一种放射性矿石分选机的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种放射性矿石分选机，包括机架、输送皮带、防护壳体、X射线源、阵列探测器、γ射线探测器、信号处理装置、工控机、喷气分选机构、振动给料器、给料斜槽、储气罐、进气导管，所述X射线源设置于输送皮带正上方；所述阵列探测器设置于输送皮带下方，正对于X射线源端口；所述输送皮带下方设置有γ射线探测器；所述振动给料器与输送皮带之间有让矿石滑落的给料斜槽。本发明的分选机大大提高了矿石质量计算的准确度，确保了最终分选的准确性。
【专利说明】
一种放射性矿石分选机
技术领域
[0001 ]本发明涉及选矿机械领域，特别涉及一种放射性矿石分选机。
【背景技术】
[0002] 铀和钍是重要天然放射性元素。铀在军事上主要用来制造核武器和核动力燃料， 在和平用途中是核电产业发展的保障。钍可广泛应用于光学、无线电、航空、材料等领域，随 着核能的发展，以钍为核燃料的核电站成功应用，将钍提到了重要地位，当代，国内外以钍 为核燃料的研究利用理论和应用水平都有较大突破。
[0003] 铀、钍矿石能不受外界干扰地发射α、β、γ三种射线，其中γ射线的穿透能力最强， 可以穿透几十厘米的矿石。利用铀、钍矿石中的天然放射性（γ射线)进行矿石的拣选始于 20世纪40年代，到20世纪七八十年代，铀矿石的放射性分选得到较大的发展。近年来，矿石 资源逐渐贫乏，富矿愈来愈少，采出矿石的品位越来越低，使得产品成本提高。放射性矿石 分选技术可以在矿石粒度较大时就丢弃部分废石，使采出矿石的品位提高，进入下一工序 的矿量减少，从而使生产成本降低;分选所废弃的大块废石易于处理，可减轻环境污染。通 过放射性矿石分选机处理可降低对采出矿石品位的要求，使得部分表外矿可以入选。这样 就扩大了矿石资源，延长了矿山寿命，同时，还可以利用过去矿山开采中所堆存的低品位矿 石资源。
[0004] 20世纪80年代美国曾做过研究，原矿U3O8品位从0.1%提高到0.2%，每镑U308的直接 加工费可以节约近50%。我国衡阳铀水冶厂也得到类似的结果，铀品位每降低0.01%，按铀质 量计成本要提高11%~15%。所以很多国家都重视利用选矿手段来提高水冶工艺前的铀矿石 品位。
[0005] 在美国、加拿大、法国、澳大利亚、南非、前苏联等国的铀矿山都有放射性分选机的 应用。我国从20世纪50年代末期开始研制放射性分选机，先后研制出几种型号的放射性分 选机，并应用于生产。现有的放射性分选机借助于摄像器、激光光电探测器等测量矿块的粒 度从而估算每一矿块的重量。然后根据矿块的放射性和重量，计算出其品位。而实际分选 中，即使来自同一矿床的矿石间密度差异也是很大的，仅仅通过测量矿石粒度来计算矿块 重量会造成一定误差，这使得品位计算不准确，最终导致分选机的的准确度低。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种放射性矿石分选机，可准确、高效的对放射性矿石 (铀、钍)进行预选，提高矿石品位，降低后续的选矿成本。
[0007] 为实现以上目的，本发明米用的技术方案为:一种放射性矿石分选机，包括机架、 输送皮带、防护壳体、X射线源、阵列探测器、γ射线探测器、信号处理装置、工控机、喷气分 选机构、振动给料器、给料斜槽、储气罐、进气导管，所述X射线源设置于输送皮带正上方;所 述阵列探测器设置于输送皮带下方，正对于X射线源端口；所述输送皮带下方设置有γ射线 探测器;所述振动给料器与输送皮带之间有让矿石滑落的给料斜槽;所述信号处理装置对 阵列探测器与γ射线探测器传来的信号进行处理与计算，得出每块矿石中放射性组分的质 量分数，并根据这一结果向喷气分选机构发送是否开阀的信号;所述阵列探测器中包括高 能探测阵列和低能探测阵列，低能探测阵列放置于高能探测阵列上方，中间使用铜片作为 滤光片。
[0008] 作为优选的技术方案，所述给料斜槽与水平方向的夹角为45度，用来衔接输送皮 带的进料端与振动给料器。
[0009] 作为优选的技术方案，所述振动给料器下部设置有振动单元。
[0010] 作为优选的技术方案，所述输送皮带设置有沿运动方向的均匀分布的8道弧形凹 槽。
[0011] 作为优选的技术方案，所述γ射线探测器探头为碘化钠材质，γ射线探测器中设 置有6个直线排列的探头，使得γ射线探测器能以接力探测方式工作，γ射线探测器共有8 个，与输送皮带的凹槽位置一一对应。
[0012] 作为优选的技术方案，在所述防护壳体上固定有X射线源，防护壳体由铅板制成。
[0013] 作为优选的技术方案，所述工控机与信号处理装置相连接，用于设定参数，并将设 定的参数传输给信号处理装置。
[0014] 作为优选的技术方案，所述喷气分选机构通过进气导管与储气罐相连接，当接收 到开阀信号时，打开对应矿块所在横向位置上的电磁阀，压缩气流将该矿块吹离其自然下 落轨迹，落入精矿槽。
[0015] 本发明存的有益效果在于： 1、通过矿石的天然放射性进行分选，摆脱了传统选矿方法中对水、化学药剂的依赖，是 一种清洁、环保的分选方法;通过分选使采出的矿石品位提高，进入下一工序的矿量减少， 从而降低了生产成本。
[0016] 2、通过X射线透射技术对矿物质量进行计算，相比较传统摄像器、激光光电探测器 等测量方法，大大提高了矿石质量计算的准确度；同时通过计算X射线透射中每个像素点对 应矿石的厚度，能对γ射线探测器得到的矿石放射性总量进行修正，使得到的矿石放射性 总量更精确;从而确保了最终分选的准确性。
[0017]【附图说明】： 图1是本发明的结构示意图； 图2是本发明中X射线源、阵列探测器的侧视结构示意图； 图3是本发明中输送皮带剖面图； 图中标记含义如下： 1 一机架，2-输送皮带，3-防护壳体，4 一X射线源，41 一X射线源端口，5-阵列探测器， 6- γ射线探测器，7-信号处理装置，8-工控机，9一喷气分选机构，10-振动给料器，11一 给料斜槽，12-储气罐，13-进气导管。
【具体实施方式】
[0018] 结合图1至图3对本发明做进一步的说明。
[0019] -种放射性矿石分选机，包括机架1、输送皮带2、防护壳体3、Χ射线源4、阵列探测 器5、γ射线探测器6、信号处理装置7、工控机8、喷气分选机构9、振动给料器10、给料斜槽 11、储气罐12、进气导管13,所述X射线源4设置于输送皮带2正上方;所述阵列探测器5设置 于输送皮带2下方，正对于X射线源端口 41;所述输送皮带2下方设置有γ射线探测器6;所述 振动给料器10与输送皮带2之间有让矿石滑落的给料斜槽11。
[0020] 为了实现矿石能在输送皮带2的凹槽中单层分布，所述输送皮带2与振动给料器10 之间通过给料斜槽11衔接，给料斜槽11与水平方向的夹角为45度;所述振动给料器10下部 设置有振动单元，振动单元开启后，矿石呈现跳动状态并自行分散平铺开来，这样就确保矿 石能够单层导入至输送皮带2的8个凹槽中，避免矿石重叠挤压的现象，从而确保了放射性 矿石分选机信号的准确度，进而确保分选的准确度。矿石跟随输送皮带2到达X射线源4下方 时，扇形X射线束仅穿过矿石的一个横截面，同时阵列探测器5将该截面内所包含的矿石吸 收过的X射线能量值记录下来。随着矿石向前运动，矿石的每一个横截面被连续扫描，矿石 的所有截面吸收过的X射线能量值都能被记录下来。
[0021] 所述阵列探测器5接收到矿石吸收后的剩余X射线，X射线先被上层的低能探测阵 列接收，经过铜滤波片后，低能X射线被滤除，高能X射线再被下层的高能阵列探测器接收， 阵列探测器5接收X射线后进行光电转换，然后将信号传送到信号处理装置7,信号处理装置 7通过处理程序对得到的高、低能信号进行分析，判断出各像素点的矿物组分类别，然后根 据组分类别得出其相应的固有属性密度P和物质的质量吸收系数·，在X射线衰减规律公 式：/ = Zij 中，I与Io可由阵列探测器得到的像素点灰度值代替，将9和馬带入公式可 以计算出各像素点的X射线穿透厚度t。由于阵列探测器中各信号接收点的位置与间距是固 定的，因此可以知道每个像素点的面积s，每个像素点对应的质量m=s · t · P，最后将一个矿 块中的所有像素点质量相加就得到了该矿块的总质量。
[0022] 输送皮带2将矿石继续向前运输至γ射线探测器6上方时，γ射线探测器6便对矿 块的放射性活度进行测量，γ射线探测器6中设置有6个直线排列的探头，采用多探头接力 式的γ探测，使γ射线探测器6有较高的灵敏度及处理能力。γ射线探测器6将得到的矿块 放射性数据传递到信号处理装置7,信号处理装置7将每一矿块放射性总量数据与其X射线 穿透厚度t进行校正得到更精确的放射性总量数据，并与矿块质量进行计算，得出每一个矿 块的放射性矿物(铀、钍)的质量分数，再将质量分数与预先设置的分界质量分数相比较，低 于设定的判为尾矿，高于或等于设定值的为精矿。每当判定一块精矿时信号处理装置7就发 出一个开阀信号，使得喷气分选机构9中对应该矿块所在横向位置上的气孔定时、定位地打 开，储气罐12中的压缩气体就通过进气导管13从气孔喷出，将矿块吹离其自然下落的轨迹， 落入相应的矿槽中。
【主权项】
1. 一种放射性矿石分选机，包括机架（1)、输送皮带（2)、防护壳体(3)、X射线源(4)、阵 列探测器(5)、γ射线探测器(6)、信号处理装置(7)、工控机(8)、喷气分选机构(9)、振动给 料器(10)、给料斜槽(11)、储气罐(12)、进气导管（13)，所述X射线源(4)设置于输送皮带(2) 正上方;所述阵列探测器(5)设置于输送皮带（2)下方，正对于X射线源端口（41);所述输送 皮带(2)下方设置有γ射线探测器(6);所述振动给料器（10)与输送皮带(2)之间有让矿石 滑落的给料斜槽（11);所述信号处理装置(7)对阵列探测器(5)与γ射线探测器(6)传来的 信号进行处理与计算，得出每块矿石中放射性组分的质量分数，并根据这一结果向喷气分 选机构（9)发送是否开阀的信号；所述阵列探测器(5)中包括高能探测阵列和低能探测阵 列，低能探测阵列放置于高能探测阵列上方，中间使用铜片作为滤光片;所述输送皮带(2) 设置有沿运动方向的均匀分布的8道凹槽；γ射线探测器(6)中设置有6个直线排列的探头， 使得γ射线探测器能以接力探测方式工作;所述γ射线探测器设置有8个，与输送皮带(2) 的凹槽位置--对应。2. 根据权利要求1所述的一种放射性矿石分选机，其特征在于:所述给料斜槽（11)与水 平方向的夹角为45度，用来衔接输送皮带(2)的进料端与振动给料器(10)。3. 根据权利要求1所述的一种放射性矿石分选机，其特征在于:所述γ射线探测器(6) 探头为碘化钠材质。4. 根据权利要求1-3中任一项所述的一种放射性矿石分选机，其特征在于:在所述防护 壳体(3)内固定有X射线源(4)，防护壳体(3)由铅板制成。5. 根据权利要求1-3中任一项所述的一种放射性矿石分选机，其特征在于:所述工控机 (8)与信号处理装置(7)相连接，用于设定参数，并将设定的参数传输给信号处理装置(7)。6. 根据权利要求1-3中任一项所述的一种放射性矿石分选机，其特征在于:所述喷气分 选机构(9 )通过进气导管（13 )与储气罐(12 )相连接，当接收到开阀信号时，打开对应矿块所 在横向位置上的电磁阀，压缩气流将该矿块吹离其自然下落轨迹，落入精矿槽。
【文档编号】G01N23/083GK106040617SQ201610368419
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月29日
【发明人】张雪峰, 王建英, 胡鹏飞
【申请人】内蒙古科技大学