Спосіб відділення мінеральних забруднень від кальцієво-карбонатних порід шляхом сортування за допомогою рентгенівського випромінювання

Реферат: Цей винахід стосується способу відділення мінеральних забруднень від кальцієво-карбонатних порід шляхом дроблення і розділення за крупністю кальцієво-карбонатних порід в діапазоні розмірів частинок від 1 до 250 мм, відділення кальцієво-карбонатних частинок за допомогою сортувального пристрою з двома рівнями енергії рентгенівського випромінювання. UA 101085 C2 (12) UA 101085 C2 UA 101085 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Цей винахід стосується способу відділення супутніх мінеральних забруднень від кальцієвокарбонатних порід осадового та метаморфного походження, таких як вапняк, крейда і мармур. Природні карбонати грають надзвичайно важливу роль у світовій економіці завдяки застосуванню в багатьох галузях промисловості. Відповідно до різних областей їх застосування, таких як паперова та лакофарбова промисловість, до якості кінцевих продуктів пред'являються жорсткі вимоги, задовольняти які є нелегкою задачею. Викладене вище обумовлює необхідність створення ефективної технології з високим ступенем автоматизації для сортування і сепарації мінеральних забруднень, які зазвичай містять різні кількості доломіту та кремнійвмісних порід або мінералів, таких як кремнезем у вигляді флінту або кварцу, польових шпатів, амфіболітів, слюдистих сланців і пегматиту, у формі вкраплень, конкрецій, прошарків всередині кальцієво-карбонатної породи або у вигляді бокових порід. Важливим завданням у багатьох галузях господарства, наприклад у гірничовидобувній галузі або в галузі утилізації відходів, є створення ефективного способу автоматичного сортування сумішей матеріалів. Автоматичне сортування частинок мінералів у цьому відношенні означає сепарацію сипкого матеріалу на основі зареєстрованих властивостей, які вимірюються електронними датчиками, такими як фотореєстратори, детектори рентгенівського випромінювання та котушки виявлення. Потрібну технологію вибирають виходячи з властивостей частинок. Існує багато різних технологій сортування, застосування яких, однак, у більшості випадків значною мірою обмежується властивостями частинок матеріалу. Наприклад, оптичне сортування вимагає достатнього контрасту кольорів частинок, сортування за щільністю можливе лише при достатньо великій різниці в питомій щільності частинок, а селективне виймання є в основному неефективним внаслідок збільшення часу та витрат на видобування. В тих випадках, коли частинки, що підлягають сортуванню, не мають підтверджених характеристик, що дозволяють автоматизувати процес сепарації, необхідно застосовувати ручне сортування. Треба відзначити, що, наприклад, у гірничовидобувній галузі наявність високопродуктивних автоматичних сортувальних пристроїв для крупнозернистих і крупнокускових матеріалів підвищує загальну продуктивність як видобутку, так і подрібнення. Застосовуючи автоматичне сортування породи для попереднього збагачення, можна розробляти неоднорідні рудні родовища з невеликим середнім вмістом багатої руди, але з наявністю локальних ділянок, стрічок або пропластків багатої руди. Попереднє сортування кусків руди перед їх подрібненням дозволяє суттєво знизити витрати на дроблення. Оптичні сортувальні пристрої, що застосовуються при збагаченні мінеральної сировини, ґрунтуються на використанні однієї або більше кольорових камер з рядковою розгорткою і опроміненні джерелами світла спеціальної конструкції. За допомогою камери можна виявити характерні особливості порід, у тому числі форму, площу, інтенсивність, колір, однорідність і т.п. Типові області застосування стосуються видобування різних руд основних металів і руд дорогоцінних металів, корисних копалин промислового значення, таких як вапняк і дорогоцінне каміння. Оптичні сортувальні пристрої часто застосовуються для сортування кальцієво-карбонатних порід. Однак, як уже зазначалось, недостатньо глибокий колірний контраст утруднює сортування. Наприклад, флінт може бути сірим, коричневим або чорним, однак на деяких кар'єрах він може бути білим як крейда, у зв'язку з чим оптичний сортувальник нездатний відділити його від крейди. Крім того, навіть у тому випадку, якщо має місце достатньо чіткий колірний контраст, поверхню порід часто треба змочувати і очищати для збільшення колірного контрасту і колірної стабільності. Однак в тому випадку, коли, наприклад, крейда дуже м'яка і пориста, неможливо здійснювати промивання і навіть змочування. У зв'язку з цим існує потреба в створенні технології сортування для відділення згаданих мінеральних забруднень від кальцієво-карбонатних порід, що відрізняється від традиційних способів, які в основному ґрунтуються на колірному контрасті. Рентгенівські сортувальники нечутливі до дії пилу, вологи та поверхневого забруднення, і сортування ґрунтується безпосередньо на різниці між середніми атомними номерами фрагментів породи. Багато матеріалів можуть бути збагачені шляхом сортування за допомогою рентгенівського випромінювання навіть у тих випадках, коли різниця в електричних або магнітних властивостях мінералів не є явною. Однак рентгенівські сортувальники застосовувалися досі головним чином для сортування металевого скрапу, будівельних відходів, пластмас, вугілля та рудоносних порід і мінералів, а не для видалення зазначених мінеральних забруднень з кальцієво-карбонатних порід у зв'язку з 1 UA 101085 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 невеликою різницею між середньою атомною густиною згаданих забруднень і карбонату кальцію. Наприклад, у винаході за заявкою WO 2005/065848 А1 розкривається пристрій і спосіб сепарації або сортування сипких матеріалів за допомогою установки, обладнаної пневматичними соплами, розміщеними на низхідній секції, що розташовується нижче конвеєрної стрічки, джерелом рентгенівського випромінювання, комп'ютерними засобами оцінки і принаймні одним детектором. Сипкі матеріали, згадані в заявці WO 2005/065848 А1, являють собою руди, що підлягають розділенню, і частинки відходів, такі як склокерамічний матеріал або скло різних типів. У патенті GB 2,285,506 також описаний спосіб і пристрій для класифікації матеріалу, що ґрунтується на використанні рентгенівського випромінювання. У цьому способі частинки опромінюють електромагнітним випромінюванням, як правило, рентгенівським випромінюванням, відповідно з першим і другим рівнями енергії. Отримують першу і другу величини, які показують ослаблення випромінювання кожною частинкою. Потім отримують третю величину як різницю між першою і другою величинами або їх співвідношення, і розділяють частинки відповідно до того, чи вказує третя величина на присутність частинок конкретної речовини. Однією з областей застосування способу є розділення алмазовмісного кімберліту на фракцію, що складається з частинок кімберліту, які містять вкраплення алмазів, і на фракцію, що складається з частинок пустої кімберлітової породи. У патентах US 5339962 і US 5,738,224 описаний спосіб розділення матеріалів, які мають різні властивості поглинання і проникання електромагнітного випромінювання. Цей спосіб застосовується для відділення пластмас від скломатеріалів, металів від неметалів, різних видів пластмас один від одного. Спосіб, що розкривається в патенті, особливо ефективний при розділенні елементів різних хімічних композицій, таких як суміші, що містять метали, пластмаси, текстиль, папір та/або інші відходи виробництва, що утворюються в галузях переробки твердих відходів і вторинної сировини. Заявки WO 2006/094061 А1 та WO 2008/017075 А2 стосуються сортувальних пристроїв, що включають оптичні сортувальники і сортувальники, що містять рентгенівську трубку, детекторну матрицю для двох рівнів енергії, мікропроцесор і матрицю пневматичних сопел. Пристрій виявляє присутність зразків в зоні опромінення рентгенівськими променями і починає розпізнавання і сортування зразків. Після розпізнавання і відділення класу зразка у певний час пристрій активує матрицю пневматичних сопел, розташованих у певних місцях з метою спрямування зразка у потрібний збиральний бункер. Такий пристрій може використовуватися для відділення таких матеріали, як метали, наприклад легкі метали, такі як алюміній і його сплави, від більш важких металів, таких як залізо, мідь і цинк та їхні сплави. В патенті ЕР 0064810 А1 описаний пристрій для сортування руди, в якому руда, що піддається сортуванню, вибирається у відповідності до її властивості поглинати ядерне випромінювання. Частинки руди, розміщені на конвеєрній стрічці, проходять під рентгенівською трубкою. Рентгенівські промені, проходячи крізь частинки руди, діють на флуоресцентний екран. Зображення, що формуються на екрані, скануються сканувальною камерою, формуючи керуючі сигнали для сортування в залежності від кількості енергії випромінювання, поглинутої частинками руди. Руди, що сортувались, являли собою вольфрамові руди, які зарекомендували себе як такі, що дуже важко піддаються сепарації відомими способами виявлення, але добре розділяються шляхом вимірювання поглинання рентгенівського випромінювання в тих чи інших заданих умовах. Патент RU 2131780 стосується збагачення і сортування марганцевих руд, в тому числі дроблення руди, розділення її на фракції за крупністю, магнітної сепарацій дрібної фракції і рентгенорадіометричної сепарацій крупної фракції. Руду з вмістом марганцю менше 2 % піддають рентгенолюмінесцентній сепарації, що дозволяє спростити технологічний процес отримання марганцевого концентрату з рудної сировини. Таким чином, існує багато можливостей відділяти один матеріал від другого. Однак досі не розроблена ефективна технологія сортування і відділення мінеральних забруднень від карбонату кальцію в кальцієво-карбонатних породах, оскільки існуючі технології вимагають, щоб властивості матеріалів, що підлягають сортуванню, такі як щільність і колір, були помітно різними, що проблематично у відношенні багатьох забруднень, які містяться в кальцієвокарбонатних породах. У зв'язку з цим ще й досі існує потреба в розробленні ефективної технології сортування і відділення від інших породних компонентів згаданих небажаних мінеральних забруднень, які містять також тверді, абразивні та/або забарвлені мінерали або породи, навіть якщо між карбонатом кальцію і згаданими забрудненнями немає яскраво вираженого колірного контрасту. 2 UA 101085 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Таким чином, метою винаходу є розроблення альтернативного способу ефективного виділення і видалення небажаних супровідних мінеральних забруднень з карбонату кальцію в кальцієво-карбонатних породах осадового та метаморфного походження, таких як вапняк, крейда і мармур, зокрема у випадках, коли колірний контраст у породах нерізкий або поверхня частинок не дозволяє виконати підготовчу обробку реагентами, яка потрібна для підсилення колірного контрасту (наприклад промивання, змочування). Мета винаходу досягається способом, визначеним у незалежних пунктах формули винаходу. Переважні варіанти втілення цього винаходу викладені в залежних пунках формули і в описі, що наводиться нижче. Несподівано було виявлено, що пристрої, які використовують технологію рентгенівського просвічування з двома рівнями енергії випромінювання, можуть успішно застосовуватися для виділення і видалення небажаних мінеральних забруднень з карбонату кальцію в кальцієвокарбонатних породах. Такі результати пошуку є несподіваними, оскільки зазвичай технологія застосування рентгенівського випромінювання вимагає, щоб мала місце певна різниця у щільності матеріалів, що розділяються, а у випадку матеріалів, про які йде мова, таких як, наприклад, карбонат кальцію і доломіт або флінт, це не так, і не можна було очікувати, що ці матеріали можна розділити шляхом сортування за допомогою рентгенівського випромінювання. Цим пояснюється те, що сортування за допомогою рентгенівського випромінювання досі в основному застосовувалося для відділення матеріалів, що мають значну різницю в щільності, таких як легкі і важкі метали, наприклад алюміній і магній, від фракції, багатої на важкі метали, такі як мідь, бронза, цинк і свинець, або пластмасових матеріалів від скломатеріалів, металів від неметалів, або різних пластмас одна від одної. Рентгенівське випромінювання від джерела рентгенівських променів проходить крізь вихідний матеріал і поглинається відповідно до середньої атомної маси і розмірів частинок сканованого матеріалу. Детектор рентгенівського випромінювання, установлений напроти джерела рентгенівських променів, реєструє випромінені рентгенівські промені і перетворює їх в електричний сигнал відповідно до інтенсивності рентгенівського випромінювання. Для виключення впливу розміру частинок аналізованого матеріалу при скануванні породи у способі рентгенівського просвічування з двома рівнями енергії випромінювання використовується одне джерело і два детектори рентгенівського випромінювання. Один детектор рентгенівського випромінювання вимірює інтенсивність нефільтрованого рентгенівського випромінювання; другий детектор покритий металевим фільтром і, таким чином, вимірює знижену інтенсивність рентгенівського випромінювання. Установивши співвідношення виміряних інтенсивностей нефільтрованого і фільтрованого рентгенівського випромінювання, можна виключити вплив розміру частинок. Обчислений сигнал рентгенівського випромінювання корелює з середньою атомною масою сканованого матеріалу, і таким чином різні вихідні матеріали можуть аналізуватися і сортуватися у відповідності до їх середньої атомної маси. Оскільки рентгенівське випромінювання проходить крізь породу, то з його допомогою можна також ефективно виявляти і сортувати супровідні частинки. Таким чином, мета цього винаходу досягається способом видалення супровідних мінеральних забруднень з кальцієво-карбонатних порід шляхом - подрібнення і розділення за крупністю кальцієво-карбонатних порід на частинки, розміри яких знаходяться в діапазоні від 1 до 250 мм, - розділення кальцієвих карбонатних частинок шляхом видалення частинок, що містять компоненти, відмінні від карбонату кальцію, за допомогою засобів оцінки з керуванням від ЕОМ, розміщених нижче зони виявлення, в залежності від сигналів детекторних засобів, викликаних випромінюванням, що проникає через потік згаданих частинок, при цьому згадане випромінювання випромінюється джерелом рентгенівського випромінювання і уловлюється принаймні одним детекторним засобом, причому вище принаймні одного з детекторних засобів установлені принаймні два фільтрувальні пристрої, що забезпечують проходження рентгенівського випромінювання відмінних один від одного енергетичних спектрів, а як детекторні засоби використані лінійки детекторів, що включають деяку кількість окремих пікселів, розташованих поперек потоку матеріалу, при цьому лінійкою детекторів обладнаний кожний з принаймні двох фільтрів. Сепарація переважно виконується за допомогою пристрою, описаного в заявці WO 2005/065848, сюди включено повне розкриття суті винаходу за зазначеною заявкою. Пристрій і спосіб, описані в зазначеній заявці, були розроблені спеціально для створення роботоздатної схеми, яка не лише забезпечує можливість надійного виявлення невеликих металевих деталей, таких як болти і гайки, але й дозволяє надійно виділяти їх з потоку сипкого 3 UA 101085 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 матеріалу пневматичними соплами, установленими безпосередньо поряд з місцем спостереження. Однак немає ніяких свідчень того, що пристрій і спосіб можуть також використовуватися з мінераловмісними матеріалами, такими як кальцієво-карбонатні породи. Як зазначалося вище, характерною ознакою пристрою є використання двох рентгенівських фільтрів для різних енергетичних рівнів, які установлюються перед кожним датчиком, завдяки чому можна отримати різноманітну інформацію стосовно частинок сипкого матеріалу. Як варіант, фільтри можуть розташовуватися безпосередньо нижче джерела рентгенівського випромінювання або можуть використовуватися джерела рентгенівського випромінювання, які по-різному випромінюють енергію. Засоби сортування частинок карбонату кальцію переважно являють собою пневматичні сопла, які видаляють частинки, відмінні від карбонату кальцію. Якщо потік частинок матеріалу дуже щільний, рекомендується використовувати низхідну секцію, причому засоби розділення розташовують на цій низхідній секції нижче зони виявлення. Завдяки належному фільтруванню рентгенівського випромінювання вище спеціального детектора двоканальної системи забезпечується, по-перше, спектральна чутливість. Крім того, схема розташування лінійок детекторів забезпечує незалежне фільтрування, що дозволяє досягти оптимальної чутливості для забезпечення заданого ступеня розділення матеріалу. Кожна лінійка детекторів включає певну кількість детекторних засобів. Детекторні засоби, придатні для використання в цьому винаході, являють собою, наприклад, фотодіодні матриці, обладнані сцинтилятором для перетворення рентгенівського випромінювання у видиме світло. Типова матриця має 64 фотодатчика-пікселя (в один ряд) з піксельним растром 0.4 або 0.8 мм. Лінія, яка, відповідно до напрямку потоку матеріалу, вирізається з матеріалу, що сортується, першою, затримується доти, поки не будуть отримані дані приблизно одночасно з даними пізніше вирізаної лінії (з іншим енергетичним спектром). Скорельовані таким чином у часі дані перетворюються і передаються на електронну апаратуру обробки даних. Оскільки спосіб сортування за цим винаходом являє собою сортування окремих частинок, кожна частинка має бути представлена окремо і бути розташована на достатньо великій відстані від других частинок. Щоб досягти такого відокремлення частинок, можуть використовуватися два основних типи сортувальників: а) сортувальник "стрічкового типу", в якому вихідний матеріал знаходиться на стрічці, що рухається зі звичайною швидкістю - 2-5 м/с (згідно з WO 2005/065848), або б) "лотковий (або гравітаційний)" сортувальник, в якому частинки відокремлюються і прискорюються в процесі ковзання по лотку. Реєстрація здійснюється на лотку або на стрічці. Хоча зазвичай переважно вибирають лотковий сортувальник, в принципі обидва типи можуть застосовуватися для успішного відділення забруднень від кальцієво-карбонатних порід з використанням рентгенівського випромінювання за цим винаходом. Лінійку детекторів, що відповідає ширині потоку частинок, переважно утворюють розташовані в лінію детектори, такі як фотодіодні матриці, активна поверхня яких покрита люмінесцентним папером або іншими екранами, що відповідають даному застосуванню. Як фільтри використовуються переважно металеві фольги, через які пропускається рентгенівське випромінювання різних енергетичних рівнів. Однак фільтри можуть утворюватися також кварцовими кристалами, які відбивають рентгенівське випромінювання до отримання відмінних один від одного рівнів енергії випромінювання, зокрема рентгенівського випромінювання, у різних енергетичних діапазонах під різними тілесними кутами. Зазвичай високоенергетичний спектр і низькоенергетичний спектр перекриваються. Для високоенергетичного спектра використовується фільтр верхніх частот, який суттєво ослаблює нижні частоти з меншим енерговмістом. Високі частоти передаються з обмеженим ослабленням. З цією метою можна використовувати металеву фольгу з металу високої щільності, таку як мідна фольга товщиною 0,45 мм. Для більш низького енергетичного спектра використовується фільтр, що розташовується вище даного детектора і служить як поглинальний фільтр, що зменшує діапазон довжин високоенергетичних хвиль. Він сконструйований так, що величина поглинання дуже близька до поглинання, що мають елементи високої щільності. Для цього можна використовувати металеву фольгу з металу нижчої щільності, таку як алюмінієва фольга товщиною 0,45 мм. Просторове розташування фільтрів може при цьому бути фіксованим, з тим щоб шляхом переміщення частинок сипкого матеріалу можна було після фільтрування виконати відповідне формування дзеркального відбиття рентгенівського випромінювання, наприклад за допомогою кристалів, на лінійку або ряд детекторів, при зіставленні двох результатів вимірювань, записаних в різні моменти часу, для частинок, що рухаються в потоці сипкого матеріалу. 4 UA 101085 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Принаймні два фільтра розташовані переважно нижче потоку частинок і вище детекторів, а рентгенівська трубка, що створює гальмівне випромінювання, розташована над потоком частинок. Шляхом установки фільтрів вище потоку матеріалу можна обмежити до певного рівня випромінювання від джерела, яке випромінює рентгенівські промені у більш широкому спектрі, до того як вони потраплять на частинки сипкого матеріалу. Тоді відпадає потреба у встановленні додаткового фільтра між частинками і розташованим нижче детектором. В іншому варіанті пристрою можна також працювати з двома детекторами, які розміщені поряд один з одним поперек потоку частинок і, наприклад, розташовані нижче нього. Тоді, застосовуючи відповідні математичні цикли затримки часу, можна зіставляти послідовно отриману інформацію у вигляді зображень з окремими частинками сипкого матеріалу і, виходячи з математичної оцінки, використовувати її для керування пневматичних сопел. Переважним варіантом є той, в якому принаймні два фільтри включають деяку кількість фільтрів для використання деякої кількості енергетичних рівнів. Фільтрування рентгенівського випромінювання, яке пройшло через частинки сипкого матеріалу, переважно відбувається у принаймні двох різних спектрах за допомогою металевої фольги для позиційно-чутливого уловлювання рентгенівського випромінювання, яке пройшло через частинки сипкого матеріалу, принаймні однією лінійкою детекторів у всьому попередньо заданому діапазоні. Це може здійснюватися з використанням детекторних засобів (довгої лінії, сформованої з багатьох окремих детекторів) шляхом проходження через різні фільтри і послідовного уловлення пропущеного випромінювання або, переважно, за допомогою двох лінійок детекторів, у кожному випадку з іншим фільтром, причому фільтри забезпечують проходження випромінювання різних спектрів, які, з одного боку, проявляють тенденцію мати м'який характер (низька енергія), а з другого боку, жорсткий характер (висока енергія). Z-класифікація і стандартизація області зображення здійснюється переважно для визначення класу атомної густини на основі детекторних сигналів фотонів рентгенівського випромінювання різних енергетичних спектрів, зареєстрованих принаймні двома лінійками детекторів. Z-перетворення формує з інтенсивностей двох каналів різних спектральних зображень n класів середньої атомної густини (скорочено Z), ідентифікація яких є значною мірою незалежною від пропускання рентгенівського випромінювання, а отже, від товщини матеріалу. Стандартизація значень до середньої атомної густини одного або більше вибраних репрезентативних матеріалів дозволяє по-різному класифікувати області зображень з обох сторін стандартної кривої. Таке еталонування, при якому у зареєстрованому спектрі кожний раз нелінійно створюється взаємозалежність, дозволяє "відфільтровувати" апаратні ефекти. Клас атомної густини, створений під час стандартизації до певного Z (атомний номер елемента або, у більш загальному сенсі, середня атомна густина матеріалу), утворює типову щільність матеріалів, про які йде мова. Паралельно розрахований ще один канал, який забезпечує сумарне середнє пропускання по всьому спектру. Комбінуючи за допомогою комп'ютера клас атомної густини з інтервалом пропускання (Т min, Тmax) пікселям може бути заданий характеристичний клас, який може бути використаний для виявлення відмінностей у матеріалі. Сегментацію формування характеристичних класів переважно виконують для керування пневматичними соплами на основі як зареєстрованого середнього пропускання частинками сипкого матеріалу рентгенівського випромінювання різних енергетичних спектрів, уловленого принаймні двома лінійками детекторів, так і інформації про щільність, отриманої шляхом Zстандартизації. Кальцієво-карбонатні породи за цим винаходом вибирають з групи, що включає породи осадового та метаморфного походження, такі як вапняк, крейда та мармур. Зазвичай кальцієво-карбонатні породи містять різні кількості забруднень, наприклад інші мінеральні компоненти, такі як доломіт та кремнійвмісні породи або мінерали, такі як кремнезем у вигляді флінту або кварцу, польових шпатів, амфіболітів, слюдистих сланців і пегматиту, у формі вкраплень, конкрецій, прошарків всередині кальцієво-карбонатної породи або у вигляді бокових порід, які можуть бути відділені від карбонату кальцію ефективним селективним способом за цим винаходом. Наприклад, флінт може бути відділений від крейди, доломіт від кальциту, або пегматит від кальциту. Однак цей винахід стосується також змішаних карбонатвмісних гірських порід, таких як доломітова порода, від якої відділяють мінерали, що містять кремнезем. 5 UA 101085 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Перед виконанням операцій сортування і сепарації породи дроблять в будь-якому придатному для цього пристрої, наприклад у щоковій, конічній або валковій дробарці, і за бажанням розділяють за крупністю, наприклад за допомогою грохотів, з метою отримання фракції з розміром частинок від 1 до 250 мм. Кальцієво-карбонатні породи переважно дроблять на частинки розміром від 5 до 120 мм, переважно від 10 до 100 мм, більш переважно від 20 до 80 мм, зокрема від 35 до 70 мм, наприклад від 40 до 60 мм. Крім того, виділяють за крупністю одну або кілька різних фракцій частинок, які подають окремо на пристрій сортування за допомогою рентгенівського випромінювання, описаний вище, і сортують відповідно до їх властивостей пропускати рентгенівські промені. Типові співвідношення мінімальних розмірів частинок до максимальних всередині фракції становлять, наприклад, 1:4, переважно 1:3, більш переважно 1:2 або навіть менше, наприклад, розміри частинок всередині фракції можуть становити 10-30 мм, 30-70 мм або 60-120 мм. Чим менше співвідношення, тим краще регулюється час затримки між виявленням і видаленням, імпульс стиснутого повітря для успішного відхилення виявленого забруднення від його початкової траєкторії, а також визначені класи середньої атомної густини до діапазону розмірів сортованих частинок. Таким чином, способом згідно з цим винаходом від карбонату кальцію в кальцієвокарбонатних породах можуть бути відділені і видалені небажані мінеральні забруднення. Наприклад, можна видалити 2-100 мас. % небажаних вмісних порід, як правило, 30-95 мас. % або 40-90 мас. %, наприклад 50-75 або 60-70 мас. %. Після описаної вище стадії сортування очищений карбонат кальцію, наприклад крейда, вапняк, або мармур переважно піддаються мокрому або сухому дробленню. Для цього частинки проходять стадію мокрого або сухого дроблення або подрібнення, наприклад з використанням конусної дробарки, ударно-відбивальної дробарки, молоткового млина, валкового млина, барабанних млинів, таких як млини самоподрібнення, кульові млини або стрижневі барабанні млини. Після подрібнення для отримання кінцевого продукту застосовують наступну операцію класифікацію (наприклад, за допомогою грохота, повітряного класифікатора, гідроциклона, центрифуги). Фракції, відділені від чистих частинок карбонату кальцію, як правило, відсипаються у відвал на місці розробки або реалізуються як супутній продукт. Рисунки, що описуються нижче, і приклади та експерименти служать для ілюстрації цього винаходу і жодною мірою не обмежують його об'єму. Опис креслень: На фігурах 1а та 1b показані результати пробного сортування за допомогою рентгенівського випромінювання фракції крейдової сировини з розміром частинок 10-35 мм (фіг. 1а: сортований продукт, фіг. 1b: відходи) відповідно до експерименту 1. На фігурах 2а та 2b показані результати пробного сортування за допомогою рентгенівського випромінювання фракції крейдової сировини з розміром частинок 10-35 мм (фіг. 2а: сортований продукт, фіг. 2b: відходи) відповідно до експерименту 1. На фігурах 3а та 3b зображені відходи після пробного сортування за допомогою рентгенівського випромінювання крейди з горизонту 2 (фіг. 3а) і горизонту 3 (фіг. 3b) (фракція 35-63 мм) відповідно до експерименту 2. На фігурах 4а та 4b зображені відходи після пробного сортування за допомогою рентгенівського випромінювання крейди з горизонту 4 (фіг. 4а) і горизонту 5 (фіг. 4b) (фракція 35-63 мм) відповідно до експерименту 2. На фіг. 5а показані мінеральні складові, присутні у вихідному матеріалі: пегматит, амфіболіт, доломіт і кальцит (зліва направо), на фіг. 5b показано вихід продукту після сортування рентгенівським випромінюванням, на фіг. 5с показано відходи після сортування рентгенівським випромінюванням відповідно до експерименту 3. ПРИКЛАДИ: Приклад 1: Відділення флінту від крейди Крейдова сировина, що містить близько 0,5-3 мас. % глини і має високий вміст флінту, що становить близько 3-9 мас. %, була піддана попередньому дробленню у щоковій дробарці і розділена на фракції 10 і 60 мм за допомогою грохота. Отримані частинки розділили на фракцію 10-35 мм і фракцію 35-60 мм при масовому співвідношенні близько 2:1 і подали на рентгенівський сортувальник Mogensen MikroSort® AQ1 101. Дві фракції сортували окремо, завантажуючи половину ширини машини фракцією одного розміру за один раз, використовуючи половину ширини сортувальника. Вихідний матеріал 6 UA 101085 C2 5 10 15 20 доставлявся конвеєром в зону вимірювання у вигляді тонкого однорідного шару, утвореного електромагнітним вібраційним живильником і похилим лотком. Порода, що падала з похилого лотка, сканувалась і виштовхувалась при вільному падінні. Частинки прискорювалися, і внаслідок цього відокремлювались одна від одної перед тим, як перейти у вільне падіння. Безпосередньо під лотком частинки опромінювали точно спрямованим джерелом рентгенівського випромінювання з кутом розкриття приблизно 60°. Напроти джерела рентгенівського випромінювання розміщений двоканальний рентгенівський детектор, який вимірює два різних виходи рентгенівського випромінювання. Оцінку отриманих зображень і класифікацію окремих кусків матеріалу виконували за допомогою швидкодіючого промислового комп'ютера впродовж кількох мілісекунд. Фактичний викид матеріалу здійснювався приблизно 150 мм нижче місця реєстрації соленоїдним клапаном, який посилає імпульси стиснутого повітря для спрямування небажаних частинок через сортувальну пластину в бункер для матеріалу. На кінцевому етапі відходи і отриманий корисний компонент можуть транспортуватися окремо. Пневматична установка складалася з 218 пневматичних сопел (діаметром 3 мм), які працювали при тиску 7 бар. Пробне сортування виконувалось з номінальною продуктивністю 11,5 т/год. для фракції 1035 мм і 25 т/год. для фракції 35-60 мм. Для визначення ефективності сортування при кожному випробуванні визначали процентний вміст продукту у відходах (білі породи) і кількість кольорових порід у сортованому продукті шляхом ручного сортування потоку продукту і відходів. На основі цих даних обчислювали вихід кольорових порід, селективність сортування і втрати білих порід (таблиця 1). Таблиця 1 Випробування № 1 2 25 30 35 40 Вихідний матеріал Вміст Розмір флінту у частинок вихідному (мм) матеріалі (мас. %) 10-35 3,30 35-60 8,46 Продукт (крейда) Відходи (флінт) Маса добутого продукту (мас. %) Вміст флінту в продукті (мас. %) Маса отриманих відходів (мас. %) 93,35 91,12 0,20 0,40 6,65 8,88 Результати вимірювань Вміст флінту у Вміст Вихід Втрати крейди відходах крейди у флінту (мас. %) (мас. %) відходах (мас. %) ВТРАТИ СЕЛЕК(мас. %) ВИХІД КАЛЬЦИТУ ТИВНІСТЬ 53,57 46,4 94,4 3,7 8,91 91,1 95,7 0,9 Пробне сортування переконливо показало, що сортування способом рентгенівського просвічування з двома рівнями енергії випромінювання забезпечує ефективне виявлення і відділення флінту від крейдової сировини. Для обох гранулометричних фракцій вихід флінту знаходився в межах 95 мас. %. У фракції 10-35 мм кількість флінту зменшилась з 3,3 мас. % у вихідному матеріалі, що завантажувався в сортувальник, до 0,2 мас. % у сортованому продукті. У фракції 35-60 мм кількість флінту зменшилась з 8,5 мас. % до 0,4 мас. % у сортованому продукті. В обох фракціях втрати крейди у відходах знаходяться в межах 1-4 мас. %. На фіг. 1а і 1b, 2а і 2b показано результати пробного сортування рентгенівським випромінюванням відповідно фракції 10-35 мм (фіг. 1а/b) і фракції 35-60 мм (фіг. 2а/b) крейдової сировини (1а/2а: сортований продукт; 1b/2b: відходи). Видалення флінту з крейдової сировини до початку процесів розбухання або подрібнення є найбільш ефективним і економічним способом зменшити високий знос устаткування. Процес сортування за допомогою рентгенівського випромінювання може проводитися безпосередньо з подрібненою крейдою і не потребує установки для промивки сировини. Відходи сортування можуть бути без проблем відсипані у відвал на кар'єрі. Приклад 2: Відділення флінту від крейди Зразки крейди з чотирьох різних продуктивних горизонтів, що містять біля 0,5-3 мас. % глини і мають високий вміст флінту - від 0,4 до 4 мас. % (див. табл. 3), були попередньо подрібнені у щоковій дробарці до заданого розміру частинок 10-75 мм і потім розділені на грохоті на 4 фракції (таблиця 2). 45 7 UA 101085 C2 Таблиця 2 Фракція (мм) > 63 35 - 63 12 - 35 99 мас. % пегматиту, при цьому кількість добутих корисних компонентів склала 67 мас. %, а кількість карбонату у відходах - лише 7,7 мас. %. 9 UA 101085 C2 Таблиця 4 Вихідний матеріал Розмі р Доло- Пегма части міт тит нок мм мас. % 11-60 14 мас. % 7 Амфіболіт мас. % 7 Корисні компоненти Маса Відходи Доло- ПегмаКальц Маса міт тит ит мас. мас. мас. % мас. % мас. % % % 67,2 3,7 0,05 32,8 16,8 Результати вимірювань Вихід продукту у Втрати відходах, Селеккальмас. % тивність циту Доло- Пегмаміт тит мас. % 83,2 мас. % мас. % мас. % 82,2 99,5 7,7 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 1. Спосіб відділення супутніх мінеральних забруднень від кальцієво-карбонатних порід шляхом - дроблення і розділення за крупністю кальцієво-карбонатних порід на частинки, розміри яких знаходяться в діапазоні від 1 до 250 мм, - розділення кальцієвих карбонатних частинок шляхом видалення частинок, що містять компоненти, відмінні від карбонату кальцію, за допомогою засобів оцінки з керуванням від ЕОМ, розміщених нижче зони виявлення, в залежності від сигналів детекторних засобів, викликаних випромінюванням, що проникає через потік згаданих частинок, при цьому згадане випромінювання випромінюється джерелом рентгенівського випромінювання і уловлюється принаймні одним детекторним засобом, причому вище принаймні одного з детекторних засобів установлені принаймні два фільтрувальні пристрої, що забезпечують проходження рентгенівського випромінювання відмінних один від одного енергетичних спектрів, а як детекторні засоби використані лінійки детекторів, що включають деяку кількість окремих фотодатчиків-пікселів, розташованих поперек потоку матеріалу, при цьому лінійкою детекторів обладнаний кожний з принаймні двох фільтрів. 2. Спосіб за пунктом 1, який відрізняється тим, що частинки доставляють на конвеєрній стрічці ("сортувальник стрічкового типу") або шляхом ковзання по лотку ("лотковий/гравітаційний сортувальник"). 3. Спосіб за одним з пунктів 1 або 2, який відрізняється тим, що лінійка детекторів, яка відповідає ширині згаданого потоку частинок, сформована лінійно розташованими детекторними засобами. 4. Спосіб за одним з пунктів 1, 2, який відрізняється тим, що принаймні два фільтри являють собою металеві фольги, через які проходить рентгенівське випромінювання з різними (відмінними один від одного) рівнями енергії. 5. Спосіб за одним з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що принаймні два фільтри розташовані нижче потоку частинок і вище детекторів, а рентгенівська трубка, що створює гальмівне випромінювання, розташована над потоком частинок. 6. Спосіб за одним з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що принаймні два фільтри включають деяку кількість фільтрів для використання деякої кількості рівнів енергії. 7. Спосіб за одним з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що рентгенівське випромінювання, яке пройшло через частинки матеріалу, фільтрують з отриманням принаймні двох різних спектрів з використанням металевих фольг для позиційно-чутливого уловлювання зазначеного рентгенівського випромінювання, яке пройшло через зазначені частинки матеріалу, принаймні однією лінійкою детекторів для кожного фільтра у всьому попередньо заданому діапазоні енергій. 8. Спосіб за пунктом 7, який відрізняється тим, що виконують Z-класифікацію і стандартизацію областей зображення для визначення класу атомної густини на основі детекторних сигналів фотонів рентгенівського випромінювання різних енергетичних спектрів, зареєстрованих принаймні двома лінійками детекторів. 9. Спосіб за одним з пунктів 7 або 8, який відрізняється тим, що здійснюють сегментацію формування характеристичних класів для керування пневматичними соплами на основі як зареєстрованого середнього пропускання рентгенівського випромінювання різних енергетичних спектрів зазначеними частинками сипкого матеріалу, уловленого принаймні двома лінійками детекторів, так і інформації про щільність, отриманої шляхом Z-стандартизації. 10 UA 101085 C2 5 10 15 20 10. Спосіб за одним з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що кальцієво-карбонатні породи вибирають з групи, що включає породи осадового та метаморфного походження, такі як вапняк, крейда, мармур і доломіт. 11. Спосіб за одним з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що мінеральні забруднення вибирають з групи, що включає різні кількості порід або мінералів, що містять доломіт і кремнезем, такі як кремнезем у вигляді флінту або кварцу, польових шпатів, амфіболітів, слюдистих сланців і пегматиту, у формі вкраплень, конкрецій, прошарків всередині кальцієвокарбонатної породи або у вигляді бокових порід. 12. Спосіб за одним з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що кальцієво-карбонатні породи дроблять на частинки, розмір яких знаходиться в діапазоні від 5 до 120 мм, переважно від 10 до 100 мм, більш переважно від 20 до 80 мм, зокрема від 35 до 70 мм, наприклад від 40 до 60 мм. 13. Спосіб за одним з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що одна чи кілька різних фракцій подрібнених частинок матеріалу піддаються сепарації. 14. Спосіб за пунктом 13, який відрізняється тим, що співвідношення мінімальних розмірів частинок до максимальних всередині однієї фракції становить 1:4, переважно 1:3, більш переважно 1:2. 15. Спосіб за одним з пунктів 13 або 14, який відрізняється тим, що розміри частинок всередині однієї фракції знаходяться в діапазоні 10-30 мм, переважно в діапазоні 30-70 мм, більш переважно в діапазоні 60-120 мм. 16. Спосіб за одним з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що після стадії сепарації частинки карбонату кальцію проходять стадію дроблення. 17. Спосіб за пунктом 16, який відрізняється тим, що після стадії дроблення частинки карбонату кальцію проходять стадію класифікації. 11 UA 101085 C2 12 UA 101085 C2 13 UA 101085 C2 14 UA 101085 C2 15 UA 101085 C2 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 16