Способ сепарации минералов

 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, содержащих люминесцирующие под действием излучения минералы. Цель повышение селективности. Способ основан на измерении интенсивности послесвечения люминесценции (Л) минералов, возбужденных импульсным излучением. При этом амплитуду сигнала интенсивности Л стабилизируют на заданном уровне и поддерживают на этом уровне до окончания процесса измерения. Интервал времени (ИВ) измерения выбирают равным наименьшей длительности послесвечения из возможного диапазона длительностей полезного минерала. Интенсивность послесвечения Л измеряют в начале и в конце заданного ИВ. Время начала измерения выбирают равным моменту окончания переходного процесса от вынужденной Л к Л послесвечения. Определяют скорость изменения интенсивности послесвечения Л на заданном ИВ, по которой производят разделение минералов. За уровень стабилизации принимают величину интенсивности сигнала послесвечения Л в начале заданного ИВ измерения. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, содержащих люминесцирующие под действием излучения минералы, и может быть использовано для обнаружения и сортировки люминесцирующих минералов, например алмазов. Целью изобретения является повышение селективности. На фиг.1 представлена в реальном масштабе времени диаграмма приведенных к одному амплитудному уровню интенсивностей люминесценции минералов; на фиг. 2 устройство, реализующее предлагаемый способ. На фиг. 1 обозначено: 1 импульс возбуждения люминесценции; 2 и 3 соответственно кривые, соответствующие наименьшей и наибольшей длительности люминесценции послесвечения полезного минерала; 4 кривая длительностей послесвечения сопутствующих минералов в области времен, меньших наименьшей длительности послесвечения полезного минерала; 5 кривая длительностей послесвечения сопутствующих минералов в области времен, больших наибольшей длительности послесвечения полезного минерала; σ_η и σ₁ значения интенсивности сигнала люминесценции в моменты времени первого и второго измерений соответственно для наименьшей длительности сигнала; σ₄ и σ₃ соответствующие значения интенсивностей для наибольшей длительности люминесценции полезного минерала; t₁ время окончания импульса возбуждения; t₁ и t₃ соответственно наибольшие времена первого и второго измерений. Физический смысл способа заключается в следующем. При возбуждении минералов импульсным излучением минералы начинают люминесцировать с различной интенсивностью, что зависит от их физических свойств, типоразмера, режима возбуждения. После окончания импульса возбуждения наблюдается затухающая во времени люминесценция послесвечения, причем изменение ее происходит с различной скоростью. Измеряя скорость изменения интенсивности (скорость затухания) сигнала послесвечения люминесценции минерала, можно с достаточной степенью точности судить о его полезности. Например, рассмотрим в качестве полезного минерала алмаз, которому на фиг. 1 соответствует область наименьшей и наибольшей длительностей интенсивностей послесвечения люминесценции, ограниченная, соответственно, кривыми 2 и 3. Известно, что у подавляющего большинства алмазов длительность послесвечения люминесценции лежит в интервале от 1,3х10^-3 до 12х10^-3 с, а у сопутствующих ему интервалов, таких, как цирконы, плагиоклазы и подобные им, длительность послесвечения менее 0,5х10^-3 с, у кальцитов и аналогичных им до 30х10^-3 с. Известны также алмазы типа "Карбонадо" с длительностью послесвечения люминесценции, находящейся в пределах от 0,7х10^-3 до 1,3х10^-3 с. Для измерения скорости изменения интенсивности люминесценции необходимо провести измерения величины интенсивности в двух точках в течение длительности процесса люминесценции послесвечения. Первое измерение производится в момент в течение интервала времени Т₁ t₁ t₂, равного по длительности до 0,2 х 10^-3 с после окончания импульса возбуждения и определяющего переходную зону от вынужденной люминесценции к люминесценции послесвечения. Причем t_н должно быть не менее длительности переходной зоны, так как в противном случае будет снижение селективности сепарации. Второе измерение производится в момент t_к в течение интервала времени T₂ t_н t_д, равного по длительности от 0,2х10^-3 до 1х10^-3 с после окончания импульса возбуждения. Конкретное значение t_к выбирается в пределах интервала Т₂ исходя из наименьшей длительности люминесценции послесвечения полезного минерала, содержащегося в обогащаемом сырье. При нарушении этого требования будет снижение чувствительности сепарации. Причем t_н t₂ и t_к t₃. По измеренным значениям интенсивности определяется скорость ее изменения как V₁ или V₁ соответственно для наименьшей и наибольшей длительностей люминесценции полезного минерала. Если измеренное значение скорости изменения интенсивности находится в интервале от V₁ до V₂, то вырабатывается сигнал выделения минерала из сырья, как полезного. Для проведения измерения скоростей затухания интенсивностей люминесценции всех минералов обогащаемого сырья в одинаковых условиях амплитуды сигналов приводятся к одному уровню с последующим поддержанием установившегося при этом приведении коэффициента усиления измерительного устройства на время до окончания процесса измерения. Следует отметить, уровень приведения амплитуд сигналов, времена t_н и t_к выбираются исходя из схемного решения устройства измерения и наибольшей точности измерения, т. е. из условия обеспечения наибольших значений селективности и чувствительности сепарации. Способ сепарации минералов возможно реализовать, например, устройством, представленным на фиг.2. Минералы питателем 6 подаются на транспортирующий механизм 7, который подает их в зону возбуждения и обнаружения люминесценции, где минералы возбуждаются при помощи импульсного источника 8 излучения, формирующего импульсы излучения длительностью τ и частотой f. Световой сигнал люминесценции возбужденных минералов преобразуется фотоприемником 9 в электрические сигналы, которые устройством 10 усиливаются и стабилизируются по амплитуде на требуемом уровне с сохранением установившегося при этом коэффициента до момента окончания процесса измерения. Затем стабилизированный сигнал поступает на устройство 11 измерения скорости затухания сигнала послесвечения, где в моменты времени t_н и t_к проводятся измерения интенсивностей сигналов, определяется скорость затухания сигналов. В случае, когда измеренная величина скорости затухания сигнала какого-то минерала соответствует интервалу скоростей затухания сигналов полезного минерала, например алмаза, устройство 11 вырабатывает сигнал, поступающий на исполнительный механизм 12, который направляет полезный минерал в концентратный приемник 13, а сопутствующие минералы в хвостовой приемник 14. Повышение селективности, обусловленное приведением сигналов интенсивности люминесценций к одинаковым условиям, измерения, собственно способом измерения величины затухания сигнала послесвечения люминесценции, повышением чувствительности за счет вовлечения в процесс измерения слаболюминесцирующих минералов выгодно отличает от прототипа указанный способ сепарации минералов.

Формула изобретения

1. СПОСОБ СЕПАРАЦИИ МИНЕРАЛОВ, заключающийся в импульсном возбуждении люминесценции и измерении интенсивности послесвечения люминесценции, отличающийся тем, что с целью повышения селективности, амплитуду сигнала интенсивности люминесценции стабилизируют на заданном уровне и поддерживают на этом уровне до окончания процесса измерения, задают интервал времени измерения, измеряют интенсивность послесвечения люминесценции в начале и в конце заданного интервала времени и определяют скорость изменения интенсивности послесвечения люминесценции на заданном интервале времени измерения, по которой производят разделение минералов, причем время начала измерения выбирают равным моменту окончания переходного процесса от вынужденной люминесценции к люминесценции послесвечения, интервал же времени измерения выбирают равным наименьшей длительности послесвечения из возможного диапазона длительностей полезного минерала, а за уровень стабилизации принимают величину интенсивности сигнала послесвечения люминесценции в начале заданного интервала времени измерения. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что время начала измерения t_н имнтенсивности сигнала послесвечения люминесценции выбирают в интервале t₁ ≅ t_н ≅ t₂, где t₁ и t₂ соответственно наименьшее и наибольшее времена переходного процесса. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что заданный интервал времени измерения скорости изменения интенсивности послесвечения люминесценции t_к выбирают в интервале t_н < t_к < t_з, где t_з время наименьшей длительности послесвечения полезного минерала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2