©2006г.(ноябрь), Ю.О. Федоров, к.т.н., – ген. директор ООО «РАДОС»

Рентгенорадиометрическая сепарация (РРС) относится к новым высокоэффективным и экологически чистым технологиям обогащения различных типов руд и техногенного сырья (отвалы забалансовых и некондиционных руд, шлаки, футеровка и пр.). В основе этой технологии заложено современное (в полном смысле этого слова) технологическое оборудование для покусковой сепарации - рентгенорадиометрические сепараторы, содержащие современные промышленные компьютеры и программное обеспечение, лучшие рентгеновские аппараты и блоки детектирования, электротехнические и электронные устройства. Но главное - это методические, технические и технологические особенности и возможности сепараторов, которые позволяют успешно путем покусковой сепарации обогащать самые разнообразные полезные ископаемые - руды черных (Cr, Mn, Fe), цветных, редких и благородных металлов, полиметаллическое и урановое сырье, флюориты, кварциты, магнезиты, силлиманиты, бокситы, нефелины, известняк, волластонит, уголь, отходы металлургических производств.

К достоинствам метода (РРС) следует отнести и то, что это единственный "прямой" метод оценки содержаний большинства элементов, содержащихся в руде или любом кусковом материале, по сравнению с известными "косвенными" традиционными "мокрыми" методами обогащения (флотация, гравитация). Важное значение для экономической и технологической эффективности добычи руды и обогащения имеет и то, что этот метод позволяет сортировать крупнокусковой материал в диапазоне крупности от 20 до 300мм, а в исключительных случаях (особо ценное сырье) и мелкокусковой материал от 5 до 20мм.

Другое несомненное достоинство РРС заключается в том, что процесс сортировки в большинстве случаев производистся без отмывки руды (сухая технология)

Все это вместе позволяет реализовать различные стадии обогащения (предварительное и основное) и определяет следующие факторы эффективности в решении экономических, технологических и геологических задач и проблем для горно - металлургических предприятий:

    - повышение качества исходного сырья (с возможностью управления качеством);- вовлечение в переработку запасов бедных и забалансовых руд, техногенных отходов - расширение сырьевой базы;- исключение из дальнейшей переработки породы (отвального продукта);- сокращение удельных затрат на транспортировку, обогащение и складирование в хвостохранилище;- возможность снижения себестоимости добычи руды (например, в карьере) за счет исключения или уменьшения селективной отбойки;- получение крупнокусковых концентратов, готовых для металлургического производства (минуя стадию обогащения);- продление "жизни" рудников - снижение социальной напряженности для градообразующих предприятий, создание новых рабочих мест;- повышение технического уровня специалистов и предприятий в целом;- снижение экологической нагрузки предприятий.

Естественно, в каждом отдельном случае для каждого предприятия решается какая-то часть вышеперечисленных проблем и задач.

Сама по себе эффективность РРС базируется на следующих двух основных факторах:

  • Физический - высокая селективность и информативность рентгеновского излучения;
  • Технологический - руда при взрывании и дроблении разламывается по плоскостям низкой прочности - плоскостям минерализации, отсюда поверхность кусков более обогащена ценными компонентами, что способствует распознаванию кусков относительно поверхностным методом РРС (глубинность проникновения рентгеновского "мягкого" излучения в среднем составляет в пределах 0,1-1мм).

Но эффективное использование РРС при всех своих объективных преимуществах и благоприятных природных естественных факторах всецело зависит от другого важнейшего фактора - человеческого (субъективного) - от уровня подготовки и квалификации обслуживающего персонала (операторов РРС и вспомогательных служб) и, что особенно важно - от подготовленности и понимания этого процесса руководящим составом и ИТР горно-обогатительных предприятий.

Если подготовкой операторов РРС и персонала предприятий ООО "РАДОС" активно занимается при внедрении как на месте (для этого в РАДОС создан лицензированный Учебный центр), так и непосредственно на объектах при монтаже - наладке оборудования и последующих начальных стадиях эксплуатации, то подготовке руководящего состава и ИТР не уделялось должного внимания.

Практика внедрения показала, что только при должном отношении, внимании и понимании основных особенностей оборудования РРС, работы операторов РРС со стороны руководящего состава и ИТР можно добиться и должной эффективности и высокой отдачи этой новой современной технологии.

Наиболее активно технология РРС стала внедряться в работу промышленных предприятий с 1999-2000гг. с разработкой и освоением ООО "РАДОС" производства промышленных сепараторов (ТУ 3132-015-05820239-1996 и ТУ 3132-015-05820239-2001). За последние годы в эксплуатацию запущено более 30 объектов, накопился опыт, выявились и наиболее передовые предприятия, среди которых особо следует выделить Гайский и Учалинский ГОКи (Урал), Аксуский завод ферросплавов (Казахстан), где именно общее отношение руководящего состава и ИТР во - многом предопределило успешную работу технологии и оборудования РРС в целом.

Естественно, подавляющее большинство специалистов и руководителей предприятий не имеют элементарных знаний в этой новой области обогащения, до сих пор этому не "учат" технические ВУЗы - отсюда и неподготовленность предприятий к внедрению этой новой и "безусловно" эффективной технологии.

От незнания, непонимания сути РРС руководящий персонал зачастую воспринимает эту новую непонятную им технологию, как дополнительную "болячку" и выступает как "похоронная команда", хороня не только технологию, но и свои открывающиеся технологические и экономические возможности.

Настоящее пособие посвящено частичному восполнению образовавшегося пробела и поможет руководящему составу и ИТР предприятий глубже понять "азы" и основные принципы и особенности технологии и оборудования РРС.

В изложении материала мы пойдем нетрадиционным путем: от целого… к частному (от сложного к простому) - от технологии в целом к работе сепараторов и контролю основных параметров технологического процесса.

1. Технология РРС

 

Технологию РРС разберем на примере самого образцово-показательного и мощного рудосортировочного комплекса (РСК) Северного медно-цинкового рудника Тарньерского месторождения (г. Ивдель, Урал, ОАО "Святогор", УГМК-Холдинг).

Схематично структура и схема цепи аппаратов РСК показана на Рис. 1.

Структура и схема цепи аппаратов РСК

Рис. 1

 

Данный РСК предназначен для предварительного обогащения медно-цинковых руд. Главная его задача - выделение из крупнокускового материала

-300+40мм отвальных хвостов РРС (породы), чтобы исключить породу из дальнейшей транспортировки на ОАО "Святогор" (450км) и обогащения на ОФ.

В составе РСК используется следующее основное оборудование:

  • Питатель исходной руды;
  • Агрегат дробления;
  • Промежуточный бункер (распределяющий потоки дробленной руды на РРС или щебеночный комплекс);
  • Агрегат грохочения;
  • Набор конвейеров;
      Комплекс РРС в составе:- приемные бункеры сепараторов;- 2 сепаратора СРФ2-300;- 4 сепаратора СРФ4-150;- операторская РРС;- склад ЗИП сепараторов и ремонтный бокс;- конвейеры хвостов и концентрата (обогащенного продукта);
  • Общая операторская с пультом управления технологическим оборудованием РСК;
  • Узел дробления и сортировки щебня.

В принципе каждый знает и понимает основное назначение приведенного технологического оборудования.

На технологическом обогатительном "языке" данная структура и работа РСК определяется технологической схемой (Рис. 2).

Функционально технология предварительного обогащения включает 2 основных передела:- рудоподготовка;- сепарация.В задачи рудоподготовки входят дробление до заданной крупности (определяется максимальной установленной шириной щели агрегата дробления), грохочение на заданные классы крупности (например, -250+100, -100+40 и -40+0мм) и подача крупнокусковой руды (машинных классов) в приемные бункеры сепараторов.

Этот передел является исключительно важным для действительной подготовки руды и эффективной сепарации. Именно на этой стадии должна происходить очистка кускового материала от зашламленности и загрязняющих примазок, что частично уже происходит при дроблении и окончательно при грохочении. Для этого руда должна подаваться на грохот дозированными мелкими порциями, чтобы обеспечить эффективное грохочение, но с той минимальной необходимой производительностью, чтобы загрузка бункеров обеспечивала непрерывную работу сепараторов в течение, например 30-60 минут (после чего снова запускается подача руды на грохот и загружаются бункеры сепараторов).

Важнейшее значение имеет и выбор сит для установки на грохот: крупное сито (например, с ячейкой 100 х 100мм) и мелкое сито (например, 40 х 40мм) должны обеспечить синхронную работу сепараторов на крупный и средний классы, при которой сепараторы вырабатывают руду из соответствующих бункеров практически одновременно. Этот режим соответствует максимальной общей производительности комплекса РРС.

В противном случае, при неправильном выборе параметров ячеек верхнего и нижнего сит одни сепараторы (например, на крупный класс, имеющие более высокую производительность ~ в 2 раза) будут стоять (без руды), а другие сепараторы (например, на средний класс) будут продолжать работать до выпуска руды из своих бункеров.

Из практики такой синхронный режим работы сепараторов часто обеспечивается при близких относительных выходах крупного класса (¡1) и среднего класса (¡2):

 

Рис. 2.

Эффективность всей технологии предварительного обогащения определяется и общим количеством руды, поступающей на РРС, при этом, чем больше выход несортируемого класса ¡3, выбранного на стадии проектирования (например, -40+0мм), тем меньше руды поступит на обогащение. Поэтому в задачи рудоподготовки входит с одной стороны минимизация выхода несортируемого класса ¡3, что достигается увеличением ширины щели агрегата дробления, с другой стороны ширина этой щели должна выбираться, чтобы в крупном классе (например, -250+100мм) было как можно меньше крупных кусков (негабаритов), превышающих верхний предел этого класса по крупности, размерами, например, до 300-400мм. Наличие таких негабаритных кусков существенно затрудняет выпуск руды из бункеров сепараторов, и осложняет работу исполнительных механизмов сепараторов (в т.ч. ускоряет их износ и разрушение), ухудшает качество сортировки (часть таких крупных кусков исполнительные механизмы просто не могут отбить). Все это вместе относится к выбору или оптимизации рабочей щели агрегата дробления.

Подобные задачи и отработка оптимальной и качественной работы узла рудоподготовки, согласование работы всего технологического оборудования с сепараторами возникают и решаются на каждом конкретном объекте с учетом технологических свойств руды, выбранных классов крупности для РРС, несортируемых классов, количества и типа установленных сепараторов. Все это делается в начальной стадии эксплуатации комплекса РРС, доводится иногда в течение первых 2-6 месяцев работы. Именно эта часть (качественная работа узла рудоподготовки), а не …. сепараторы (проблемы и задачи, возникающие в работе сепараторов - это "мелочи") более всего определяют эффективность работы всей технологии обогащения в целом. Именно технологическое оборудование узла рудоподготовки (питатель, дробилки, грохоты, конвейеры) чаще всего выходят из строя, останавливаются на ревизию, ремонт, замену неисправных частей и сеток грохота, очистку бункеров и пр. Работа сепараторов на этом фоне выглядит намного проще и надежнее (работают да работают), хотя и в них возникают достаточно часто средние и мелкие поломки, которые относятся к категории быстро устранимых (не надо забывать, что сепараторы работают в сложных экстремальных условиях и быстрое восстановление их рабочего состояния - это составная часть идеологии и конструкции сепараторов).

Второй и главный обогатительный передел - СЕПАРАЦИЯ обеспечивается работой рентгенорадиометрических сепараторов и подготовленных операторов РРС. В начальной стадии запуска сепараторов их настройка, выбор и отработка рабочих режимов работы, качества сортировки, достижение высоких, хороших или удовлетворительных (зависит от руды) технологических показателей обогащения (в т.ч. проектных или близких к проектным) производит бригада специалистов ООО "РАДОС". За это время наши специалисты дополнительно обучают и готовят операторов РРС и на завершающей стадии передают им сепараторы на обслуживание и эксплуатацию. Далее операторы должны грамотно эксплуатировать сепараторы, соблюдая все инструкции, правила и методы работы, поддерживать установленный режим работы сепараторов (в т.ч. все настройки, которые практически невозможно сбить - для этого надо сильно постараться), а также производить ревизию и ремонт сепараторов в разрешенных и установленных пределах. Для этого в составе сепараторов поставляется мощный комплект ЗИП (из расчета 1-2 года работы сепараторов) основных и быстроизнашивающихся частей. Случается и необходимость более сложного ремонта, который должен оперативно выполняться уже с подключением технических служб предприятия (КИП, энергетики, электрики, сварщики, слесари, ремонтные мастерские и пр.). При невозможности предприятий, этот сложный ремонт или замену каких-то очень важных частей осуществляют специалисты РАДОС (гарантийное обслуживание, техническое и технологическое сопровождение).

Наиболее успешна эксплуатация сепараторов на тех объектах, где с самого начала подключается служба КИП и А, назначаются ответственные и производится их обучение (РАДОС).

Непосредственно "сепарация" и сепараторы уже требуют меньше внимания со стороны руководства и ИТР (эта часть должна обеспечиваться операторами РРС), но и здесь необходим периодический контроль работы, как операторов, так и сепараторов, организация оперативного опробования качества продуктов РРС, организация оперативной и своевременной помощи операторам в ремонте оборудования, подготовка и повышение квалификации обслуживающего персонала, постепенная подготовка соответствующих служб предприятия для ремонта и производства быстроизнашивающихся частей. Все это требует элементарных знаний работы операторов, принципов работы и устройства сепараторов, понимания сути и методики РРС. Главное действующее лицо в РРС - операторы, к ним предъявляются высокие требования, им доверено сложное современное и дорогостоящее оборудование и соответственно к ним должно проявляться и высокое отношение:

 

  • операторы РРС не имеют права "покидать" сепараторы (как водители "БЕЛАЗов" не имеют права покидать водительскую кабину во время движения), их нельзя отвлекать на посторонние работы (в любое свободное рабочее время они должны заниматься ревизией, ремонтом, профилактикой сепараторов, ЗИП, повышением уровня квалификации - самообучением или обучаться у более подготовленных операторов);
  • всемерное стимулирование труда операторов - залог повышения качества их работы и работы всей технологии;
  • труд операторов - сложный, ответственный, вредный (пыль, шум и пр.) и высокопрофессиональный, поэтому не каждый может быть оператором - для этого нужны соответствующая начальная подготовка, опыт и знания, но прежде всего - большое желание и ответственность.

    Бригада операторов (минимум 2 человека) должны постоянно и непрерывно контролировать работу сепараторов непосредственно в цехе сепарации. Для этого периодически осматривать и следить за работой каждого сепаратора, состоянием его механических узлов и механизмов и по данным монитора центрального пульта оператора в "Операторской", быстро устранять неисправности (помогая друг другу и по очереди), не оставляя даже на короткое время контроль работы работающих сепараторов.

    В этом суть и смысл работы операторов РРС.

    Совместная и согласованная работа 2-х основных переделов РСК - рудоподготовки и сепарации (см. Рис. 2) направлена на выделение и получение хвостов РРС (выход ¡4), обогащение продукта РРС (выход ¡5), который вместе с несортируемым классом (выход ¡3) составляет обогащенную руду (с суммарным выходом ¡3 + ¡5). На стадии предварительного обогащения руды для РРС ставится предельно простая задача:

    - как можно больше выделить породы (max) - хвостов РРС и при этом, чтобы содержание в них ценных компонентов было как можно меньше (желательно на уровне отвальных хвостов ОФ или же меньше установленного бортового содержания для забалансовых руд). Естественно, решение такой противоречивой задачи возможно только на уровне выбора "золотой середины", при которой путем отработки технологии достигаются вполне удовлетворительные показатели выделения хвостов по количеству (¡4) и по качеству с минимальными потерями в них ценных компонентов (например, не превышающими 5-10% от исходной руды).

    Технология РРС (как и вся технология предварительного обогащения) считается эффективной и даже высокоэффективной, если относительный выход отвальных хвостов ?4 составляет 15-30%, а в некоторых случаях при контрастной и высококонтрастной руде ¡4 достигает 40-50! Естественно, эти показатели зависят от выхода несортируемого класса ¡3, почему необходимо стремиться к уменьшению этого выхода (как и снижения класса крупности несортируемого класса до -20+0мм). Но все это надо увязывать с выбранным количеством и типом сепараторов по производительности.

    Возможности технологии РРС и предварительного обогащения в целом определяются не только работой выбранного оборудования РСК (все это можно довести, доработать, отработать), сколько естественными природными свойствами самой обогащенной руды, которые называются "технологические свойства".

    К таким основным свойствам относят:

    - контрастность руды (неоднородность распределения ценных компонентов в кусках руды - чем выше неоднородность, то есть чем больше различие содержаний ценных компонентов в кусковом материале, тем более контрастная руда, тем более она способна сортироваться);- прочностные свойства, от которых зависит гранулометрический состав руды при дроблении ее до необходимых машинных классов, например, -300+40 или -150+30(20)мм и количество получаемого несортируемого класса, например, -40+0 или -30(20)+0мм;- структурно-текстурные особенности, которые определяют характер вкрапленности ценных минералов (крупно, мелковкрапленные, штуфные и пр.), количество сростков, слоистость распределения ценных минералов в кусковом материале;- глинистость руды - чем больше глины, тем труднее очистить поверхность кускового материала при дроблении и грохочении, тем хуже руда выпускается из бункеров и проходит технологические тракты, забивается грохот (при высокой глинистости уже необходима отмывка руды);- качество поверхности кускового материала (зашламленность, наличие всевозможных загрязняющих примазок, в т.ч. и глинистых);- кусковатость руды, в т.ч. и форма кусков (плоские, параллелепипед, кубические и пр.);- плотность руды (в т.ч. породы и рудной части).

    Как показывает огромный опыт исследований, испытаний и внедрений технологии РРС, несмотря на большое разнообразие руд по технологическим свойствам (есть руды весьма благоприятные для покусковой сепарации, есть хуже, есть мало благоприятные), в большинстве случаев удается добиться вполне удовлетворительных (и часто - высоких) технологических показателей обогащения.

    Поэтому главная задача при отработке технологии РРС добиться максимально возможных показателей, насколько позволяют технологические свойства руды или буквально "выжать" все из руды. И решаться эта задача должна при внедрении не только специалистами "РАДОС", операторами РРС и узла рудоподготовки (дробильщики, грохотовщики, конвейерщики), а также с привлечением соответствующих специалистов предприятия (горняки, геологи, технологи) при поддержке и понимании руководящего состава и ИТР.

    2. Рентгенорадиометрические сепараторы

    2.1. Краткая история


    Развитие и появление нового вида оборудования или новой технологии всегда имеет свои корни и свою историю.

    Также и рентгенорадиометрические сепараторы были созданы в результате общего развития так называемых радиометрических методов обогащения 1 или автоматических методов сортировки 2 .

    Под этим понятием в Советском Союзе были объединены все методы, использующие для сортировки руд самые разнообразные виды излучений:

  • электромагнитные (ультрафиолет, инфракрасное, световое излучение, рентгеновское);
  • ядерное (гамма-излучение, a, b - частицы, нейтроны).

    Комбинации и сочетания этих излучений различных энергий и диапазонов насчитывали до сотни возможных вариантов реализации радиометрических методов, которые принципиально могли отделять самые разнообразные полезные ископаемые (кусковой материал, порции руды) по содержанию ценных компонентов с той или иной эффективностью, но только 4 - 6 из них как более реальные и технически осуществимые пробились в жизнь.

    Исторически (в 50-е годы), как более естественный впервые появился авторадиометрический метод (ранее просто называвшийся "радиометрический") сортировки урановых руд по естественной радиоактивности продуктов распада урана и первые радиометрические сепараторы, до сих пор работающие в атомной промышленности.

    Для многих специалистов горно-обогатительных предприятий известны и другие основные радиометрические методы, которые также нашли в Советское время практическое применение:

  • фотометрический (сортировка по световым и цветовым признакам);
  • рентгенолюминесцентный (сортировка алмазов);
  • гамма-метод (по отражательной и поглощательной способности гамма-излучения, в частности для сортировки железных руд и углей).

    Рентгенорадиометрический метод (РРМ) начал осваиваться в 50-60гг. как метод анализа вещественного состава различных материалов и руд на основе радиоактивных источников и впоследствии широко зарекомендовал себя в геофизической практике поиска и опробования полезных ископаемых 3 . Постепенно (60-70гг.) этот метод стали пробовать и применять в исследованиях покусковой сепарации (ВИМС, Иргиредмет), где сразу же выявились высокие технологические возможности, селективность и эффективность метода для самых различных типов руд и минерального сырья.

    Несмотря на принципиальные достижения и преимущества этого метода, названного рентгенорадиометрическая сепарация (РРС), по сравнению с другими радиометрическими методами практическая и техническая реализация РРС и создание соответствующих надежных рентгенорадиометрических сепараторов большинством ученых и практиков воспринималось практически как "фантастика" или "экзотика" в силу многих причин и особенностей рентгеновской техники и реальных условий измерений кускового материала в потоке руды.

    Тем не менее, усилиями института Иргиредмет, ИФКИА (Иркутский филиал Киевского института автоматики), НПО "Сибцветметавтоматика" и НПО "Алмаззолотоавтоматика" (г. Красноярск) в 80-х и начале 90-х годов были сконструированы первые экспериментальные и опытные образцы рентгенорадиометрических сепараторов (в т.ч. уже с использованием рентгеновских излучателей), испытания которых показали и доказали реальную возможность создания и промышленных образцов. Во многом способствовала этому Государственная программа развития радиометрических методов обогащения, разработанная в 1982г. Министерством цветной металлургии СССР.

    Промышленные сепараторы были разработаны и стали выпускаться ООО "РАДОС" начиная с 1995г. (ТУ 3132-015-05820239-1996), за годы внедрения претерпев существенные изменения (ТУ 3132-015-05820239-2001) в части повышения надежности, улучшения технических и эксплуатационных характеристик. И до настоящего времени эта работа не прекращается, также как и работа по повышению методических и технологических возможностей, расширению объектов применения и внедрения.

    За эти годы выпущено и поставлено на объекты около сотни сепараторов, прошедших хорошую промышленную апробацию, проведено на объектах внедрения несколько практических конференций и презентаций, главный вывод которых: технология РРС вышла на промышленный уровень, может и должна стать базовой технологией в обогащении полезных ископаемых. Также как стали базовыми радиометрическое обогащение радиоактивных руд (в Советском Союзе было построено около 110 радиометрических фабрик), рентгенолюминесцентная сепарация алмазосодержащих руд (только в России на алмазных фабриках Якутии работает в настоящее время около 400 сепараторов).

    2.2. Устройство и принцип работы рентгенорадиометрических сепараторов

     

    В настоящее время ООО "РАДОС" выпускает четыре основных типа 2-х продуктовых сепараторов СРФ2-300, СРФ3-300, СРФ4-150 и СРФ4-50, охватывающих диапазон крупности руд от 10 до 300мм и основные характеристики которых приведены в табл. 1. Подготовлен к выпуску 3-х продуктовый сепаратор СРФ4-150-3П.

    Наименование сепараторов - СРФ "сепаратор рентгеновский флуоресцентный" более точно отражает физический принцип и функциональное назначение сепараторов, чем общее название - рентгенорадиометрический. Поскольку первичное облучение кусков и возбуждение в них анализируемых элементов производится рентгеновским излучателем, а вторичное излучение, регистрируемое от кусков, представляет флуоресцентное излучение анализируемых и других элементов (в составе флуоресцентного излучения присутствует также рассеянное куском рентгеновское излучение первичного спектра).

    Таблица 1
    Сепараторы рентгенорадиометрические ТУ 3132-015-05820239-2001

    Технические данные Тип сепаратора
    СРФ-4-50 СРФ-4-150 СРФ -2-300,
    СРФ3-300
    СРФ4-3П-150
    двухпродуктовые трехпродуктовый
    1. Классы крупности сортируемой руды, мм 10-60 30-150 60-300 30-150
    2. Диапазоны класса крупности, мм 10-40
    20-40
    20-50
    20-60
    30-80
    30-100
    40-120
    50-150
    60-200
    80-250
    100-250
    150-250
    30-80
    30-100
    40-120
    50-150
    3. Производительность, т/ч * (в зависимости от диапазона) 3-8 10-25 20-50 10-20
    4. Источник первичного рентгеновского излучения Специализированные портативные рентгеновские аппараты ПРАМ-50
    5. Детекторы рентгеновского излучения Блоки детектирования на основе пропорциональных газовых счетчиков
    6. Исполнительные механизмы тип (частота срабатывания, Гц) Быстродействующие электромагнитные шиберные устройства
    МИ 30(15-20)
    МИ 80 (10-12)
    МИ 400
    (6-8)
    МИ 2 (3-4) МИ 400
    (в 2 ряда)
    7. Количество каналов сортировки, шт. 4 4 2 (3) 4
    8. Напряжение электропитания при частоте переменного тока 50±1Гц, В 220/380 220/380 220/380 220/380
    9. Потребляемая мощность, кВт, не более 3,0 5,0 5,0 (6,0) 7,0
    10. Габаритные размеры, мм, (длина х ширина х высота) 3520х1200х3150 5070х1500х3150 5070х1500х3150 5070х1500х3390
    11. Пульт оператора Промышленный компьютер
    12. Масса, кг, не более
    Сепаратора
    Пульта оператора

    1600
    10

    3900
    10

    4100
    10

    4400
    10

    * Примечание.

    1. Производительность зависит от:
    класса и диапазона крупности, удельной плотности сортируемой руды (материала), качества исходной руды (материала), поступающей на РРС, (зашламованность, загрязненность, глинистость), технологических требований к продукту и "хвостам" сепарации (технологических задач).2. Оптимальная величина производительности определяется и выбирается по результатам технологических испытаний РРС с учетом условий п. 2.

    состав машины сортировочной

    Расшифровка позиций 1-12 дается в табл. 2 одновременно с функциональным назначением узлов.

    Таблица 2


    позиции
    Наименование Функциональное
    назначение
    Специализированное
    назначение и состав
    1 Переходный Бункер Устройство приема и подачи руды (УППР) Служит для сочленения с бункером, ограничивает давление столба руды на питатель.
    2 Бункер-затвор УППР Ограничивает и стабилизирует выпуск руды из бункера.
    3 Вибропитатель УППР Обеспечивает вытяжку руды из бункера с задаваемой производительностью.
    4 Раскладчик УППР Разделяет поток руды с вибропитателя на 2,3 или 4 ручья, обеспечивая покусковую (один за одним) подачу руды в зону измерений. Снабжен колосниками для просеивания и удаления мелочи, крошки, песка и пыли (шламов).
    5 Блок рентгеновский (БРС) Основной блок измерительно-управляющей системы сепаратора (ИУС) В блоке расположены основные элементы ИУС (рентгеновский излучатель, коллиматор, блоки детектирования, бортовой промышленный компьютер и вспомогательные устройства (терморегулятор, вентиляторы)).
    6 Исполнительные механизмы (МИ) Устройство отбора кусков Электромагнитные шиберные устройства, отклоняющие траекторию полета кусков по управляющим сигналам ИУС.
    7-8 Течки продуктов сортировки Разделение потока руды на 2 продукта В ближнюю течку падают куски без сигнала отбора кусков, в дальнюю - отбиваются куски по сигналу ИУС. Каждая течка может быть или течкой "хвостов" или течкой обогащенного продукта, в зависимости от того, что отбирается по сигналам ИУС (хвосты или концентрат).
    9 Течка просыпи Элемент УППР Отводит несортируемую мелочь, крошку, песок и пыль в соответствующую течку 7 или 8 (задается конструктивно)
    10 Камера датчика Видеонаблюдений Элемент системы видеонаблюдения подачи и отбора руды Установка датчика для визуального наблюдения на экране монитора за распределением кусков на раскладчике и работой исполнительных механизмов.
    11 Штуцер отвода пыли Элемент системы аспирации Служит для сочленения с элементами системы пылеотсоса (общей аспирации).
    12 Кожух сепаратора Защита от кусков и рентгеновского излучения В кожухе сепаратора с каждой стороны установлено по 2 дверцы: верхняя (для наблюдения движения кусков в зоне измерений) и нижняя - для наблюдения движения кусков в зоне отбора и контроля работы МИ.

    Для лучшего представления на ниже следующем рисунке поясняются структура, а также геометрия измерения и отбора кусков руды в сепараторе.

    принцип работы сепаратора

    Технологически и технически РРС в сепараторах, например, СРФ-4 (4-х ручьевой) осуществляется следующим образом.

    Подлежащий обогащению машинный (сортируемый) класс подается на машину сортировочную сепаратора СРФ-4 (в приемный бункер). Питающий вибропитатель машины сортировочной обеспечивает дозированную непрерывную разгрузку руды из приемного бункера и подачу ее на раскладчик. Раскладчик имеет лотковую конструкцию и формирует 4 потока (ручья) руды с покусковой подачей ее в зону измерения и отбора в режиме свободного падения. Каждый кусок подвергается сканирующему рентгеновскому облучению за счет естественного движения куска в узкощелевой полосе облучения. Спектр вторичного (флуоресцентного и отраженного) излучения от куска подвергается автоматической компьютерной обработке, определению аналитического параметра разделительного признака и сравнению полученной величины с заданным пороговым значением. Измерительно - управляющая система сепаратора (на основе промышленных компьютеров) вырабатывает сигнал управления на срабатывание исполнительного механизма на кусок с повышенным или пониженным содержанием ценных компонентов или элементов-примесей. Исполнительный механизм электромагнитного шиберного типа срабатывает, изменяя траекторию падения куска, который направляется в течку отбираемого продукта. Остальные куски падают без отклонения траектории в другую течку, например, "хвостов" (условно). Причем сигнал управления МИ по длительности (сила удара) пропорционален линейному размеру отбиваемого куска.

    Исполнительные механизмы, в зависимости от установленной логики отбора в ИУС сепаратора, могут работать в двух режимах:

      - отбор рудных кусков; - отбор породы.

    Целесообразно отбивать те куски, которых меньше по количеству (легче работать исполнительным механизмам).

    Управление качеством продуктов РРС производится порогом сепарации.

    СРФ2-300 и СРФ3-300 отличаются от промышленных сепараторов СРФ4 только количеством ручьев (2 или 3 ручья покусковой подачи) и соответственно количеством исполнительных механизмов.

    3. Физические и методические основы РРС

    3.1. Рентгеновское излучение

     

    Открытие В. Рентгеном в 1895г. Х - лучей, названных впоследствии его именем, сыграло большую роль в развитии человеческого общества. Сегодня - это уникальное по возможностям излучение широко используется в медицине, науке и технике. Но с момента открытия десятки лет прошло прежде, чем ученые частично разгадали тайну и природу рентгеновского излучения - что это электромагнитные колебания весьма малой длины волны, сравнимой с атомными размерами - от нескольких анстрем до долей анстрема.

    Но главное, что эти лучи имеют двойную природу - волновую и корпускулярную (дуализм волн и частиц), то есть, во многих процессах проявляют себя как частицы, несущие порции (сгустки, кванты) энергии. Отсюда рентгеновские лучи часто называют рентгеновские кванты. Каждый квант в зависимости от длины волны (или что равнозначно - частоты излучения) имеет определенную энергию, которую в микромире измеряют в электровольтах (эВ), в отличие от макромира, где энергия измеряется в Джоулях (Дж) или кВт-часах.

    Простые соотношения связывают энергию с длиной волны и частотой излучения

     

    где: h - постоянная Планка, а c - скорость света.

    Для практических целей в основном используют рентгеновское излучение с энергией квантов от 1 до 100кэВ (103 - 105эВ). Именно эти энергии присущи характеристическому рентгеновскому излучению, испускаемыми при возбуждении атомами - элементами таблицы Менделеева. В этой области энергий работают генераторы рентгеновских излучений (рентгеновские аппараты и др. устройства).

    Еще в начале ХХ века (1913г.) английскому ученому Мозли удалось открыть и показать, что энергия характеристического рентгеновского излучения атомов (спектральная линия определенной длины волны и частоты) связана с атомным номером элемента Z функциональным соотношением:

     

    Это фундаментальное открытие сыграло также важную роль в физическом обосновании периодической системы Менделеева.

    Отсюда вскрывается и другой глубокий смысл этого открытия - что каждый атом имеет свой, присущий только ему, рентгеновский образ и атомы каждого элемента можно распознавать по испускаемым ими характерным лучам.

    Развитие науки показало, что это характерное излучение атомов теснейшим образом связано со строением электронных оболочек атомов и образуется при удалении (выбивании) одного электрона из внутренних слоев атома (самых ближних к ядру атомов, которые называют К- и L - оболочки атома), в результате перехода электрона с более внешней оболочки на освободившееся место (вакансию).

    Каждая оболочка или электронная орбита атомов имеет строго определенное количество подоболочек, отсюда и характерное излучение имеет закономерную последовательность - набор определенных частот (или энергий), которые образуют серии. Для рентгеновского излучения особо важными являются К- и L- серия, а каждой энергии квантов в серии присваивают определенный индекс (по интенсивности или вероятности образования квантов данной энергии).

    Образование серий характерного рентгеновского излучения (ХРИ) поясняется Рис. 5, где четко показано, что К - серия возникает при переходе электронов со второй

    L -оболочки и третьей М - оболочки атома на первую орбиту (К - оболочку). L - серия ХРИ испускается при переходе электронов с квантовых уровней М - оболочки (третья к ядру) на соответствующие квантовые уровни L - оболочки.

    Рис. 5

    Возбуждение атома с испусканием ХРИ происходит при удалении электрона с одной из К или L - орбит атома (или с той и другой оболочки), при этом атом переходит в возбужденное (неустойчивое) состояние с повышенной энергией, избыток которой практически мгновенно снимается переходом или серией переходов внешних электронов на первую или вторую орбиту - атом переходит в нормальное состояние (состояние с минимальной энергией). Все эти квантовые переходы электронов сопровождаются выделением определенных квантов энергии в виде ХРИ или рентгеновских квантов, которые часто называют (по аналогии с лучами света) - фотонами.

    Излучательные квантовые переходы электронов на К - уровень (К - серия) имеют более "жесткий" (коротковолновый) спектр квантов ХРИ - т.е. более высокие энергии излучения, чем L - серия.

    Например, К - серия ХРИ атома Ca имеет энергию 3,7кэВ, атома Fe - 6,4кэВ, а

    L - серия этих элементов: для Cu - 0,34кэВ, Fe - 0,71кэВ.

    Возбуждение и регистрация ХРИ атомов анализируемых элементов и составляет основу рентгеноспектрального анализа (РСА) и РРС, которая, по сути является одним из видов РСА.

    РСА (в отличие от химии) имеет то преимущество, что идентифицирует элементы по их ХРИ, спектр которых не зависит в каком состоянии находится данный элемент - в свободном или химическом соединении.

    Осталось разобраться чем возбуждать атомы?

    И возбуждение атомов в рентгеноспектральном анализе также производится рентгеновским излучением, генерируемых рентгеновскими трубками (раньше использовалось рентгеновское и гамма-излучение радиоактивных источников-изотопов, но в последнее время радиоактивные изотопы для этих целей практически не используют).

    Но природа рентгеновского излучения трубок отличается от ХРИ атомов, основную часть этого излучения представляет, так называемое, тормозное излучение - название которого точно отражает физическую суть его образования при торможении ускоренных электронов в материале анода (или антикатода) рентгеновской трубки. Тормозное рентгеновское излучение (ТРИ) состоит из сплошного спектра квантов разных энергий - от нуля до максимальной энергии, которая определяется высоким напряжением, подаваемым на анод рентгеновской трубки - U . В РРС (и в РСА) рабочий диапазон U чаще всего составляет 20…..50кВ, отсюда и максимальная энергия отдельных (или части) квантов тормозного рентгеновского излучения достигает 20….50кэВ.

    Дополнительно в составе спектра тормозного излучения может присутствовать ХРИ (К- или L- серия) того элемента, из которого выполнен материал анода (чаще всего применяют Cu, Mo, Ag, W, Re). Это дополнительное излучение возникает, если энергия электронов, ускоренных анодом трубки, достаточна для выбивания (удаления) ими какого-либо электрона с К- или L- оболочки атомов анода (зависит от U ).

    Теперь Вы лучше представляете себе физические основы 2-х основных видов (2-х китов) рентгеновского излучения ТРИ и ХРИ и далее нам остается для перехода к физическим и методическим основам РРС дополнить эти понятия еще одним видом рентгеновского излучения - рассеянное излучение (РИ).

    Рассеянное рентгеновское излучение (РИ) образуется при взаимодействии первичного рентгеновского излучения с веществом - анализируемой средой (в т.ч. от воздуха, в среде которого распространяется первичное излучение).

    С одной стороны часть первичного излучения уходит на возбуждение атомов и образование ХРИ, а другая просто рассеивается ("отражается") средой с образованием РИ, при этом каждое рассеивание и отражение первичных квантов атомами среды отнимает (уменьшает) энергию этих квантов в зависимости от углов рассеивания (отражения) и количества актов взаимодействия. Поэтому РИ также представляет собой сплошной спектр энергий (от минимума до максимума), как и тормозное излучение.

    При рассеивании большая часть первичных квантов взаимодействует с электронами атомов, выбивая их с внешних оболочек и теряя энергию (неупругое рассеивание), другая (малая) часть первичных квантов взаимодействует с атомом как целым и отражаясь от него как от стенки (более образно - столкновение теннисного шарика с бильярдным шаром). В этот момент энергия кванта практически изменяется мало, меняется только направление движения кванта (упругое рассеивание).

    Приведенная трактовка образования РИ является упрощенной. С позиции квантовой физики в каждом акте рассеивания первичный квант как бы исчезает, а рождается (переизлучается) другой вторичный квант. Поэтому и ХРИ элементов среды и РИ от среды мгновенно возникают (флуоресцируют) в момент облучения среды, образуя вторичное флуоресцентное излучение (спектр). При снятии возбуждения (прекращения облучения) также мгновенно исчезает и вторичное излучение, без всякой остаточной радиации облученного вещества (или любого материала).

    В рентгеноспектральном анализе (к которому относится и РРМ и РРС) анализируемая толщина материала зависит от энергий первичного и вторичного излучений (но более всего от ХРИ анализируемых элементов) и составляет от 0,01 до 1мм - работает только поверхностный слой. Эта особенность или этот фактор определяет основные физические и методические основы РРС, а также и требования к самой технологии.

    3.2. Физические и методические основы и особенности РРС

     

    Рис. 6 дает наглядное представление о физике измерений, принципах возбуждения и регистрации излучений измерительной системой РРС, опираясь на те основные понятия рентгеновского излучения, которые были рассмотрены в предыдущей главе.

    Используя первичное (I) и вторичное (II) излучение, главная задача в измерении кускового материала - получить аппаратурный спектр вторичного излучения (III), который представляет уже не реальный вторичный спектр рентгеновского излучения, а его аппаратурное отражение - электрические импульсы, зависящие от характеристик детектора (энергетического разрешения, эффективности регистрации квантов различных энергий) и электронных параметров блока детектирования (уровня шумов, амплитудного диапазона, линейности характеристик и пр.).

    Каждая аналитическая линия К- или L- серии определяемых и возбуждаемых элементов в аппаратурном спектре проявляется не в виде линейного спектра (монолиний), а в виде амплитудно-энергетического пика с гауссовым распределением с центром, соответствующим энергии данной аналитической линии ХРИ. То есть, аналитическая монолиния представляет собой в аппаратурном спектре некую "размазанную" энергетическую область, которая определяет аналитическую область регистрации ХРИ данного элемента. Например, монолиния Fe (К = 6,4кэВ) уширяется и имеет аналитическую область энергий от 5,2 до 7,6кэВ.

    Пример аппаратурного спектра образцов медно-цинковой руды приведен на Рис. 7.

    Аппаратурный спектр вторичного излучения образцов медно-цинковой руды*

    Рис. 7

    1 - образец с содержанием Cu = 0,5%;
    2 - образец с содержанием Cu = 1,0%;
    3 - образец с содержанием Cu = 5,0%.

    * Ось Х - энергетическая шкала - представляет распределение регистрируемых квантов по энергии, условно задаваемых как номер накала анализатора (от 0 до 255 каналов). В аппаратурном спектре энергия квантов пропорциональна номеру канала (амплитуде импульса в вольтах).

    Ось Y - амплитудная шкала - интенсивность (количество) зарегистрированных импульсов - квантов с различной энергией - амплитудная шкала.

     

    В составе сепараторов используются специальные портативные маломощные рентгеновские излучатели типа ПРАМ-50 (разработка и производство ООО "Спектрофлэш" и ООО "Синтез", г. Санкт-Петербург), а также "Модуль-50" (разработка и производство ООО "Флэш-Электроникс", г. Москва) с рентгеновскими трубками прострельного типа марок БХВ-10 и БХВ-9 (неохлаждаемые).

    Первичное излучение рентгеновских излучателей подбирается для каждого анализируемого элемента (или группы элементов) материалом анода трубки (Mo, W, Re, Ag), анодным напряжением (в пределах 20-50кВ) и анодным током (в пределах 40-60мкА), а также фильтрами-ослабителями (из фольги Al и Cu).

    Вторичное излучение от куска регистрируется блоками детектирования ДЭУ (детектор электронный управляемый) на основе пропорциональных газовых счетчиков СИ-12Р, СИ-11Р, СИ-13Р, СИ-1 и СИ-2 (устанавливаются в зависимости от решаемых задач) с наполнителем из инертного газа Xe (плюс 10% CH4 - метан в качестве гасящей добавки, ускоряющей рассасывание образующихся в счетчике ионов и электронов, образующих регистрируемый электрический импульс, пропорциональный энергии рентгеновского кванта).

    Электрические импульсы ДЭУ с помощью электронных средств и компьютерной обработки преобразуются в аппаратурный спектр вторичного регистрируемого излучения, анализ которого (выделение аналитических областей анализируемых элементов и рассеянного излучения) и расчет аналитического параметра также производится бортовым компьютером в реальном масштабе времени.

    Аналитический параметр от каждого куска Pi фактически представляет функцию содержания искомого анализируемого элемента (Ci) и вычисляется способом спектрального отношения:

    где: N1……N4 - количество импульсов, регистрируемых ДЭУ от куска в выбранных аналитических областях; например: N1 - флуоресцентное ХРИ излучение анализируемого i-го элемента;

    N2 и N4- флуоресцентное (ХРИ) излучение сопутствующих и (или) мешающих элементов, которые необходимо учитывать для более правильного расчета Pi, повышения чувствительности и эффективности измерений (в т.ч. с учетом взаимовлияющих элементов);

    N3 - как правило, представляет область рассеянного куском излучения (NS) - область РИ;

    K2 и K4 - знакопеременные спектральные коэффициенты, выбираемые при разработке методики РРС.

    Выбранный алгоритм для Pi - способ спектральных отношений (известный и широко применяемый в геофизической практике РРМ, но адаптированный для условий РРС) в отличие от других возможных вариантов позволяет более точно и полно учитывать изменение геометрии измерений кусков (геометрический фактор - изменение и колебания траектории, размеров кусков) и вещественного состава анализируемой среды (матричный эффект - зависимость выхода и интенсивности рентгеновского ХРИ и рассеянного излучения от общего вещественного состава - наполнения анализируемой среды - каждый кусок содержит разное количество составляющих его элементов и минералов).

    Методика РРС включает в себя на стадии разработки следующее:

      - выбор материала анода трубки, анодного напряжения и тока, толщины материала фильтров ослабителей для создания оптимального спектра первичного рентгеновского излучения, обеспечивающего оптимальный по интенсивности и качеству аппаратурный спектр вторичного рентгеновского излучения - т.е. такой спектр, в котором четко выделяются (видны) ХРИ анализируемых элементов и интенсивность которых позволяет их анализ за реальное время измерения кусков ~ 0,02-0,1 сек;- выбор аналитических областей регистрации ХРИ анализируемых и др. (мешающих, сопутствующих, взаимовлияющих) элементов и рассеянного излучения;- выбор алгоритма для Pi = f(Ci), конечная цель которого обеспечить требуемую чувствительность измерений и соответствующее качество разделения и обогащения руды.

    Методика разрабатывается на реальных образцах руды, по возможности (и желательно), с использованием контрольных и градуировочных образцов (например, порошковые пробы) с известным содержанием ценных компонентов.

    Далее методика проверяется, уточняется, дорабатывается в процессе испытаний и опытно-промышленной эксплуатации.

    На этой стадии большое значение имеет организация оперативного опробования продуктов РРС (хвостов и обогащенного концентрата). Опробование крупнокускового материала всегда является нелегким трудоемким делом и в каждом конкретном случае требует отдельной проработки, подключения исследовательских лабораторий предприятия (если они есть), геологических служб и ОТК для минимизации частоты (периодичности), количества и массы отбираемых проб.

    3.3. Основные особенности ИУС и настройки сепараторов

     

    Основные режимы работы ИУС, методическое обеспечение, работа основных узлов и механизмов сепаратора обеспечиваются, поддерживаются и контролируются специально разработанным Программным обеспечением (ПО).

    Каждый сепаратор является универсальным устройством, способным сортировать практически любые руды и материалы, адаптация к которым производится только выбором методики РРС за счет возможностей универсального ПО.

    Задание всех параметров настройки ИУС сепаратора производится с компьютера Пульта оператора (Центральный компьютер), на котором отображается вся необходимая для настройки и работы информация.

    Отрабатывает, поддерживает и обеспечивает все заданные режимы настройки и работы сепаратора бортовой компьютер, установленный в корпусе рентгеновского блока (БРС).

    В задачи настройки ИУС сепаратора входят:1. Установка границ и выбор аналитических областей регистрации ХРИ анализируемых элементов и РИ. Для облегчения и автоматизации этой процедуры в составе сепаратора имеется реперное градуировочное устройство (РГУ) с установленными образцами - мишенями на каждый ручей. Чаще всего в качестве мишени используют Fe - как реперную точку отсчета для нахождения аналитических областей, настройки, стабилизации и корректировки аппаратурного спектра. В большинстве случаев пик Fe усилением ДЭУ устанавливают в 64 канал (реже - в 50-й канал, иногда в 40-й канал - зависит от задачи).2. Обеспечение требуемой интенсивности регистрируемого от кусков вторичного излучения задается параметрами первичного излучения, в зависимости от решаемой задачи (какие элементы, какие содержания этих элементов, требуемая чувствительность). Но, как правило, для каждого класса крупности сортируемого материала общая интенсивность импульсов вторичного излучения (N? - интеграл) во всем спектре должна составлять в пределах 10-20 тыс. имп./сек). Допускаются при отдельных задачах отклонения в меньшую сторону до 4 - 6 тыс. имп./сек и в большую сторону до 30 тыс. имп./сек.3. Обеспечение надежной работы гамма - завесы (Х - завеса) - специальной подпрограммы обнаружения куска в зоне измерений. Определение куска в зоне измерений (или его отсутствие) производится по специальному алгоритму с учетом всплеска интенсивности N? относительно фона воздуха (N?возд). Условие обнаружения куска - повышение интенсивности в "n" раз (достаточно в 3-4 раза и более). Решение этой задачи производят в комплексе с предыдущей задачей (п. 2). В большинстве случаев N?возд выбирают в пределах 2000-3000 имп./сек. По этому алгоритму определяют выход куска из зоны измерений и временную длительность общего измерения куска (?изм.), которая близко соответствует продольному размеру куска и задает режим работы исполнительного механизма - длительность удара. Предусмотрена корректировка порога срабатывания Х- завесы.4. Выбор и задание аналитического параметра Pi (на каждый элемент выбирают свой алгоритм).5. Выбор и установку порогов сепарации (задаваемое значение Pi).6. Режим работы исполнительных механизмов - задержка на срабатывание и длительность удара задается графически по шести параметрам:минимальный размер куска (мм) максимальный. размер куска (мм);максим. задержка (мсек) миним. задержка (мсек);миним. сила удара (мсек) максим. сила удара (мсек). Чем больше (длиннее) кусок, тем меньше задержка и больше сила удара.7. Алгоритм отбора кусков - какие куски отбивать (рудные или безрудные).
    В программном обеспечении сепаратора заложено два основных режима работы

        1. Анализ - режим работы, при котором можно производить "снятие" спектров от образцов за длительное время 0,1-30 сек. без выдачи сигнала на исполнительные механизмы (проверочный, исследовательский режим).2. Сепарация - режим непосредственной сортировки, с использованием всех параметров настройки работы сепаратора, с выдачей сигнала на исполнительные механизмы.

        Режим работы питателя задаётся в программе оператором так, чтобы обеспечить равномерную (один за другим, вплотную, желательно без пробелов) подачу кусков в каждом из 4 - х ручьев раскладчика. При этом нормально куски сходят с лотка с интервалом 0,1 - 0,5сек, для больших кусков интервал достигает 1 - 2 сек.

      Режим работы вибраторов раскладчика настраивается на стадии подготовки к работе сепаратора с помощью установки необходимого количества дебалансов (внутри инерционных вибраторов).
    В зоне измерения скорость кусков составляет примерно 1 м/с, а в зоне отбора исполнительных механизмов их скорость возрастает до 3 - 3,5 м/с. Тем самым обеспечивается естественная необходимая растяжка кусков в зоне отбора. Расстояние в зоне МИ между последовательно падающими кусками в каждом ручье составляет 25 -40 см. Такая временная и пространственная растяжка между кусками в зоне МИ позволяет четко отбить рудный кусок (срабатывание шибера - лопатки МИ), не задевая следующий падающий кусок, или снова отбить рудный кусок.

     

    4.Основные моменты по настройке, работе и контролю работы сепараторов
    4.1. Первичные сведения

     

    Первичную настройку всех узлов, механизмов и измерительной системы сепаратора осуществляет фирма - изготовитель (ООО "РАДОС", г. Красноярск). Затем производятся испытания сепаратора с отработкой технологии РРС непосредственно в потоке руды с периодическим отбором проб от продуктов сепарации (хвосты, концентрат) для анализа в них ценных компонентов.

    По результатам и в процессе этих испытаний уточняются и корректируются (ООО "РАДОС") рабочие режимы работы сепаратора.

    В задачу обслуживающего персонала (операторов и ответственных - кураторов) по окончанию этих работ входит контроль и поддержание выбранных и установленных режимов СРФ, соблюдение правил эксплуатации.

    К основным моментам, обеспечивающим получение требуемых технологических показателей работы сепараторов, относится выполнение и соблюдение следующих условий:- произведена и поддерживается качественная настройка ИУС;- подобран и поддерживается режим производительности УППР для данного типа и крупности сепарируемого материала;- выбраны и поддерживаются оптимальное положение исполнительных механизмов и делительной перегородки относительно естественной траектории падения кусков руды;- работа механических узлов и электронных устройств постоянно контролируется операторами, своевременно выполняются ревизия и ремонтные работы.При правильной эксплуатации, должном контроле сепараторы гарантируют качественную работу и обогащение руды.

    4.2. Основные моменты контроля оператором перед запуском сортировки

    1. Механическая система:

  • Проверка крепежных элементов сепараторов.
  • Контроль состояния исполнительных механизмов (ход штока, пружины, лопатки, ударник) с их периодической ревизией и при необходимости заменой составных частей из ЗИП. На момент ревизии или ремонта исполнительного механизма в работу устанавливается запасной ИМ.
  • Контроль качества поверхности лотков питателя и раскладчика, состояния колосникового грохота.
  • Проверка работы вибраторов раскладчика и вибропитателя.

    2. Измерительная система:

  • Контроль положения и состояния блоков рентгеновских - состояние защитной плёнки, общая запылённость (загрязненность);
  • Контроль вторичного рентгеновского спектра от воздуха - по общей интенсивности и сходимости с базовым. Проверка пика (амплитудное распределение) аналитической линии Fe: должна находиться в 64 1 канале;
  • Проверка значений аналитического параметра от выбранной градуировочной пробы или мишени-репера на всех ручьях в начале и конце смены (или в паузах в процессе работы). Измеренные значения не должны отличаться от предыдущих (сменных, суточных) более 5 10%.
    4.3. Перечень факторов контролируемых оператором в режиме сортировки

    1. Визуальное наблюдение за работой машины сортировочной

  • Заполнение рудой бункера - затвора;
  • Оптимальность и равномерность вытяжки руды питателем и подачи её на раскладчик;
  • Качество работы раскладчика (заполнение кусками, скорость движения кусков);
  • Забивание колосникового грохота;
  • Накопление грязи на питателе и раскладчике;
  • Правильность траектории камней;
  • Работа исполнительных механизмов (по скорости движения и возврата шиберов, работоспособности пружин);
  • Забивание основных течек и течки просыпи.

    2. Контроль параметров сортировки Операторская - Центральный компьютер

  • Контролировать работу рентгеновских аппаратов по виду текущих спектров (в промежутках между кусками измеряется спектр от воздуха);
  • Контроль загрузки от воздуха, центра тяжести, текущего спектра и его коэффициента корреляции с базовым;
  • Следить за процентным соотношением выходов, аналитическими усредненными параметрами концентрата и хвостов по каждому ручью каждого сепаратора;
  • По экрану монитора системы видеонаблюдения контролировать и поддерживать производительность сепараторов с помощью управления кодами вибраторов, следить за работой исполнительных механизмов.

    Значения параметров "кол. кусков/сек" на ручей, выход и усредненные аналитические параметры концентрата хвостов и исходной руды выводятся в окне сепарации, режиме сортировки (может отображаться информация по одному или сразу всех сепараторов). Ниже приведен пример работы одного из сепараторов. Для лучшего восприятия, колонки "поток к/с" и "выход" дополнительно выводятся в диаграммной форме.

    Оператор сразу должен обратить внимание, что 1-ый ручей сильно отличается от остальных выходом концентрата (72%). 2-й и 3-й ручей имеют искаженную неправильную производительность, и принять соответствующие меры по проверке и коррекции режимов работы сепаратора (этому его специально обучают).

    Из опыта и практики РРС ниже рекомендуются оптимальное и максимальное значения производительности одного ручья сепаратора по количеству кусков в секунду - для наиболее распространенных классов крупности.

    Класс крупности -300+100 -100+40 -40+20
    кол. кусков/сек 1 - 2 3 - 4 5 - 8

     

    Заключение

    Вы завершили изучение небольшого по объему, но емкого по содержанию пособия по РРС, за которым стоит многолетний и нелегкий труд разработчиков и создателей сепараторов и технологии. Все новое дается упорным трудом и прежде чем создать промышленные сепараторы были разработаны и перепробованы десятки вариантов и конструкций сепараторов, также как и отдельных узлов и механизмов.

    Предлагаемые Вам сепараторы СРФ можно считать последней лучшей и самой простой моделью, где самым естественным образом производится и растяжка руды. А главное, сам процесс измерения кускового материала, реализуя физически и технически лучшие стороны и возможности рентгенорадиометрического метода. 15 лет назад были разработаны нами электромагнитные шиберные исполнительные механизмы, которые вытеснили электропневматические клапаны и доказали свои более высокие эксплуатационные характеристики. Также и сепараторы в целом прошли испытания временем, на надежность и работоспособность. По конструкции, как и задумывалось - оказались удобными в эксплуатации.

    Надеемся, что данное Пособие будет полезным для всех, кто проявляет интерес к этой новой современной и удивительной технологии РРС, а также тем, кто собирается внедрять или уже внедрили эту технологию на своих предприятиях, несомненную пользу принесет и в обучении обслуживающего персонала.