RU2472595C1

RU2472595C1 - Method of separating minerals

Info

Publication number: RU2472595C1
Application number: RU2011150666/12A
Authority: RU
Inventors: Владлен Васильевич Новиков; Валерий Владимирович Рудаков; Михаил Николаевич Злобин; Владимир Иванович Малаховский; Владимир Дмитриевич Купцов; Владимир Петрович Валюхов; Михаил Владимирович Купцов; Валерий Александрович Ольховой
Original assignee: Владлен Васильевич Новиков
Priority date: 2011-12-14
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2013-01-20

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to concentration of minerals, particularly, to radiometric separation of ores by linear factor of penetrating radiation attenuation, and may be used in concentration of diamond-bearing ores. Proposed method comprises conveying material, irradiating by penetrating radiation, registering radiation intensity at material flow opposite side, defining characteristics of minerals and extracting them to magnitude of definite characteristic. Minerals are fed as multilayer flow with air gaps filled by absorbing immersion medium, a loose material, and levelling produced mix thickness. Mix irradiation is performed at linear factor of loose material loosening equal to mean linear factor of separated material loosening, for all its components, with due allowance of their weight ratio. Intensity of penetrating radiation is registered by coordinate sensitive detector on mix opposite side. Instruction is generated to separator subject to measured radiation intensity overshoot compared to mean value over its cross-section. Area of maximum-size crystal is taken for parameter preset range upper limit. Area of minimum-size crystal is taken for parameter preset range lower limit. Intensity of penetrating radiation is registered by multichannel ionisation chamber or semiconductor diode matrix. Aqueous mineral suspension or modified ore pulp is used s immersion medium.

EFFECT: higher efficiency of separation, higher yield and ecological safety.

8 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области обогащения и сортировки полезных ископаемых, а именно к радиометрической сепарации руд, предназначено для разделения минералов по их линейному коэффициенту ослабления проникающего излучения и может быть использовано при обогащении алмазосодержащих руд.The invention relates to the field of mineral processing and sorting, namely, radiometric ore separation, is intended for separation of minerals according to their linear attenuation coefficient of penetrating radiation and can be used in the processing of diamond-containing ores.

Известен способ сепарации минералов из россыпного сырья /1/. Россыпной материал подается по наклонному желобу в потоке суспензии или растворе тяжелых солей, которые являются малопрозрачными для проникающего излучения. Согласно данному патенту поток малопрозрачной для проникающего излучения жидкости имеет толщину меньше, чем зерна полезного минерала с низким атомным номером (например, алмаза) минимального размера. Наклонный желоб выполнен из легкого металла и просвечивается жестким рентгеновским или гамма-излучением. Излучение, прошедшее сквозь основание желоба и поток суспензии (или раствор солей тяжелых металлов), попадает на люминесцирующий экран, вызывая на нем свечение, пропорциональное интенсивности прошедшего излучения. Свечение регистрируется детектором с двухкоординатным разрешением (например, телевизионная камера). В данном способе, согласно описанию патента, алмазы должны давать па экране телевизионной камеры изображение в виде светлого пятна на общем темном фоне. Данный способ имеет ряд недостатков:A known method of separation of minerals from placer raw materials / 1 /. Alluvial material is fed through an inclined trough in a suspension stream or a solution of heavy salts, which are poorly transparent to penetrating radiation. According to this patent, the flow of a liquid which is slightly opaque to penetrating radiation has a thickness less than the grains of a useful mineral with a low atomic number (for example, diamond) of a minimum size. The inclined trough is made of light metal and is visible through hard x-ray or gamma radiation. The radiation passing through the base of the trough and the flow of the suspension (or a solution of salts of heavy metals), falls on the luminescent screen, causing it to glow, proportional to the intensity of the transmitted radiation. The glow is detected by a detector with a two-coordinate resolution (for example, a television camera). In this method, according to the description of the patent, diamonds should give an image in the form of a bright spot on a common dark background on the screen of a television camera. This method has several disadvantages:

1) пузыри воздуха регистрируются идентично алмазам и вызывают ложные отделения пустой породы в концентрат;1) air bubbles are registered identically to diamonds and cause false separation of waste rock in a concentrate;

2) образующиеся неравномерности толщины жидкости могут накрывать алмаз сверху слоем жидкости, что приводит к пропуску алмаза;2) the resulting irregularities in the thickness of the liquid can cover the diamond with a layer of liquid on top, which leads to the passage of diamond;

3) алмазы, как гидрофобные объекты, за счет поверхностного натяжения, могут плыть на поверхности суспензии или раствора солей тяжелых металлов, что также приводит к пропуску алмаза;3) diamonds, as hydrophobic objects, due to surface tension, can float on the surface of a suspension or solution of salts of heavy metals, which also leads to the passage of diamond;

4) экологический вред окружающей среде.4) environmental damage to the environment.

Известен способ обнаружения алмазов, в котором для снижения влияния размера частиц па результаты сепарации облучение минералов проводят пучком рентгеновского излучения, сечение которого заведомо меньше, чем размер минимальной сортируемой частицы /2/. При сепарации данным способом величина сигнала не зависит от площади сечения измеряемого минерала, но зависит от его толщины в измеряемом месте. Таким образом, описанный способ частично устраняет недостатки аналога /1/. Данным способом возможна сепарация минералов, рассортированных на узкие классы крупности. При расширении класса крупности сепарируемых минералов снижается селективность сепарации и извлечение, в первую очередь, для минералов верхней и нижней границы класса крупности. Кроме того, при сепарации данным способом задаются очень жесткие требования к технической реализации устройства, поскольку необходимо строго стабилизировать траекторию движения материала. Последнее обстоятельство накладывает ограничения на производительность устройства, реализующего способ, поскольку невозможно реализовать способ, например, при свободном падении частиц.A known method for detecting diamonds, in which to reduce the influence of particle size on the results of the separation, the irradiation of minerals is carried out by an x-ray beam, the cross section of which is obviously smaller than the size of the minimum sorted particles / 2 /. During separation by this method, the signal value does not depend on the cross-sectional area of the measured mineral, but depends on its thickness in the measured location. Thus, the described method partially eliminates the disadvantages of the analogue / 1 /. In this way, the separation of minerals sorted into narrow particle size classes is possible. With the expansion of the size class of separated minerals, the selectivity of separation and recovery decreases, primarily for minerals of the upper and lower boundaries of the size class. In addition, during separation by this method very strict requirements are set for the technical implementation of the device, since it is necessary to strictly stabilize the trajectory of the material. The latter circumstance imposes restrictions on the performance of the device that implements the method, since it is impossible to implement the method, for example, with free fall of particles.

Известен способ сепарации минералов, включающий транспортирование минералов в виде монослойного потока, облучение минералов проникающим излучением, возбуждающим люминесценцию, регистрацию светового потока люминесценции со стороны проникающего излучения и с противоположной стороны, определение степени прозрачности минерала для проникающего излучения по логарифму отношения световых потоков люминесценции минерала со стороны потока возбуждения и с противоположной стороны и отделение минералов по степени прозрачности минерала для проникающего излучения /3/.A known method of separation of minerals, including the transportation of minerals in a monolayer flow, irradiation of minerals with penetrating radiation, exciting luminescence, registration of the luminous flux of luminescence from the side of the penetrating radiation and on the opposite side, determining the degree of transparency of the mineral for penetrating radiation by the logarithm of the ratio of the light fluxes of the mineral luminescence of the mineral from the side the flow of excitation and on the opposite side and the separation of minerals according to the degree of transparency of the mineral for dropping radiation / 3 /.

Данный способ частично устраняет недостатки способа /2/, обладает высокой селективностью, может быть использован на широком классе крупности минералов, относительно прост в технической реализации, но обладает недостаточно высоким извлечением. Данным способом невозможно выделить нелюминесцирующие минералы, поскольку пропускание проникающего излучения по данному способу определяется по соотношению световых потоков люминесценции с облучаемой стороны и ей противоположной. Доля же нелюминесцирующих или слаболюминесцирующих алмазов может составлять до 10% в месторождении от их общего содержания. Нелюминесцирующие и слаболюминесцирующие алмазы извлекаются из хвостов рентгенолюминесцентной сепарации дополнительным переделом: контрольной сепарацией адгезионным (жировым) способом. Масса хвостов сепарации алмазов близка массе поступающего на сепарацию материала, поэтому методом адгезионной сепарации для дополнительного извлечения слаболюминесцирующих или нелюминесцирующих алмазов обрабатывают примерно столько же материала, что и радиометрическим переделом.This method partially eliminates the disadvantages of the method / 2 /, has a high selectivity, can be used on a wide class of fineness of minerals, is relatively simple in technical implementation, but has a low recovery. In this way, it is impossible to isolate non-luminescent minerals, since the transmission of penetrating radiation by this method is determined by the ratio of the luminous fluxes of the luminescence from the irradiated side and its opposite. The proportion of non-luminescent or weakly luminescent diamonds can be up to 10% in the deposit of their total content. Non-luminescent and weakly luminescent diamonds are extracted from the tails of the X-ray luminescent separation by an additional redistribution: control separation by the adhesive (fat) method. The mass of the diamonds separation tails is close to the mass of the material fed to the separation, therefore, approximately the same material is treated with the adhesive separation method for additional extraction of weakly luminescent or non-luminescent diamonds as with a radiometric redistribution.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ сепарации минералов, включающий транспортирование минералов в виде монослойного потока, облучение проникающим излучением, регистрацию интенсивности потоков излучения с противоположной стороны минерала, отделение минералов по величине определенной характеристики, в качестве которой используют отношение логарифма интенсивности прошедшего через минерал узкого пучка излучения к количеству следующих подряд пучков /4/. Под пучком понимается излучение, падающее на площадь регистрирующего элемента линейной многоканальной ионизационной камеры или матрицы полупроводниковых детекторов.The closest in technical essence and the achieved result is a method of separation of minerals, including the transportation of minerals in the form of a monolayer stream, irradiation with penetrating radiation, registration of the intensity of radiation fluxes from the opposite side of the mineral, the separation of minerals by the value of a certain characteristic, which is used as the ratio of the logarithm of the intensity passed through mineral narrow beam of radiation to the number of beams following in a row / 4 /. A beam is understood to mean radiation incident on the area of a recording element of a linear multichannel ionization chamber or array of semiconductor detectors.

Данный способ обладает рядом недостатков, а именно:This method has several disadvantages, namely:

1) Способ сильно зависит от степени изометричиости (шарообразности) образца. Ослабление проникающего излучения определяется размером алмаза в перпендикулярной направлению распространения излучения плоскости, а не размером алмаза вдоль оси распространения проникающего излучения, как это должно быть.1) The method strongly depends on the degree of isometricity (sphericity) of the sample. The attenuation of penetrating radiation is determined by the size of the diamond in the perpendicular direction of propagation of the radiation of the plane, and not the size of the diamond along the axis of propagation of penetrating radiation, as it should be.

2) Способ определяет только раскрытые алмазы, обнаружение алмазов в сростках и внутри кусков руды невозможно.2) The method determines only open diamonds; it is not possible to detect diamonds in splices and inside pieces of ore.

Целью изобретения является извлечение минералов, находящихся внутри, на поверхности или снаружи куска вмещающей руды и увеличение выхода неповрежденных кристаллов.The aim of the invention is the extraction of minerals inside, on the surface or outside of a piece of the containing ore and increase the yield of intact crystals.

Поставленная цель достигается тем, что способе сепарации минералов, включающем транспортирование сепарируемого материала, облучение его проникающим излучением, регистрацию интенсивности излучения с противоположной стороны потока сепарируемого материала, определение характеристики минералов и отделение минералов по величине определенной характеристики, минералы подаются в виде многослойного потока с заполнением воздушных полостей поглощающей иммерсионной средой в виде сыпучего материала и с выравниванием толщины образованной смеси, при этом облучение смеси проникающим излучением производят при линейном коэффициенте ослабления сыпучего материала, равном среднему линейному коэффициенту ослабления сепарируемого материала по всем его компонентам с учетом их весового содержания, интенсивность прошедшего излучения регистрируют координатно-чувствительным детектором с противоположной стороны смеси, а в качестве условия подачи команды на отделяющее устройство используют превышение интенсивности измеренного излучения над средним по сечению его уровнем, за верхнюю границу заданного диапазона параметра принимают площадь от кристалла максимальной сепарируемой крупности, за нижнюю границу заданного диапазона параметра принимают площадь от кристалла минимальной сепарируемой крупности, интенсивность прошедшего через смесь излучения регистрируют многоканальной ионизационной камерой или матрицей полупроводниковых детекторов, в качестве иммерсионной среды используют водную минеральную суспензию или модифицированную рудную пульпу.This goal is achieved by the fact that the method of separation of minerals, including transporting the separated material, irradiating it with penetrating radiation, recording the radiation intensity from the opposite side of the separated material stream, determining the characteristics of the minerals and separating the minerals by the value of a certain characteristic, the minerals are fed in a multilayer stream filled with air cavities with an absorbing immersion medium in the form of bulk material and with equalization of the thickness formed with if the irradiation of the mixture with penetrating radiation is carried out at a linear attenuation coefficient of the bulk material equal to the average linear attenuation coefficient of the separated material for all its components, taking into account their weight content, the transmitted radiation intensity is recorded by a coordinate-sensitive detector from the opposite side of the mixture, and as a condition giving the command to the separating device use the excess of the intensity of the measured radiation over the average cross section of its level, above the null boundary of the specified range of the parameter is taken to be the area from the crystal of the maximum separated size, the area from the crystal of the minimum to be separated is taken as the lower boundary of the parameter range, the intensity of the radiation transmitted through the mixture is recorded by a multichannel ionization chamber or a matrix of semiconductor detectors, an aqueous mineral suspension is used as the immersion medium, or modified ore pulp.

При создании изобретения авторы исходили из следующего. Известно, что интенсивность прошедшего излучения определяется соотношением:When creating the invention, the authors proceeded from the following. It is known that the intensity of transmitted radiation is determined by the ratio:

где I₀ и I - интенсивности потоков падающего и прошедшего через среду проникающего излучения [Вт/см²], µ_х - линейный коэффициент ослабления [см^-1], µ_m - массовый коэффициент ослабления [см²/г], ρ - плотность среды [г/см³], d - линейный размер среды [см]. Для вещества сложного элементного состава, однородных смесей, сплавов, растворов массовый коэффициент определяется выражением:where I ₀ and I are the intensities of the flux of the incident and penetrating radiation passing through the medium [W / cm ² ], μ _x is the linear attenuation coefficient [cm ^-1 ], μ _m is the mass attenuation coefficient [cm ² / g], ρ is the density medium [g / cm ³ ], d is the linear size of the medium [cm]. For substances of complex elemental composition, homogeneous mixtures, alloys, solutions, the mass coefficient is determined by the expression:

где С_i - весовое содержание i-го элемента в среде.where C _i is the weight content of the i-th element in the medium.

Расчеты и экспериментальные измерения показывают, что линейный коэффициент ослабления алмаза (углерод, плотность 3.5 г/см³) для рентгеновских фотонов энергией 30 кэВ составляет µ_{x_алмаза}=0.257 см^-1, а для ближайшего по коэффициенту ослабления компоненту руды серпентина (Mg₆[Si₄O₁₀][OH]₈, плотность 2.5 г/см³) - µ_{x_серпентина}=0.738 см^-1. Средний по всем компонентам руды с учетом их весового содержания линейный коэффициент ослабления руды (например, кимберлит) составляет значение µ_{х_руды}=0,243 см^-1. Вместе с тем, воздушные полости практически прозрачны для проникающего излучения.Calculations and experimental measurements show that the linear attenuation coefficient of diamond (carbon, density 3.5 g / cm ³ ) for 30 keV X-ray photons is μ x _diamond = 0.257 cm ^-1 , and the serpentine ore component (Mg ₆ [Si ₄ O ₁₀ ] [OH] ₈ , density 2.5 g / cm ³ ) - μ x _serpentine = 0.738 cm ^-1 . The average linear coefficient of ore attenuation (for example, kimberlite) for all ore components, taking into account their weight content, is µ _{x_rude} = 0.243 cm ^-1 . At the same time, air cavities are practically transparent to the penetrating radiation.

Согласно изобретению для заполнения воздушных полостей используется сыпучий материал, линейный коэффициент ослабления µ_{х_сыпучего_материала} которого равен среднему по всем компонентам руды с учетом их весового содержания линейному коэффициенту ослабления руды µ_{х_руды}. Таким образом, µ_{х_сыпучего_материала}=µ_{х_руды}. Кроме того, выполняются меры по обеспечению одинаковой толщины смеси (h_смеси) сыпучего материала и кусков руды. Вследствие этого смесь в кюветах при отсутствии алмаза ослабляет проникающее излучение одинаково во всех сечениях кюветы так же, как параллелепипед, целиком изготовленный из монолитной руды. Прошедшее излучение, регистрируемое с противоположной стороны смеси, определяется выражением:According to the invention, bulk material is used to fill the air cavities, the linear attenuation coefficient μ _{x of} bulk material of which is equal to the average for all ore components, taking into account their weight content, the linear coefficient of attenuation of ore μ x of _ore . Thus, µ _{x_frequent_material} = µ _{x_rudes} . In addition, measures are being taken to ensure the same thickness of the mixture (h _mixture ) of bulk material and pieces of ore. As a result, the mixture in the cells in the absence of diamond attenuates the penetrating radiation in the same way in all sections of the cell as the parallelepiped made entirely of monolithic ore. The transmitted radiation recorded from the opposite side of the mixture is determined by the expression:

В случае присутствия алмаза в смеси внутри, на поверхности или снаружи куска руды прошедшее излучение определяется выражением:In the case of the presence of diamond in the mixture inside, on the surface or outside of a piece of ore, the transmitted radiation is determined by the expression:

Интенсивность падающего на образец излучения I₀ является величиной постоянной. Поскольку линейный коэффициент ослабления смеси существенно больше линейного коэффициента ослабления алмаза, прошедшее излучение I_{смеси_без_алмаза}<I_{смеси_с_алмазом}. Таким образом, над сечением смеси, в котором находится алмаз, координатно-чувствительный детектор зарегистрирует повышенный уровень проникающего излучения в виде пика (локального максимума). Высота пика пропорциональна геометрическому размеру алмаза по направлению распространения проникающего излучения, ширина пика пропорциональна геометрическому размеру алмаза в перпендикулярной распространению проникающего излучения плоскости. Площадь пика пропорциональна объему (а значит и массе) алмаза.The intensity of the radiation incident on the sample I ₀ is a constant value. Since the linear attenuation coefficient of the mixture is substantially greater than the linear attenuation coefficient of diamond, the transmitted radiation of the I _{mixture without diamond} <I _{mixture with diamond} . Thus, above the cross section of the mixture in which the diamond is located, a coordinate-sensitive detector will detect an increased level of penetrating radiation in the form of a peak (local maximum). The height of the peak is proportional to the geometric size of the diamond in the direction of propagation of the penetrating radiation, the width of the peak is proportional to the geometric size of the diamond in the plane perpendicular to the propagation of the penetrating radiation. The peak area is proportional to the volume (and hence the mass) of the diamond.

Материалом, подаваемым на радиометрическую (рентгенолюминесцентную) сепарацию, обычно является концентрат гравитационного обогащения крупностью -16+1 мм. При, например, широко распространенной рентгенолюминесцентной сепарации концентрат гравитационного обогащения -16+1 мм разделяется (рассеивается) на узкие классы -16+6 мм, -6+3 мм, -3-1 мм и после этого подается на отдельные сепараторы. Использование отдельных сепараторов на узкие классы крупности обусловлено невозможностью обработки материала широкого класса крупности. Минералы размером менее 1 мм либо обогащаются флотационными методами, либо выводятся в отвал. Поэтому 1 мм - это минимальный размер кристалла, подаваемый на сепарацию радиометрическими методами. Класс -50+16 обрабатывается отдельно, поэтому максимальный рассматриваемый размер минералов равен 16 мм. Исходя из обрабатываемого класса крупности определили границы диапазона интенсивностей, которые требуется измерить.The material supplied to the radiometric (X-ray luminescent) separation is usually a gravity concentration concentrate with a size of -16 + 1 mm. With, for example, widespread X-ray fluorescence separation, a concentrate of gravity concentration of -16 + 1 mm is divided (scattered) into narrow classes -16 + 6 mm, -6 + 3 mm, -3-1 mm and then fed to separate separators. The use of separate separators for narrow particle size classes is due to the inability to process material of a wide particle size class. Minerals less than 1 mm in size are either enriched by flotation methods, or are discharged into the dump. Therefore, 1 mm is the minimum crystal size supplied for separation by radiometric methods. The -50 + 16 class is processed separately, so the maximum size of minerals considered is 16 mm. Based on the size class being processed, the boundaries of the range of intensities that need to be measured were determined.

Если в зоне регистрации находится алмаз размером 1 мм, то по формуле (1), при I₀=1, β=1,7 см^-1, d=0,1 см, интенсивность прошедшего сквозь такой алмаз излучения Imax составит 0.85. Это значение параметра приняли за верхнюю границу заданного диапазона. Таким образом, за верхнюю границу заданного диапазона интенсивностей приняли интенсивность прошедшего через кристалл полезного компонента минимальной сепарируемой крупности.If there is a 1 mm diamond in the registration zone, then according to formula (1), for I ₀ = 1, β = 1.7 cm ^-1 , d = 0.1 cm, the intensity of the radiation transmitted through such a diamond Imax will be 0.85. This parameter value was taken as the upper limit of the specified range. Thus, the intensity of the useful component of the minimum separated particle size passed through the crystal was taken as the upper boundary of the specified range of intensities.

Если в зоне регистрации находится алмаз, например, размером 16 мм, то по той же формуле (1) при d=1.6 см найдем, что I_min=0.05. Это значение приняли за нижнюю границу заданного диапазона. Таким образом, за нижнюю границу заданного диапазона интенсивностей приняли интенсивность прошедшего через кристалл полезного компонента максимальной сепарируемой крупности.If there is a diamond in the registration zone, for example, 16 mm in size, then by the same formula (1) with d = 1.6 cm we find that I _min = 0.05. This value was taken as the lower limit of a given range. Thus, the intensity of the useful component of the maximum separated grain size passed through the crystal was taken as the lower boundary of the specified range of intensities.

Игнорируются также кристаллы, сильно поглощающие рентгеновское излучение: гранат, ильменит, магнетит, циркон, оливин и ряд других, составляющих основную массу отделяемых минералов.Crystals that strongly absorb x-rays are also ignored: garnet, ilmenite, magnetite, zircon, olivine, and a number of others, which make up the bulk of the separated minerals.

На фиг.1 показаны интенсивность прошедшего через смесь кусков руды (кимберлита) и сыпучего материала (порошок сплава алюминия 94% с цинком 6% фракции+100-200 мкм) излучения (в условных единицах) а) при отсутствии алмаза, б) в присутствии алмаза с размером 4 мм, в) в присутствии эквивалента алмаза размера 12 мм. Толщина смеси 26 мм. В качестве источника проникающего излучения использована рентгеновская трубка с вольфрамовым анодом, напряжение на трубке 60 кВ, ток 5 мА.Figure 1 shows the intensity of radiation passing through the mixture of pieces of ore (kimberlite) and bulk material (powder of an alloy of aluminum 94% with zinc 6% fraction + 100-200 microns) radiation (in arbitrary units) a) in the absence of diamond, b) in the presence of diamond with a size of 4 mm, c) in the presence of an equivalent diamond of size 12 mm. The thickness of the mixture is 26 mm. An x-ray tube with a tungsten anode, a voltage of 60 kV, and a current of 5 mA were used as a source of penetrating radiation.

Пример конкретного выполнения.An example of a specific implementation.

Способ сепарации минералов реализуется и устройстве, состоящем из бункеров подачи сыпучего материала 1 и 1а, вибропитателей 2, бункера подачи руды 3, конвейера с закрепленными на нем с помощью креплений 6 кювет 5, прикатывающего ролика 7, источника проникающего излучения (рентгеновской трубки) 8, координатно-чувствительного детектора 9, контроллера детектора 10 с блоком выдачи команды на отделяющее устройство 11, шибера 12 и привода шибера 13, приемников хвостового и концентратного продуктов 14, сита 15, приемного конвейера сыпучего материала 16, осушителя сыпучего материала 17, бункера приемного сыпучего материала 18, конвейера подъемного сыпучего материала 19, бункера возврата сыпучего материала 20, сборника просыпанного сыпучего материала 21 (фиг.2).The method of separation of minerals is also implemented by a device consisting of bulk material feed bins 1 and 1a, vibratory feeders 2, ore feed bunker 3, a conveyor with cuvettes 6 mounted on it, fasteners 7, a penetrating radiation source (x-ray tube) 8, coordinate-sensitive detector 9, detector controller 10 with a command unit for separating device 11, gate 12 and drive gate 13, receivers of tail and concentrate products 14, sieve 15, receiving conveyor of bulk material 16, osu Ithel particulate material 17, the bulk material receiving hopper 18, lifting conveyor 19, the bulk material, the bulk material return hopper 20, a collection of spilled granular material 21 (Figure 2).

Из бункера 1а через вибропитатель 2а последовательно в каждую кювету 5 насыпается тонкий слой сыпучего материала. Кюветы закреплены поворачивающимся соединением 6 с конвейером 4 и непрерывно продвигаются в указанном стрелкой направлении (слева направо). Из бункера 3 через вибропитатель 2в в кюветы многослойно поступает руда. Из бункера 16 через вибропитатель 2б кюветы досыпаются сыпучим материалом доверху. Прикатывающий ролик 7 выравнивает толщину смеси до одинакового постоянного уровня. Сыпучий материал заполняет все воздушные полости между кусками руды. Излишки сыпучего материала попадают в сборник сыпучего материала 21, откуда поступают в осушитель 17. Согласно изобретению линейный коэффициент ослабления сыпучего материала равен среднему по всем компонентам руды с учетом их весового содержания линейному коэффициенту ослабления руды. Вследствие этого смесь в кюветах при отсутствии алмаза ослабляет проникающее излучение одинаково во всех сечениях кюветы так же, как параллелепипед, целиком изготовленный из руды. Смесь в кюветах продвигается в зону анализа, облучается проникающим излучением от источника 8 (например, рентгеновской трубки), прошедшее излучение регистрируется координатно-чувствительным детектором 9. В случае присутствия в кювете алмаза (находящегося внутри куска, на его поверхности или снаружи) детектор 9 регистрирует в сечении алмаза повышенный фон проникающего излучения и контроллер детектора 10 формирует команду отделяющему устройству 11. По этой команде привод шибера 13 переключает шибер 12 в положение, направляющее содержимое кюветы, в которой зарегистрирован алмаз, в приемник концентратного продукта. В случае отсутствия повышенного фона проникающего излучения привод шибера 13 переключает шибер 12 в положение, обеспечивающее поступление содержимого кюветы в приемник хвостового продукта. Сито 15, конвейер приемный сыпучего материала 16, осушитель сыпучего материала 17, бункер приемный сыпучего материала 18, конвейер подъемный сыпучего материала 19 и бункер возврата сыпучего материала 20 обеспечивают замкнутый цикл оборота сыпучего материала. Через сито 15 сыпучий материал отделяется от руды, по конвейеру приемному сыпучего материала 16 поступает в осушитель 17. Осушение сыпучего материала повышает его коэффициент сыпучести и обеспечивает заполняемость воздушных полостей между кусками руды в кюветах 5. Разгрузка осушителя производится в бункер приемный сыпучего материала 18, конвейер подъемный 19 поднимает сыпучий материал в бункер возврата сыпучего материала 20, из которого последний вновь поступает в бункеры 1 и 1а.A thin layer of bulk material is poured successively from each hopper 1a through a vibratory feeder 2a into each cuvette 5. Ditches are fixed by the turning connection 6 with the conveyor 4 and are continuously moving in the direction indicated by the arrow (from left to right). From the hopper 3 through the vibrator 2B in the cuvettes ore is multilayered. From the hopper 16, through the vibratory feeder 2b, the cuvettes are filled up with bulk material to the top. The press roller 7 equalizes the thickness of the mixture to the same constant level. Bulk material fills all air cavities between pieces of ore. Excess bulk material falls into the collector of bulk material 21, from where it enters the desiccant 17. According to the invention, the linear attenuation coefficient of the bulk material is equal to the average for all ore components, taking into account their weight content, the linear coefficient of attenuation of the ore. As a result, the mixture in the cells in the absence of diamond attenuates the penetrating radiation in the same way in all sections of the cell as the parallelepiped made entirely of ore. The mixture in the cuvettes moves into the analysis zone, is irradiated with penetrating radiation from the source 8 (for example, an x-ray tube), the transmitted radiation is detected by a coordinate-sensitive detector 9. If a diamond (inside the piece, on its surface or outside) is present in the cuvette, the detector 9 registers in the diamond section, the increased background of penetrating radiation and the controller of the detector 10 generates a command to the separating device 11. By this command, the gate valve 13 switches the gate 12 to the position directing the contents of the cell you are being represented by the diamond concentrates ratio in the product receiver. In the absence of an increased background of penetrating radiation, the drive of the gate 13 switches the gate 12 to a position that ensures that the contents of the cell enter the tail product receiver. A sieve 15, a conveyor for receiving bulk material 16, a desiccant of bulk material 17, a hopper for receiving bulk material 18, a conveyor for lifting bulk material 19 and a hopper for returning bulk material 20 provide a closed cycle of turnover of bulk material. Bulk material is separated from the ore through a sieve 15, through the receiving bulk material conveyor 16 it enters the desiccant 17. Drying the bulk material increases its flow coefficient and ensures the filling of air cavities between pieces of ore in the cells 5. The desiccant is unloaded into the hopper of the bulk material 18, conveyor lifting 19 raises the bulk material into the hopper return bulk material 20, from which the latter again enters the bins 1 and 1A.

Обозначения на чертеже (фиг.2)Designations in the drawing (figure 2)

1а, 1б. Бункеры сыпучего материала1a, 1b. Bulk material bins

2а, 2б, 2в. Вибропитатели2a, 2b, 2c. Vibratory feeders

3. Бункер руды3. Ore bunker

4. Конвейер4. Conveyor

5. Кюветы5. Ditches

6. Крепление кюветы к конвейерной ленте6. Attaching the cuvette to the conveyor belt

7. Прикатывающий ролик7. Press roller

8. Источник проникающего излучения8. Penetrating radiation source

9. Координатно-чувствительный детектор9. Coordinate sensitive detector

10. Контроллер детектора10. Detector Controller

11. Отделяющее устройство11. Separating device

12. Шибер12. Shiber

13. Привод шибера13. Gate drive

14. Приемник хвостового и коицентратного продуктов14. The receiver tail and co-centrate products

15. Сито15. Sieve

16. Конвейер приемный сыпучего материала16. Bulk material receiving conveyor

17. Осушитель сыпучего материала17. Desiccant bulk material

18. Бункер приемный сыпучего материала18. Bulk material receiving hopper

19. Конвейер подъемный сыпучего материала19. Bulk material conveyor belt

20. Блок возврата сыпучего материала20. Bulk material return unit

21. Сборник сыпучего материала21. The collection of bulk material

Данный способ обладает высокой селективностью сепарации, поскольку в тяжелой фракции кимберлитовых минералов алмаз обладает наименьшим показателем поглощения рентгеновского излучения. Способ некритичен к крупности минералов и позволяет обрабатывать широкие классы крупности, что дает возможность исключить из технологии операцию рассева на узкие классы крупности. Возможность извлекать алмазы независимо от наличия или отсутствия в них люминесценции дает возможность исключить контрольную операцию на хвостовых продуктах методом адгезионной сепарации. В итоге, использование данного способа позволяет повысить эффективность сепарации алмазов.This method has a high separation selectivity, because in the heavy fraction of kimberlite minerals diamond has the lowest absorption coefficient of x-ray radiation. The method is uncritical to the fineness of minerals and allows you to process wide classes of fineness, which makes it possible to exclude from the technology the operation of sieving into narrow fineness classes. The ability to extract diamonds, regardless of the presence or absence of luminescence in them, makes it possible to exclude the control operation on the tailings by the method of adhesive separation. As a result, the use of this method improves the separation efficiency of diamonds.

Способ сепарации минералов может использоваться как при «сухом» безводном обогащении, так и при обогащении влажных материалов. В последнем случае в качестве иммерсионной среды используют водную минеральную суспензию определенного состава или модифицированную рудную пульпу. Модифицирование рудной пульпы может производиться посредством введения в нее дополнительных наполнителей, например в виде тонкодисперсного магнетита.The method of separation of minerals can be used both for "dry" anhydrous enrichment, and for the enrichment of wet materials. In the latter case, an aqueous mineral suspension of a certain composition or a modified ore pulp is used as the immersion medium. Modification of ore pulp can be carried out by introducing additional fillers into it, for example, in the form of finely divided magnetite.

Таким образом, предложенное техническое решение по сравнению с прототипом позволит извлекать минералы, находящиеся внутри, на поверхности или снаружи куска вмещающей руды и увеличить выход неповрежденных кристаллов.Thus, the proposed technical solution in comparison with the prototype will allow you to extract minerals that are inside, on the surface or outside of a piece of containing ore and increase the yield of undamaged crystals.

Источники информацииInformation sources

1. Патент Великобритании №1135232, GIA, G01N 23/12, 1968.1. UK patent No. 1135232, GIA, G01N 23/12, 1968.

2. Патент Великобритании №2013335, G01N 23/00, 1979.2. UK patent No. 201335, G01N 23/00, 1979.

3. Патент Российской Федерации №2303495, В07С 5/342, 20.07.2007.3. Patent of the Russian Federation No. 2303495, B07C 5/342, 07.20.2007.

4. Патент Российской Федерации №2379130, В07С 5/342, 22.09.2008 (Прототип).4. Patent of the Russian Federation No. 2379130, B07C 5/342, 09/22/2008 (Prototype).

Claims

1. Способ сепарации минералов, включающий транспортирование сепарируемого материала, облучение его проникающим излучением, регистрацию интенсивности излучения с противоположной стороны потока сепарируемого материала, определение характеристики минералов и отделение минералов по величине определенной характеристики, отличающийся тем, что минералы подаются в виде многослойного потока с заполнением воздушных полостей поглощающей иммерсионной средой в виде сыпучего материала и с выравниванием толщины образованной смеси, при этом облучение смеси проникающим излучением производят при линейном коэффициенте ослабления сыпучего материала, равном среднему линейному коэффициенту ослабления сепарируемого материала, но всем его компонентам с учетом их весового содержания, интенсивность прошедшего излучения регистрируют координатно-чувствительным детектором с противоположной стороны смеси, а в качестве условия подачи команды на отделяющее устройство используют превышение интенсивности измеренного излучения над средним по сечению его уровнем.1. The method of separation of minerals, including transporting the separated material, irradiating it with penetrating radiation, registering the radiation intensity from the opposite side of the separated material stream, determining the characteristics of the minerals and separating the minerals by the value of a certain characteristic, characterized in that the minerals are fed in a multilayer stream filled with air cavities with absorbing immersion medium in the form of bulk material and with equalization of the thickness of the formed mixture, while the mixture is penetrated by radiation at a linear attenuation coefficient of the granular material equal to the average linear attenuation coefficient of the separated material, but taking into account their weight content for all its components, the transmitted radiation intensity is recorded by a coordinate-sensitive detector from the opposite side of the mixture, and as a condition for giving the command to the separating device uses the excess intensity of the measured radiation over the average cross section of its level.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что за верхнюю границу заданного диапазона параметра принимают площадь от кристалла максимальной сепарируемой крупности.2. The method according to claim 1, characterized in that the area from the crystal of the maximum separated particle size is taken as the upper boundary of the specified parameter range.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что за нижнюю границу заданного диапазона параметра принимают площадь от кристалла минимальной сепарируемой крупности.3. The method according to claim 1, characterized in that the area from the crystal of the minimum separated particle size is taken as the lower boundary of the specified parameter range.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что интенсивность прошедшего через смесь излучения регистрируют многоканальной ионизационной камерой.4. The method according to claim 1, characterized in that the intensity of the radiation transmitted through the mixture is recorded by a multi-channel ionization chamber.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что интенсивность прошедшего через смесь излучения регистрируют матрицей полупроводниковых детекторов.5. The method according to claim 1, characterized in that the intensity of the radiation transmitted through the mixture is recorded by a matrix of semiconductor detectors.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве иммерсионной среды используют водную минеральную суспензию.6. The method according to claim 1, characterized in that as the immersion medium using an aqueous mineral suspension.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве иммерсионной среды используют модифицированную рудную пульпу. 7. The method according to claim 1, characterized in that the modified ore pulp is used as the immersion medium.