Промислове використання радіометричної сепарації.

Фотометричні сепаратори протягом довгого часу серійно випускаються фірмою «Гансонс Сортекс Лімітед» (Великобританія). Три моделі сепараторів цієї фірми 621М, 711М и 811М охоплюють діапазон крупності шматків руди від 6 до 150 мм. У їхній конструкції багато загального.

Наприклад, сепаратор 621М призначений для обробки класу 6-20 мм (рис. 6.7). Руда з бункера 1 подається вібраційним живильником 2 на два паралельні стрічкові транспортери 3, на яких шматки вишикуються в ланцюжок і потім послідовно з певним інтервалом у вільному падінні пролітають через оптичну камеру 4. З появою в ній шматка, відбивна здатність якого відрізняється від фону, з датчика надходять електричні імпульси в електронно-вимірювальний блок. Якщо частота імпульсів буде перевищувати деяку задану величину, з електронної системи надійде сигнал на сортувальний пристрій. Останній має вигляд повітряного клапана 9, струмінь стисненого повітря з якого змінить траєкторію руху даного шматка й він буде вилучений з потоку.

Рис. 6.7. Схема фотометричного сепаратора

«Сортекс» 621М

Процес регулюється шляхом зміни рівня порога відсічення, відтінку фонових пластин, режиму відбору й продуктивності.

Крім цих моделей фірма випускає ще деякі.

Можна відзначити також багатоканальні фотометричні сепаратори фірм «Ор Сортерс» й «Голдфілдс», вітчизняні конструкції ЦНДІолово. Досвід промислового викори-стання фотометричних сепараторів свідчить про їхню ефективність для збагачення руд кольорових і чорних металів, а також неметалічних корисних копалин.

Із сепараторів люмінесцентного типу насамперед слід відзначити вітчизняну конструкцію «Фотон» (рис. 6.8).

Рис. 6.8. Схема фотолюмінесцентного

сепаратора «Фотон»:

1 – завантажувальна лійка; 2 – вібраційний живильник; 3 – корпус сепаратора; 4 – конвеєр для концентрату; 5 – конвеєр для хвостів; 6 – кварцева лампа; 7 – лінза; 8 – світлофільтр; 9 – датчик; 10 – шибер; 11 – лійка

Трьохканальний пристрій пристосований для роботи в покусковому режимі. В якості джерела люмінесценції використовується ультрафіолетова лампа з фокусуючою лінзою із кварцового скла, а приймачем світла, що виходить з люмінесцентного мінералу, служить фотопомножувач. Поділяючий пристрій виконаний у вигляді заслінки, керованої електромагнітом. Продуктивність сепаратора залежить від крупності оброблюваних шматків руди й у середньому становить 5 т/год.

Із закордонних конструкцій такого типу найпоширеніші сепаратори фірми «Гансонс Сортекс Лімітед».

Для збагачення берилієвих руд застосовуються фотонейтронні сепаратори вібраційного (РАМБ-300) і стрічкового (РМБЛ-100) типів.

Сепаратори, в основі роботи яких лежить гамма-абсорбційний метод радіометричного збагачення, в останні роки знаходять застосування для збагачення окремих типів руд чорних, кольорових і рідких металів.

Однак, більшість конструкцій радіометричних сепараторів, заснованих на ефекті просвічування шматків руди гамма-випромінюванням і визначення вмісту в них заліза за ступенем загасання випромінювання (чим вище вміст заліза, тим сильніше загасання), розрахована на збагачення досить дрібнокускових потоків руди (крупністю 25-50, у деяких випадках до 150 мм). Такими є, наприклад, сепаратори «Рубін», РСК-4.

Разом з тим, величезна кількість шматків руди в потоці (зворотно пропорційна кубу середнього діаметра шматків) унеможливлює навіть приблизний контроль кожного окремо й ефективність такого сортування невелика.

Взагалі, існуючі конструкції сепараторів розраховані на контроль шматків розміром не більше 150 мм, у той час як крупность залізної руди, наприклад, Криворізького басейну, досягає 400 мм. У той же час аналіз закономірностей зміни вмісту заліза залежно від гранулометричного складу й масової частки кожної фракції в рудопотоках криворізьких руд виявляє наступну залежність: чим крупніше шматок, тим більше вміст бідних фракцій й, відповідно, менше вміст заліза.

Це легко пояснюється: багаті руди менш міцні й руйнуються в першу чергу. Навпроти, бідні руди міцніші, їх важче зруйнувати, їхні шматки краще протистоять численним ударам при перевантаженнях і взаємним зіткненням у потоці. Таким чином, можна із упевненістю стверджувати: крупнокускова фракція рудопотока - найбідніша його частина з точки зору вмісту корисного компонента.

Відділення цієї фракції від рудопотока істотно підвищить якість тієї його частини, що залишиться. Однак ця операція буде супроводжуватися неминучою втратою частини рудопотока, та й у велику фракцією напевно потраплять окремі шматки з багатим вмістом заліза. Наприклад, відділення фракції +100 мм як найбіднішої із вмістом заліза приблизно 40% (для умов шахти №2 ім.Артема) дозволяє підвищити якість вихідного продукту на 1,5-2%, однак супроводжується втратою близько 13% рудопотоку. Відділення фракції +200 мм підвищує якість приблизно на 1% із втратою приблизно 7% рудопотоку.

Для зниження втрат бажано здійснити радіометричний контроль виділених з потоку великих шматків з метою повернення кондиційних назад у потік. Крім іншого, таке рішення дозволить різко скоротити число контрольованих шматків (усього 7% рудопотоку у випадку відбору фракції +200 мм).

Такий оптимальний варіант рудорозбирання дозволить задовольнити вимоги до якості готового продукту, забезпечити мінімальні питомі енергетичні витрати на переробку рудної сировини, мінімальні відходи сировини в бідну кускову фракцію й максимальне добування корисного компонента в готовий продукт при мінімумі добування неметалічних компонентів.

Все це обумовлює необхідність створення сепараторів для руди крупністю більше 200 мм. Така конструкція повинна мати пристрій для виділення з рудопотока фракції +200 мм і власне сепаратор для радіометричного контролю цієї фракції за допомогою гамма-абсорбційного методу. Кількість каналів сепаратора буде залежати від необхідної продуктивності установки.

Контроль якості виділеної фракції може здійснюватися за граничним значенням вмісту заліза з метою видалення з неї або некондиційних шматків (із вмістом нижче граничного) у відходи, або кондиційних (з якістю вище граничної) для повернення їх в основний рудопотік.

Структурна схема такого пристрою не буде відрізнятися від традиційних.

Особливий вид устаткування для радіометричної сепарації - установки радіометричного крупнопорційного сортування (РКС).

На відміну від сепараторів на них здійснюється сортування значних порцій корисних копалин - від 1-5 до 50-100 т - завантажених при видобутку в різні транспортні засоби (вагонетки, автосамосвали, залізничні вагони й ін.).

Крупнопорційне сортування є найбільш продуктивним і дешевим збагачувальним процесом, однак застосовне тільки до руд, що відрізняються достатньою нерівномірністю за вмістом коштовного компонента. Він використовується, насамперед, для сортування природно-радіоактивних руд, але розвивається також і для нерадіоактивних.

Особливості крупнопорційного сортування нерадіо-активних руд накладають обмеження на види випромінювання й фізичні процеси, які можуть бути використані. У наш час РКС проводиться із застосуванням авторадіометричного, рентгенорадіометричного, нейтронно-активаційного й фотонейтронного методів.

Використовувані системи опромінення й системи реєстрації інтенсивності випромінювання такі ж, як і при сепарації. Розташовуються вони з боків або над ємністю з рудою. Результати вимірів через радіометр передаються на виконавчі механізми, що переводять стрілки рейкових шляхів або вмикають семафор перед автотранспортом. РКС обладнані автоматичною системою керування, зовнішнім біологічним захистом, системою блокування й сигналізації.

Застосування РКС дозволяє видаляти з гірничої маси до 50% породи й скорочувати на 25-50% обсяг матеріалу, що надходить на наступне збагачення.

Дата добавления: 2015-08-18