ИНФОРМАЦИОННЫЙ МЕТОД ОБОГАЩЕНИЯ

9.1. СУЩНОСТЬ ИНФОРМАЦИОННОГО МЕТОДА ОБОГАЩЕНИЯ

Все рассмотренные выше методы обогащения полезных ископаемых основаны на различном характере поведения (движения) частиц минералов с различными физическими или физико-химическими свойствами в силовых полях сепараторов – гравитационном, магнитном, электрическом и др.

Информационный метод обогащения основан на предварительном получении информации о свойствах отдельных частиц (порций, партий) полезного ископаемого и последующем их разделении в соответствии с этими свойствами, причем разделение происходит не вследствие воздействия на частицы силового поля, а за счет механического удаления частиц или группы частиц из потока материала.

В качестве разделительного признака при информационном методе обогащения могут быть использованы самые различные параметры, определяемые, как правило, характером взаимодействия минералов с излучениями всего диапазона электромагнитного спектра от радиоволнового до рентгеновского и гамма-излучения (отражение, поглощение, естественная радиоактивность, возбуждение вторичного излучения), электрическими (проводимость, диэлектрическая проницаемость), теплофизическими (теплоемкость, теплопроводность) свойствами минералов, либо их комбинации.

Во всех случаях использование информационного метода обогащения предусматривает наличие тесной связи между значением разделительного признака и содержанием ценного компонента в куске, порции или партии.

В соответствии с этим предложено много способов измерения указанных параметров и использования их различий для разделения частиц минералов – фотонейтронный, гамма-абсорбционный, гамма-отражательный, бета-флуоресцентный, рентгено-флуоресцентный, нейтронно-радиационный, нейтронно-активационный, инфраметрический, фотометрический, радиорезонансный методы обогащения. Поскольку все эти методы связаны с измерением излучений, им можно присвоить общее название – радиометрический метод обогащения.

Радиометрический метод обогащения может осуществляться в различных режимах – покусковом, мелко- и крупнопорционном и быть реализован в сепараторах, на ленте конвейера, в транспортных емкостях. Крупность перерабатываемого сырья – до 200-300 мм. Эффективность применения радиометрического метода зависит от системы рудоподготовки, определяющей выход обогащаемых классов крупности, степени соответствия значения разделительного признака содержанию ценного компонента, эффективности работы оборудования (погрешности измерения величины разделительного признака, точности работы устройств подачи материала в сепаратор и удаления его из зоны разделения).

Данный метод обогащения наиболее эффективен при обогащении бедных и забалансовых руд. При использовании радиометрического метода обогащения можно решать следующие технологические задачи:

– выделение крупнокусковых отвальных хвостов в «голове» процесса обогащения руды, что значительно сокращает затраты на ее дальнейшую переработку и, в случае необходимости, транспортировку;

– получение крупнокусковых концентратов;

– разделение руды на технологические типы, обогащаемые в дальнейшем по различным схемам.

РАДИОМЕТРИЧЕСКИЕ СЕПАРАТОРЫ

Из всех видов оборудования, реализующего радиометрический метод обогащения, наиболее разработанными в настоящее время являются фотометрический и рентгенорадиометрический (рентгенофлуоресцентный) сепараторы для покусковой сепарации. Их принципиальная схема (рис. 9.1) однотипна и включает устройства для подачи материала в зону измерения свойств куска, определения соответствующих параметров, принятия решения об удалении куска, в случае необходимости и собственно удаления куска из зоны разделения.

Устройство для подачи материала в зону разделения должно обеспечивать формирование потока частиц «в один ручей» с определенным зазором между кусками, что достигается применением вибропитателя с регулируемой частотой вибраций. Сойдя с питателя, куски проходят сквозь зону определения (измерения) их свойств либо в падении, либо находясь на ленте конвейера.

Определение свойств куска при фотометрическом методе сводится, как правило, к измерению коэффициента отражения во всем видимом диапазоне спектра или его части, «вырезаемой» соответствующими светофильтрами. В качестве источников излучения используются специальные лампы или лазер. Измерение коэффициента отражения может осуществляться для всей поверхности куска сразу или при ее построчном сканировании. Отраженное куском излучение воспринимается фотоэлементами.

Рис. 9.1. Принципиальная схема радиометрического сепаратора

В рентгенофлуоресцентном сепараторе в процессе падения кусок подвергается воздействию рентгеновского излучения, создаваемого рентгеновской трубкой, в результате чего возникает вторичное (характеристическое) рентгеновское излучение (ХРИ), частота которого соответствует какому-либо элементу, а интенсивность – содержанию этого элемента в куске. Интенсивность ХРИ чаще всего измеряется полупроводниковыми детекторами.

Входящий в состав сепаратора электронный блок «сравнивает» уровень полученного сигнала с заранее заданным, являющимся границей разделения, и «принимает решение» о направлении куска в тот или иной продукт.

Сигнал с электронного блока поступает на исполнительный механизм, чаще всего шибер, приводимый в действие электромагнитом, который изменяет траекторию движения (падения) куска.

Принципиальная схема предварительного обогащения руды с использованием радиометрических методов представлена на рис. 9.2.

Рис. 9.2. Принципиальная схема предварительного обогащения

руды с использованием радиометрических методов

Использование радиометрических сепараторов для обогащения минерального сырья требует значительного объема предварительных исследований для определения выхода сортируемых классов крупности, выделяемых в цикле рудоподготовки, покусковой или порционной контрастности руды (степени неравномерности распределения ценного компонента по отдельным кускам или порциям руды), нахождения разделительного признака, наиболее тесно связанного с содержанием ценного компонента, определения возможных технологических и технико-экономических показателей обогащения.

Наиболее известными фотометрическими сепараторами являлись, в свое время, установки английской фирмы «SORTEX», например, «SORTEX 621», «SORTEX 711», «SORTEX 811», осуществляющих фотометрическую сепарацию в крупности, соответственно, –20+6 мм, –50+20 мм, –150+50 мм. Производительность сепараторов составляла от 2 до 50 т/час.

В последнее время разработаны более совершенные модели фотометрических сепараторов, осуществляющих измерение свойств кусков с использованием лазера, в «плоском» потоке на ленте конвейера.

Сепараторы моделей GemStar, BeltCompact, Gravity позволяют перерабатывать материал в крупности от 0,5 до 350 мм с производительностью от 0,3 до 280 т/ч.

Разработанные и производимые в России рентгенофлуоресцентные сепараторы СРФ фирмы «РАДОС» предназначены для сепарации руды крупностью до 300 мм при производительности до 40 т/час.

Радиометрические сепараторы применяются для предварительного обогащения различных типов металлорудного сырья и неметаллических полезных ископаемых.