[go: up one dir, main page]

RU2292964C2 - Method of separation of the minerals and the device for the method realization - Google Patents

Method of separation of the minerals and the device for the method realization Download PDF

Info

Publication number
RU2292964C2
RU2292964C2 RU2004116651/28A RU2004116651A RU2292964C2 RU 2292964 C2 RU2292964 C2 RU 2292964C2 RU 2004116651/28 A RU2004116651/28 A RU 2004116651/28A RU 2004116651 A RU2004116651 A RU 2004116651A RU 2292964 C2 RU2292964 C2 RU 2292964C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
line
minerals
raman
slit
spectrum
Prior art date
Application number
RU2004116651/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004116651A (en
Inventor
Василий Павлович Миронов (RU)
Василий Павлович Миронов
Евгений Мартынович Шлюфман (RU)
Евгений Мартынович Шлюфман
Original Assignee
Акционерная компания "АЛРОСА" (ЗАО)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерная компания "АЛРОСА" (ЗАО) filed Critical Акционерная компания "АЛРОСА" (ЗАО)
Priority to RU2004116651/28A priority Critical patent/RU2292964C2/en
Publication of RU2004116651A publication Critical patent/RU2004116651A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2292964C2 publication Critical patent/RU2292964C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Abstract

FIELD: mining industry; minerals dressing and grading.
SUBSTANCE: the invention is pertaining to the field of upgrading and grading of minerals and may be used at dressing of the diamond-bearing ores and quality grading of the diamonds. The method provides for the optical rays irradiation of the minerals, registration of the scattered radiation in two spectral bands of the determined width, one of which contains the line of the Raman effect, the second band does not contain the line of the Raman effect, but envelops the first band from two sides, comparison of the signals in these two bands, identification and separation of the in compliance with the results of this comparison, in which the width of the spectral bands is regulated according to the condition: △ν10±δ, △ν2= ν0±2δ-△ν1, where: △ν1 - the bandwidth of the spectrum containing the line of the Raman effect; △ν2 - the bandwidth of the spectrum, which does not contain the line of the Raman effect, but enveloping the first band from two sides; ν0 - the frequency of the maximum of the line of the Raman effect; δ - the band of the a frequencies of the selected line in the Raman effect spectrum. The device consists of: the storage hopper; the feeding mechanism; the source of the optical radiation; the inlet slit; the convergent lens; the dispersing component; the measuring channel with the outlet slit of the determined width, which outer surface is reflective; the reference channel receiving the light flux reflected from the outer surface of the exit slit of the measuring channel supplied with the outlet slit; imagers; the electronic unit; the executive actuating mechanism; recipients of the concentrate product and the tailings. At that the slits of the reference channel and the measuring channel are arranged coaxially and made adjustable. The technical result of the invention is the increased selectivity of the separation due to the more exact singling out of the Raman effect from the background noise.
EFFECT: the invention ensures the increased selectivity of the separation due to the more exact singling out of the Raman effect from the background noise.
3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области обогащения и сортировки полезных ископаемых и может быть использовано при обогащении алмазосодержащих руд и сортировке алмазов по качественным характеристикам.The invention relates to the field of mineral processing and sorting and can be used in the processing of diamond ores and diamond sorting by quality characteristics.

Известен способ и устройство для определения уровня фонового излучения на участке спектра характерного рамановского пика (Великобритания №2228316, G 01 N 21/84, заявлено 19.01.89, ЮАР №0435, опубликовано 19.01.90). Способ позволяет повысить извлечение алмазов за счет компенсации фонового и вторичного излучений в области частот рамановского рассеяния в алмазе. Для этого концентрат облучают монохроматическим светом, способным рассеиваться, регистрируют рассеянное излучение, разделяя его на ряд спектральных полос. Рассеянное излучение измеряется в полосе спектра рамановского пика и, по меньшей мере, в двух полосах спектра, которые находятся вблизи предполагаемого рамановского пика. Из этих, по меньшей мере двух, полос вычисляется значение фонового излучения, являющееся характерным для уровня фонового излучения в предполагаемом рамановском пике. По разности сигналов в полосе частот рамановского пика и сигналов, по крайней мере, в двух полосах боковых частот судят о принадлежности минерала к тому или иному минеральному виду. Спектральные полосы боковых частот расположены симметрично около предполагаемого рамановского пика, а перекрываемый ими диапазон частот охватывает рамановский пик с двух сторон. Таким образом, для реализации данного способа требуется проведение измерений интенсивности излучения, не менее чем в трех спектральных полосах. Ширина спектральных полос фиксирована.A known method and device for determining the level of background radiation on a portion of the spectrum of a typical Raman peak (UK No. 2228316, G 01 N 21/84, declared 19.01.89, South Africa No. 0435, published 01.19.90). The method allows to increase diamond recovery by compensating for background and secondary radiation in the frequency range of Raman scattering in diamond. For this, the concentrate is irradiated with monochromatic light capable of scattering, scattered radiation is recorded, dividing it into a number of spectral bands. Scattered radiation is measured in the spectrum band of the Raman peak and in at least two spectral bands that are near the estimated Raman peak. From these at least two bands, the background radiation value is calculated, which is characteristic of the background radiation level in the assumed Raman peak. By the difference of signals in the frequency band of the Raman peak and signals in at least two bands of lateral frequencies, the mineral belongs to one or another mineral species. The spectral bands of the lateral frequencies are located symmetrically near the proposed Raman peak, and the frequency range that they overlap covers the Raman peak from two sides. Thus, the implementation of this method requires measurements of the radiation intensity in at least three spectral bands. The width of the spectral bands is fixed.

Устройство для реализации этого способа содержит средство для облучения вещества монохроматическим светом, способным вызвать рамановское рассеяние, средство для приема рассеянного излучения, средство фильтрации для выделения ряда спектральных полос (не менее двух боковых и одной, содержащей линию рамановского рассеяния), средства для измерения интенсивности прошедшего через фильтры излучения и получения значений, центральный процессор. Средство для разделения излучения на первый, второй и третий участки состоит из нескольких фильтров, пропускающих полосы фиксированной ширины, за которыми находятся средства для регистрации излучения, пропущенного каждым фильтром и средства для получения значений, показательных для обнаруженного излучения.A device for implementing this method comprises means for irradiating the substance with monochromatic light capable of causing Raman scattering, means for receiving scattered radiation, filtering means for separating a number of spectral bands (at least two side and one containing a Raman scattering line), means for measuring the intensity of the transmitted through radiation filters and receiving values, the central processor. The means for dividing the radiation into the first, second and third sections consists of several filters passing through strips of a fixed width, behind which there are means for recording the radiation transmitted by each filter and means for obtaining values indicative of the detected radiation.

Недостатком известных способа и устройства для его осуществления является недостаточно высокая селективность сепарации, что обусловлено невысокой точностью выделения спектральных полос системой фильтров, невозможностью изменения (регулировки) ширины полос, требованием к выделению трех полос - двух боковых и центральной. Последнее требует три фильтра, три фотоприемника, и три канала регистрации, что усложняет систему в целом.A disadvantage of the known method and device for its implementation is the insufficiently high separation selectivity, which is due to the low accuracy of the allocation of spectral bands by a filter system, the inability to change (adjust) the width of the bands, the requirement for the allocation of three bands - two side and central. The latter requires three filters, three photodetectors, and three recording channels, which complicates the system as a whole.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ лазерной сепарации алмазов, согласно описанию, приведенному в статье С.В.Авдеева, С.В.Белого, Ю.В.Чугуя, В.А.Чупрова, О.А.Гудаева, И.Ф.Канаева, В.К.Малиновского, А.Ф.Махрачева, А.К.Поташникова, А.М.Пугачева, Е.М.Шлюфмана, Н.В.Суровцева, В.А.Трещихина, А.Т.Ведина, В.В.Воробьева "Лазерная сепарация алмазов" (Журнал "Наука - производству", №2, 2003 г., с.8). Способ сепарации включает облучение образцов монохроматическим светом и регистрацию рассеянного излучения в двух областях спектра фиксированной ширины, одна из которых содержит линию рамановского рассеяния, а вторая не содержит линию рамановского рассеяния, но охватывает первую с двух сторон, сравнение сигналов в этих областях, идентификацию и разделение образцов по результатам этого сравнения.The closest in technical essence and the achieved result is a method of laser separation of diamonds, according to the description given in the article by S.V. Avdeev, S.V. White, Yu.V. Chuguya, V.A. Chuprov, O.A. Gudaev, I.F. Kanaev, V.K. Malinovsky, A.F. Makhrachev, A.K. Potashnikov, A.M. Pugachev, E.M. Shlyufman, N.V. Surovtseva, V.A. Treschikhina, A. T.Vedina, V.V. Vorobyova "Laser separation of diamonds" (Journal "Science - Production", No. 2, 2003, p.8). The separation method includes irradiating the samples with monochromatic light and recording scattered radiation in two regions of the spectrum of a fixed width, one of which contains the Raman scattering line, and the second does not contain the Raman scattering line, but covers the first on both sides, comparing the signals in these regions, identifying and separating samples based on the results of this comparison.

Устройство для сепарации данным способом сепарации состоит из бункера, питателя, источника излучения (лазера), оптической системы, двух фотоприемников, электронного блока, исполнительного механизма, приемников концентратного и хвостового продуктов. Оптическая система устройства состоит из входной щели, диспергирующего элемента и выходной щели измерительного канала фиксированной ширины. Внешняя поверхность выходной щели измерительного канала отражающая. Отраженное от нее излучение составляет световой поток опорного канала. Ширина полосы частот измерительного и опорного каналов не регулируется.A device for separation by this separation method consists of a hopper, feeder, radiation source (laser), an optical system, two photodetectors, an electronic unit, an actuator, receivers of concentrate and tail products. The optical system of the device consists of an entrance slit, a dispersing element and an output slit of the measuring channel of a fixed width. The external surface of the output slit of the measuring channel is reflective. The radiation reflected from it makes up the luminous flux of the reference channel. The bandwidth of the measuring and reference channels is not adjustable.

Основным недостатком данных способа и устройства является невысокая их селективность, поскольку часть сопутствующих минералов данным способом определяется, как алмазы и извлекается в концентрат, а часть алмазов определяется, как сопутствующие минералы и отправляется в хвосты. Невысокая селективность данного способа обусловлена несогласованностью ширины полос пропускания опорного и измерительного каналов. Несогласованность ширины полос пропускания и, вследствие этого, несогласованность интенсивностей световых потоков в опорном и измерительном каналах требует выравнивания создаваемых этими световыми потоками амплитуд электрических сигналов. Выравнивание амплитуд электрических сигналов производится в электронной части устройства, для чего задаются разные коэффициенты усиления в опорном и измерительном каналах или разной чувствительностью фотоприемных трактов. Это приводит к ограничению диапазона интенсивностей световых потоков в опорном и измерительном каналах, в котором возможна компенсация фоновых сигналов. Компенсация фоновой составляющей происходит в узком диапазоне соотношений амплитуд сигналов опорного и измерительного каналов: - при малых уровнях фона амплитуда опорного сигнала меньше амплитуды сигнала в измерительном канале, а при больших уровнях фона амплитуда сигнала в опорном канале превышает величину сигнала в измерительном канале. Таким образом, компенсация фоновой составляющей данным устройством недостаточно эффективна. Это приводит к ложным идентификациям, поэтому селективность устроенного согласно данному способу сепаратора также недостаточно невысока.The main disadvantage of the data of the method and device is their low selectivity, since part of the associated minerals in this method is determined as diamonds and is extracted into concentrate, and part of diamonds is determined as related minerals and sent to tails. The low selectivity of this method is due to inconsistency in the bandwidth of the reference and measuring channels. The inconsistency of the bandwidth and, consequently, the inconsistency of the intensities of the light fluxes in the reference and measuring channels requires equalization of the amplitudes of the electrical signals created by these light fluxes. The amplitudes of electrical signals are equalized in the electronic part of the device, for which different gain factors are set in the reference and measuring channels or with different sensitivity of the photodetector paths. This leads to a limitation of the range of intensities of light fluxes in the reference and measuring channels, in which compensation of background signals is possible. The background component is compensated in a narrow range of ratios of the amplitudes of the signals of the reference and measuring channels: - at low background levels, the amplitude of the reference signal is less than the amplitude of the signal in the measuring channel, and at high background levels, the signal amplitude in the reference channel exceeds the signal in the measuring channel. Thus, the compensation of the background component by this device is not effective enough. This leads to false identifications, therefore, the selectivity of the separator arranged according to this method is also not low enough.

Целью изобретения является повышение селективности сепарации за счет более точного выделения линии рамановского рассеяния из фона.The aim of the invention is to increase the selectivity of separation due to a more accurate selection of the Raman scattering line from the background.

Поставленная цель достигается тем, что в способе сепарации минералов, включающем облучение минералов оптическим излучением, регистрацию рассеянного излучения в двух спектральных полосах определенной ширины, одна из которых содержит линию рамановского рассеяния, вторая полоса не содержит линии рамановского рассеяния, но охватывает первую с двух сторон, сравнение сигналов в этих полосах, идентификацию и разделение минералов по результатам этого сравнения, ширину спектральных полос рассеянного излучения регулируют согласно условию:This goal is achieved by the fact that in the method of mineral separation, including irradiating minerals with optical radiation, registration of scattered radiation in two spectral bands of a certain width, one of which contains a Raman scattering line, the second strip does not contain a Raman scattering line, but covers the first on both sides, comparison of signals in these bands, identification and separation of minerals according to the results of this comparison, the width of the spectral bands of scattered radiation is regulated according to the condition:

Δν10±δ,Δν 1 = ν 0 ± δ,

Δν20±2δ-Δν1,Δν 2 = ν 0 ± 2δ-Δν 1 ,

где Δν1 - ширина полосы спектра, содержащая линию комбинационного рассеянного излучения;where Δν 1 is the bandwidth of the spectrum containing the line of Raman scattered radiation;

Δν2 - ширина полосы спектра, не содержащая линию комбинационного рассеяния, но охватывающая ее с двух сторон;Δν 2 is the spectral bandwidth that does not contain a Raman line, but covering it from two sides;

ν0 - частота максимума линии комбинационного рассеяния;ν 0 is the frequency of the maximum of the Raman line;

δ - полоса частот выбранной линии в спектре комбинационного рассеяния.δ is the frequency band of the selected line in the Raman spectrum.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сепарации минералов содержащее бункер, питатель, источник оптического излучения, собирающую линзу, входную щель, диспергирующий элемент, выходную щель измерительного канала определенной ширины с отражающей внешней поверхностью, фотоприемники, электронный блок, исполнительный механизм, приемники концентратного и хвостового продуктов, дополнительно введена выходная щель опорного канала, установленная соосно с выходной щелью измерительного канала, причем выходные щели измерительного и опорного каналов выполнены регулируемыми.This goal is achieved by the fact that in the device for the separation of minerals containing a hopper, feeder, optical radiation source, a collecting lens, an entrance slit, a dispersing element, an output slit of a measuring channel of a certain width with a reflecting outer surface, photodetectors, an electronic unit, an actuator, concentrate receivers and tail products, an output slit of the reference channel is added, mounted coaxially with the output slit of the measuring channel, and the output slits of the meter nog and reference channels are made adjustable.

Условия, налагаемые на полосы частот измерительного и опорного каналов в устройстве, реализуются введением щели опорного канала и регулировкой ширины соосных щелей опорного и измерительного каналов. При этом достигается выполнение условия:The conditions imposed on the frequency bands of the measuring and reference channels in the device are implemented by introducing a slit of the reference channel and adjusting the width of the coaxial slots of the reference and measuring channels. At the same time, the following conditions are met:

Δν10±δ,Δν 1 = ν 0 ± δ,

Δν20±2δ-Δν1,Δν 2 = ν 0 ± 2δ-Δν 1 ,

где Δν1 - ширина полосы спектра, содержащая линию комбинационного рассеянного излучения;where Δν 1 is the bandwidth of the spectrum containing the line of Raman scattered radiation;

Δν2 - ширина полосы спектра, не содержащая линию комбинационного рассеяния, но охватывающая первую с двух сторон;Δν 2 - bandwidth of the spectrum, not containing a Raman line, but covering the first from two sides;

ν0 - частота максимума линии комбинационного рассеяния;ν 0 is the frequency of the maximum of the Raman line;

δ - полоса частот выбранной линии в спектре комбинационного рассеяния.δ is the frequency band of the selected line in the Raman spectrum.

При отсутствии излучения рамановского рассеяния разность этих сигналов близка к нулю, что означает полную компенсацию фоновой составляющей в измерительном канале, как при малых, так и при больших уровнях фонового излучения. При появлении излучения рамановского рассеяния сигнал в измерительном канале становится больше, чем сигнал в опорном канале на величину, пропорциональную интенсивности линии рамановского рассеяния независимо от интенсивности фонового излучения.In the absence of Raman scattering radiation, the difference of these signals is close to zero, which means full compensation of the background component in the measuring channel, both at small and at high levels of background radiation. When Raman scattering radiation appears, the signal in the measuring channel becomes larger than the signal in the reference channel by an amount proportional to the intensity of the Raman scattering line, regardless of the intensity of the background radiation.

На фиг.1 изображена схема устройства для сепарации минералов согласно способу-прототипу;Figure 1 shows a diagram of a device for the separation of minerals according to the prototype method;

на фиг.2 показана схема устройства для сепарации минералов предлагаемым способом;figure 2 shows a diagram of a device for the separation of minerals of the proposed method;

на фиг.3 показана совокупность линий рамановского рассеяния выборки алмазов одного из месторождений (а) и выбор ширины полосы пропускания измерительного канала (б);figure 3 shows a set of lines of Raman scattering of a sample of diamonds from one of the deposits (a) and the choice of the bandwidth of the measuring channel (b);

на фиг.4 приведены амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) измерительного (а) и опорного (б) каналов которые реализуются использованием данной системы щелей;figure 4 shows the amplitude-frequency characteristics (AFC) of the measuring (a) and reference (b) channels that are implemented using this slot system;

на фиг.5 показаны распределения сигналов в выборке, состоящей из смеси алмазов (положительные сигналы) и сопутствующих им минералов кимберлитовой руды (отрицательные сигналы), измеренные устройством согласно прототипу (а) и предлагаемым устройством (б).figure 5 shows the distribution of signals in a sample consisting of a mixture of diamonds (positive signals) and the accompanying minerals of kimberlite ore (negative signals), measured by the device according to the prototype (a) and the proposed device (b).

Устройство для сепарации минералов предлагаемым способом (фиг.2) состоит из бункера 1, питателя 2, источника оптического излучения 3, собирающей линзы 4, входной щели 5, диспергирующего элемента 6, выходной щели 7 измерительного канала с отражающей (зеркальной) внешней поверхностью, выходной щели 8 опорного канала, двух фотоприемников 9, 10 электронного блока 11, исполнительного механизма 12, приемников концентратного и хвостового продуктов 13 и 14. Ширина выходных щелей опорного и измерительного каналов регулируется. Перед выходной щелью измерительного канала расположена выходная щель опорного канала, причем оси щелей опорного и измерительного каналов совпадают.A device for the separation of minerals by the proposed method (Fig. 2) consists of a hopper 1, a feeder 2, an optical radiation source 3, a collecting lens 4, an entrance slit 5, a dispersing element 6, an output slit 7 of the measuring channel with a reflecting (mirror) external surface, an output slots 8 of the reference channel, two photodetectors 9, 10 of the electronic unit 11, actuator 12, concentrate and tail product receivers 13 and 14. The width of the output slots of the reference and measuring channels is adjustable. An output slit of the reference channel is located in front of the exit slit of the measuring channel, and the axes of the slits of the reference and measuring channels coincide.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Из бункера 1 питателем 2 разделяемые минералы поступают в зону сепарации, где облучаются излучением источника 3. После рассеяния на минерале излучение через собирающую линзу 4, входную щель 5 попадает на диспергирующий элемент 6, где разлагается в спектр, затем выходными щелями 7 и 8 разделяется на опорный и измерительный потоки. Диспергирующий элемент 6 настроен так, что комбинационно рассеянное излучение проходит через щель 7 на фотоприемник 9, а не прошедшее через щель 7 излучение отражается от зеркальной поверхности щели 7 и через щель 8 попадает на фотоприемник 10.From the hopper 1 by the feeder 2, the separated minerals enter the separation zone, where they are irradiated by the radiation of the source 3. After scattering on the mineral, the radiation through the collecting lens 4, the entrance slit 5 enters the dispersing element 6, where it is decomposed into the spectrum, then the output slots 7 and 8 are divided into reference and measuring flows. The dispersing element 6 is configured so that Raman radiation passes through the slit 7 to the photodetector 9, and radiation that has not passed through the slit 7 is reflected from the mirror surface of the slit 7 and enters the photodetector 10 through the slot 8.

Световые потоки опорного и измерительного каналов фотоприемниками 9, 10 преобразуются в электрические сигналы. Эти сигналы поступают на электронную систему 11, вырабатывающую команду исполнительному механизму 12 в зависимости от соотношения поступивших в нее сигналов. Исполнительный механизм сортирует минералы на концентратные 13 и хвостовые 14 продукты.The light fluxes of the reference and measuring channels by photodetectors 9, 10 are converted into electrical signals. These signals are fed to the electronic system 11, which generates a command to the actuator 12, depending on the ratio of the signals received in it. The actuator sorts the minerals into concentrate 13 and tail 14 products.

Пример конкретной реализации.An example of a specific implementation.

Техническая реализация способа и устройства соответствует фиг.2. Проверка работы устройства проводилась на смеси из 500 алмазов и кусков кимберлитовой руды (сопутствующих минералов) одного из месторождений АК "АЛРОСА".The technical implementation of the method and device corresponds to figure 2. The operation of the device was tested using a mixture of 500 diamonds and pieces of kimberlite ore (associated minerals) from one of the deposits of AK ALROSA.

Алмаз содержит одну узкую линию комбинационного рассеяния, сдвинутую на 1332 см-1 от линии возбуждения. Исследование представительных выборок алмазов показало, что реальная линия комбинационного рассеяния имеет разную ширину и имеет девиацию от кристалла к кристаллу (фиг.3а) в зависимости от наличия в кристалле дефектов и напряжений. Для того чтобы извлечь все алмазы, следует выбрать такую ширину полосы пропускания измерительного канала, чтобы эта полоса охватывала полосу частот линии рамановского рассеяния с учетом ее всевозможных девиаций. Ширина полосы пропускания измерительного канала выбирается, как огибающая совокупности линий рамановского рассеяния представительной выборки алмазов (фиг.3б). Как следует из фиг.3б все линии рамановского рассеяния для данной выборки попадают в диапазон δ=±10 см-1, таким образом, ширина полосы пропускания измерительного канала составляет 1332±10см-1,т.e.The diamond contains one narrow Raman line, shifted 1332 cm -1 from the excitation line. The study of representative samples of diamonds showed that the real Raman line has a different width and has a deviation from crystal to crystal (figa) depending on the presence of defects and stresses in the crystal. In order to extract all diamonds, one should choose such a bandwidth of the measuring channel so that this band covers the frequency band of the Raman scattering line taking into account all kinds of deviations. The bandwidth of the measuring channel is selected as the envelope of the set of Raman scattering lines of a representative sample of diamonds (Fig.3b). As follows from fig.3b all the Raman scattering lines for this sample fall in the range δ = ± 10 cm -1, thus, the bandwidth of the measuring channel is 1332 ± 10 cm -1 , i.e.

Δν10±δ=1332±10 см-1.Δν 1 = ν 0 ± δ = 1332 ± 10 cm -1 .

Считая, что для полной компенсации фоновой составляющей полоса частот опорного канала должна быть равна полосе частот измерительного канала, для опорного канала получаемAssuming that for complete compensation of the background component, the frequency band of the reference channel should be equal to the frequency band of the measuring channel, for the reference channel we obtain

Δν20±2δ-Δν1=(1332±2×10 см-1)-(1332±10 см-1).Δν 2 = ν 0 ± 2δ-Δν 1 = (1332 ± 2 × 10 cm -1 ) - (1332 ± 10 cm -1 ).

Отсюда следует, что полоса частот опорного канала состоит из двух участков, симметрично охватывающих полосу пропускания измерительного канала с двух сторон и составляет (1312-1322 см-1) и (1342-1352) см-1.It follows that the frequency channel of the reference channel consists of two sections symmetrically covering the passband of the measuring channel from two sides and is (1312-1322 cm -1 ) and (1342-1352) cm -1 .

Устройство реализовано для сепарации алмазов размером - 6+3 мм с производительностью около 2 кг/час. При такой производительности в зоне регистрации обеспечивается поштучная подача частиц материала в зону облучения. Настройка устройства производилась с использованием образца, дающего высокий уровень сигнала, как в измерительном, так и в опорном канале, например, имеющем яркую люминесценцию при возбуждении гелий-неоновым лазером.The device is implemented for the separation of diamonds in size - 6 + 3 mm with a capacity of about 2 kg / hour. With such a productivity, a piece feed of material particles into the irradiation zone is provided in the registration zone. The device was tuned using a sample giving a high signal level, both in the measuring and in the reference channel, for example, having bright luminescence when excited by a helium-neon laser.

В качестве источника излучения был использован гелий-неоновый лазер ГН-40. Излучение лазера сфокусировано в пятно диаметром около 0.1 мм. Юстировкой оптической системы положение этого пятна выбирается такое, что его изображение линзой 4 проецируется на входную щель 5 шириной около 0.5 мм.A GN-40 helium-neon laser was used as a radiation source. Laser radiation is focused into a spot with a diameter of about 0.1 mm. By adjusting the optical system, the position of this spot is chosen such that its image with lens 4 is projected onto the entrance slit 5 with a width of about 0.5 mm.

Диспергирующим элементом является вогнутая дифракционная решетка, имеющая 1200 штрихов/мм. Ориентация решетки выбирается так, что сфокусированное излучение рамановского рассеяния попадает на щель 7 измерительного канала. Ширина щелей опорного и измерительного каналов регулируется в соответствии приведенными выше условиями. Внешняя поверхность щели измерительного канала зеркальная. Перед щелью измерительного канала расположена щель опорного канала 8, причем оси щелей 7 и 8 совпадают. Полоса пропускания измерительного канала устанавливается регулировкой ширины щели 7, а полоса пропускания опорного канала - шириной щели 8 в соответствии с описанным выше. На фотоприемник измерительного канала попадает излучение, прошедшее сквозь щель 7, а на фотоприемник опорного канала - излучение, отраженное от внешней зеркальной поверхности щели 7, ограниченное шириной щели 8. Поскольку излучение, прошедшее через щель 7 не отражается от зеркальной поверхности щели 7, то это излучение не попадает в опорный канал. В результате этого из полосы частот опорного канала исключается полоса частот измерительного канала и в опорный канал частоты из полосы пропускания измерительного канала не попадают. На фиг.4 показаны сформированные данной системой щелей амплитудно-частотные характеристики полос пропускания измерительного (а) и опорного (б) каналов.The dispersing element is a concave diffraction grating having 1200 lines / mm. The orientation of the grating is chosen so that the focused radiation of Raman scattering falls on the slit 7 of the measuring channel. The width of the slots of the reference and measuring channels is adjusted in accordance with the above conditions. The outer surface of the slit of the measuring channel is mirrored. In front of the slit of the measuring channel there is a slit of the reference channel 8, and the axis of the slots 7 and 8 coincide. The bandwidth of the measuring channel is set by adjusting the width of the slit 7, and the bandwidth of the reference channel by the width of the slit 8 in accordance with the above. The photodetector of the measuring channel receives radiation transmitted through slit 7, and the photodetector of the reference channel receives radiation reflected from the external mirror surface of slit 7, limited by the width of slit 8. Since the radiation transmitted through slit 7 is not reflected from the mirror surface of slit 7, this radiation does not fall into the reference channel. As a result of this, the frequency band of the measuring channel is excluded from the frequency band of the reference channel, and they do not fall into the frequency reference channel from the measuring channel bandwidth. Figure 4 shows the amplitude-frequency characteristics of the transmission bands of the measuring (a) and reference (b) channels formed by this system of slots.

Световые потоки опорного и измерительного каналов фотоприемниками 10 и 9 соответственно, выполненными на базе ФЭУ-79, преобразуются в электрические сигналы. Сигналы с фотоприемников поступают в электронный блок 11, который вырабатывает команду исполнительному механизму 12. Исполнительный механизм в зависимости от поступившей команды разделяет минералы на полезные и сопутствующие (хвосты).The light fluxes of the reference and measuring channels by photodetectors 10 and 9, respectively, made on the basis of the PMT-79, are converted into electrical signals. The signals from the photodetectors enter the electronic unit 11, which generates a command to the actuator 12. The actuator, depending on the received command, divides the minerals into useful and related (tails).

На фиг.5 показаны распределения сигналов в выборке, состоящей из смеси алмазов (положительные сигналы) и сопутствующих минералов кимберлитовой руды (отрицательные сигналы), измеренные устройством согласно прототипу (а) и предлагаемым устройством (б). Как следует из фиг.5а, по способу-прототипу сигналы от выборок сопутствующих минералов и алмазов частично перекрывались, т.е. часть минералов определялась, как алмазы и извлекалась в концентрат, а часть алмазов определялась, как сопутствующие минералы и отправлялась в хвосты. На фиг.5(б) показано распределение сигналов в той же выборке при измерении предлагаемым способом. Как следует из рисунка, распределения не перекрываются, что указывает на достижение поставленной цели - повышение селективности сепарации.Figure 5 shows the distribution of signals in a sample consisting of a mixture of diamonds (positive signals) and related minerals of kimberlite ore (negative signals), measured by the device according to the prototype (a) and the proposed device (b). As follows from figa, according to the prototype method, the signals from samples of related minerals and diamonds partially overlapped, i.e. part of the minerals was defined as diamonds and was extracted into concentrate, and part of the diamonds was determined as related minerals and sent to tails. Figure 5 (b) shows the distribution of signals in the same sample when measured by the proposed method. As follows from the figure, the distributions do not overlap, which indicates the achievement of the goal - increasing the selectivity of separation.

Claims (2)

1. Способ сепарации минералов, включающий облучение минералов оптическим излучением, регистрацию рассеянного излучения в двух спектральных полосах определенной ширины, одна из которых содержит линию комбинационного рассеяния, а вторая полоса не содержит линию комбинационного рассеяния, но охватывает первую с двух сторон, сравнение сигналов в этих полосах, идентификацию и разделение минералов по результатам этого сравнения, отличающийся тем, что ширина полос спектра регулируется согласно условию1. A method for separating minerals, including irradiating minerals with optical radiation, recording scattered radiation in two spectral bands of a certain width, one of which contains a Raman line, and the second strip does not contain a Raman line, but covers the first on both sides, comparing the signals in these bands, identification and separation of minerals according to the results of this comparison, characterized in that the width of the bands of the spectrum is regulated according to the condition Δν10±δ;Δν 1 = ν 0 ± δ; Δν20±2δ-Δν1,Δν 2 = ν 0 ± 2δ-Δν 1 , где Δν1 - ширина полосы спектра, содержащая линию комбинационного рассеянного излучения; Δν2 - ширина полосы спектра, не содержащая линию комбинационного рассеяния, но охватывающая первую с двух сторон; ν0 - частота максимума линии комбинационного рассеяния; δ - полоса частот выбранной линии в спектре комбинационного рассеяния.where Δν 1 is the bandwidth of the spectrum containing the line of Raman scattered radiation; Δν 2 - bandwidth of the spectrum, not containing a Raman line, but covering the first from two sides; ν 0 is the frequency of the maximum of the Raman line; δ is the frequency band of the selected line in the Raman spectrum. 2. Устройство для сепарации минералов, состоящее из бункера, питателя, источника оптического излучения, входной щели, собирающей линзы, диспергирующего элемента, измерительного канала с выходной щелью определенной ширины, внешняя поверхность которой отражающая, опорного канала, принимающего световой поток, отраженный от внешней поверхности выходной щели измерительного канала, фотоприемников, электронного блока, исполнительного механизма, приемников концентратного и хвостового продуктов, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введена выходная щель опорного канала, при этом щели опорного и измерительного каналов расположены соосно и выполнены регулируемыми.2. A device for the separation of minerals, consisting of a hopper, feeder, source of optical radiation, an entrance slit, a collecting lens, a dispersing element, a measuring channel with an output slit of a certain width, the external surface of which is reflective, the reference channel receiving the light flux reflected from the external surface output slit of the measuring channel, photodetectors, electronic unit, actuator, concentrate and tail product receivers, characterized in that the device has an additional but the output slit of the reference channel is introduced, while the slots of the reference and measuring channels are coaxial and made adjustable.
RU2004116651/28A 2004-06-01 2004-06-01 Method of separation of the minerals and the device for the method realization RU2292964C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004116651/28A RU2292964C2 (en) 2004-06-01 2004-06-01 Method of separation of the minerals and the device for the method realization

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004116651/28A RU2292964C2 (en) 2004-06-01 2004-06-01 Method of separation of the minerals and the device for the method realization

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004116651A RU2004116651A (en) 2005-11-10
RU2292964C2 true RU2292964C2 (en) 2007-02-10

Family

ID=35865231

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004116651/28A RU2292964C2 (en) 2004-06-01 2004-06-01 Method of separation of the minerals and the device for the method realization

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2292964C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU171098U1 (en) * 2016-07-05 2017-05-19 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" DEVICE FOR MINERAL SEPARATION

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АВДЕЕВ С.Е. и др. Лазерная сепарация алмазов. Наука - производству, 2003, №2, с.8-9. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU171098U1 (en) * 2016-07-05 2017-05-19 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" DEVICE FOR MINERAL SEPARATION

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004116651A (en) 2005-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU598133B2 (en) Scrap detector
EP0617643B1 (en) Classifying or sorting
US5410154A (en) Device for detecting quality alterations in bulk goods transported on moving belt conveyors
US4433239A (en) Method and apparatus for on-line monitoring of bitumen content in tar sand
EP0064842A1 (en) Material sorting
US5396260A (en) Video instrumentation for the analysis of mineral content in ores and coal
US4875771A (en) Method for assessing diamond quality
JPH0796253A (en) Bean color classifier
EP3529593B1 (en) A method and system for detecting a diamond signature
US9239302B2 (en) Method and apparatus for analysing a material
RU2292964C2 (en) Method of separation of the minerals and the device for the method realization
JPS5760231A (en) Multi-wavelength spectrometer
KR100253840B1 (en) Sorting machine using dual frequency optical detectors
CA1225158A (en) Method of size distribution measurement
EP0341096A2 (en) A method of identifying individual objects or zones
RU2569528C1 (en) Ore lumps separation process
RU2734496C2 (en) Device for grain separation of wheat and rice by vitreous index
SU1146091A1 (en) Method and apparatus for automatic stabilization of sensitivity of x-ray radiometric separator
GB2280956A (en) Detecting diamonds in a plurality of objects
AU697587B2 (en) Classification of particles according to raman response
RU171098U1 (en) DEVICE FOR MINERAL SEPARATION
RU2734498C2 (en) Device for grain separation of triticale and rye by vitreous index
RU2700816C1 (en) Method for x-ray radiometric separation of gold-containing ores
RU2056627C1 (en) Method of quantitative analysis of mineral microimputities in quartz raw material and automatic analyser for this method
SU971525A1 (en) Separator for concentrating mineral raw material

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110602