Фотометрический метод обогащения

Классификация радиометрических методов обогащения

Подготовка руды перед радиометрической сепарации

Перед автоматической сепарацией руды материал необходимо определенным образом подготовить:

1) Дробление руды до крупности 250-500 мм;

2) Промывка руды в бутаре, вибрационном грохоте или грохоте-конвейере для удаления шламов и загрязнений с кусков руды с целью предотвращения пылеобразования и искажений излучения.

3) Классификация руды по классам крупности, так как содержание ценного компонента в кусках руды разной крупности неодинаково.

Классификация руды проводится по шкале, равной 1,5 для слабоконтрастных материалов и 2 для контрастных материалов.

При поточном режиме (Рисунок 17) масса порций не определена и зависит от распределения ценного компонента в потоке. Эффективность порционной сортировки определяется степенью неоднородности содержания данного компонента и объёмом отсекаемой порции.

При порционном режиме масса порции равна массе руды в транспортирующей ёмкости. Достоинствами являются неподвижность порции при определении признака, исключение влияния помех от соседних порций. Порционные режимы обладают высокой производительностью, но низкой точностью.

При покусковом режиме куски должны двигаться на строгом расстоянии друг от друга, масса порции равна массе куска. Покусковой режим имеет высокую точность разделения, но низкую производительность, особенно на мелком материале.

Рисунок 17 – Технологические режимы радиометрического обогащения: 1- поточный; 2 – порционный; 3 – покусковой.

Производительность сортировки зависит от режима.

Производительность порционной сортировки определяется пропускной способностью конвейера.

,

где m_n - масса порции, т

t_обс - время обслуживания порции, сек.

Производительность покусковой сортировки:

,

где V - объём куска, м³

ρ - плотность куска, т/м³

n - частота срабатывания исполнительного механизма, с^-1.

При покусковом режиме куски следуют друг за другом на определённом расстоянии.

I Эмиссионные методы основаны на возбуждении вторичного излучения.

1. Фотометрический метод основан на использовании различий разделяемых компонентов полезных ископаемых в отражающей способности минерала.

2. Рентгенорадиометрическийметод основан на использовании характеристических рентгеновских спектров химического элемента под действием рентгеновского или γ излучения.

3. Люминисцентный основан на способности некоторых минералов испускать фотоны при возбуждении их молекул рентгеновскими или ультрафиолетовыми лучами, видимым светом или нагреванием.

4. Авторадиометрический основан на использовании естественной радиоактивности. Сепарация происходит по разнице в интенсивности гамма излучения.

5. Фотонейтронный (гамма-нейтронный ) основан на измерении искусственно наведенного облучения гамма-квантами.

6. Нейтронно-активационный метод основан на облучении потоком тепловых нейтронов с последующим разделением кусков по интенсивности гамма-излучения.

II Абсорбционные методы основаны на ослаблении прошедшего излучения без изменения его природы.

1. Гамма-абсорбционный метод основан на различии в поглощении или рассеивании излучений, разделяемыми компонентами руды.

2. Нейтронно – абсорбционный метод основан на использовании различий в ослаблении потока нейтронов разделяемыми компонентами полезных ископаемых.

3. Радиоволновой метод основан на электрических и магнитных свойствах минералов при взаимодействии с радиоизлучением.

Закон отражения света гласит: если свет падает на плоскую поверхность оптически однородного вещества, то угол падения первичной волны φ равен углу отражения вторичной волны по абсолютному значению. Такое отражение называется зеркальным. Если поверхность шероховата или оптически неоднородна, отраженный свет вследствие дифракции будет равномерно распространятся по всем направлениям. Такое отражение называется диффузным.

Отношение световых потоков отраженной и падающей волн определяется коэффициентом отражения. Закон преломления устанавливает связь между углом распространения преломленной волны и углом падения первичной волны:

sinφ/sinψ=n₂₁,

где n₂₁ – относительный показатель преломления среды, в которой распространяется преломленный свет относительно среды распространения падающего света.

По мере проникновения преломленной волны в вещество падение ее светового потока Ф_р происходит по закону

Ф_р=Ф_р0 · e^-αd,

где Ф_р0 начальное значение светового потока;

α – коэффициент поглощения;

d – толщина слоя вещества.

При этом методе используется разница в коэффициенте отражения рассеянного света минералов и горных пород. Куски руды подаются в фотометрическую камеру, в которой они освещаются на специально подобранном однородном по цвету фоне, а отраженный свет улавливается через светофильтр датчиком. Светофильтр пропускает тот диапазон спектра, где наблюдается наибольшая разница в отражении света разделяемыми минералами.

Датчиками служат фотоэлементы и фотоумножители, обеспечивающие большую чувствительность, селективность и производительность. В последние годы фотометрическая сепарация применяется для поваренной соли от ангидрида, гипса от мергеля (карбонат, силикат), известняка и доломита, сланцы от пегмантитов, изумруды, золото. Крупность материала, который может обогащаться этим методом, от 200 до 3 мм. Достоинство этой группы методов – чрезвычайно высокая производительность, при переработке сырья крупностью -10+5 мм до 200-400 срабатываний в минуту.

К недостаткам этого метода относятся:

- необходимость отмывки руды от загрязнений;

- недостаточная глубина анализа, так как анализируется только поверхностная часть минерального зерна;

- недостаточная корреляция между интенсивностью отраженного света и содержанием полезного компонента.