RU2675807C2 - Способ сортировки породы - Google Patents
Способ сортировки породы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2675807C2 RU2675807C2 RU2017103717A RU2017103717A RU2675807C2 RU 2675807 C2 RU2675807 C2 RU 2675807C2 RU 2017103717 A RU2017103717 A RU 2017103717A RU 2017103717 A RU2017103717 A RU 2017103717A RU 2675807 C2 RU2675807 C2 RU 2675807C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- minerals
- particles
- valuable material
- mine
- separation
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 59
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 38
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 38
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 38
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000001931 thermography Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 239000010432 diamond Substances 0.000 abstract description 32
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 abstract 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 32
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 20
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 20
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- WJCNZQLZVWNLKY-UHFFFAOYSA-N thiabendazole Chemical compound S1C=NC(C=2NC3=CC=CC=C3N=2)=C1 WJCNZQLZVWNLKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 5
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 5
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 4
- 239000010878 waste rock Substances 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- MJLGNAGLHAQFHV-UHFFFAOYSA-N arsenopyrite Chemical compound [S-2].[Fe+3].[As-] MJLGNAGLHAQFHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052964 arsenopyrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 1
- -1 auripigment Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052927 chalcanthite Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000481 chemical toxicant Toxicity 0.000 description 1
- 229910052956 cinnabar Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000002498 deadly effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 229910052949 galena Inorganic materials 0.000 description 1
- XCAUINMIESBTBL-UHFFFAOYSA-N lead(ii) sulfide Chemical compound [Pb]=S XCAUINMIESBTBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011860 particles by size Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 229910052959 stibnite Inorganic materials 0.000 description 1
- IHBMMJGTJFPEQY-UHFFFAOYSA-N sulfanylidene(sulfanylidenestibanylsulfanyl)stibane Chemical compound S=[Sb]S[Sb]=S IHBMMJGTJFPEQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 description 1
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
- B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
- B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
- B07C5/34—Sorting according to other particular properties
- B07C5/342—Sorting according to other particular properties according to optical properties, e.g. colour
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/71—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light thermally excited
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/24—Earth materials
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Geology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области сортировки различных пород полезных ископаемых по их теплофизическим свойствам и может быть использовано при разделении минеральных частиц, в том числе алмазосодержащей породы. Способ включает анализ посредством термического формирования изображений и идентификации частиц, содержащих ценный материал, и отделение частиц, содержащих по результатам анализа посредством формирования изображений ценный материал. При этом осуществляют регистрацию распределений температуры в виде инфракрасных изображений в диапазоне от 0,74 до 14 мкм длин электромагнитных волн путем сканирования поверхности месторождения, шахты, штольни, траншеи или штрека посредством тепловизора, а отделение ценного материала проводят по теплофизическим характеристикам минералов, зафиксированным на инфракрасных изображениях, собирая обнаруженный ценный материал непосредственно с поверхности карьера, шахты, штольни, траншеи или штрека разрабатываемого месторождения. Достигается повышение оперативности дифференцирования полезных минералов непосредственно с поверхности карьера, шахты, штольни разрабатываемого месторождения. 12 ил.
Description
Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, а именно к способам обогащения различных пород полезных ископаемых по их теплофизическим свойствам, и может быть использовано при сепарации минеральных частиц, у которых теплопроводность и теплоемкость существенно отличаются от частиц пустой породы, например, таких, как различные самородные минералы (медь, золото и тому подобные), в том числе минералы алмазосодержащей породы. Заявляемый способ может быть использован на многих этапах разведки, добычи и обогащения полезных ископаемых.
Заявляемое изобретение относится к приоритетному направлению развития науки и технологий «Технологии экологически безопасной разработки месторождений и добычи полезных ископаемых» [Алфавитно-предметный указатель к Международной патентной классификации по приоритетным направлениям развития науки и технологий / Ю.Г. Смирнов, Е.В. Скиданова, С.А. Краснов. - М.: ПАТЕНТ, 2008. - с. 110], так как заявляемый способ является экологически безопасным.
Существует ряд контактных способов с использованием различных устройств для выявления алмазов и бриллиантов, например, способ, раскрытый в описании патента РФ 2011978, с использованием устройства для идентификации алмазов и бриллиантов (патент РФ 2011978, МПК 5 G01N 25/18, опубликовано 30.04.1994), в котором идентификация алмаза осуществляется контактным образом с использованием электронной схемы с транзистором.
Признаками способа-аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого способа, является назначение и использование физического воздействия.
Известный способ с использованием устройства для идентификации алмазов и бриллиантов по патенту РФ 2011978 весьма сложен для промышленного обогащения алмазоносной руды. Другие подобные контактные устройства также невозможно использовать в промышленной сепарации (сортировке) алмазов от породы их содержащей.
Существует ряд способов, представляющих собой рентгенолюминесцентную сепарацию алмазов из исходной алмазосодержащей породы.
Известен, например, способ люминесцентной сепарации минералов из обогащаемого материала (патент РФ №2362635, МПК В07С 5/346 (2006.01), В03В 13/06 (2006.01), опубликовано 27.07.2009), использующий возникающую под воздействием возбуждающего излучения люминесценцию извлекаемого минерала.
Признаками способа-аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого способа, является использование физического воздействия.
Недостатками данного способа являются:
- во-первых, не все минеральные частицы ценного компонента люминесцируют, а часть пустой породы может также люминесцировать, давая ложный сигнал, что снижает эффективность сепарации;
- во-вторых, сложная система обработки полученных ответных сигналов, что не позволяет получать требуемое извлечение ценного компонента из исходной руды;
- в-третьих, высокие энергозатраты;
- в-четвертых, применение проникающего электромагнитного излучения не является безопасным.
Известен способ сепарации алмазосодержащих материалов и устройство для его осуществления (патент РФ №2366519, МПК В07С 5/346 (2006.01), В03В 13/06 (2006.01), G01N 23/00 (2006.01), опубликовано 10.09.2009).
Признаками способа-аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого способа, является физическое воздействие (облучение в рентгеновском диапазоне электромагнитных волн) на исходный материал.
Недостатками данного способа также являются:
- во-первых, не все минеральные частицы ценного компонента люминесцируют, а часть пустой породы может также люминесцировать, давая ложный сигнал, что снижает эффективность сепарации;
- во-вторых, сложная система обработки полученных ответных сигналов, что не позволяет получать требуемое извлечение ценного компонента из исходной руды;
- в-третьих, высокие энергозатраты;
- в-четвертых, применение проникающего электромагнитного излучения не является безопасным.
Известен способ, который реализуется при работе люминесцентного сепаратора для обогащения минерального сырья и устройства отделения искомого продукта для сепараторов (патент РФ №2215586, МПК В03В 13/06, В07С 5/346, опубликовано 10.11.2003).
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого способа, являются способ, в котором осуществляется физическое воздействие (облучение в некотором диапазоне электромагнитных волн) на исходный материал.
Недостатками данного способа являются, как было сказано выше: во-первых, сложная система обработки полученных ответных сигналов, что не позволяет получать требуемое извлечение ценного компонента из исходной руды; во-вторых, не все минеральные частицы ценного компонента люминесцируют, а часть пустой породы также может люминесцировать; в-третьих, высокие энергозатраты; в-четвертых, применение проникающего электромагнитного излучения не является безопасным.
Таким образом, все способы, по которым работают рентгенолюминесцентные сепараторы имеют ряд недостатков:
- экологически не безопасны, так как используется электромагнитное излучение неблагоприятно действующее на живые организмы;
- сложный обсчет выявления ценного компонента;
- большие энергозатраты;
- не все алмазы светятся под рентгеном, так как их свечение обусловлено примесями (азот и другие примеси);
- кроме алмазов под рентгеном светится еще ряд минералов (цирконы, пиропы, галиты, кальциты и др.), поэтому, способы рентгенолюминесцентной сепарации устройств НПО «Буревестник» идентифицируют алмазы по затуханию их свечения после облучения рентгеном, что усложняет процесс сепарации;
- для способов рентгенолюминесцентной сепарации необходимо сложное аппаратурное исполнение (защита людей и других живых организмов от проникающего электромагнитного излучения, сложные электронные схемы и другие элементы устройства).
Наиболее близкий к заявляемому способу является способ сортировки добытой породы (патент РФ №2401166, МПК В07С 5/342 (2006.01), G01N 33/24 (2006.01), опубликовано 10.10.2010), в котором сортировка основана на анализе посредством термического формирования изображений и идентификации частиц, содержащих ценный материал. Для чего на грубую фракцию частиц осуществляют воздействие некоторого вида нагрева и проводят разделение грубой фракции на частицы, содержащие, по результатам анализа посредством термического формирования изображений, ценный материал, и частицы, относительно непродуктивные с точки зрения содержания ценного материала.
Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками варианта заявляемого способа по п. 1 формулы изобретения, являются:
- анализ посредством термического формирования изображений и идентификации частиц, содержащих ценный материал;
- отделение частиц, содержащих по результатам анализа посредством формирования изображений ценный материал.
Способ по прототипу не позволит проводить сортировку руды с отделением ценного материала непосредственно на поверхности месторождения или в шахте, отбирая ценный материал с поверхности штолен, так как для этого по формуле прототипа требуется следующая последовательность действий: измельчение, сортировка и нагрев. Данный нагрев можно осуществить только локально, по большой площади равномерный нагрев трудноосуществим. Следовательно, будет нагрет только определенный участок и неравномерно, то есть ценные частицы нагреются по-разному, что не будет способствовать их явному выделению на полученных изображениях в инфракрасном диапазоне электромагнитных волн. Другими словами, должно быть какое-то замкнутое пространство для данного нагрева или способ с устройством, которые равномерно подводят тепло к поверхности руды, в котором источник тепла будет равномерно нагревать ценные частицы до некоторой определенной температуры, а не ценные частицы - до другой существенно отличающейся температуры.
Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками варианта заявляемого способа по п. 3 формулы изобретения, являются:
- измельчение добытой руды;
- разделение частиц по крупности;
- воздействие на одну из фракций частиц некоторого вида физического воздействия с последующим анализом посредством термического формирования изображений и идентификацией частиц, содержащих ценный материал;
- отделение ценного материала из анализируемой фракции частиц по результатам анализа посредством сформированных изображений.
Недостатком прототипа также является осуществление того или иного нагрева, что требует безусловно дополнительных энергозатрат. Однако, нагрев не всегда приемлем, так как исходная руда может содержать минералы, которые при нагреве выделяют ядовитые или токсичные вещества. Например, колорадоит - минерал, содержащейся в застывшей магме (кимберлитовой трубке). Этот минерал при нагреве выделяет смертельно ядовитые пары и пыль. Кроме этого, кимберлитовая трубка в ряде случаев содержит некоторое количество нефти. Пары нефти также токсичны, а при нагреве с воспламенением выделяют еще более токсичные вещества. Особенно сильно могут нагреться вышеприведенные вещества при СВЧ, которое используется для нагрева в прототипе. Так же нагрев не приемлем при обогащении других руд, содержащих токсичные минералы (киноварь, аурипигмент, стибнит, торбернит, арсенопирит, асбест, галенит, гутчинсонит, халькантит и другие), так как такие минералы выделяют ядовитые и токсичные химические вещества.
Изобретение направлено на создание эффективной безопасной технологии сортировки породы, содержащей ценные компоненты такие, как алмазы, самородные металлы (золото, медь и другие подобные металлы) и минералы, существенно отличающиеся по теплофизическим свойствам от пустой породы. Причем, изобретение направлено на создание технологии без энергозатрат, которую можно использовать, как на этапах добычи, так и на этапах обогащения полезных ископаемых.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении оперативности дифференцирования полезных минералов непосредственно с поверхности карьера, шахты, штольни разрабатываемого месторождения.
Технический результат заявляемого изобретения достигается тем, что в способе сортировки породы, включающем анализ посредством термического формирования изображений и идентификации частиц, содержащих ценный материал, и отделение частиц, содержащих по результатам анализа посредством формирования изображений ценный материал, согласно изобретению, осуществляют регистрацию распределений температуры в виде инфракрасных изображений путем сканирования поверхности месторождения, шахты, штольни, траншеи или штрека посредством тепловизора (или другого подобного устройства), а отделение ценного материала проводят по теплофизическим характеристикам минералов, зафиксированным на инфракрасных изображениях, собирая обнаруженный ценный материал непосредственно с поверхности карьера, шахты, штольни, траншеи или штрека разрабатываемого месторождения.
Заявляемый способ основан на различии теплофизических параметров (теплопроводности, теплоемкости) пустой породы и выделяемого полезного компонента (например, алмазов, самородных металлов и других минеральных частиц, имеющих различия в теплофизических параметрах. Отличия от прототипа доказывают новизну заявляемого способа.
Из уровня техники широко известно использование тепловизоров в ряде областей человеческой деятельности (http://www.thermoview.ru/articles/primenenie/), таких как строительство, энергетика и электротехника, металлургия и других.
Однако в перечисленных отраслях, не известно использование тепловизара для сортировки породы путем оперативного дифференцирования полезных минералов непосредственно с поверхности карьера, шахты, штольни разрабатываемого месторождения полезных ископаемых с помощью тепловизора. Таким образом, заявляемый способ позволяет получить новый технический результат, выражающийся в возможности оперативно на ранних стадиях разработки месторождения полезных ископаемых, выбрать крупные куски ценного материала (минерала). Например, добытый на ранней стадии в карьере (шахте или в любом другом месте месторождения) крупный алмаз не будет разбит в дальнейших технологических операциях на более мелкие алмазы. Следовательно, заявляемый способ соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».
Изобретение поясняется графическими материалами в виде фотографий, полученных в инфракрасном диапазоне электромагнитных волн, температурных профилей и блок-схем технологии способа.
На фиг. 1 и фиг. 2 показаны две одинаковые по весу навески в стеклянных круглых банках с низкими бортами, расположенные на алюминиевой подложке.
На фиг. 1 представлена фотография навески безалмазного материала минералов кимберлитовой трубки крупностью от 0,6 до 0,8 мм, а на фиг. 2 - фотография навески алмазов той же крупности.
На фиг. 3 показан температурный профиль изменения температуры безалмазного материала по линии ab, показанной на фиг. 1 и полученной с помощью программного обеспечения тепловизора Testo 885-2.
На фиг. 4 показан температурный профиль изменения температуры алмазов по линии cd, показанной на фиг. 2 и полученной с помощью программного обеспечения тепловизора Testo 885-2.
На фиг. 5 показана фотография частиц: речная галька 1 и медные частицы 2 со средним размером 1,5 см на алюминиевой подложке.
На фиг. 6 показан температурный профиль изменения температуры речной гальки и медных частиц по линии ef, показанной на фиг. 5.
На фиг. 7 показана фотография частиц речной гальки и медных частиц в открытой стеклянной чашке Петри, расположенной на алюминиевой подложке, и соответствующие частицам средние температуры.
На фиг. 8 представлена технологическая блок-схема без принудительного охлаждения поверхности месторождения.
На фиг. 9 представлена технологическая блок-схема с принудительным охлаждением поверхности месторождения.
На фиг. 10 показана фотография алмазов 3 и безалмазного материала 4, представленная в цветной палитре тепловизора Testo 885-2. Алмазы 3 - синие, а безалмазный материал 4 - светло-голубой.
На фиг. 11 представлена фотография в цветной палитре тепловизора Testo 885-2 (повторяющая фотографию фиг. 5). Речная галька 5 - красного цвета, а медные частицы 6 - синего цвета.
На фиг. 12 показана фотография, повторяющая фотографию фиг. 7, но представленная в цветной палитре тепловизора Testo 885-2 с соответствующими средними температурами частиц.
Заявляемый способ может быть использован уже на этапе геологоразведки или на этапе вскрытия исходной породы месторождения, так как многие минеральные частицы, имеющие существенные различия в теплофизических свойствах, могут быть обнаружены на открытой поверхности месторождения посредством ее сканирования тепловизором и получения изображений в инфракрасном диапазоне электромагнитных волн и соответствующей их обработке с целью выявления ценных компонентов (см. Блок схема на фиг. 8), так как незначительный обдув породы в виде конвективного потока (сквозняка, ветерка) приводит к ее охлаждению. Основные варианты технологических схем выполнения заявляемого способа приведены на фиг. 8 и фиг. 9.
Способ сортировки породы осуществляют путем сканирования поверхности месторождения, шахты, штольни, траншеи или штрека посредством тепловизора и отбора обнаруженного ценного материала непосредственно с поверхности карьера, шахты, штольни, траншеи или штрека разрабатываемого месторождения. При этом регистрацию распределений температуры в виде инфракрасных изображений осуществляют в диапазоне от 0,74 мкм до 14 мкм длин электромагнитных волн с использованием тепловизора, например, марки Testo 885-2, а отделение ценного материала проводят по теплофизическим характеристикам минералов, зафиксированным на инфракрасных изображениях.
Примеры.
Брались две одинаковые по весу навески, изображенные на фиг. 1 и фиг. 2, в стеклянных круглых банках с низкими бортами, расположеные на алюминиевой подложке. Навеска алмазов крупностью от 0,6 до 0,8 мм на фиг. 2 выглядела на экране тепловизора темно-синего цвета, а навеска безалмазного материала минералов кимберлитовой трубки той же крупности на фиг. 1 - светло-синего.
Для имитации естественных условий при температуре навесок 37°C они обдувались легким потоком воздуха с температурой 22-25°C из вентилятора. Через 3 секунды установилась разность температур, показанная на температурных профилях фиг. 3 и фиг. 4. Средняя температура безалмазного материала стала 34,2°C, а средняя температура алмазной навески 33°C. При работе тепловизора в цветной шкале температуры изображения навесок будут отличаться цветами. Разумеется, данная разность температур определяется различной теплопроводностью и теплоемкостью безалмазного материала и алмазов, а ее небольшая величина объясняется тем, что у навесок алмазов и безалмазного материала имеются воздушные прослойки, которые влияют на их охлаждение и разность температур. На фиг. 3 показан температурный профиль изменения температуры по линии ab, показанной на фиг. 1. На фиг. 4 показан профиль изменения температуры по линии cd, показанной на фиг. 2. Такая разность температур безалмазного материала и алмазов наблюдалась с помощью тепловизора марки Testo 885-2 многократно, более десяти раз. Аналогичные результаты были получены на тепловизоре марки ThermoPro TP8S.
Способ можно осуществить путем одновременного нагрева с одной стороны и охлаждением с другой стороны, что приведет к большей разности температур между ценными и не ценными кусками породы. Например, подложку, по которой движется монослойный поток породы можно нагревать, а сверху охлаждать или наоборот - подложку охлаждать, а сверху породу нагревать. Можно только охлаждать породу с любой стороны - сверху, снизу, сбоку или в любом другом направлении.
На фиг. 5 показаны фотографии частиц: речная галька 1 и медные частицы 2 со средним размером 1,5 см. Галька и медные частицы располагались на алюминиевой подложке и охлаждались воздухом с температурой 22-25°C вентилятором для имитации естественных условий. При начальной температуре образцов 37°C через 10 секунд средняя температура речной гальки снизилась до 36,6°C (на фотографии они показаны светло-серыми частицами), средняя температура подложки составила 35°C, а средняя температура медных частиц (на фотографии выглядят черными) снизилась до 28°C. На фиг. 11 в цветной палитре работы тепловизора разница в цветах и их яркости у частиц, имеющих температурную разницу после охлаждения, существенна: галька 5 -красная, а медные 6 - сине-голубые.
На фиг. 6 показан профиль изменения температуры по линии ef, показанной на фиг. 5 и полученной с помощью программного обеспечения тепловизора Testo 885-2. В данном случае при охлаждении крупных частиц породы наблюдается и большая разница температур между медными частицами и частицами речной гальки.
На фиг. 7 представлены те же частицы речной гальки светлые и медные частицы темного цвета, нагретые естественным образом при комнатной температуре 37°C, в открытой стеклянной чашке Петри. Чашку Петри разместили на алюминиевую пластину со средней температурой равной - 9°C для имитации природных условий в весенний период, когда грунт проморожен, а температура воздуха высокая. На данной фотографии медные частицы и речная галька явно отличаются по цвету и температуре. Через 7 секунд средняя температура гальки установилась около 29°C, а медных частиц - средняя температура 9,9°C. Данный пример наиболее информативный для осуществления заявляемого способа при различных естественных условиях. Для каждой показанной на фотографии частицы приведена ее средняя температура. Например, средняя температура самой крупной частицы гальки равна 36,6°C, а температура самой мелкой частицы равна 21,5°C. У самой крупной медной частицы средняя температура равна 14,6°C, а у самой мелкой медной частицы средняя температура равна 4,6°C. Крупные частицы имеют меньшее отношение площади поверхности к объему, что способствует более медленному их охлаждению. Такой разброс температур показывает то, что, во-первых, для частиц более близких по своим теплофизическим свойствам следует предварительно сортировать исходную породу по крупности, по форме и другим геометрическим параметрам, во-вторых, различие исходных частиц по крупности не будет влиять на выявление минеральных частиц, имеющих значительные отличия по теплофизическим свойствам от другой породы. В данном примере медные частицы, имеющие существенные отличия теплофизических свойств по сравнению с речной галькой легко можно отделить от пустой породы. Поскольку медь по сравнению с речной галькой имеет очень высокую теплопроводность и низкую теплоемкость. Удельная теплоемкость меди равна 0,385 кДж/(кг⋅К), а удельная теплоемкость данной речной гальки равна 0,7-0,9 кДж/(кг⋅К). Теплопроводность меди равна 401 Вт/(м⋅К), а тепловодность данной речной гальки 2-4 Вт/(м⋅К). Для алмазов аналогичная разница температур с пустой породой на фотографиях, полученных в инфракрасном диапазоне электромагнитных волн, будет более значительной, так как теплопроводность алмаза равна 1000-2600 Вт/(м⋅К) при удельной его теплоемкости равной 0,502 кДж/(кг⋅К).
Claims (1)
- Способ сортировки породы, включающий анализ посредством термического формирования изображений и идентификации частиц, содержащих ценный материал, и отделение частиц, содержащих по результатам анализа посредством формирования изображений ценный материал, отличающийся тем, что осуществляют регистрацию распределений температуры в виде инфракрасных изображений в диапазоне от 0,74 до 14 мкм длин электромагнитных волн путем сканирования поверхности месторождения, шахты, штольни, траншеи или штрека посредством тепловизора, а отделение ценного материала проводят по теплофизическим характеристикам минералов, зафиксированным на инфракрасных изображениях, собирая обнаруженный ценный материал непосредственно с поверхности карьера, шахты, штольни, траншеи или штрека разрабатываемого месторождения.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017103717A RU2675807C2 (ru) | 2017-02-03 | 2017-02-03 | Способ сортировки породы |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017103717A RU2675807C2 (ru) | 2017-02-03 | 2017-02-03 | Способ сортировки породы |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016113465A Division RU2617797C1 (ru) | 2016-04-07 | 2016-04-07 | Способ сортировки породы (варианты) |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2017103717A RU2017103717A (ru) | 2018-08-03 |
| RU2017103717A3 RU2017103717A3 (ru) | 2018-08-03 |
| RU2675807C2 true RU2675807C2 (ru) | 2018-12-25 |
Family
ID=63113039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017103717A RU2675807C2 (ru) | 2017-02-03 | 2017-02-03 | Способ сортировки породы |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2675807C2 (ru) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113933307B (zh) * | 2021-12-17 | 2022-03-11 | 矿冶科技集团有限公司 | 层片状矿物解离特征测量的方法及应用 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2076146A (en) * | 1980-01-25 | 1981-11-25 | Gunsons Sortex Mineral & Autom | Method and Apparatus for Sorting |
| EP0064842A1 (en) * | 1981-05-12 | 1982-11-17 | Sphere Investments Limited | Material sorting |
| US4433239A (en) * | 1981-02-12 | 1984-02-21 | Petro-Canada Exploration Inc. | Method and apparatus for on-line monitoring of bitumen content in tar sand |
| RU2102162C1 (ru) * | 1996-05-31 | 1998-01-20 | Закрытое акционерное общество "Интегра" | Способ сортировки штуфов золотосодержащих руд |
| RU2401166C1 (ru) * | 2006-10-16 | 2010-10-10 | Текнолоджикал Ресорсиз Пти. Лимитед | Сортировка добытой породы |
| RU2011111122A (ru) * | 2008-10-01 | 2012-11-10 | Раг Акциенгезельшафт (De) | Способ управления добычей в действующих очистных забоях посредством контроля доли пустой породы в выдаче на-гора |
| US8752709B2 (en) * | 2008-09-11 | 2014-06-17 | Technological Resources Pty. Limited | Sorting mined material |
-
2017
- 2017-02-03 RU RU2017103717A patent/RU2675807C2/ru active IP Right Revival
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2076146A (en) * | 1980-01-25 | 1981-11-25 | Gunsons Sortex Mineral & Autom | Method and Apparatus for Sorting |
| US4433239A (en) * | 1981-02-12 | 1984-02-21 | Petro-Canada Exploration Inc. | Method and apparatus for on-line monitoring of bitumen content in tar sand |
| EP0064842A1 (en) * | 1981-05-12 | 1982-11-17 | Sphere Investments Limited | Material sorting |
| RU2102162C1 (ru) * | 1996-05-31 | 1998-01-20 | Закрытое акционерное общество "Интегра" | Способ сортировки штуфов золотосодержащих руд |
| RU2401166C1 (ru) * | 2006-10-16 | 2010-10-10 | Текнолоджикал Ресорсиз Пти. Лимитед | Сортировка добытой породы |
| US8752709B2 (en) * | 2008-09-11 | 2014-06-17 | Technological Resources Pty. Limited | Sorting mined material |
| RU2011111122A (ru) * | 2008-10-01 | 2012-11-10 | Раг Акциенгезельшафт (De) | Способ управления добычей в действующих очистных забоях посредством контроля доли пустой породы в выдаче на-гора |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2017103717A (ru) | 2018-08-03 |
| RU2017103717A3 (ru) | 2018-08-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Knapp et al. | Viable applications of sensor‐based sorting for the processing of mineral resources | |
| Rollinson et al. | Characterisation of non-sulphide zinc deposits using QEMSCAN® | |
| RU2014139260A (ru) | Сортировка добытого материала | |
| AU2011232302A1 (en) | Sorting mined material on the basis of two or more properties of the material | |
| US20160107197A1 (en) | Method and device for separating primary ore containing rare earths | |
| RU2010154284A (ru) | Способ и устройство для сортировки добытого ископаемого материала | |
| US20150314332A1 (en) | Sorting mined material | |
| Murphy et al. | Underground preconcentration by ore sorting and coarse gravity separation | |
| AU2010215088A1 (en) | Detecting a mineral within a material | |
| RU2675807C2 (ru) | Способ сортировки породы | |
| Ghosh et al. | A non-invasive technique for sorting of alumina-rich iron ores | |
| Dominy et al. | Characterisation of gravity amenable gold ores—Sample representivity and determination methods | |
| Poloko | Physical separation methods, part 1: A review | |
| RU2617797C1 (ru) | Способ сортировки породы (варианты) | |
| Clarkson et al. | Exploiting the malleability of gold for placer concentrate extraction and recovery | |
| Tøgersen et al. | Mineralogy and texture of the Storforshei iron formation, and their effect on grindability | |
| Wang et al. | Trace Element Composition and Cathodoluminescence of Quartz in the Hongniu–Hongshan Skarn Deposit in Yunnan Province, Southwest China | |
| Manoucheri et al. | Techno-economic aspect of ore sorting—Is sorting a missing part in the mining industry—A case study at Sandvik’s Mittersill tungsten mine | |
| Amar et al. | Mine waste rock reprocessing using sensor-based sorting (SBS): Novel approach toward circular economy in phosphate mining | |
| BR112013007588B1 (pt) | Método para classificação de minério | |
| Oluwabunmi et al. | 2 k Factorial Experiments on Factors that Influence the Recovery of Gold during the Upgrade of Ilesha-Itagunmodi Gold Ore through Froth Flotation | |
| Cabri | New developments in process mineralogy of platinum-bearing ores | |
| de Sousa | Assessment of separation efficiency in mineral processing using the ultimate upgrading concept-a holistic window to integrate mineral liberation data | |
| dos Santos et al. | Preliminary analysis of the application of sensor based sorting on a limestone mine in the region caçapava do sul, Brazil | |
| Coint et al. | Rare earth elements (REE) in two long drill-cores from the Fen Carbonatite Complex, Telemark, Norway (preliminary version) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190408 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20200326 |