1.3.2. Автоматическая рудоразборка.
При автоматической рудоразборке и сортировке используется разница в цвете, блеске, естественной и наведенной радиоактивности разделяемых компонентов, в ослаблении и рассеивании внешнего излучения, различие в электропроводности, магнитной восприимчивости, теплопроводности, теплоемкости и других параметров, но необходимо, чтобы параметр, по которому ведется разделение, поддавался с достаточной точностью экспрессному определению электронно-физической аппаратурой.
Методы автоматической рудоразборки начали разрабатываться давно. В 1920 - 1930-х годах были проведены первые работы по люминесцентной и фотометрической сепарации, но они не получили развития и промышленного применения из-за отсутствия соответствующей электронной аппаратуры.
На рис. 1.3.2.1 приведена схема устройства механизированной фотометрической рудоразборки.
В связи с началом развития атомной промышленности (в первую очередь, для нужд ВПК) в 1940 - 1950-х годах потребовалось резко поднять добычу урана. В это время одновременно в СССР и в Канаде был разработан и внедрен в промышленность метод радиометрического обогащения урановых руд. В конце 1940-х годов в СССР и США были разработаны методы разделения материалов по наведенной радиоактивности, в 1953 г. в Англии был разработан фотометрический метод для разделения углей с тусклой и блестящей поверхностью. В 1960-х гг. автоматическая рентгенолюминесцентная сортировка алмазов была внедрена в СССР и ЮАР. В 1970 – е годы передовые позиции по конструированию аппаратуры и внедрению радиорезонансного метода обогащения занимал СССР.
В СССР, США, Канаде, Англии, Франции в промышленность были внедрены фотонейтронный, фотометрический, радиометрический, люминесцентный методы.
Куски руды (угля) и породы цепочкой двигаются по транспортеру (1). При прохождении под источником света (2) кусков с малой отражающей способностью, фотоэлемент (3) не реагирует на отраженный свет из-за его небольшой интенсивности. Шибер (6) не отклоняется, и куски попадают в соответствующий сборник. При прохождении под источником света (2) кусков с высокой отражающей способностью, фотоэлемент (3) вырабатывает сигнал, поступающий в усилитель (4). Усиленный сигнал подается на электромагнит (5), который отклоняет шибер (6). Куски материала попадают в другой сборник.
Методы автоматической рудоразборки и сортировки находят применение как самостоятельные и единственные процессы обогащения, так и в комбинация с другими методами обогащения, обеспечивая более высокую эффективность и рентабельность переработки минерального сырья.
В технологических схемах находят применение два основных вида автоматической сортировки.
Рис. 1.3.2.1. Схема механизированной фотометрической рудоразборки.
1 - Питающий ленточный конвейер; 2 - Источник света; 3 – Фотоэлемент; 4 - Усилитель принятого сигнала; 5 – Электромагнит; 6 - Шибер.
Первый вид - сортировка крупнокускового материала, проводящаяся на руднике. В этом процессе выделяются:
- пустая порода (от 15 до 35% от общего количества материала),
- забалансовая руда и рядовая руда, направляемая на обогащение.
Иногда также может быть выделено небольшое количество богатого материала, который непосредственно идет на гидрометаллургию.
Второй вид сепарации проходит на фабрике. Это покусковая, порционная и/или поточная сепарация. В результате получают обогащенные продукты (концентрат) и породу (нерудные минералы). Для покусковой сортировки материал необходимо классифицировать. На основании исследований определено, что шкала классификации должна быть равной 1,5 для слабоконтрастных руд, а для контрастных – 2 ÷ 3. Крупнопорционная сортировка на РКС (радиометрическая контрольная станция) может быть применена для большинства руд. В настоящее время этот процесс используется для углей, сланцев, урановых, бериллиевых, флюоритовых, оловянных и калиевых руд.
Особенность всех радиометрических методов - высокая селективность процессов, возможность обогащения при большой крупности материалов, усреднение руды по качеству и минеральному составу. Процессы сухие, дешевые, поддаются автоматизации, первоначальные свойства руды не изменяются.