Сепараторы для эмиссионных методов

Одноканальный ленточный авторадиометрический сепа­ратор с электромеханическим сортирую­щим механизмом шиберного типа (рис. 1.3.) [8] включает ленточный конвейер 1, пере­мещающий руду к разделяющему шиберному механизму 3. Радиометр 6, датчик 2 которого помещается в концевом барабане конвейера, регистрирует гамма-излучение руды (5 — экран). Когда интенсивность гамма-излуче­ния кусков руды, прошедших над датчиком, выше установленной граничной интенсив­ности, включается электромагнит 4, который поворачивает шибер и открывает желоб для концентрата. Материал с интенсивностью ; гамма-излучения ниже граничной направляется в желоб для хвостов.

Многоканальные ленточные сепараторы имеют несколько датчиков и разделяющих механизмов, что дает возмож­ность обрабатывать одновременно руды на нескольких параллельных потоках. Датчик в совокупности с разделяющим механизмом образует самостоятельный рудосортирующий канал.

Рис. 1.3. Одноканальный ленточный авторадио­метрический сепаратор с электромеханическим сортирующим механизмом шиберного типа.

Авторадиометрический се­паратор КН с автоматической коррек­цией массы кусков [49] работает следующим образом. Виброжелоб подает куски руды на конический питатель, при вращении которого они выстраиваются в ряд и попадают на корот­кий ленточный конвейер, откуда, свободно падая, направляются в зону измерения. Под­ход куска к датчику фиксируется фотоэлемен­том. Время затемнения фотоэлемента куском руды характеризует его размер. Результат измерения подается в счетную схему радио­метра для корректировки уровня настройки сепаратора. Интенсивность излучения куска измеряется сцинтилляционным датчиком. В качестве разделяющего устройства исполь­зуется трехдюзный пневмоклапан, включае­мый по сигналу радиометра во время прохож­дения куска перед соплом клапана. Время дутья клапана зависит от размера куска. Производительность сепаратора по классу —200 +50 мм достигает 20—50 т/ч при рас­ходе электроэнергии 3 кВт-ч.

Вибрационный авторадио­метрический сепаратор с меха­ническим устройством (рис.8.4). Руда пода­ется к датчикам радиометра и сортирующим механизмам металлическим вибрационным конвейером, имеющим несколько параллель­ных желобов. В конце конвейера под каждым желобом установлены окруженный свинцо­вым или стальным экраном сцинтилляционный датчик, регистрирующий гамма-излучение кусков руды во время их свободного падения с конвейера, а также разделяющий механизм (шибер, снабженный электромагнитным приводом). Руда разделяется пневматическим механизмом. Достоинство сепаратора — высокая производительность, недостаток — незначительная экспозиция кусков руды над датчиком и ненадежная экранировка сцинтилляционных кристаллов, что обусловливает повышенную чувствительность датчика к нулевому фону.

Рис.1.4. Вибрационный авторадиометрический сепаратор:

1 — вибратор; 2 — многоканальный вибрацион­ный конвейер; 3 — куски руды; 4 — экран; 5 — шиберный разделяющий механизм; 6 — сцинтилляционный датчик в экране; 7 — рама; 8 — инертная масса для гашения вибраций; 9 — вибро­изоляторы.

Вибрационные радиометрические сепара­торы требуют тщательной очистки руды от мелкого материала и тонкой наладки вибро­системы [8].разработаны фотонейтронные сепараторы двух типов РАМБ-300 (вибрационный) и РМБ-100 (ленточный). В этих сепараторах применяется источник гамма-излучения изотоп ¹²⁴Sb и радиометры РСБ-2 и УСБ-3 со сцинтилляционными дат­чиками Т-2.

Рентгенорадиометрические сепараторы ленточного типа с элек­тромеханическим и пневматическим разде­ляющими устройствами разработаны для покускового и поточного режимов. В се­параторах покускового режима предусмо­трено устройство для индикации подхода куска руды и учета его размера. Средняя производительность сепараторов с поточным режимом работы — 80 т/ч, с покусковым — : 20 т/ч.

Рентгенолюминесцентные сепараторы [8] (в СССР созданы
нескольких типов) применяются в промыш­ленных условиях для обработки алмазосодержащих руд. Сепаратор ЛС-20 предназначен для обработки продуктов крупностью 20—8 и 8—4 мм; производительность — соответ- ственно 20 и 9 т/ч, извлечение алмазов не менее 99 %. Сепаратор потребляет не более 2 кВт-ч и имеет габариты: аппарата — 1950X500X2020 мм, радиометра —560X600X1360мм, общая масса — около 800 кг. Сепаратор ЛС-50 предназначен для обработки алмазосодержащей руды круп- ностью от 50 до 10 мм. Производительность его для класса 50—20 мм составляет 100 т/ч, для класса 20—10 мм — 60 т/ч при извлечении
алмазов не менее 99 %. Потребляемая мощ­ность — не более 4 кВт-ч, габариты — 1980Х 1270Х 2190 мм, общая масса — 1300 кг.
Рентгенолюминесцентные сепараторы не­скольких типоразмеров выпускаются фирмой «Гансонс Сортекс лимитед» (Великобритания).

Фотолюминесцентный сепаратор «Фотон» (см. рис. 1.1) приспособлен для работы в покусковом режиме. В качестве источника возбуждения люминесценции используется ультрафиолетовая лампа с фо­кусирующей линзой из кварцевого стекла, а детектором света, исходящего от люминесцирующего минерала, служит фотоумножитель. Средняя производительность сепара­тора — 5 т/ч.

Фотометрический сепара­тор, разработанный ЦНИИолово и НПО «Буревестник», имеет вибрационный питатель, подающий руду из бункера; покусковой пи­татель, расчленяющий поток руды на отдель­ные куски; ленточный конвейер, подающий куски руды в оптическую камеру, в которой находится система из трех осветителей и трех фотоэлементов. Сортирующее устройство выполнено в виде пневматического клапана. На этом сепараторе обрабатываются руды крупностью от 150 до 35 мм, предварительно разделенные на два класса.

Схема работы сепаратора показана на рис. 1.11. Кусок руды, попадающий в опти­ческую камеру, освещается лучом поляризо­ванного света, сформированным лампой на­каливания 1, зеркалом 2, диафрагмой 3 и поляроидом 4. Отраженный от куска руды с рассеянный луч света проходит через поляроид 5, объектив 6, отверстие 7 во вращающемся сканирующем диске 8, конденсор 9 Л1 и регистрируется датчиком 10, откуда сигнал поступает на блок усиления и дискриминации 11, блок управления 12 и далее на усилитель мощности 13, управляющий пневмоклапаном 14. Для синхронизации работы датчика и пневмоклапана имеется канал 15, фиксирую­щий поступление куска руды.

Характеристика сепаратора.

Производительность сепаратора по классу —120 +75 мм, т/ч - 20 . Резрешающая способность, мм . . . . . . . . . . . . . . 4

Расход сжатого воздуха, м^э/мин . . . . . . . . . . . . . 6—8

Потребляемая мощность, кВт . . . . . . . . . . . . 8

Трехканальный фотометри­ческий сепаратор «Кварц» имеет
вибрационный питатель для подачи руды в измерительные камеры. В них установлены по два осветителя и четыре датчика, собран­ных на фотоэлектронных умножителях. Сор­тирующий механизм представляет собой за­слонку, приводимую в движение электро­магнитом. Сепаратор работает на основе фиксации света, отраженного от общей по­верхности куска.

Фотометрические сепара­торы фирмы «Гансонс Сортекс лимитед» [8] различных типов [в основ­ном ленточные, оборудованные вибрацион­ными питателями (рис. 1.12, табл. 1.8)] получили довольно широкое распространение для обработки материала различной круп­ности (от 3 до 150 мм).

Интенсивность отраженного света измеря­ется в условиях свободного падения кусков полезного ископаемого. В качестве сорти­рующего механизма используются пневмати­ческие клапаны, скорость срабатывания кото­рых тем больше, чем мельче обрабатываемый класс. В сепараторах, приспособленных для обработки классов —20 мм, она достигает 200 раз в 1 с.

Фотометрический сепара­тор с лазерным источником света «Модель 16» (рис. 8.5.) разработан двумя фирмами —«Ор Сортер» и «Голдфилс». Применение лазерного источника света, ма­лоинерционной сканирующей системы в виде быстро вращающегося многогранного зер­кального барабана позволило обрабатывать РУДУ, расположенную разреженным моно­слоем шириной 800 мм на быстродвижущейся ленте. Для создания такого монослоя используется специальная система питания, состоящая из двух последовательно установленных вибропитателей и наклонного лотка, выполненного из материала с очень низким коэффициентом трения.

Такая система обеспечивает стабильное положение кусков руды на ленте, движущейся со скоростью 4 м/с, что позволяет сканировать лучом поверхность ленты через 2 мм при высокой производительности сепаратора.

В электронном блоке управления кроме обычных его функций также определяются размер кусков и их положение в монослое, что дает возможность правильно выделить куски в соответствующий продукт. Пневматическое разделяющее устройство состоит из клапанов (от 40 до 80 шт. — в зависимости от крупности обрабатываемого материала), расположены поперек движения монослоя, Работа сепараторов контролируется компьютерами. .
Гамма-абсорбционный сепа­ратор РС-2Ж ленточного типа, двухканальный с электромеханическим раздели­тельным устройством работает в условиях покускового режима. Источником гамма-излу­чения является изотоп ¹⁰⁹Cd мощностью 10 мКи, расположенный над датчиком, поме­щенным в головке барабана конвейера. При прохождении над датчиком куска руды интен­сивность гамма-излучения источника в той или иной степени ослабляется и сравнивается в радиометре с заданной пороговой величиной, при достижении которой разделяющее устрой­ство направляет куски руды в тот или иной продукт.

Характеристика сепаратора РС-2Ж

Высота, м ............ 2,35

Площадь, занимаемая сепаратором, м² ................ 1,44

Производительность по классу —200 + 100 мм, т/ч . . ..... 20—25

Потребляемая мощность, кВт 1,7

Масса, т. ........ . . ... 0,9

Нейтронно-абсорбционные сепараторы по принципу работы в ос­новном аналогичны описанному выше гамма-абсорбционному сепаратору. Отличие заклю­чается в источнике облучения (в рассматривае­мых сепараторах используются импульсные источники нейтронов) и в применении замед­лителей нейтронов — парафина или воды [50].

На рис. 8.5,а представлена схема гамма-абсорбционного се­паратора, применяемого для обогащения кусковых железных руд (—200+100 мм). Классифицированная руда из бункера 1 вибропитателем 2 подается на конвейер 3. Лента конвейера дви­жется с большей скоростью, чем скорость движения материала по вибропитателю. Это позволяет организовать покусковую по­дачу материала в зону действия источника гамма-излучения 6 и детектора излучений 4, вмонтированных в барабан 5. Про­шедшее через кусок излучение регистрируется сцинтилляционным счетчиком и измеряется радиометром 8. По команде радио­метра с помощью исполнительного механизма (на рисунке не показан) изменяют положение шибера 7 и кусок направляют в тот или иной продукт. В качестве источника гамма-излучения служит изотоп ¹⁰⁹Gd. Управление сепаратором осуществляют с помощью радиометра «Днепр-4», разработанного в шестиканальном варианте. Один радиометр применяют для управления двумя сепараторами.

На рис. 8.5.б приведена схема авторадиометрического сепара­тора типа КН, в котором согласование скоростей движения ма­териала, поступающего из бункера, 10, на вибропитателе 9 и конвейере 8 выполнено с помощью конического питателя 11. Так как сепаратор КН предназначен для сортировки высококонт­растных руд, то измерение естественной радиоактивности произ­водят при свободном падении куска с помощью сцинтиллято-ра 5. Измерение размера куска производят с помощью лампы б и фотоэлемента 7 по времени затенения фотоэлемента куском материала. Результат измерения подают в счетную схему ра­диометра для корректировки содержания ценного компонента в куске по его размерам. Выведение частиц из потока произво­дят с помощью пневмоклапанов 4, а продукты разделения (с по­мощью шибера 3) удаляются конвейерами 1, 2. Сепаратор КН на материале крупностью —200+50 мм обеспечивает произво­дительность 50—20 т/ч.

На рис. 1.5,в представлена схема монохроматического фото­метрического сепаратора Сортекс-621, содержащего два иден­тичных канала. Исходный материал крупностью— 19+6 мм из бункера 1 с помощью вибропитателя 2 и профилированного конвейера 3 подается в фотометрическую камеру 4, где уста­новлены лампы 7, освещающие куски, приемники излучения 5 и фоновые пластины 6. Равномерность освещения куска достига­ется за счет окрашивания камеры белой краской.

Приемники излучения 5 направлены на фоновые пластины 6. Осмотр куска производится с трех сторон. В качестве фоновых используют пластины, отражающие неселективно. В комплект входят пластины, имеющие окраску от белого до черного (коэф­фициент отражения от 5 до 95%). Для разделения компонентов полезного ископаемого с коэффициентом отражения г\>г₂ под­бирают фоновую пластину с коэффициентом отражения r<j>, за­нимающим промежуточное положение между коэффициентом от­ражения разделяемых компонентов (ri>r<p>r₂). За делитель­ную перегородку 8 может выводиться с помощью пневмоклапана 11 любой из продуктов разделения 9, 10 (темнее или свет­лее фона). Производительность сепаратора на двух каналах со­ставляет 2—0,5 т/ч.

Значительное повышение производительности дает плоско­кусковой режим сортировки, реализованный, например, в сепа­раторе М16 (рис. 8.5,г).

Исходный материал из бункера 15 с помощью двух вибро­питателей 13 и

Рис. 1.5. Схемы сепараторов:

а — РС-2Ж (гамма-абсорбционный); б — КН (авторадиометрический); в — Сортекс-62Г; г — М16

14 подают на наклонную плиту 9, где движение материала ускоряется, и затем он поступает на плоский конвей­ер 7. Очистка поверхности кусков производится на вибропита­теле 13 с помощью устройства 12. Вывод шламов после промыв­ки производят через перфорированное днище вибропитателя 13 в сборник шламов 11. С целью уменьшения перекатывания ча­стиц по ленте конвейера 7 установлен успокоитель 8, выполнен­ный в виде конвейера. Лента конвейера 7 очищается с помощью устройства 10.