一種放射性礦石分選機(jī)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種放射性礦石分選機(jī)，包括機(jī)架、輸送皮帶、防護(hù)殼體、X射線源、陣列探測(cè)器、γ射線探測(cè)器、信號(hào)處理裝置、工控機(jī)、噴氣分選機(jī)構(gòu)、振動(dòng)給料器、給料斜槽、儲(chǔ)氣罐、進(jìn)氣導(dǎo)管，所述X射線源設(shè)置于輸送皮帶正上方；所述陣列探測(cè)器設(shè)置于輸送皮帶下方，正對(duì)于X射線源端口；所述輸送皮帶下方設(shè)置有γ射線探測(cè)器；所述振動(dòng)給料器與輸送皮帶之間有讓礦石滑落的給料斜槽。本發(fā)明的分選機(jī)大大提高了礦石質(zhì)量計(jì)算的準(zhǔn)確度，確保了最終分選的準(zhǔn)確性。
【專利說(shuō)明】
一種放射性礦石分選機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及選礦機(jī)械領(lǐng)域，特別涉及一種放射性礦石分選機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 鈾和釷是重要天然放射性元素。鈾在軍事上主要用來(lái)制造核武器和核動(dòng)力燃料， 在和平用途中是核電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的保障。釷可廣泛應(yīng)用于光學(xué)、無(wú)線電、航空、材料等領(lǐng)域，隨 著核能的發(fā)展，以釷為核燃料的核電站成功應(yīng)用，將釷提到了重要地位，當(dāng)代，國(guó)內(nèi)外以釷 為核燃料的研究利用理論和應(yīng)用水平都有較大突破。
[0003] 鈾、釷礦石能不受外界干擾地發(fā)射α、β、γ三種射線，其中γ射線的穿透能力最強(qiáng)， 可以穿透幾十厘米的礦石。利用鈾、釷礦石中的天然放射性（γ射線)進(jìn)行礦石的揀選始于 20世紀(jì)40年代，到20世紀(jì)七八十年代，鈾礦石的放射性分選得到較大的發(fā)展。近年來(lái)，礦石 資源逐漸貧乏，富礦愈來(lái)愈少，采出礦石的品位越來(lái)越低，使得產(chǎn)品成本提高。放射性礦石 分選技術(shù)可以在礦石粒度較大時(shí)就丟棄部分廢石，使采出礦石的品位提高，進(jìn)入下一工序 的礦量減少，從而使生產(chǎn)成本降低;分選所廢棄的大塊廢石易于處理，可減輕環(huán)境污染。通 過(guò)放射性礦石分選機(jī)處理可降低對(duì)采出礦石品位的要求，使得部分表外礦可以入選。這樣 就擴(kuò)大了礦石資源，延長(zhǎng)了礦山壽命，同時(shí)，還可以利用過(guò)去礦山開采中所堆存的低品位礦 石資源。
[0004] 20世紀(jì)80年代美國(guó)曾做過(guò)研究，原礦U3O8品位從0.1%提高到0.2%，每鎊U308的直接 加工費(fèi)可以節(jié)約近50%。我國(guó)衡陽(yáng)鈾水冶廠也得到類似的結(jié)果，鈾品位每降低0.01%，按鈾質(zhì) 量計(jì)成本要提高11%~15%。所以很多國(guó)家都重視利用選礦手段來(lái)提高水冶工藝前的鈾礦石 品位。
[0005] 在美國(guó)、加拿大、法國(guó)、澳大利亞、南非、前蘇聯(lián)等國(guó)的鈾礦山都有放射性分選機(jī)的 應(yīng)用。我國(guó)從20世紀(jì)50年代末期開始研制放射性分選機(jī)，先后研制出幾種型號(hào)的放射性分 選機(jī)，并應(yīng)用于生產(chǎn)?，F(xiàn)有的放射性分選機(jī)借助于攝像器、激光光電探測(cè)器等測(cè)量礦塊的粒 度從而估算每一礦塊的重量。然后根據(jù)礦塊的放射性和重量，計(jì)算出其品位。而實(shí)際分選 中，即使來(lái)自同一礦床的礦石間密度差異也是很大的，僅僅通過(guò)測(cè)量礦石粒度來(lái)計(jì)算礦塊 重量會(huì)造成一定誤差，這使得品位計(jì)算不準(zhǔn)確，最終導(dǎo)致分選機(jī)的的準(zhǔn)確度低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種放射性礦石分選機(jī)，可準(zhǔn)確、高效的對(duì)放射性礦石 (鈾、釷)進(jìn)行預(yù)選，提高礦石品位，降低后續(xù)的選礦成本。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明米用的技術(shù)方案為:一種放射性礦石分選機(jī)，包括機(jī)架、 輸送皮帶、防護(hù)殼體、X射線源、陣列探測(cè)器、γ射線探測(cè)器、信號(hào)處理裝置、工控機(jī)、噴氣分 選機(jī)構(gòu)、振動(dòng)給料器、給料斜槽、儲(chǔ)氣罐、進(jìn)氣導(dǎo)管，所述X射線源設(shè)置于輸送皮帶正上方;所 述陣列探測(cè)器設(shè)置于輸送皮帶下方，正對(duì)于X射線源端口；所述輸送皮帶下方設(shè)置有γ射線 探測(cè)器;所述振動(dòng)給料器與輸送皮帶之間有讓礦石滑落的給料斜槽;所述信號(hào)處理裝置對(duì) 陣列探測(cè)器與γ射線探測(cè)器傳來(lái)的信號(hào)進(jìn)行處理與計(jì)算，得出每塊礦石中放射性組分的質(zhì) 量分?jǐn)?shù)，并根據(jù)這一結(jié)果向噴氣分選機(jī)構(gòu)發(fā)送是否開閥的信號(hào);所述陣列探測(cè)器中包括高 能探測(cè)陣列和低能探測(cè)陣列，低能探測(cè)陣列放置于高能探測(cè)陣列上方，中間使用銅片作為 濾光片。
[0008] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述給料斜槽與水平方向的夾角為45度，用來(lái)銜接輸送皮 帶的進(jìn)料端與振動(dòng)給料器。
[0009] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述振動(dòng)給料器下部設(shè)置有振動(dòng)單元。
[0010] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述輸送皮帶設(shè)置有沿運(yùn)動(dòng)方向的均勻分布的8道弧形凹 槽。
[0011] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述γ射線探測(cè)器探頭為碘化鈉材質(zhì)，γ射線探測(cè)器中設(shè) 置有6個(gè)直線排列的探頭，使得γ射線探測(cè)器能以接力探測(cè)方式工作，γ射線探測(cè)器共有8 個(gè)，與輸送皮帶的凹槽位置一一對(duì)應(yīng)。
[0012] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，在所述防護(hù)殼體上固定有X射線源，防護(hù)殼體由鉛板制成。
[0013] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述工控機(jī)與信號(hào)處理裝置相連接，用于設(shè)定參數(shù)，并將設(shè) 定的參數(shù)傳輸給信號(hào)處理裝置。
[0014] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述噴氣分選機(jī)構(gòu)通過(guò)進(jìn)氣導(dǎo)管與儲(chǔ)氣罐相連接，當(dāng)接收 到開閥信號(hào)時(shí)，打開對(duì)應(yīng)礦塊所在橫向位置上的電磁閥，壓縮氣流將該礦塊吹離其自然下 落軌跡，落入精礦槽。
[0015] 本發(fā)明存的有益效果在于： 1、通過(guò)礦石的天然放射性進(jìn)行分選，擺脫了傳統(tǒng)選礦方法中對(duì)水、化學(xué)藥劑的依賴，是 一種清潔、環(huán)保的分選方法;通過(guò)分選使采出的礦石品位提高，進(jìn)入下一工序的礦量減少， 從而降低了生產(chǎn)成本。
[0016] 2、通過(guò)X射線透射技術(shù)對(duì)礦物質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算，相比較傳統(tǒng)攝像器、激光光電探測(cè)器 等測(cè)量方法，大大提高了礦石質(zhì)量計(jì)算的準(zhǔn)確度；同時(shí)通過(guò)計(jì)算X射線透射中每個(gè)像素點(diǎn)對(duì) 應(yīng)礦石的厚度，能對(duì)γ射線探測(cè)器得到的礦石放射性總量進(jìn)行修正，使得到的礦石放射性 總量更精確;從而確保了最終分選的準(zhǔn)確性。
[0017]【附圖說(shuō)明】： 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明中X射線源、陣列探測(cè)器的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明中輸送皮帶剖面圖； 圖中標(biāo)記含義如下： 1 一機(jī)架，2-輸送皮帶，3-防護(hù)殼體，4 一X射線源，41 一X射線源端口，5-陣列探測(cè)器， 6- γ射線探測(cè)器，7-信號(hào)處理裝置，8-工控機(jī)，9一噴氣分選機(jī)構(gòu)，10-振動(dòng)給料器，11一 給料斜槽，12-儲(chǔ)氣罐，13-進(jìn)氣導(dǎo)管。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 結(jié)合圖1至圖3對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0019] -種放射性礦石分選機(jī)，包括機(jī)架1、輸送皮帶2、防護(hù)殼體3、Χ射線源4、陣列探測(cè) 器5、γ射線探測(cè)器6、信號(hào)處理裝置7、工控機(jī)8、噴氣分選機(jī)構(gòu)9、振動(dòng)給料器10、給料斜槽 11、儲(chǔ)氣罐12、進(jìn)氣導(dǎo)管13,所述X射線源4設(shè)置于輸送皮帶2正上方;所述陣列探測(cè)器5設(shè)置 于輸送皮帶2下方，正對(duì)于X射線源端口 41;所述輸送皮帶2下方設(shè)置有γ射線探測(cè)器6;所述 振動(dòng)給料器10與輸送皮帶2之間有讓礦石滑落的給料斜槽11。
[0020] 為了實(shí)現(xiàn)礦石能在輸送皮帶2的凹槽中單層分布，所述輸送皮帶2與振動(dòng)給料器10 之間通過(guò)給料斜槽11銜接，給料斜槽11與水平方向的夾角為45度;所述振動(dòng)給料器10下部 設(shè)置有振動(dòng)單元，振動(dòng)單元開啟后，礦石呈現(xiàn)跳動(dòng)狀態(tài)并自行分散平鋪開來(lái)，這樣就確保礦 石能夠單層導(dǎo)入至輸送皮帶2的8個(gè)凹槽中，避免礦石重疊擠壓的現(xiàn)象，從而確保了放射性 礦石分選機(jī)信號(hào)的準(zhǔn)確度，進(jìn)而確保分選的準(zhǔn)確度。礦石跟隨輸送皮帶2到達(dá)X射線源4下方 時(shí)，扇形X射線束僅穿過(guò)礦石的一個(gè)橫截面，同時(shí)陣列探測(cè)器5將該截面內(nèi)所包含的礦石吸 收過(guò)的X射線能量值記錄下來(lái)。隨著礦石向前運(yùn)動(dòng)，礦石的每一個(gè)橫截面被連續(xù)掃描，礦石 的所有截面吸收過(guò)的X射線能量值都能被記錄下來(lái)。
[0021] 所述陣列探測(cè)器5接收到礦石吸收后的剩余X射線，X射線先被上層的低能探測(cè)陣 列接收，經(jīng)過(guò)銅濾波片后，低能X射線被濾除，高能X射線再被下層的高能陣列探測(cè)器接收， 陣列探測(cè)器5接收X射線后進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，然后將信號(hào)傳送到信號(hào)處理裝置7,信號(hào)處理裝置 7通過(guò)處理程序?qū)Φ玫降母?、低能信?hào)進(jìn)行分析，判斷出各像素點(diǎn)的礦物組分類別，然后根 據(jù)組分類別得出其相應(yīng)的固有屬性密度P和物質(zhì)的質(zhì)量吸收系數(shù)·，在X射線衰減規(guī)律公 式：/ = Zij 中，I與Io可由陣列探測(cè)器得到的像素點(diǎn)灰度值代替，將9和馬帶入公式可 以計(jì)算出各像素點(diǎn)的X射線穿透厚度t。由于陣列探測(cè)器中各信號(hào)接收點(diǎn)的位置與間距是固 定的，因此可以知道每個(gè)像素點(diǎn)的面積s，每個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的質(zhì)量m=s · t · P，最后將一個(gè)礦 塊中的所有像素點(diǎn)質(zhì)量相加就得到了該礦塊的總質(zhì)量。
[0022] 輸送皮帶2將礦石繼續(xù)向前運(yùn)輸至γ射線探測(cè)器6上方時(shí)，γ射線探測(cè)器6便對(duì)礦 塊的放射性活度進(jìn)行測(cè)量，γ射線探測(cè)器6中設(shè)置有6個(gè)直線排列的探頭，采用多探頭接力 式的γ探測(cè)，使γ射線探測(cè)器6有較高的靈敏度及處理能力。γ射線探測(cè)器6將得到的礦塊 放射性數(shù)據(jù)傳遞到信號(hào)處理裝置7,信號(hào)處理裝置7將每一礦塊放射性總量數(shù)據(jù)與其X射線 穿透厚度t進(jìn)行校正得到更精確的放射性總量數(shù)據(jù)，并與礦塊質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算，得出每一個(gè)礦 塊的放射性礦物(鈾、釷)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，再將質(zhì)量分?jǐn)?shù)與預(yù)先設(shè)置的分界質(zhì)量分?jǐn)?shù)相比較，低 于設(shè)定的判為尾礦，高于或等于設(shè)定值的為精礦。每當(dāng)判定一塊精礦時(shí)信號(hào)處理裝置7就發(fā) 出一個(gè)開閥信號(hào)，使得噴氣分選機(jī)構(gòu)9中對(duì)應(yīng)該礦塊所在橫向位置上的氣孔定時(shí)、定位地打 開，儲(chǔ)氣罐12中的壓縮氣體就通過(guò)進(jìn)氣導(dǎo)管13從氣孔噴出，將礦塊吹離其自然下落的軌跡， 落入相應(yīng)的礦槽中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種放射性礦石分選機(jī)，包括機(jī)架（1)、輸送皮帶（2)、防護(hù)殼體(3)、X射線源(4)、陣 列探測(cè)器(5)、γ射線探測(cè)器(6)、信號(hào)處理裝置(7)、工控機(jī)(8)、噴氣分選機(jī)構(gòu)(9)、振動(dòng)給 料器(10)、給料斜槽(11)、儲(chǔ)氣罐(12)、進(jìn)氣導(dǎo)管（13)，所述X射線源(4)設(shè)置于輸送皮帶(2) 正上方;所述陣列探測(cè)器(5)設(shè)置于輸送皮帶（2)下方，正對(duì)于X射線源端口（41);所述輸送 皮帶(2)下方設(shè)置有γ射線探測(cè)器(6);所述振動(dòng)給料器（10)與輸送皮帶(2)之間有讓礦石 滑落的給料斜槽（11);所述信號(hào)處理裝置(7)對(duì)陣列探測(cè)器(5)與γ射線探測(cè)器(6)傳來(lái)的 信號(hào)進(jìn)行處理與計(jì)算，得出每塊礦石中放射性組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，并根據(jù)這一結(jié)果向噴氣分 選機(jī)構(gòu)（9)發(fā)送是否開閥的信號(hào)；所述陣列探測(cè)器(5)中包括高能探測(cè)陣列和低能探測(cè)陣 列，低能探測(cè)陣列放置于高能探測(cè)陣列上方，中間使用銅片作為濾光片;所述輸送皮帶(2) 設(shè)置有沿運(yùn)動(dòng)方向的均勻分布的8道凹槽；γ射線探測(cè)器(6)中設(shè)置有6個(gè)直線排列的探頭， 使得γ射線探測(cè)器能以接力探測(cè)方式工作;所述γ射線探測(cè)器設(shè)置有8個(gè)，與輸送皮帶(2) 的凹槽位置--對(duì)應(yīng)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種放射性礦石分選機(jī)，其特征在于:所述給料斜槽（11)與水 平方向的夾角為45度，用來(lái)銜接輸送皮帶(2)的進(jìn)料端與振動(dòng)給料器(10)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種放射性礦石分選機(jī)，其特征在于:所述γ射線探測(cè)器(6) 探頭為碘化鈉材質(zhì)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的一種放射性礦石分選機(jī)，其特征在于:在所述防護(hù) 殼體(3)內(nèi)固定有X射線源(4)，防護(hù)殼體(3)由鉛板制成。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的一種放射性礦石分選機(jī)，其特征在于:所述工控機(jī) (8)與信號(hào)處理裝置(7)相連接，用于設(shè)定參數(shù)，并將設(shè)定的參數(shù)傳輸給信號(hào)處理裝置(7)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的一種放射性礦石分選機(jī)，其特征在于:所述噴氣分 選機(jī)構(gòu)(9 )通過(guò)進(jìn)氣導(dǎo)管（13 )與儲(chǔ)氣罐(12 )相連接，當(dāng)接收到開閥信號(hào)時(shí)，打開對(duì)應(yīng)礦塊所 在橫向位置上的電磁閥，壓縮氣流將該礦塊吹離其自然下落軌跡，落入精礦槽。
【文檔編號(hào)】G01N23/083GK106040617SQ201610368419
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年5月29日
【發(fā)明人】張雪峰, 王建英, 胡鵬飛
【申請(qǐng)人】?jī)?nèi)蒙古科技大學(xué)