеянного света и фоновую интенсивность, которую сравнивают с интегральной интенсивностью н по длнтежчостн превышения интегральной интенсивности над фоновой определяют время нахождения куска в зоне контроля, затем определяют среднее значение отношения дифференциальной интенсивности к интегральной интенсивности за время нахождения куска в зоне контроля, по величине которого проводят разделение кусков íà полезное ископаемое и породу.

На. фиг. 1 представлено предлагаемое устройство, общий вид, на фиг. 2 вЂ” временная диаграмма работы устройства.

Устройство состоит иэ загрузочного цриспособления 1, выполненного в виде вибрационного лотка, по которому перемещаются куски угля 2 и породы 3. В основании лотка смонтирована светокопировальная призма 4, светокопировальная грань которой соединена с подводящим и сигнальным гибкими волоконнооптичес» кими световодами 5 н 6. Сигнальный световод 6 разветвляется на световоды . 7 и 8. Осветитель состоит из лампы 9 накаливания, рефлектора 10 непрозрачного корпуса 11. С помощью собирающе5 995884 4 го фокона 12 свет от лампы 9 фокуси» ка 18 сравкения на измеритель. 19 erso руется ка торец подводящего гибкого щения поступает сигнал на начало питео ф ф свет<вода 5. Световод 7 с-помощью фо- рироваккя 3p,1 п ° кона 13 сочленек с основным фотоумко»- Когда кусок породы выходит из зоны жителем 14. Световод 8 с помощью фсо > контроля, то: сигнал ка выходе фотоумкона 15 соединен с оранжевым фильтром ножителя 14 резко уменьшается и ста16, установленным перед дополнительным новитск меньше величины уставии 3> фотоумножителем 1-7. блока 18 сравнения Зй<, ю„; сигнал на Выход основного фотоумножителя 14 выходе фотоумножителя резко уменьшаеь

t соединен с входом блока 18 сравнения to ся и снова становится равным 3д - с н первым входом измерителя 19 отноше- блока 18 сравнения на измеритель 19 кня. Второй вход измерителя 19 откоше- отношения поступает сигнал ка окончанйв

It и ния соединен с выходом дополнительного интегрирования отношекияЭд Ц,); с кэ фотоумножителя 17. Выход измерителя мернтеля 19 отношения поступает сигнал

19 отношения соединен с исполнительным yS пропорциональный среднему (за время механизмом, включаккцим планку 20, ко» нахождения куска в зоне контроля) эна

tI е торая.может врашаться ка шарнире 21.. чению отношения 3д f Зп, посредством

Вращение планки 20 осуществляется пр - которого привод 22 через шток 23 к 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 поцадает в бункер -26 породы.

20 куски материала направляются в бук- Если в зону коктропя попадает кусок, кер 25 угля или бункер 26 породы. угля, то все происходит в вышеописанной ,Работа устройства для сепарации угля последовательности. При выходе угла кз осушествляется следующим образом. 2S зоны контроля на выходе измерителя 19

Свет от лампы- 9 накаливания с помо- отношения формируется сигнала уровень шью рефлектора 10-и .собирающего феко- которого не зависит от неровности куона 12 фокусируется на торец волококкооп- ка, степени его прилегания K основанию. ткческого световода 5 и далее попадает лотка от размеров куска, к определяется через светопркемную грань призмы 4 на зр только видом куска - уголь wary nopaga.. ее светопреломляюшую грань. Преломляясь Если в зоне контроля находится кусок на этой грани, свет попадает в окружаю- . Угля, то планМа 20 переводится в положе. шее пространство. Если над светопрелом ние, показанное на фкг. 1, и кусок попа ляюшей гранью (в -зоне контроля) нет дает в бункер 25 Угля. куска угля или породы,то св,ет рассеиваетИ

Как показано на фиг. 2, интегральная са в воздухе, к лишь незкачительная ецио интенсивность отраженного света измечасть - -обратно в призму 4. Далее из кяется во времени 3 4H). Если в зоне призмы 4 свет по световоду 6 и раэвет- . контроля нет кусков, то 7 определяется влениям 7 и 8 попадает через рассеивают влажностью и запыленностьЬ находящего» ший фокок 13 на основной фотоумножк ся в зоне контроля воздуха. Если в зоне

4 тель, а через рассеивающкй фокон 15 и контроля находится кусок, то Зд зависит оранжевый фильтр 16 на дополнительный от типа куска (величина 3й для породы . фотоумножитель 17. При этом сигнал несколько больше, чем для угля), от не с выхода фотоумножителя 14 пропорцно- ровностей куска, от степени прилегания калек кнгегралькой интенсивности рассеян-; куска. к основанию лотка к от запылен

t 45 кого воздухомсвегак равен и (фкг. 2), ностк куска..Окфферекцкальная интенснв» сигнал на выходе фотоумножителя 17 ность, например в оранжевой области, пропорционален дифференциальной интен- изменяется во времени дА ®. Если в

I сивностк рассеянного воздухом оранжево- зоне контроля нет кусков, то 3 А опреде го света н равен 3» (фиг. 2). Поскопь лаетса влажностью и запыленностью на

1 50 ку дф Jt, то сигнал на выходе блока ходящегоса в зоне контроля воздуха. сравнекйя отсутствует.

Если в зоне контроля находится кусок, Если в зону контроля попадает кусок то 3 зависит от типа куска (вели кна породы 3, то: сигнал на выходе фотоум,)" дла породы в 10»20 раз больше, ножителя 14 резко увеличкваетса и ста- чем для угля) ° от неровностей куска, новится больше величины 3 блока. 18

SS от степени прилегания куска к основанию сравнения, т.е. 3и1 3„o>., сигнал на. вы- лотка и от запыленности куска. По-сте» и ходе фотоумножителя 17 резко увеличи- пени влияния на значения 3> и Дд все вается и становится равным Зд; с Йн>- факторы можно разделить на сильные к

7 99 слабые. На интенсивности 3е и " наибольшее влияние оказывают: наличие куска (Q> 77,) д и 3 )7 3 ); неровности куска и степень прилегания куска к оонованию лотка (эти факторы могут изменять интенсивности 3 и g> в 1-3 раза); тип куска (при прохождении куска .породы значение 3> на 20-307 превосходит соответствующее значение 3> угля, при прохождении куска породы значение и

3" в 10-20 раэ превосходит значение для угля}; запыленность куска (слой пыли на куске угля и породы может делать их неразличимыми как в интегральной, так и в дифференциальной областях света); влажность и запыленность воздуха могут на 20-30 изменять обе интен. сНВНосТН 3„H ) ° Таким образом, HH интегральная 3, ни дифференциальная

Эд интенсивности не могут быть достоверным 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 за 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, влияющей на интеграл этого отношения, является запыленность кусков. Поэтому реализапия предлагаемого способа предполагает промывку сепарируемых кусков для удаления значительного слоя осевшей на них пыли.

5884 8 ции эа счет компенсации влияния изменений размера, неровностей, влажности и загрязненности кусков, дополнительно измеряют дифференциальную интенсивность рассеянного света и фоновую интенсив ность, которую сравнивают с интегральной интенсивностью, и по длительности превышения интегральной интенсивности над фоновой определяют время нахожде10 ния куска в зоне контроля, определяют среднее значение отношения дифференци

:.альной йнтенсивности к интегральной ингенсивности за время нахождения куска в зоне контроля и по величине укаэанно15 го отношения проводят разделение кусков на полезное ископаемое и породу.

2. Устройство для сепарации полезных ископаемых, включающее электронный блок, бункеры полезного ископаемого и щ породы, исполнительный механизм, осве» титель, фоконы, гибкие волоконнооптичес кие световоды, фотоумножитель, загрузочное приспособленце, о т л и ч а ю ш е ес я тем, что, с целью повышения качеств; ва сепарации, устройство снабжено светоI фильтром, дополнительным фотоумножителем,светопреломляюшей призмой, блоком. сравнения и измерителем отношения, причем светопреломляюшая призма смонтирована в основании загрузочного приспособления, светофильтр установлен перед дополнительным фотоумножителем, а выход основного фотоумножителя соединен с вхо, дом блока сравнения и первым входом измерителя отношения, а второй вход измерителя отношения соединен с выхо. дом дополнительного фотоумножителя, при этом выход измерителя отношения соединен с исполнительным механизмом.

Формула изобретения

1. Способ сепарации полезных ископаемых, включающий облучение кусков белым светом, измерение интегральной интенсивности рассеянного света и разд ление кусков на .полезное ископаемое и породу, о т л и ч а ю ш и и ". я тем, что, с целью повышения качества сепара40

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

No 169458, кл. В 03 В 13/00, 1963.

2. Мокроусов В. А, Лилеев В. А.

Радиометрическое обогашение нерадиоактивных руд. М., Недра, 1979, с. 99 (лрототип).

3. Авторское свидетельство СССР

% 816550, кл. В 03 В 13/00, 1979 (прототип) .

995884

Составитель Ю. Правоторов

Редактор Т. Митрович Техред Т.Фанта Корректор А. Дзятко

Заказ 773/9 Тираж 578 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4