ТРИБОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СЕПАРАТОР АЛМАЗОСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ

Заявляемая полезная модель относится к области обогащения полезных ископаемых, конкретнее к сепарации сухих алмазосодержащих материалов, например концентратов первичного обогащения.
Известно устройство для разделения кусковых материалов (Авторское свидетельство СССР №829179, М. кл. В03В 13/06, от 13.03.78 г.), включающее питатель, бесконтактный датчик физических свойств материала, установленный под питателем, блок управления и разделяющий механизм. Датчик в известном устройстве выполнен в виде накладной плоской катушки или накладного плоского конденсатора. Устройство измерения физических свойств включает автогенератор высокой частоты. При прохождении измеряемого куска мимо датчика изменяется его добротность, импеданс и другие свойства.
Известно устройство для автоматической сортировки кускового материала (Авторское свидетельство СССР №617077, М. кл. В03В 13/06, от 14.02.77 г.), включающее транспортер, индуктивный датчик, генератор высокочастотных колебаний, амплитудный дискриминатор и разделяющий механизм. Для повышения чувствительности и помехозащищенности устройство дополнено резонансным усилителем, полосовым фильтром и амплитудным детектором. При прохождении куска руды через датчик происходит изменение резонансных характеристик измерительной системы, по величине которого принимается решение об автоматическом включении исполнительного механизма.
Известен сепаратор кусковых материалов (Патент РФ №2007233, МПК В03В 13/00, В03С 7/02, В07С 5/344 дата подачи заявки 1991.12.20) содержащий наклонный рабочий орган в виде пластины, генератор механических колебаний, питатель, приемники продуктов разделения, электрод из фольгированного гетинакса, генератор высокой частоты, исполнительные механизмы, сканирующий блок. Принцип действия основан на том, что при движении материала по вибрирующему наклонному рабочему органу материал поступает в зоны высокочастотного электромагнитного поля. Каждый кусок поглощает энергию поля и селективно нагревается. Сканирующий блок регистрирует температуру куска бесконтактным способом по инфракрасному излучению. Сигнал сканирующего блока обрабатывается и формирует сигнал управления исполнительным механизмом.
Общим недостатком указанных выше известных устройств является то, что используемые в них методы регистрации физических свойств неприменимы к извлечению алмазов, так алмазы не имеют значительного различия в проводимости и диэлектрической и магнитной проницаемости по сравнению с аналогичными характеристиками многих сопутствующих минералов. Высокочастотное электромагнитное поле не вызывает селективный нагрев алмазов. Вследствие указанных недостатков применение известных устройств не обеспечивает возможности сепарации алмазов из алмазосодержащих материалов.
Ближайшим аналогом заявляемой полезной модели является устройство для осуществления способа (Патент РФ №2353439, МПК В07С 5/344, В03С 7/00, от 02.05.2007)
Устройство включает питатель, канал подачи породы, датчик для бесконтактного измерения электрического заряда, электронный блок обработки сигнала датчика и формирования сигнала управления исполнительным механизмом, блок временной задержки, устройство управления исполнительным механизмом, исполнительный механизм. Канал подачи породы выполнен в виде вибролотка, причем материал вибролотка и его размер выбраны с возможностью получения максимального трибозаряда алмазов при минимальном значении трибозаряда сопутствующих минералов. В дополнительном пункте прототипа указано, что вибролоток выполнен из алюминиевого сплава.
Недостатком известного устройства является то, что для части алмазов малого размера и неправильной формы, например, осколков кристалла, величина трибозаряда мала по величине и сравнима с уровнем шумов усилителя датчика бесконтактного измерения электрического трибозаряда.
Задачей предполагаемой полезной модели является повышение извлечения полезного компонента путем увеличения величины трибозаряда алмазов малого размера и неправильной формы.
Технический результат заявляемой полезной модели достигается тем, что вибролоток выполнен из материала диэлектрика, например эбонита.
Накопление трибозаряда в заявляемой полезной модели, в отличии от прототипа, происходит при трении материала о поверхность диэлектрика.
Экспериментально установлено, что при движении материала по эбонитовой поверхности вибролотка величина трибозаряда алмазов и сопутствующих минералов увеличивается в 5-7 раз больше, чем при движении по поверхности из алюминиевого сплава. Различие между трибозарядом алмазов и сопутствующих минералов сохраняется, поэтому селективность сепарации не ухудшается.
Заявляемая полезная модель имеет ряд признаков, общих с прототипом: питатель, канал подачи породы, выполненный в виде вибролотка, датчик для бесконтактного измерения электрического заряда, электронный блок обработки сигнала датчика и формирования сигнала управления исполнительным механизмом, блок временной задержки, устройство управления исполнительным механизмом, исполнительный механизм.
Указанные признаки по функциональному назначению в заявляемой полезной модели не имеют существенных отличий от прототипа. Питатель и канал подачи исходной смеси минералов предназначены для первоначальной загрузки сепарируемого материала. Вибропитатель перемещает материал и одновременно сообщает зернам материала трибоэлектрический заряд. Датчик для бесконтактного измерения электрического заряда регистрирует величину трибозаряда. Электронный блок усиливает сигнал датчика и сравнивает усиленный сигнал с порогом разделения. Если усиленный сигнал датчика превышает порог разделения, электронный блок вырабатывает сигнал запуска исполнительного механизма. Блок временной задержки задерживает сигнал на время, необходимое для перемещения алмаза из датчика в зону действия исполнительного механизма. Блок управления исполнительным механизмом вырабатывает электрический импульс с длительностью и мощностью, достаточными для срабатывания исполнительного механизма. Исполнительный механизм при срабатывании отклоняет зерно алмаза в приемник концентрата. При отсутствии срабатываний зерна сопутствующих минералов свободно пролетают в приемник хвостов.
Новый признак заявляемой полезной модели состоит в том, что вибролоток выполнен из материала диэлектрика, например эбонита. Введение нового элемента принципиально изменяет процесс трибоэлектризации материала. В заявляемой полезной модели материал движется по поверхности диэлектрического материала - эбонита. При трении двух диэлектриков величина трибозаряда получается до 5-7 раз больше, то есть существенно выше, чем в прототипе.
Увеличение трибозаряда влечет за собой пропорциональное увеличение сигнала датчика, в результате чего сигналы от мелких алмазов неправильной формы по величине становятся выше уровня шумов системы регистрации и сигналов от сопутствующих минералов.
Заявляемая полезная модель показана на фиг.1.
Полезная модель содержит загрузочный бункер 1, питатель 2, подающее устройство 3, датчик для бесконтактного измерения электрического заряда 4, блок обработки сигналов 5, блок временной задержки 6, блок управления исполнительным механизмом 7, исполнительный механизм 8, приемник концентрата 9, приемник хвостов 10.
Загрузочный бункер 1 расположен над питателем 2 с возможностью разгрузки материала из бункера 1 на поверхность лотка питателя 2. Подающее устройство 3 установлено после питателя 2. Вибролоток подающего устройства 3 изготовлен из материала диэлектрика, например эбонита. Датчик для бесконтактного измерения электрического заряда 4 расположен ниже края подающего устройства 3 с возможностью подачи материала в виде свободно падающего потока внутрь датчика для бесконтактного измерения электрического заряда 4. Выход датчика 4 соединен с входом блока обработки сигналов 5. Выход блока обработки сигналов 5 соединен с входом блока временной задержки 6. Выход блока временной задержки 6 соединен с входом блока управления исполнительным механизмом 7. Выход блока управления исполнительным механизмом 7 соединен с исполнительным механизмом 8. Исполнительный механизм 8 расположен в пространстве с возможностью отклонения алмаза в приемник концентрата 9 при срабатывании. Приемник хвостов 10 расположен в пространстве с возможностью свободного падения сопутствующих минералов при отсутствии срабатываний исполнительного механизма.
Полезная модель работает следующим образом. Исходную смесь минералов загружают в загрузочный бункер 1. Питатель 2 выгружает материал из бункера 1 и перемещает его на подающее устройство 3. Подающее устройство 3 изготовленное из материала диэлектрика, например эбонита, перемещает исходную смесь минералов и одновременно сообщает зернам исходной смеси минералов трибоэлектрический заряд. Наличие вибролотка изготовленного из материала диэлектрика, например эбонита вызывает повышенную электризацию зерен смеси. После схода с края подающего устройства зерна исходной смеси минералов в виде свободно падающего потока пролетают - через внутреннюю часть датчика для бесконтактного измерения электрического заряда 4. Датчик для бесконтактного измерения электрического заряда 4 вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный величине трибозаряда зерна минерала. Блок обработки сигналов 5 усиливает сигнал датчика для бесконтактного измерения электрического заряда 4 и сравнивает усиленный сигнал датчика с порогом разделения. Если усиленный сигнал датчика превышает порог разделения, то блок обработки сигналов 5 вырабатывает сигнал запуска исполнительного механизма, который далее поступает на блок временной задержки 6. Блок временной задержки 6 задерживает сигнал на время, необходимое для пролета алмаза от датчика до зоны действия исполнительного механизма и подает задержанный сигнал на вход блока управления исполнительным механизмом 7. Блок управления исполнительным механизмом 7 формирует импульсный сигнал с длительностью и мощностью необходимой для срабатывания исполнительного механизма и подает его на исполнительный механизм 8. Исполнительный механизм 8 срабатывает и отклоняет зерно алмаза в приемник концентрата 9. При отсутствии срабатывания исполнительного механизма сопутствующие минералы свободно пролетают в приемник хвостов 10.
Технический результат заключается в повышение извлечения полезного компонента путем увеличения величины трибозаряда алмазов малого размера и неправильной формы. Технический результат достигается за счет более интенсивного накопления трибоэлектрического заряда алмазов при трении о поверхность диэлектрика, например эбонита, по сравнению с трением о поверхность заземленного вибролотка, выполненного из металла.