СПОСОБ СЕПАРАЦИИ АЛМАЗОСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области обогащения дробленых минеральных материалов, которые для обнаружения полезных минералов используют люминесценцию, возбуждаемую в них воздействием рентгеновского излучения, более конкретно к способам сепарации алмазосодержащих материалов, например концентратов первичного обогащения. При рентгенолюминесцентной сепарации используют свойство минералов генерировать излучение в оптической области спектра под воздействием рентгеновского излучения.

Из уровня техники известно устройство для сепарации минералов (патент RU 2101102), содержащее бункер, транспортирующий механизм, источник излучения, блок измерения интенсивности люминесценции, блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом задатчика пороговой величины интенсивности люминесценции минералов, а выход соединен с блоком выработки команд, выходом подключенным к исполнительному механизму, отличающееся тем, что в устройство введен блок фильтрации, вход которого подключен к выходу блока измерения интенсивности люминесценции, а выход подключен ко второму входу блока сравнения, блок фильтрации содержит конденсатор, резистор и дифференциальный усилитель, точка соединения конденсатора и резистора является входом блока фильтрации, вторые выводы конденсатора и резистора подключены соответственно к первому и второму входам дифференциального усилителя, выход которого является выходом блока фильтрации. В данном изобретении используется фильтр, который вместе с сигналом «шумов» фильтрует слабый сигнал люминесцирующих материалов, что в дальнейшем затрудняет выделение полезного слабого сигнала. Также подавляется стробирующий сигнал контроля работы сепаратора. Это недопустимо при работе аппарата. Фильтр установлен в определенном месте электронной схемы.

В сравнении с указанным устройством для сепарации минералов заявляемое изобретение усредняет пиковое значение сигнала, что вполне устраивает техническим требованиям некоторых рентгенолюминесцентных сепараторов, так как появляется возможность уменьшить порог для выделения полезного сигнала слаболюминесцирующих минералов. Контрольный сигнал легко проходит через детектор, так как сигнал большой амплитуды проходит через пороговое устройство и поступает в блок управления сепаратором. Еще одно преимущество в сравнении с указанным устройством - его можно вставить в любом необходимом участке цепи электронной схемы. Известны способы сепарации минералов, включающие подачу минералов в зону излучения (патенты RU 2366519, RU 2249490, RU 2212957, RU 2235599, RU 2236311, RU 2066244, RU 2170628, RU 2137556, RU 2236914, RU 2234383), наиболее близким аналогом из которых можно выделить RU 2366519, содержащий фотоприемник, установленный со стороны падающего рентгеновского излучения или со стороны, противоположной падающему рентгеновскому излучению, исполнительный механизм и блок обработки сигналов, управляющий им. Облучение минералов в указанных устройствах ведут проникающим излучением, ведут регистрацию текущей амплитуды сигнала люминесценции минерала, осуществляют задание пороговой амплитуды сигнала люминесценции полезного минерала.

Сравнение текущей амплитуды сигнала люминесценции минерала ведут с заданным пороговым значением амплитуды. Затем производят отделение люминесцирующего минерала. Недостатком является пропуски слаболюминесцирующих минералов, что обусловлено неэффективным выделением полезного сигнала. Свечение кристалла происходит за счет вкрапления некоторых химических элементов, например самый распространенный - это азот. Слаболюминесцирующие алмазы, прозрачные до 225 нм, являются химически наиболее чистыми, и их кристаллическая решетка имеет минимальное количество дефектов. Чем «чище» алмаз, тем меньше он светится под действием рентгеновских лучей. Следовательно, и сигнал от него будет минимальным. Таким образом, сепараторы пропускают самые ценные кристаллы. При больших интенсивностях рентгеновского излучения наблюдается видимое свечение воздуха. Возникает фон «шумов», диаграмма которого показана на Фиг.1. Задаваемый порог устанавливают до величины, при которой пиковые значения шумов находились ниже заданного порога. Амплитуда слаболюминесцирующего вещества становится незаметной, что приводит к пропуску алмазов. При уменьшении порога, диаграмму которого можно видеть на Фиг.2, сигнал от «шумов» с длительностью, на много меньшей сигнала люминесцирующего материала, проходит через блок обработки сигналов к блоку управления исполнительного механизма, где формируется сигнал для отсечки алмазов. Это приводит к ложному срабатыванию исполнительного механизма.

В рентгенолюминесцентных сепараторах для контроля его работоспособности применяется пробирующий сигнал, генерируемый с определенной частотой и длительностью меньше длительности полезного сигнала. Также применяют эталонный минерал, засвечиваемый рентгеновскими лучами с определенной частотой и длительностью. В сепараторах типа «РМДС» применяют световой сигнал. При прохождении строба или иного контрольного импульса в систему управления исполнительным механизмом произойдет ложное срабатывание данного механизма. Для подавления сигналов, длительность которых меньше длительности сигнала люминесцирующего минерала, необходимо устройство, выделяющее из сигналов меньшей длительности сигнал люминесцирующего материала.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности извлечения люминесцирующих материалов.

Указанная задача достигается за счет того, что способ сепарации алмазосодержащих материалов, характеризующийся использованием блока формирования сигнала, управляющего исполнительным механизмом, причем облучение минералов ведут проникающим излучением с регистрацией текущей амплитуды сигнала люминесценции минерала, осуществляют задание пороговой амплитуды сигнала люминесценции полезного минерала, производят сравнение текущей амплитуды сигнала люминесценции минерала с заданным пороговым значением амплитуды, затем производят отделение люминесцирующего минерала, отличается тем, что до блока формирования сигнала, управляющего исполнительным механизмом, подключают пиковый детектор, посредством которого усредняют пиковое значение сигнала, и/или подключают времяимпульсный дискриминатор, с помощью которого подавляют сигналы, длительность которых меньше длительности сигнала люминесцирующего материала; в результате обработки пиковым детектором и/или времяимпульсным дискриминатором полезного сигнала выходящий импульс, отфильтрованный от помех с длительностью, меньшей длительности полезного сигнала, подают в блок формирования сигнала исполнительного механизма.

Способ может быть реализован на основе устройства для сепарации алмазосодержащих материалов, содержащего транспортирующий механизм, источник рентгеновского излучения, фотоприемник, установленный со стороны падающего рентгеновского излучения или со стороны, противоположной падающему рентгеновскому излучению, блок обработки сигналов, блок выработки команд с исполнительным механизмом. Отличием устройства является то, что оно снабжено устройством для подавления сигналов, длительность которых намного меньше длительности сигнала люминесцирующего минерала в рентгенолюминесцентных сепараторах, состоящим из пикового детектора и времяимпульсного дискриминатора, с возможностью подключения как по отдельности пикового детектора и времяимпульсного дискриминатора, так и вместе пикового детектора и времяимпульсного дискриминатора, который выделяет сигнал с большей длительностью на фоне сигналов с меньшей длительностью, причем пиковый детектор и времяимпульсный дискриминатор установлены между блоками или в любом необходимом участке цепи электронной схемы между фотоприемником и блоком обработки сигналов, управляющим исполнительным механизмом. Устройство состоит из основных узлов, структурная схема которых приведена на (Фиг.3), где 1 - загрузочный бункер, 2 - транспортирующий механизм, предназначенный для перемещения материала через зону облучения и регистрации, 3 - источник рентгеновского излучения, 4 - блок питания рентгеновской трубки, 5 - управление питания рентгеновской трубки фотоэлектронного устройства «ФЭУ», 6 - зона облучения материала рентгеновской трубкой, 7 - зона просмотра фотоэлектронным устройством, 8 - фотоэлектронное устройство, 9 - предварительный усилитель сигнала, 10 - блок обработки сигналов, 11 - блок управления исполнительного механизма, 12 - исполнительный механизм, 13 - приемный отсек (копилки полезного материала), 14 - пиковый детектор, 15 - времяимпульсный дискриминатор.

Отличительной особенностью заявленного решения является то, что устройство содержит в себе пиковый детектор 14 и времяимпульсный дискриминатор 15 с возможностью подключения данного устройства после блока предварительного усилителя сигнала 9, идущего с фотоэлектронного устройства 8 и до блока формирования сигнала 11 исполнительного механизма 12. Подключение возможно в любом месте, как показано на Фиг.4 или как показано на Фиг.5. Причем подключать можно отдельно пиковый детектор 14 или отдельно времяимпульсный дискриминатор 15, а также пиковый детектор 14 в сочетании с времяимпульсным дискриминатором 15, для чего можно использовать переключатель 16. Выбор схемы подключения зависит от технических требований рентгенолюминесцентных сепараторов.

Способ и устройство функционируют следующим образом.

Используя пиковый детектор 14, включенный до блока формирования сигнала 11, управляющего исполнительным механизмом 12, усредняется пиковое значение сигнала, что вполне устраивает техническим требованиям некоторых рентгенолюминесцентных сепараторов, так как появляется возможность уменьшить порог для выделения полезного сигнала слаболюминесцирующих минералов (см. Фиг.5). Но данного устройства бывает не достаточно, так как стробирующий сигнал и некоторые пиковые значения при еще большем уменьшении задаваемого порога будут проходить в блок управления исполнительного механизма.

Используя времяимпульсный дискриминатор 15, включенный до блока формирования сигнала 11, управляющего исполнительным механизмом 12, подавляются сигналы, длительность которых меньше длительности сигнала люминесцирующего материала. В результате после обработки полезного сигнала проходит импульс в блок формирования сигнала исполнительного механизма без помех (см. Фиг.6). Таким образом, появляется возможность еще больше уменьшить тот порог, что показан на диаграмме Фиг.5, что в целом повышает эффективность выделения слаболюминесцирующих сигналов до уровня диаграммы Фиг.7.

Применяя пиковый детектор в сочетании с времяимпульсным дискриминатором, повышается эффективность фильтрации сигналов с длительностью, меньшей длительности полезного сигнала.