ЭЛЕКТРОМЕТРИЧЕСКИЙ СЕПАРАТОР АЛМАЗОВ
ELECTROMETRIC DIAMOND SEPARATOR

Предлагаемое изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, конкретнее к устройствам для сепарации сухих алмазосодержащих материалов, например концентратов первичного обогащения.
Известны способы электрической сепарации для смесей минералов, отличающихся по электрическим свойствам /Справочник по обогащению руд. Основные процессы. / Под ред. Богданова, 2 изд., перераб. и доп., М.: Недра, 1983, стр.209-216/. В известных способах электрической сепарации частицам сортируемой смеси минералов вначале сообщают электрический заряд с помощью коронного разряда или трибоэлектризации. Затем частицы сортируемой смеси подаются в область разделения, в которой под действием электростатических сил материал разделяется на два или более продуктов. Метод разделения зависит от соотношения электрофизических свойств полезного и сопутствующего компонентов.
Известен способ и устройство для сепарации кусковых материалов по прозрачности в области рентгеновского излучения /патент США №20090261024 A1, B07C 5/00, 2009 г./. Устройство включает матричный приемник излучения, блок обработки информации и блок определения координат куска полезного компонента на конвеере. Исполнительный механизм выполнен в виде набора пневмоклапанов, сопла которых расположены в линию в зоне свободного падения материалов. Блок обработки информации обнаруживает кусок материала полезного компонента по прозрачности в рентгеновских лучах, блок определения координат выдает информацию о местоположении этого куска на ленте конвеера. Блок управления исполнительными механизмами приводит в действие то пневмоклапан (или несколько близко расположенных пневмоклапанов), который расположен в зона пролета куска полезного компонента. Кусок полезного компонента отклоняется в приемник концентрата, а куски сопутствующих компонентов, пролетающие в соседних зонах, не отклоняются и пролетают в приемник хвостов.
Известен датчик для измерения электрического заряда /патент РФ №2393465, G01N 27/60, B07C 7/00. 2010 г./. Датчик содержит заземленный корпус, внутри которого расположен чувствительный электрод, установленный на высококачественном изоляторе. Основным элементом датчика является чувствительный электрод с внутренним каналом, по которому перемещается сепарируемый материал. Внутренний канал может иметь круглое, квадратное или прямоугольное поперечное сечение. В процессе измерения весь поток сепарируемого материала движется через внутренний канал датчика.
Ближайшим аналогом заявляемого изобретения является устройство для осуществления способа сепарации алмазосодержащих материалов /патент РФ №2353439, B07C 5/344, B03С 7/00, 2009 г./. Устройство содержит следующие основные узлы и блоки: загрузочный бункер, два вибропитателя (подающий и растягивающий), датчик для бесконтактного измерения электрического заряда с чувствительным электродом, предварительный усилитель датчика, блок обработки информации, блок управления исполнительным механизмом, исполнительный механизм, приемник концентрата и приемник хвостов.
Недостатком прототипа является низкая производительность сепарации. Ограничение производительности связано с формой выполнения чувствительного электрода датчика и с формой выполнения исполнительного механизма. Чувствительный электрод имеет один внутренний канал, через который проходит одновременно весь поток сепарируемого материала. Сигнал датчика формируется общим зарядом всех зерен материала, находящихся внутри чувствительного электрода датчика. При увеличении производительности путем увеличения размеров датчика и повышения скорости подачи материала увеличивается количество материала внутри датчика, что приводит к увеличению общего фонового сигнала, а это понижает чувствительность сепарации. Исполнительный механизм, использованный в прототипе, отклоняет в приемник концентрата часть общего потока материла, причем вместе с алмазом отклоняется некоторое количество зерен сопутствующего компонента. При увеличении производительности неизбежно повышается загрязнение концентрата сопутствующим компонентом, что снижает кондицию концентрата.
Задачей предлагаемого изобретения является создание сепаратора, повышающего производительность сепарации без снижения чувствительности и без ухудшения кондиции концентрата.
Поставленная задача решается тем, что в электрометрическом сепараторе алмазов, включающем загрузочный бункер, два вибропитателя, датчик для бесконтактного измерения электрического заряда с чувствительным электродом, предварительный усилитель датчика, блок обработки информации, исполнительный механизм, блок управления исполнительным механизмом, приемник концентрата и приемник хвостов, чувствительный электрод датчика выполнен в виде набора электрически изолированных пластин, соединенных парами, причем для каждой пары пластин введены индивидуальный предварительный усилитель и индивидуальный блок обработки информации, а исполнительный механизм выполнен в виде набора пневмоклапанов, расположенных в одну линию, причем количество пневмоклапанов равно числу пар пластин чувствительного электрода.
Чувствительный электрод выполнен в виде набора электрически изолированных пластин, расположенных в два ряда по разные стороны потока сепарируемого материала, причем пластины, расположенные напротив друг друга, соединены попарно. Каждой паре пластин соответствует свой предварительный усилитель и свой канал в блоке обработки информации. Таким образом, регистрация производится в сравнительно узкой зоне потока с малым содержанием зерен сопутствующего компонента. Разделение чувствительного электрода на пластины с отдельными предварительными усилителями позволяет получить информацию о зоне потока, в которой расположен алмаз.
Исполнительный механизм выполнен в виде набора пневмоклапанов, расположенных в одну линию. В заявляемое устройство введен блок управления пневмоклапанами, который приводит в действие тот клапан, в зоне которого обнаружен алмаз.
Совокупность указанных признаков позволяет повысить производительность сепаратора без снижения чувствительности и без ухудшения кондиции концентрата.
На фиг.1 изображена структурная схема устройства:
1 - загрузочный бункер, 2 - подающий вибропитатель, 3 - растягивающий вибропитатель, 4 - пластины чувствительного электрода датчика, 5 - предварительные усилители датчика, 6 - блоки обработки сигнала, 7 - блок управления исполнительным механизмом, 8 - исполнительные механизмы, выполненные в виде пневмоклапанов, 9 - приемник концентрата, 10 - приемник хвостов.
Загрузочный бункер 1 установлен в верхней части устройства над поверхностью первого вибропитателя 2. Первый вибропитатель 2 установлен выше второго вибропитателя. Второй вибропитатель 3 установлен с возможностью подачи материала внутрь датчика в режиме свободного падения. Пластины чувствительного электрода 4 соединены между собой попарно. Каждая пара пластин чувствительного электрода 4 соединена с отдельным предварительным усилителем 5. Общее число предварительных усилителей равно числу пар пластин 4. Выходы предварительных усилителей соединены со входами блоков обработки сигнала 6. Выходы блоков обработки сигнала соединены со входами блока управления исполнительным механизмом 7 с пневмоклапанами 8. В зоне действия пневмоклапанов 8 установлен приемник концентрата 9. Ниже пневмоклапанов 8 установлен приемник хвостов 10.
Устройство действует следующим образом.
Исходная смесь минералов, например концентраты предварительных методов обогащения алмазосодержащих руд, поступает в загрузочный бункер 1, из бункера 1 материал поступает на первый вибропитатель 2, который обеспечивает выгрузку материала из бункера и его перемещение на второй вибропитатель 3. Второй вибропитатель 3 формирует поток материала в виде монослоя и подает материал в зону измерения. В процессе перемещения по вибропитателям 2 и 3 алмазы приобретают положительный электрический заряд. После схода материала с конца второго вибропитателя 3 материал свободно падает между пластинами чувствительного электрода 4. Пластины 4, расположенные друг против друга по разные стороны потока, соединены между собой, поэтому каждая пара пластин обеспечивает измерение заряда в ограниченной области потока. Каждая пара пластин соединена с отдельным предварительным усилителем 5. Общее число предварительных усилителей равно количеству пар пластин. Предварительные усилители усиливают сигналы датчиков и передают усиленные сигнала для последующей обработки на блоки обработки сигналов 6. Блоки обработки сигналов выполнены индивидуальными для каждой пары пластин, поэтому общее число блоков 6 равно числу предварительных усилителей 5. Блоки обработки сигналов 6 производят дополнительное усиление и фильтрацию сигналов, после чего сравнивают сигналы с порогом разделения. Если сигнал превышает порог разделения, то блок обработки информации 6 выдает сигнал на блок управления исполнительными механизмами 7. Блок управления исполнительными механизмами 7 обрабатывает сигналы с выходов всех блоков обработки сигналов 6, выбирает необходимый исполнительный механизм (пневмоклапан), усиливает сигнал запуска до необходимой электрической мощности и производит запуск исполнительного механизма 8. Исполнительные механизмы (пневмоклапаны) 8 выполнены в виде набора элементов, причем количество элементов совпадает с количеством пар пластин чувствительного электрода, а пространственное расположение каждого элемента соответствует расположению пары электродов. Исполнительный элемент срабатывает и отклоняет алмаз в приемник концентрата 9 из локальной области потока, в которой обнаружен алмаз. Материал в соседних зонах, не содержащих алмазы, поступает в приемник хвостов. 10.
Технический эффект заявляемого изобретения заключается в повышении производительности сепарации путем увеличения ширины потока материала, формируемого вибропитателями при сохранении высокой чувствительности и высокой селективности сепарации.