ЭЛЕКТРОМЕТРИЧЕСКИЙ СЕПАРАТОР АЛМАЗОВ
ELECTROMETRIC DIAMOND SEPARATOR

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, конкретнее к устройствам для сепарации сухих алмазосодержащих материалов, например концентратов первичного обогащения.
При сепарации минералов, значительно отличающихся по проводимости, разделение проводят в устройствах, включающих вращающийся барабан. В барабанных сепараторах используется сила электростатического притяжения заряженной частицы к металлической поверхности, зерна материала с высокой проводимостью быстро разряжаются, так как их заряд стекает на заземленный барабан, после чего эти зерна подают вниз с незначительным отклонением от траектории свободного падения. Зерна материала с низкой проводимостью разряжаются значительно медленнее за счет электростатического притяжения заряженных зерен к металлической поверхности вращающегося барабана, их траектории значительно отклоняются от траектории свободного падения, вследствие чего такие зерна попадают в отдельный приемник концентрата.
При сепарации минералов, не имеющих значительного различия в проводимости, разделение проводят в камерных сепараторах, включающих электроды специальной формы и источники высокого напряжения для получения неоднородного электрического поля высокой напряженности. В камерных сепараторах материал свободно падает в области сильного электрического поля. Под действием электрических сил заряженные частицы отклоняются от траектории свободного падения и попадают в отдельный приемник.
Известно применение электрических сепараторов для доводки черновых алмазных концентратов на барабанных сепараторах, в которых зарядка частиц осуществлялась коронным разрядом / Справочник по обогащению руд. Основные процессы /Под ред. Богданова, 2 изд., перераб. и доп., М.: Недра, 1983, стр.240/. Недостатком данных сепараторов является то, что они применимы для материала крупностью менее 2 мм. При повышении размеров частиц сортируемого материала степень сокращения резко снижается. Этот недостаток связан с тем, что при увеличении размеров сепарируемых частиц величина электрических сил становится меньше, чем силы тяжести, поэтому отклонение траектории движения зерен от траектории свободного падения становится сравнимым с величиной естественного разброса траекторий. Кроме того, различие в проводимости между алмазами и некоторыми распространенными сопутствующими минералами незначительно, что также снижает селективность сепарации.
Ближайшим аналогом заявляемого изобретения является устройство для сепарации алмазосодержащих руд /Патент РФ №2353439, В07С 5/344, В03С 7/00 от 02.05.2007/. Принцип действия известного устройства основан на измерении трибоэлектрического заряда зерен минералов с помощью бесконтактного датчика и последующего извлечения алмазов с помощью исполнительного механизма. Прототип изобретения содержит следующие узлы: канал подачи материала, состоящий из двух вибропитателей - подающего и растягивающего, датчик для бесконтактного измерения электрического заряда, предварительный усилитель датчика, блок обработки сигнала, блок управления исполнительным механизмом, исполнительный механизм, приемники концентрата и хвостов.
Недостатком известного устройства является недостаточно высокое извлечение алмазов, связанное с двумя причинами. Первой причиной является недостаточное накопление трибоэлектрического заряда при однократном прохождении через канал подачи, вторая причина связана с ошибками при срабатывании исполнительного механизма при работе на максимальной производительности сепаратора.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение степени извлечения полезного компонента при максимально возможной производительности сепаратора.
Поставленная задача решается за счет технического результата, который заключается в улучшении качества сепарации.
Это достигается тем, что электрометрический сепаратор алмазов, включающий загрузочный бункер, два вибропитателя, датчик для бесконтактного измерения электрического заряда, предварительный усилитель датчика, блок анализа сигналов, блок управления исполнительным механизмом, исполнительный механизм, приемники концентрата и хвостов, согласно изобретению снабжен промежуточным накопителем материала, установленным перед третьим вибропитателем, вторым датчиком для бесконтактного измерения электрического заряда, вторым предварительным усилителем датчика, вторым блоком обработки сигналов, вторым блоком управления исполнительным механизмом, вторым исполнительным механизмом, вторым приемником концентрата.
Введение промежуточного накопителя позволяет не прерывать процесс сепарации, а введение второго датчика для бесконтактного измерения электрического заряда, второго предварительного усилителя датчика, второго блока обработки сигналов, второго блока управления исполнительным механизмом, второго исполнительного механизма позволяет увеличить производительность сепарации и извлечение материала за счет дополнительной электризации на третьем вибропитателе. Электрический заряд после дополнительной электризации увеличивается, после измерения сигнал усиливается вторым предварительным усилителем датчика и обрабатывается в блоке обработки сигнала. Блок обработки сигнала запускает второй исполнительный механизм, который направляет алмазы во второй приемник концентрата.
Схема электрометрического сепаратора алмазов показана на фиг.1. Устройство содержит загрузочный бункер 1, первый вибропитатель 2, второй вибропитатель 3, первый датчик для бесконтактного измерения электрического заряда 4, первый предварительный усилитель датчика 5, первый блок анализа сигналов 6, первый блок управления исполнительным механизмом 7, первый исполнительный механизм 8, первый приемник концентрата 9, промежуточный накопитель материала 10, третий вибропитатель 11, второй датчик для бесконтактного измерения электрического заряда 12, второй предварительный усилитель датчика 13, второй блок анализа сигналов 14, второй блок управления исполнительным механизмом 15, второй исполнительный механизм 16, второй приемник концентрата 17, приемник хвостов 18.
Устройство работает следующим образом. Исходный материал загружают в загрузочный бункер 1. Первый вибропитатель 2 производит выгрузку исходного материала из бункера 2 и перемещение исходного материала на второй вибропитатель 3. Второй вибропитатель 3 формирует слой толщиной в одно зерно, перемещает материал и при этом сообщает материалу трибоэлектрический заряд. После прохождения по второму вибропитателю исходный материал поступает на первый датчик измерения электрического заряда 4, который измеряет электрический заряд частиц материала, пролетающих через канал датчика в процессе свободного падения. Алмазы приобретают положительный электрический заряд большой величины, а зерна сопутствующих минералов имеют заряд либо положительный по знаку малый по величине, либо заряд противоположного знака. Датчик для бесконтактного измерения электрического заряда 4 вырабатывает сигнал, пропорциональный по величине и совпадающий по знаку заряду пролетающих частиц. Предварительный усилитель датчика 5 усиливает сигнал датчика до требуемой величины. Далее сигнал поступает на блок анализа сигналов 6. В этом блоке сигнал подвергается дополнительной обработке с помощью активных фильтров с целью снижения уровня помех, сравнивается с заданным порогом. При обнаружении алмаза возникает сигнал выше заданного порога, блок анализа сигналов 6 вырабатывает сигнал запуска исполнительного механизма 8, который поступает на вход блока управления исполнительным механизмом 7. Блок управления исполнительным механизмом 7 вырабатывает сигнал с параметрами, необходимыми для срабатывания исполнительного механизма 8. Исполнительный механизм 8 срабатывает и отсекает зерно алмаза в приемник концентрата 9. После проведения основной стадии хвосты основной стадии поступают в промежуточный накопитель 10, из промежуточного накопителя материал поступает на третий вибропитатель 11, который перемещает материал ко второму датчику для бесконтактного измерения электрического заряда 12, причем в процессе перемещения материал дополнительно электризуется, поэтому алмазы, пропущенные на стадии основной сепарации, приобретают дополнительный электрический заряд. Второй датчик для бесконтактного измерения электрического заряда 12 регистрирует сигналы от пролетающих зерен минералов, сигналы усиливаются вторым предварительным усилителем датчика 13, обрабатываются вторым блоком обработки сигналов 14, который вырабатывает сигнал запуска второго блока управления исполнительным механизмом 15. Второй блок управления вторым исполнительным механизмом вырабатывает сигнал управления вторым исполнительным механизмом 16. Второй исполнительный механизм 16 отсекает алмаз во второй приемник концентрата 17, хвосты второй стадии сепарации поступают в приемник хвостов 18.
Совмещение блоков основной и контрольной сепарации в одном аппарате дает возможность повысить извлечения алмазов при максимально высокой производительности сепарации.