close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент РФ 2336127

код для вставки
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU
(11)
2 336 127
(13)
C1
(51) МПК
B03B 13/06 (2006.01)
B07C 5/342 (2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
(21), (22) За вка: 2006144724/03, 15.12.2006
(24) Дата начала отсчета срока действи патента:
15.12.2006
(45) Опубликовано: 20.10.2008 Бюл. № 29
Адрес дл переписки:
101990, Москва, Петроверигский пер., 4,
Агентство "Ермакова, Стол рова и партнеры",
пат.пов. Е.А.Ермаковой, рег.№ 163
R U
2 3 3 6 1 2 7
(54) СПОСОБ СЕПАРАЦИИ АЛМАЗОСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ
(57) Реферат:
Изобретение относитс к области обогащени полезных
ископаемых,
содержащих
люминесцирующие под воздействием излучени минералы. Техническим результатом изобретени вл етс повышение селективности процесса
сепарации и извлечени ценного компонента за
счет использовани различий в кинетике
рентгенолюминесценции сепарируемых минералов.
Дл этого
возбуждают
люминесценцию
импульсным
рентгеновским
излучением
и
осуществл ют преобразование люминесцентного
светового потока, исход щего из подверженного
излучению материала, наход щегос в диапазоне
максимума излучени медленной компоненты
алмаза, в электрические сигналы. Производ т
оцифровку полученной совокупности значений
интенсивности люминесценции. Затем вычисл ют
значени интенсивностей быстрой и медленной
компонент люминесценции на момент прекращени импульсного
рентгеновского
излучени .
Рассчитывают критерий разделени , равный
отношению значений расчетных интенсивностей
быстрой и длительной компонент люминесценции.
При значении критери разделени , наход щемс в
диапазоне, заданном пороговыми значени ми,
направл ют сигнал на исполнительный механизм
дл отделени полезного минерала в
концентратный приемник. 1 ил.
Страница: 1
RU
C 1
C 1
(73) Патентообладатель(и):
Общество с ограниченной ответственностью
"Алмазинтех-консультации и инжиниринг" (RU)
2 3 3 6 1 2 7
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: RU 2236311 С1, 20.09.2004. RU 2236312
C1, 20.09.2004. RU 2235599 C1, 10.09.2004. SU
1603588 A1, 20.08.1999. SU 1459014 A1,
10.09.1995. SU 1572720 A1, 23.06.1990. RU
2006120051 A, 20.09.2004. RU 2101101 C1,
10.01.98. RU 2249490 C1, 10.04.2005. RU
2271254 C2, 10.03.2006. GB 2219080 A,
29.11.1989. DE 2049500 A, 22.04.1971. WO
88/02111 A1, 18.10.1990. EP 0064810 A1,
01.04.1982.
R U
(72) Автор(ы):
Годун Константин Викторович (RU),
Рассулов Виктор Асафович (RU),
Кудр Владимир Викторович (RU),
Ольховский Александр Михайлович (RU),
Пацианский Феликс Анатольевич (RU)
C 1
C 1
2 3 3 6 1 2 7
2 3 3 6 1 2 7
R U
R U
Страница: 2
RUSSIAN FEDERATION
(19)
RU
(11)
2 336 127
(13)
C1
(51) Int. Cl.
B03B 13/06 (2006.01)
B07C 5/342 (2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY,
PATENTS AND TRADEMARKS
(12)
ABSTRACT OF INVENTION
(21), (22) Application: 2006144724/03, 15.12.2006
(24) Effective date for property rights: 15.12.2006
(45) Date of publication: 20.10.2008 Bull. 29
Mail address:
101990, Moskva, Petroverigskij per., 4,
Agentstvo "Ermakova, Stoljarova i partnery",
pat.pov. E.A.Ermakovoj, reg.№ 163
(73) Proprietor(s):
Obshchestvo s ogranichennoj otvetstvennost'ju
"Almazintekh-konsul'tatsii i inzhiniring" (RU)
C 1
2 3 3 6 1 2 7
R U
Страница: 3
EN
1 dwg
C 1
(57) Abstract:
FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: luminescence is excited by pulse Xrays, and luminescent light flux that originates
from radiated material, which stays in the
maximum range of diamond slow component
radiation, is transformed into electric signals.
Digitisation
of
obtained
aggregate
of
luminescence intensity values is carried out.
Then intensity values are calculated for slow and
fast components of luminescence at the moment of
pulse X-rays interruption. Separation criterion
is calculated, which is equal to ratio of design
intensity values of slow and fast components of
luminescence. If separation criterion stays in
the range preset by threshold values, signal is
sent to actuating mechanism for separation of
useful material into concentrate sump.
EFFECT:
higher
selectivity
of
separation
process and extraction of valuable component by
application
of
differences
in
kinetics
of
separated materials X-ray luminescence.
2 3 3 6 1 2 7
(54) METHOD OF DIAMOND-CONTAINING MATERIALS SEPARATION
R U
(72) Inventor(s):
Godun Konstantin Viktorovich (RU),
Rassulov Viktor Asafovich (RU),
Kudrja Vladimir Viktorovich (RU),
Ol'khovskij Aleksandr Mikhajlovich (RU),
Patsianskij Feliks Anatol'evich (RU)
RU 2 336 127 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Изобретение относитс к области обогащени полезных ископаемых, содержащих
люминесцирующие под воздействием излучени минералы.
Известны способы сепарации, основанные на импульсном режиме рентгеновского
облучени потока материала, поступающего в зону облучени , как правило, по наклонному
лотку. Проход щие через зону облучени зерна обогащаемого материала в моменты
действи импульсов рентгеновского излучени подвергают облучению, под воздействием
которого целый р д минералов, в том числе и алмазы, люминесцируют. Из данных по
изучению природы люминесценции алмазов известно, что при облучении рентгеновским
излучением возбуждаютс несколько центров люминесценции, обладающих
отличающимис спектральными и кинетическими характеристиками. Посто нна времени
затухани самой быстрой компоненты люминесценции не превышает 10 -9 с, посто нна времени затухани длительной компоненты достигает (20)?10 -3 с.
Проведенные исследовани показали, что с высокой точностью кинетика затухани люминесценции после прекращени рентгеновского излучени при измерении в узком
спектральном диапазоне 410-500 нм описываетс суммой двух экспонент:
J=J1*exp(-t/?1)+J2*exp(-t/?1),
где: J1 - интенсивность быстрой компоненты люминесценции в момент прекращени рентгеновского облучени ;
J2 - интенсивность длительной компоненты люминесценции в момент прекращени рентгеновского облучени ;
?1 - посто нна времени затухани быстрой компоненты люминесценции;
?2 - посто нна времени затухани длительной компоненты люминесценции.
В известном аналоге оценка характеристик рентгенолюминесценции минералов
осуществл етс не в момент возбуждени импульсами рентгеновского излучени , а с
некоторой задержкой после окончани рентгеновского импульса по нескольким точкам
(максимум четыре) в период времени затухани между импульсами возбуждени .
В предлагаемом способе сепарации реализуетс измерение кинетики затухани люминесценции с высокой частотой дискретизации (до дес ти тыс ч измерений за тот же
период, что дает возможность рассчитать значени быстрой и медленной компонент) в
узком спектральном диапазоне максимума излучени длительной компоненты алмаза,
получаемом при использовании светофильтров, с целью исключени мешающих сигналов.
Причем регистраци измер емых параметров люминесценции может осуществл тьс как
со стороны облучени рентгеновским излучением, так и с противоположной стороны (так
называемый режим рентгеновской абсорбции) (см. Руководство по эксплуатации
сепаратора люминесцентного ЛС-Д-4-03, С.-Петербург, 1997, с.7, 8, 10, 13-15, 17-21).
Недостатком известных способов сепарации вл етс низка селективность при
обогащении алмазосодержащих руд, особенно при повышенном содержании в
месторождени х таких сопутствующих минералов, как циркон, полевой шпат, галит,
апатит, минералов, содержащих уранил-ион в сорбированной форме и т.п., обладающих
рентгенолюминесцентными свойствами, аналогичными с алмазом. Известно, что у алмазов
диапазон интенсивности люминесценции, в том числе и ее длительной компоненты
затухани , очень широк и зависит от многих факторов: размеров и цвета кристаллов,
чистоты их поверхности, наличи включений, трещин и сколов на их гран х,
пространственной ориентации алмаза в момент пересечени зоны облучени рентгеновским излучением, содержани примесей в кристаллической решетке алмаза и т.д.
При этом у слаболюминесцирующих при рентгеновском возбуждении алмазов сигналы
длительной компоненты соизмеримы с уровнем "шумов" оптического и электронного
трактов регистрации. Дл надежного извлечени таких алмазов требуетс большое
усиление электрических сигналов, а уровень порога разделени , с которым сравниваетс сигнал от алмаза, приходитс вплотную приближать к уровню "шумов". В то же врем больша часть сопутствующих минералов, особенно кальцийсодержащих, обладающих
ркой люминесценцией, имеет значительную величину сигналов длительной компоненты
послесвечени , превышающую порог разделени . В результате такие сопутствующие
Страница: 4
DE
RU 2 336 127 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
люминесцирующие минералы воспринимаютс сепаратором как алмазы и извлекаютс в
концентрат. Увеличение уровн порога разделени в цел х предотвращени регистрации
сопутствующих минералов приводит к потер м слаболюминесцирующих алмазов, т.е. к
снижению извлечени полезного компонента. Увеличение мощности облучени не
приводит к повышению селективности, т.к. соответственно увеличиваетс и интенсивность
люминесценции сопутствующих минералов.
Известен также способ сепарации минералов, заключающийс в импульсном
возбуждении люминесценции, измерении интенсивности послесвечени люминесценции,
приведении амплитуды сигналов послесвечени люминесценции к одному уровню,
определении скорости изменени интенсивности послесвечени в заданном интервале
времени и последующем сравнении измеренной скорости с заранее выбранными
граничными значени ми диапазона скоростей, соответствующих наименьшей и
наибольшей длительности послесвечени полезного минерала (см. а.с. СССР №1459014,
прототип).
Недостатком указанного способа вл етс низка селективность процесса сепарации.
Это объ сн етс несколькими причинами. Как дл алмазов, так и дл сопутствующих
минералов характерна сложна форма кинетики затухани люминесценции, т.е. дл большинства образцов люминесцирующих минералов кривые спада длительной
компоненты люминесценции отличаютс от одноэкспоненциальной функции. Вследствие
этого посто нна времени изменени интенсивности послесвечени даже среди одного
типа минералов (например, полевых шпатов) при описании одной экспонентой будет иметь
очень широкий разброс. Этот же вывод справедлив и дл других типов люминесцирующих
минералов, а также и дл алмазов. Таким образом, заранее заданные граничные значени диапазона посто нной времени, которым должна удовлетвор ть посто нна времени
затухани длительной компоненты полезного минерала, должны иметь довольно широкий
диапазон. При этом неизбежно, что измеренные указанным способом значени скоростей
затухани люминесценции дл значительной части сопутствующих минералов будут
находитьс внутри границ диапазона посто нной времени, выбранного дл полезного
минерала. В результате такие люминесцирующие минералы будут регистрироватьс как
алмазы. Сужение диапазона граничных значений посто нной времени свечени в цел х
повышени селективности неизбежно приводит к снижению извлечени полезного
минерала. Кроме того, необходимость приведени амплитуды сигналов к одному уровню
вносит дополнительные искажени в процесс вычислени скорости затухани длительной
компоненты.
Техническим результатом изобретени вл етс повышение селективности процесса
сепарации и извлечени ценного компонента за счет использовани различий в кинетике
рентгенолюминесценции сепарируемых минералов.
Поставленный результат достигаетс посредством предлагаемого способа сепарации
алмазосодержащих материалов, включающего возбуждение люминесценции посредством
воздействи на материал импульсным рентгеновским излучением, преобразование
люминесцентного светового потока, исход щего из подверженного излучению материала,
наход щегос в диапазоне максимума излучени медленной компоненты алмаза, в
электрические сигналы, оцифровку полученной совокупности значений интенсивности
люминесценции, вычисление значений интенсивностей быстрой и медленной компонент
люминесценции на момент прекращени импульсного рентгеновского излучени , расчет
величины коэффициента разделени , равного отношению интенсивностей быстрой и
медленной компонент люминесценции, и при его значении, наход щемс в диапазоне,
заданном пороговыми значени ми, направление сигнала на исполнительный механизм об
отделении полезного минерала в концентратный приемник.
Возможность достижени поставленного результата обусловлена тем, что в основу
за вленного способа заложено экспериментально установленное различие в кинетике
рентгенолюминесценции алмазов и сопутствующих минералов. Длительность импульсов
возбуждени 0,5 мс вполне достаточна дл разгорани длительной компоненты
Страница: 5
RU 2 336 127 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
люминесценции J2 минералов до уровн ее надежной регистрации. В предлагаемом
способе измер ют кинетику затухани люминесценции с высокой частотой дискретизации в
узком спектральном диапазоне максимума излучени длительной компоненты алмаза
после окончани действи импульса рентгеновского излучени . Провод т расчет значений
интенсивностей быстрой и длительной компонент после прекращени рентгеновского
излучени по измеренным значени м кинетики затухани .
Прин тие решени "алмаз - не алмаз (сопутствующий минерал)" осуществл етс после
вычислени коэффициента разделени , равного отношению интенсивностей быстрой и
длительной компонент люминесценции после окончани рентгеновского излучени , а
именно:
где J1 - вычисленна интенсивность быстрой компоненты люминесценции, a J2 вычисленна интенсивность длительной компоненты люминесценции.
Дл типовых режимов сепарации, когда длительность импульсов рентгеновского
излучени составл ет 0,5 мс, а период следовани импульсов - 4,0 мс, многочисленными
экспериментальными исследовани ми установлено следующее:
при вычислении интенсивностей люминесценции J1 и J2 со стороны облучени материала соотношение 0,7<К<1,2 справедливо дл 99,7% исследованных алмазов;
значение К>2 справедливо дл люминесцирующих минералов, представленных
наибольшим процентным содержанием в сопутствующих рудах (полевой шпат, апатит,
галит и т.п.), а К<0,5 - дл таких люминесцирующих минералов, как циркон и карбонаты.
Способ реализуетс устройством, структурна схема которого показана на прилагаемом
чертеже.
Устройство содержит бункер 1, питатель 2, транспортирующий механизм 3, источник
импульсного возбуждени 4, фотоприемник с оптическим фильтром, выдел ющим
необходимый диапазон длин волн, и усилителем сигнала люминесценции 5 (6),
установленный либо со стороны падающего излучени , либо со стороны, противоположной
падающему излучению, блок обработки 7 сигнала интенсивности люминесценции,
выполненный в виде аналого-цифрового преобразовател с высокой частотой
дискретизации и большим динамическим диапазоном, первый вход которого соединен с
источником импульсного возбуждени 4 дл синхронизации преобразовани , второй вход
которого соединен с фотоприемником 5 (6), блок вычислени величины соотношени компонент люминесценции 8, выполненный на базе цифрового процессора сигналов,
первый вход которого соединен с источником импульсного возбуждени 4 дл синхронизации преобразовани , а выход - с блоком 9 управлени исполнительным
механизмом. 10 и 11 - приемники концентратного и хвостового продуктов.
Устройство работает следующим образом. Материал из бункера 1 поступает на питатель
2, а с него - на транспортирующий механизм 3 (как вариант - наклонный лоток), который
подает материал в зону возбуждени . Источник импульсного возбуждени 4 формирует
импульсы рентгеновского излучени . Из потока люминесценции минералов выдел ют
излучение в заданном диапазоне длин волн и преобразуют либо фотоприемником 5 (в
варианте измерени интенсивности люминесценции со стороны падающего рентгеновского
излучени ), либо фотоприемником 6 (в варианте измерени интенсивности люминесценции
со стороны, противоположной падающему рентгеновскому излучению) в электрические
сигналы. Сигналы с источника импульсного возбуждени 4 поступают на блок обработки 7
и блок вычислени 8 дл синхронизации преобразовани . Сигналы с фотоприемника 5 (6)
подаютс на блок обработки 7 сигналов интенсивности люминесценции, который выполнен
в виде аналого-цифрового преобразовател с высокой частотой дискретизации и большим
динамическим диапазоном. Сигналы после обработки с выхода блока 7 подаютс в блок 8,
который вычисл ет соотношение сигналов компонент люминесценции, выполненный на
базе цифрового процессора сигналов, определ ет критерий сортировки минералов и
принимает решение об отделении полезного минерала в приемник концентрата 10.
Алгоритм вычислени соотношени компонент люминесценции следующий:
Страница: 6
RU 2 336 127 C1
5
10
15
20
25
30
35
оцифровываетс сигнал U1 после действи импульса рентгеновского излучени до начала
следующего импульса рентгеновского излучени с высокой частотой дискретизации и
создаетс массив данных, каждый элемент которого пропорционален суммарной
интенсивности быстрой и медленной компонент люминесценции минерала в данный
момент времени. Цифровой процессор сигналов по определенной программе производит
вычисление интенсивностей быстрой и медленной компонент люминесценции (J1, J2) на
момент прекращени рентгеновского излучени . Рассчитываетс величина критери разделени по соотношению уровней расчетных интенсивностей быстрой и длительной
компонент люминесценции, сравнение его с пороговым значением и отделение полезного
минерала по результату сравнени . Дл прин ти решени "алмаз - не алмаз
(сопутствующий люминесцирующий минерал)" сравниваетс величина значени Кр с
диапазоном Кпорог. Значение коэффициента в диапазоне 0,7<Кр<1,2 означает, что
произошла регистраци алмаза, в этом случае даетс команда на отделение полезного
минерала в концентрат. Вариант, когда Кр>2 и Кр<0,5, означает, что через зону
регистрации прошел не алмаз, команда на отделение не выдаетс . К началу следующего
импульса рентгеновского излучени осуществл етс обнуление массивов данных, тем
самым электронный тракт регистрации подготавливаетс дл последующих измерений.
Выработанные блоком 8 команды на отделение минералов поступают на блок выработки
команд с исполнительным механизмом 9, который направл ет полезный минерал (алмаз) в
концентратный приемник 10. Остальной материал вместе с сопутствующими
люминесцирующими минералами попадает в хвостовой приемник 11.
Применение предлагаемого способа сепарации по сравнению с известными способами
позвол ет сократить суммарное количество отсечек в 4-6 раз, повысить кондицию
концентрата в 3-5 раз, уменьшить количество отсечек на один алмаз в 4-5 раз и довести
его до значени 1,2 отсечки на алмаз и тем самым повысить селективность процесса.
Формула изобретени Способ сепарации алмазосодержащих материалов, включающий возбуждение
люминесценции посредством воздействи на материал импульсным рентгеновским
излучением, преобразование люминесцентного светового потока, исход щего из
подверженного излучению материала, наход щегос в диапазоне максимума излучени медленной компоненты алмаза, в электрические сигналы, оцифровку полученной
совокупности значений интенсивности люминесценции, вычисление значений
интенсивностей быстрой и медленной компонент люминесценции на момент прекращени импульсного рентгеновского излучени , расчет величины коэффициента разделени ,
равного отношению интенсивностей быстрой и медленной компонент люминесценции, и
при его значении, наход щемс в диапазоне, заданном пороговыми значени ми,
направление сигнала на исполнительный механизм об отделении полезного минерала в
концентратный приемник.
40
45
50
Страница: 7
CL
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
131 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа