RU2475307C1 - Electrometric diamond separator - Google Patents

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to concentration of minerals, namely, to separation of dry diamond-containing materials, for example, primary drawing concentrates. Electrometric separator comprises loading hopper, two shaking feeders, transducer for contactless measurement of electric charge with sensitive electrode, transducer preamplifier, data processing unit, actuator, actuator control unit, concentrate receiver and rejects receiver. Transducer sensitive electrode is composed of paired electrically isolated plates. Every pair of said plates are equipped with individual preamplifier and individual data processing unit. Note that actuator is made up of a set of air valves arranged in one line. Note also that the number of said air valves equals that of pairs of sensitive electrode plates.

EFFECT: higher efficiency of separation.

1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, конкретнее к устройствам для сепарации сухих алмазосодержащих материалов, например концентратов первичного обогащения.The present invention relates to the field of mineral processing, and more particularly to a device for the separation of dry diamond-containing materials, for example primary concentrates.

Известны способы электрической сепарации для смесей минералов, отличающихся по электрическим свойствам /Справочник по обогащению руд. Основные процессы. / Под ред. Богданова, 2 изд., перераб. и доп., М.: Недра, 1983, стр.209-216/. В известных способах электрической сепарации частицам сортируемой смеси минералов вначале сообщают электрический заряд с помощью коронного разряда или трибоэлектризации. Затем частицы сортируемой смеси подаются в область разделения, в которой под действием электростатических сил материал разделяется на два или более продуктов. Метод разделения зависит от соотношения электрофизических свойств полезного и сопутствующего компонентов.Known methods of electrical separation for mixtures of minerals that differ in electrical properties / Guide to ore dressing. The main processes. / Ed. Bogdanova, 2nd ed., Revised. and add., M .: Nedra, 1983, pp. 209-216 /. In known methods of electrical separation, particles of a sortable mixture of minerals are first given an electric charge by corona discharge or triboelectrification. Then the particles of the sorted mixture are fed into the separation region, in which, under the action of electrostatic forces, the material is divided into two or more products. The separation method depends on the ratio of the electrophysical properties of the useful and related components.

Известен способ и устройство для сепарации кусковых материалов по прозрачности в области рентгеновского излучения /патент США №20090261024 A1, B07C 5/00, 2009 г./. Устройство включает матричный приемник излучения, блок обработки информации и блок определения координат куска полезного компонента на конвеере. Исполнительный механизм выполнен в виде набора пневмоклапанов, сопла которых расположены в линию в зоне свободного падения материалов. Блок обработки информации обнаруживает кусок материала полезного компонента по прозрачности в рентгеновских лучах, блок определения координат выдает информацию о местоположении этого куска на ленте конвеера. Блок управления исполнительными механизмами приводит в действие то пневмоклапан (или несколько близко расположенных пневмоклапанов), который расположен в зона пролета куска полезного компонента. Кусок полезного компонента отклоняется в приемник концентрата, а куски сопутствующих компонентов, пролетающие в соседних зонах, не отклоняются и пролетают в приемник хвостов.A known method and device for separating bulk materials by transparency in the field of x-ray radiation / US patent No. 20090261024 A1, B07C 5/00, 2009 /. The device includes a matrix radiation detector, an information processing unit, and a unit for determining the coordinates of a piece of useful component on the conveyor. The actuator is made in the form of a set of pneumatic valves, the nozzles of which are located in a line in the zone of free fall of materials. The information processing unit detects a piece of material of the useful component by transparency in X-rays, the coordinate determination unit provides information about the location of this piece on the conveyor belt. The control unit actuators actuates the pneumatic valve (or several closely located pneumatic valves), which is located in the flight zone of a piece of useful component. A piece of the useful component is deflected into the concentrate receiver, and pieces of related components flying in neighboring zones do not deviate and fly into the tailings receiver.

Известен датчик для измерения электрического заряда /патент РФ №2393465, G01N 27/60, B07C 7/00. 2010 г./. Датчик содержит заземленный корпус, внутри которого расположен чувствительный электрод, установленный на высококачественном изоляторе. Основным элементом датчика является чувствительный электрод с внутренним каналом, по которому перемещается сепарируемый материал. Внутренний канал может иметь круглое, квадратное или прямоугольное поперечное сечение. В процессе измерения весь поток сепарируемого материала движется через внутренний канал датчика.A known sensor for measuring electric charge / RF patent No. 2393465, G01N 27/60, B07C 7/00. 2010 /. The sensor contains a grounded housing, inside of which there is a sensitive electrode mounted on a high-quality insulator. The main element of the sensor is a sensitive electrode with an internal channel through which the separated material moves. The inner channel may have a round, square or rectangular cross section. During the measurement process, the entire flow of separated material moves through the internal channel of the sensor.

Ближайшим аналогом заявляемого изобретения является устройство для осуществления способа сепарации алмазосодержащих материалов /патент РФ №2353439, B07C 5/344, B03С 7/00, 2009 г./. Устройство содержит следующие основные узлы и блоки: загрузочный бункер, два вибропитателя (подающий и растягивающий), датчик для бесконтактного измерения электрического заряда с чувствительным электродом, предварительный усилитель датчика, блок обработки информации, блок управления исполнительным механизмом, исполнительный механизм, приемник концентрата и приемник хвостов.The closest analogue of the claimed invention is a device for implementing the method of separation of diamond-containing materials / RF patent No. 2353439, B07C 5/344, B03C 7/00, 2009 /. The device contains the following main units and blocks: loading hopper, two vibrating feeders (feed and traction), a sensor for non-contact measurement of electric charge with a sensitive electrode, a sensor pre-amplifier, an information processing unit, an actuator control unit, an actuator, a concentrate receiver and a tail receiver .

Недостатком прототипа является низкая производительность сепарации. Ограничение производительности связано с формой выполнения чувствительного электрода датчика и с формой выполнения исполнительного механизма. Чувствительный электрод имеет один внутренний канал, через который проходит одновременно весь поток сепарируемого материала. Сигнал датчика формируется общим зарядом всех зерен материала, находящихся внутри чувствительного электрода датчика. При увеличении производительности путем увеличения размеров датчика и повышения скорости подачи материала увеличивается количество материала внутри датчика, что приводит к увеличению общего фонового сигнала, а это понижает чувствительность сепарации. Исполнительный механизм, использованный в прототипе, отклоняет в приемник концентрата часть общего потока материла, причем вместе с алмазом отклоняется некоторое количество зерен сопутствующего компонента. При увеличении производительности неизбежно повышается загрязнение концентрата сопутствующим компонентом, что снижает кондицию концентрата.The disadvantage of the prototype is the low productivity of the separation. The performance limitation is associated with the execution form of the sensitive electrode of the sensor and with the execution form of the actuator. The sensitive electrode has one internal channel through which the entire flow of separated material passes simultaneously. The sensor signal is formed by the total charge of all grains of material inside the sensor’s sensitive electrode. With an increase in productivity by increasing the size of the sensor and increasing the feed rate of the material, the amount of material inside the sensor increases, which leads to an increase in the overall background signal, and this reduces the separation sensitivity. The actuator used in the prototype deflects part of the total flow of material into the concentrate receiver, and together with diamond, a certain number of grains of the associated component are deflected. With an increase in productivity, contamination of the concentrate inevitably increases with the accompanying component, which reduces the condition of the concentrate.

Задачей предлагаемого изобретения является создание сепаратора, повышающего производительность сепарации без снижения чувствительности и без ухудшения кондиции концентрата.The objective of the invention is the creation of a separator that increases the separation performance without reducing sensitivity and without deteriorating the condition of the concentrate.

Поставленная задача решается тем, что в электрометрическом сепараторе алмазов, включающем загрузочный бункер, два вибропитателя, датчик для бесконтактного измерения электрического заряда с чувствительным электродом, предварительный усилитель датчика, блок обработки информации, исполнительный механизм, блок управления исполнительным механизмом, приемник концентрата и приемник хвостов, чувствительный электрод датчика выполнен в виде набора электрически изолированных пластин, соединенных парами, причем для каждой пары пластин введены индивидуальный предварительный усилитель и индивидуальный блок обработки информации, а исполнительный механизм выполнен в виде набора пневмоклапанов, расположенных в одну линию, причем количество пневмоклапанов равно числу пар пластин чувствительного электрода.The problem is solved in that in the electrometric diamond separator, including a feed hopper, two vibratory feeders, a sensor for non-contact measurement of electric charge with a sensitive electrode, a sensor pre-amplifier, an information processing unit, an actuator, an actuator control unit, a concentrate receiver and a tail receiver, the sensitive electrode of the sensor is made in the form of a set of electrically isolated plates connected in pairs, moreover, for each pair of plates s individual pre-amplifier and an individual processing unit, and the actuator is configured as a set of pneumatic valves arranged in one line, and the number is the number of pairs of pneumatic sensing electrode plates.

Чувствительный электрод выполнен в виде набора электрически изолированных пластин, расположенных в два ряда по разные стороны потока сепарируемого материала, причем пластины, расположенные напротив друг друга, соединены попарно. Каждой паре пластин соответствует свой предварительный усилитель и свой канал в блоке обработки информации. Таким образом, регистрация производится в сравнительно узкой зоне потока с малым содержанием зерен сопутствующего компонента. Разделение чувствительного электрода на пластины с отдельными предварительными усилителями позволяет получить информацию о зоне потока, в которой расположен алмаз.The sensitive electrode is made in the form of a set of electrically insulated plates arranged in two rows on opposite sides of the flow of separated material, and the plates located opposite each other are connected in pairs. Each pair of plates has its own preamplifier and its own channel in the information processing unit. Thus, registration is performed in a relatively narrow flow zone with a low content of grains of the accompanying component. Separation of the sensitive electrode into plates with separate preamplifiers provides information on the flow zone in which the diamond is located.

Исполнительный механизм выполнен в виде набора пневмоклапанов, расположенных в одну линию. В заявляемое устройство введен блок управления пневмоклапанами, который приводит в действие тот клапан, в зоне которого обнаружен алмаз.The actuator is made in the form of a set of pneumatic valves located in one line. A pneumatic valve control unit is introduced into the inventive device, which actuates the valve in the area of which the diamond is detected.

Совокупность указанных признаков позволяет повысить производительность сепаратора без снижения чувствительности и без ухудшения кондиции концентрата.The combination of these features allows you to increase the performance of the separator without compromising sensitivity and without deteriorating the condition of the concentrate.

На фиг.1 изображена структурная схема устройства:Figure 1 shows the structural diagram of the device:

1 - загрузочный бункер, 2 - подающий вибропитатель, 3 - растягивающий вибропитатель, 4 - пластины чувствительного электрода датчика, 5 - предварительные усилители датчика, 6 - блоки обработки сигнала, 7 - блок управления исполнительным механизмом, 8 - исполнительные механизмы, выполненные в виде пневмоклапанов, 9 - приемник концентрата, 10 - приемник хвостов.1 - loading hopper, 2 - feeding vibratory feeder, 3 - tensile vibrating feeder, 4 - sensitive sensor electrode plates, 5 - sensor preliminary amplifiers, 6 - signal processing units, 7 - actuator control unit, 8 - actuators made in the form of pneumatic valves , 9 - receiver concentrate, 10 - receiver tailings.

Загрузочный бункер 1 установлен в верхней части устройства над поверхностью первого вибропитателя 2. Первый вибропитатель 2 установлен выше второго вибропитателя. Второй вибропитатель 3 установлен с возможностью подачи материала внутрь датчика в режиме свободного падения. Пластины чувствительного электрода 4 соединены между собой попарно. Каждая пара пластин чувствительного электрода 4 соединена с отдельным предварительным усилителем 5. Общее число предварительных усилителей равно числу пар пластин 4. Выходы предварительных усилителей соединены со входами блоков обработки сигнала 6. Выходы блоков обработки сигнала соединены со входами блока управления исполнительным механизмом 7 с пневмоклапанами 8. В зоне действия пневмоклапанов 8 установлен приемник концентрата 9. Ниже пневмоклапанов 8 установлен приемник хвостов 10.The loading hopper 1 is installed in the upper part of the device above the surface of the first vibratory feeder 2. The first vibratory feeder 2 is installed above the second vibratory feeder. The second vibratory feeder 3 is installed with the possibility of feeding material into the sensor in the free fall mode. The plates of the sensitive electrode 4 are interconnected in pairs. Each pair of plates of the sensitive electrode 4 is connected to a separate pre-amplifier 5. The total number of pre-amplifiers is equal to the number of pairs of plates 4. The outputs of the pre-amplifiers are connected to the inputs of the signal processing units 6. The outputs of the signal processing units are connected to the inputs of the control unit of the actuator 7 with pneumatic valves 8. In the zone of operation of the pneumatic valves 8, a concentrate receiver 9 is installed. Below the pneumatic valves 8, a tailings receiver 10 is installed.

Устройство действует следующим образом.The device operates as follows.

Исходная смесь минералов, например концентраты предварительных методов обогащения алмазосодержащих руд, поступает в загрузочный бункер 1, из бункера 1 материал поступает на первый вибропитатель 2, который обеспечивает выгрузку материала из бункера и его перемещение на второй вибропитатель 3. Второй вибропитатель 3 формирует поток материала в виде монослоя и подает материал в зону измерения. В процессе перемещения по вибропитателям 2 и 3 алмазы приобретают положительный электрический заряд. После схода материала с конца второго вибропитателя 3 материал свободно падает между пластинами чувствительного электрода 4. Пластины 4, расположенные друг против друга по разные стороны потока, соединены между собой, поэтому каждая пара пластин обеспечивает измерение заряда в ограниченной области потока. Каждая пара пластин соединена с отдельным предварительным усилителем 5. Общее число предварительных усилителей равно количеству пар пластин. Предварительные усилители усиливают сигналы датчиков и передают усиленные сигнала для последующей обработки на блоки обработки сигналов 6. Блоки обработки сигналов выполнены индивидуальными для каждой пары пластин, поэтому общее число блоков 6 равно числу предварительных усилителей 5. Блоки обработки сигналов 6 производят дополнительное усиление и фильтрацию сигналов, после чего сравнивают сигналы с порогом разделения. Если сигнал превышает порог разделения, то блок обработки информации 6 выдает сигнал на блок управления исполнительными механизмами 7. Блок управления исполнительными механизмами 7 обрабатывает сигналы с выходов всех блоков обработки сигналов 6, выбирает необходимый исполнительный механизм (пневмоклапан), усиливает сигнал запуска до необходимой электрической мощности и производит запуск исполнительного механизма 8. Исполнительные механизмы (пневмоклапаны) 8 выполнены в виде набора элементов, причем количество элементов совпадает с количеством пар пластин чувствительного электрода, а пространственное расположение каждого элемента соответствует расположению пары электродов. Исполнительный элемент срабатывает и отклоняет алмаз в приемник концентрата 9 из локальной области потока, в которой обнаружен алмаз. Материал в соседних зонах, не содержащих алмазы, поступает в приемник хвостов. 10.The initial mixture of minerals, for example, concentrates of preliminary methods for the processing of diamond ores, enters the feed hopper 1, from the hopper 1, the material enters the first vibratory feeder 2, which provides unloading of the material from the hopper and its movement to the second vibratory feeder 3. The second vibratory feeder 3 forms a material flow in the form monolayer and feeds the material into the measurement zone. In the process of moving through vibratory feeders 2 and 3, diamonds acquire a positive electric charge. After the material leaves the end of the second vibratory feeder 3, the material freely falls between the plates of the sensitive electrode 4. The plates 4, located opposite each other on different sides of the stream, are interconnected, so each pair of plates provides a charge measurement in a limited area of the stream. Each pair of plates is connected to a separate pre-amplifier 5. The total number of pre-amplifiers is equal to the number of pairs of plates. Pre-amplifiers amplify the signals of the sensors and transmit the amplified signals for subsequent processing to the signal processing units 6. The signal processing units are individual for each pair of plates, therefore, the total number of units 6 is equal to the number of pre-amplifiers 5. The signal processing units 6 additionally amplify and filter the signals, then compare the signals with the separation threshold. If the signal exceeds the separation threshold, the information processing unit 6 provides a signal to the actuator control unit 7. The actuator control unit 7 processes the signals from the outputs of all signal processing units 6, selects the necessary actuator (pneumatic valve), amplifies the start signal to the required electric power and starts the actuator 8. Actuators (pneumatic valves) 8 are made in the form of a set of elements, and the number of elements coincides with the number the number of pairs of plates of the sensitive electrode, and the spatial arrangement of each element corresponds to the location of the pair of electrodes. The actuator activates and deflects the diamond into the concentrate receiver 9 from the local flow region in which the diamond is detected. Material in adjacent diamond-free areas enters the tailings receiver. 10.

Технический эффект заявляемого изобретения заключается в повышении производительности сепарации путем увеличения ширины потока материала, формируемого вибропитателями при сохранении высокой чувствительности и высокой селективности сепарации.The technical effect of the claimed invention is to increase the separation performance by increasing the width of the material flow formed by vibratory feeders while maintaining high sensitivity and high separation selectivity.

Claims (1)

Электрометрический сепаратор алмазов, включающий загрузочный бункер, два вибропитателя, датчик для бесконтактного измерения электрического заряда с чувствительным электродом, предварительный усилитель датчика, блок обработки информации, исполнительный механизм, блок управления исполнительным механизмом, приемник концентрата и приемник хвостов, отличающийся тем, что чувствительный электрод датчика выполнен в виде набора электрически изолированных пластин, соединенных парами, причем для каждой пары пластин введены индивидуальный предварительный усилитель и индивидуальный блок обработки информации, а исполнительный механизм выполнен в виде набора пневмоклапанов, расположенных в одну линию, причем количество пневмоклапанов равно числу пар пластин чувствительного электрода. Electrometric diamond separator, comprising a feed hopper, two vibratory feeders, a sensor for non-contact measurement of electric charge with a sensitive electrode, a sensor pre-amplifier, an information processing unit, an actuator, an actuator control unit, a concentrate receiver and a tail receiver, characterized in that the sensor is a sensitive electrode made in the form of a set of electrically isolated plates connected in pairs, and for each pair of plates introduced individual a preliminary amplifier and an individual information processing unit, and the actuator is made in the form of a set of pneumatic valves located in one line, and the number of pneumatic valves is equal to the number of pairs of plates of the sensitive electrode.

Images