原料内矿物存在的确定方法

专利名称：原料内矿物存在的确定方法
技术领域：
本发明主要涉及例如实验室内的岩石碎片或原位岩石体的原料内 矿物存在或不存在的确定方法。本发明还涉及基于根据上述方法的确 定对例如矿石碎片的岩石碎片进行分类的方法。另外，本发明涉及用 于确定原料内矿物存在的设备。
本发明特别但不是唯一地应用于对岩石碎片内和表面上的矿物含 量和/或分布进行评估，并为了示例目的将对这种应用进行特别引用。 不过，应该明白本发明能够应用于其它应用，例如对原位中、土壤或 沙地中、矿床中、其它地质环境中和研究中的岩石体内的矿物含量和/ 或分布进行评估。
背景技术：
在相当长时间内已知可以通过以微波形式施加能量来加热介质 (非金属)原料。这种加热的由来是源自电场能够使原料中的电荷极 化并且这种极化不能随着外部电磁场快速反转。原料被微波加热的能
力取决于其复介电常数和损耗因数。复介电常数由方程(1)描述 <formula>formula see original document page 6</formula>1)
这里实部(s')是有多少能量从外部场存储到原料中的测量；而虚
部(f'，e#)是有效损耗因素并是有多少原料消耗到外部场的测量。
损耗因数由方程(2)定义并表示场振荡的每个周期的能量损耗与
能量存储的比率。
<formula>formula see original document page 6</formula>(2)
两个参数都是频率和温度的函数。
暴露于微波辐射的原料内温度上升的速度由方程(3)给出 <formula>formula see original document page 6</formula>(3)
这里E是电磁场的强度；是损耗因素；f是微波频率；p是
原料密度；而Cp是原料的特殊热容量。因此对于给定原料和微波谐振
腔，材料加热的速度将随着微波频率和电磁场强度平方的增大而增大。 可以通过保证充分渗透到原料中以及微波能量高度转换成热来实 现微波能量的最佳转移。如果原料具有适中的s'值并且如果损耗因素高 (即，相对高的^ef值导致相对高的tan&f值)可以实现此事。水的
特征在于吸收微波能量和将能量转换成热的强大能力。
岩石通常包括不同浓度的矿物聚合物和至少一些被吸收或化学结 合的水。早期分析碎片岩石样本的方法已经包括用通常数秒或更多秒 量级的相对长时间的微波辐射来照射样本。通过例如由红外照相机的 热成像观察到的那样，微波辐射有差别地加热岩石碎片。岩石样本的 不同碎片和/或碎片区域由不同的矿物构成和/或具有不同的水含量。同 样，作为对微波辐射的响应，这些区域的温度将以不同的速度升高， 并因此达到不同度数。不过，当使用恒定微波辐射时，岩石碎片倾向 于非常快速地贯穿受热，降低岩石样本内不同成分之间可检测到的差 异并形成岩石样本的表面。合成的红外热图像本质上倾向于整个碎片 的模糊和不清楚的描述。
以这种方式，可以从将仅仅适度受热以提供非常微弱红外图像的 包含非常少矿物或不含矿物的那些碎片中，拣选出将受热并通常提供 模糊红外图像的包含某些矿物的碎片。不过，这种分类方法的效率不 高，这是因为它不能评估岩石内与微波加热相关的矿物的水平。而是， 它提供碎片是否包含所需矿物的初步分析。另外，这样的方法不提供 关于岩石碎片中矿物分布图案的任何信息。例如这样的方法不能提供 矿物沉积是位于岩石中心内还是在表面上的评估。由于它们的相对不 灵敏性，现有技术方法已经主要集中在基于岩石内所吸收水的不同量 来分开岩石上。
脉冲式微波辐射已经用于导致岩石碎片中的微型断裂，以减少随 后碾压和粉碎所需能量的量。用于这种实践的微波辐射的吸收功率密
度(power density absorption)通常在l，OOO至100,000 MW/m3的范围
内。不过，使用如此高的微波功率密度的这些工艺不适于或不需要用 于岩石碎片内或表面上的矿物含量的分析。
因此，如果能够提供一种用于更清楚地确定岩石内矿物存在并能 够有效地分类包含不同矿物量的岩石碎片的方法，将是有利的。如果提供一种有利于确定岩石碎片内或表面上有价值矿物分布的图案的方 法也将是有利的。
已经令人惊讶地发现以比用于导致岩石中的微型断裂更低功率密 度的脉冲型微波照射要优于用于分析碎片样本中微波吸收矿物含量的 连续波微波照射。这种照射的使用不仅能够识别包含矿物的碎片，而 且能够识别矿物含量的量。

发明内容
在本发明的一方面中提供一种原料中矿物存在的确定方法，包括 向原料施加脉冲型微波辐射；
在施加脉冲型微波辐射之后检测由原料发出的辐射；以及 分析检测到的辐射以确定原料中矿物的存在。
这里使用的术语"矿物"倾向于具有更宽的含义。在其范围内该 术语包括例如辉铜矿、黄铜矿、方铅矿、磁铁矿、赤铁矿、黄铁矿、 磁黄铁矿(pyrhotite)、闪锌矿、沥青铀矿等的非有机矿物和例如重油、 轻油、沥青等的有机地质化合物两者。
这里使用的术语"原料"倾向于具有更宽的含义。在其范围内该 术语包括无论原位还是非原位的岩石、岩石碎片、土壤、沙子和其它 地质原料。
有利地选择微波脉冲周期，使得 表面潮气和/或原料内所吸收的潮气的加热最小化； 该微波吸收矿物和其它原料之间的热差别最大化； *废原料的加热最小化；和/或 原料中选择的矿物适于受到微波脉冲的影响。 在某些实施例中，施加给原料的脉冲型微波辐射包括上至1秒持 续时间的至少一个脉冲，优选从0.01至1秒持续时间，而更优选从O.l 至1秒持续时间。在其它实施例中，施加给原料的脉冲型微波辐射包 括上至1秒持续时间的多个脉冲，优选从0.01至1秒持续时间，而更 优选从O.l至l秒持续时间。
如上简述，这里原料包括岩石或岩石碎片，通常以相对低的功率 密度施加脉冲型微波辐射，从而避免岩石碎片中的微波破裂的任何诱
因。将导致破裂的该微波照射的量随情况不同而不同，如由本领域技
术人员将意识到的那样。在优选实施例中，以1,000 MW/n^以下的、 更优选地从1至100MW/n^范围内的功率密度施加脉冲型微波辐射。
在用于选择微波脉冲持续时间的类似特色(vein)中，微波频率可 以被选择用于
使表面潮气和/或原料内被吸收的潮气的加热最小化；
使该微波吸收矿物和其它原料之间的热差别最大化；
*适合选择的矿物；和/或
使废原料的加热最小化。
优选频率将在从卯0至5800 MHz的范围内，更优选在从900至 3500 MHz的范围内，甚至更优选在从915至2450 MHz的范围内，而 最优选在从915至950 MHz的范围内。
由原料发出的辐射的检测方法不受到特别限制。在一个实施例中， 检测由原料发出的辐射包括例如使用红外照相机的原料的热成像。在 另一个实施例中，检测由原料发出的辐射包括例如使用无源微波感应 检测由原料发出的微波辐射。
通常，在每种特殊情况下作为目标的矿物将是已知的。同样，作 为目标的矿物的红外频谱通常也将是已知的，或可以确定。这里热成 像是选择的分析方法，优选在红外辐射的频谱范围内执行红外成像， 其中目标矿物的特征在于相对于主(背景)岩石或土壤具有其最高的 不同发身寸率(emmisivity)。
如上所述，本发明的方法可以应用于矿物的原位分析，例如用于 确定主体或原位矿石中的矿物含量。通常，该方法可应用于岩石碎片 或其它原料样本，例如从它们的原位场合取下的沙子样本或土壤样本。 在这种情况下，优选将矿物装入微波照射区域，用于随后施加脉冲型 微波辐射。
可以在单个装入通道中将原料装入微波照射区域。可选地，为了 增加产量，可以在多个分开的装入通道中将原料装入微波照射区域。 在任一种情况下，这里原料都包括岩石或岩石碎片，优选地在一个或 多个通道中将岩石或岩石碎片单行装入微波照射区域。
在某些实施例中，可能希望向待分析矿物施加多于一个的微波频
率。这可以提供如下所述的原料样本结构的更详细分析。
因此，在本发明的另一方面中提供一种原料中矿物存在的确定方 法，包括
向原料施加第一频率的脉冲型微波辐射；
在施加第一频率的脉冲型微波辐射之后检测由原料发出的第一辐 射量；
向原料施加第二频率的脉冲型微波辐射；
在施加第二频率的脉冲型微波辐射之后检测由原料发出的第二辐 射量；以及
对检测到的第一和第二辐射量进行分析以确定原料内矿物的存在。
用深度描述的微波能量渗透到原料中的效率由参数(透入深度) 描述，所述参数(透入深度)是原料的介电性质以及所施加的微波辐 射频率的函数，在所述深度处微波场强度的衰减因子为(1/e)或初始 强度的大约37%。这由方程(4)定义
3 = (C//)((OA0.5/(2fe#》 (4) 这里(5)是透入深度；(C)是通过原料的电磁波的传播速度；(f) 是所施加的微波的频率；而f'和s"^r是原料的复绝缘介电常数的实部 和虚部。
除了微波频率之外的所有这些参数对于给定原料而言都是常数。 所以，对于给定的主体岩石，(即常数介电参数)微波源的频率将确定 微波加热的有效深度。
在原料具有相对深嵌入的微波吸收矿物的情况下，通过使用两个 微波频率可以在处于或接近表面的微波吸收矿物与位于原料内部深处 的强微波吸收矿物之间进行区分。
对例如岩石或岩石碎片的原料内部的微波吸收矿物的加热在产生 的热图案方面原料的表面不会立刻很明显。由于这种原料相对低的热 传导性，热达到原料的表面可能花费数秒。在原料是岩石或岩石碎片 的情况下尤其如此。
在本发明该方面的第一阶段中，以例如从920至925 MHz的通常 相对高频微波辐射的第一频率施加微波辐射。当然可以采用上述优选
范围内的其它频率。如果在其表面上原料包含微波吸收矿物，这将可 以通过下列分析被立即识别出，可以使用上述方法引导下列分析。这 种碎片将被立即取下用于进一步处理。
在本发明该方面的第二阶段中，以例如从915至920 MHz的通常 相对低频微波辐射的第二频率施加微波照射。此外，可以施加如上所 述的其它频率。这将能够使微波更有效的深入渗透到原料中并加热原 料内微波吸收矿物。由于这种加热达到原料表面需要时间，因此优选 地将在施加微波辐射之后的某时间分析原料。例如，可以在微波施加 之后从1至5秒分析原料。这也可以使用上述的分析方法实现。
将意识到第一频率可以是高频，第二频率可以是低频，如果在特 殊应用中希望的话。
通过将原料、特别是岩石或岩石碎片暴露于相对高频微波辐射， 分析由原料发出的合成辐射(例如热图案)，并随后优选以相同能量将 原料暴露于相对高频微波辐射，并再次分析由原料发出的合成辐射， 则两次发射之间的差别将揭示位于原料内部深处的微波吸收矿物的存 在。
这里由施加第一和第二微波频率而随后产生图像，例如由第二图 像减去第一图像的图像处理技术可以增强表明热的、相对深埋藏的、 微波吸收矿物存在的特征。展示出这种热偏差的原料将被提取出，用 于进一步处理。
因此，通过使用两个不同的微波频率，可以区分在表面上包含微 波吸收矿物的原料与微波吸收矿物在表面上不可见而是嵌入在原料内 的原料，特别是岩石和岩石碎片。
对上述更进一步，根据通过待分析原料样本的质量和尺寸标准化 的温度衰减速度，可以确定原料中存在的某种微波吸收矿物的质量。 这将提供如本领域技术人员将注意到的优点。
应该注意到可以包括其它步骤。例如，该方法可以包括向原料进 一步施加至少一次与第一和第二频率不同频率的微波辐射，并随后检 测由原料发出的辐射量。
根据本发明的另一方面，提供一种将原料的装入流分类成至少两 个流的方法，包括20使用如上所述的方法确定原料的装入流中矿物的存在；和 基于该确定将原料的装入流分开成至少两个流。
根据本发明的该方面，优选将装入流分开成至少废品流和产品流。
在某些实施例中，可以基于原料的矿物品位(mineral grade)将装入流 分开成废品流和多个产品流。
可以通过任何适当的装置实现将装入流分开成至少两个分离流。 例如这可以使用分开的传送带等实现。优选地，通过高压空气鼓风机 将装入流分开成至少两个流。
根据本发明的又一方面提供一种用于确定原料内矿物存在的设 备，包括
微波照射区域，包括适于将脉冲型微波辐射发射到微波照射区域 中的微波发射器；
检测器，用于在将脉冲型微波辐射施加于原料之后检测由原料发 出的辐射；禾口
分析器，用于解释被检测的辐射并由此确定原料内矿物的存在。
优选地将包括微波发射器的微波照射区域布置成使被分析的原料 垂直经过微波照射区域。以这种方式，被分析的原料可以在重力作用 下简单落下通过微波照射区域。
为了有利于以相同和连续的方式处理大体积原料，微波发射器将 最有可能是多模式微波谐振腔的形式，优选配备有适当的搅拌器。有 利的是，使用这种微波谐振腔将保证腔内的全部微波谐振模式都受到 激励，尽可能保证原料的相同加热。使用适当的单模式微波谐振腔从 能量消耗的观点能够提供更有效的原料加热。
如由本发明的上述介绍通常将意识到的那样，检测器优选为热成 像仪或无源微波传感器。
如果采用热成像仪，这可以是红外成像仪。另外，设备可以包括 其它的热成像仪。在一个实施例中，设备进一步包括冷却区域，冷却 区域对于设备的其余部分具有相对更低的温度。于是热成像仪可以位 于冷却区域附近，当原料经过微波照射区域时提供对由原料发出辐射 的改善的检测。
考虑到原料经过微波照射区域的速度可以上至每秒数米，重要的
是微波照射区域内的原料驻留时间要足够长以致使感兴趣矿物的所需 加热量能使它们充分识别出。优选地，将微波吸收矿物加热到比微波
不吸收矿物的温度明显更高(10-5(TC)的温度。考虑到现代IR成像系 统的热灵敏度大约为0.02°C，将通过热成像轻松识别微波吸收矿物及 原料内它们的分布图案。
如所注意到的那样，检测器可以包括无源微波传感器、或多个这 样的传感器。在这种情况下，在经过微波照射区域之后，将通过使用 无源微波传感器(即辐射计)来检测微波吸收矿物的存在。这种传感 器是高精度的有效微波接收器并能够检测电磁频谱的微波部分中来自 原料的电磁辐射。这使得当已经吸收微波辐射的被加热矿物经过腔时 不仅能够检测原料表面上的、而且能够检测相对深嵌入在原料中的被 加热矿物。这是由于微波具有比红外辐射更大波长的事实。
在该实施例中，微波吸收矿物的检测不是基于通过被调查原料发 射的微波辐射的检测，而是基于来自前面被加热原料的自然微波电磁 辐射的检测。在这方面，无源微波传感器在概念上类似于红外传感器。 根据Plank的辐射原理，所有物体都发射某种幅度的微波能量，但是量 通常非常小。由原料发射的能量的量正比于原料的温度。无源微波传 感器检测其查看场内的自然发射的微波能量。通常使用适当类型的天 线(最有可能是角天线)来检测微波辐射。
因为与红外辐射相比微波有更长的波长，所以微波具有对检测有 价值矿物有利的性质。更长波长的微波辐射可以穿透灰尘，这是因为 更长波长不易受到影响更短光学波长(红外和可见)的空气散射的影 响。该性质能够在几乎所有环境状况下检测微波能量，使得可以在任 何时候采集数据。
分析仪通常是配备有图像处理软件的计算机。有利的是，这将能 够连续和自动处理并分析装入的原料。
在某些实施例中，可能希望设备包括可见光照相机或其它设备， 用于测量经过微波照射区域的原料尺寸。这特别可以是原料包括岩石 或岩石碎片的情况。
将本发明的设备优选配置成有利于对经过微波照射区域的原料进 行分类。因此，优选地，设备包括用于将原料分类成至少两个流的分
类器。分类器可以包括分开的传送带，但优选地是高压空气鼓风机。 如果希望的话可以包括多个高压空气鼓风机。
可以通过任何适当设备将原料装入微波照射区域。不过，设备优 选包括用于在至少一个通道中将原料供应给微波照射区域的装入器。 装入器优选是传送带。
在某些实施例中，连续监控原料中的潮气可能是将改善分类过程 效率的有用的附加手段。同样，可以提供监控器来促进此事。


此后将参考附图提供本发明某些实施例的详细介绍将是便利的。 提供这种详细介绍的目的是指导对本发明的主题有兴趣的人怎样将本 发明用于实践。不过要清楚地明白这种详细介绍的特殊本质不能替代 上述声明的一般性。
附图中
图1示出根据本发明一个实施例的设备；
图2是短暂暴露于微波加热之后的高品位铜矿石、中品位铜矿石 和不含矿物岩石的IR图像；
图3是短暂暴露于微波加热之后的高品位矿石碎片、沙石碎片和 废岩石的IR图像；
图4是短暂暴露于微波加热之后的高品位铜矿石、均质沙石、废 岩石和低品位铜矿石的IR图像；
图5是短暂暴露于微波加热之后的中品位铜矿石、高品位铜矿石 和花岗岩样本的IR图像；
图6是示出相应于短暂暴露于微波加热之后的岩石的较热部分的 增大的矿化的IR图像；
图7是不仅示出短暂暴露于微波加热之后的岩石的高矿化部分、 而且示出例如裂缝的结构特征的IR图像；
图8是短暂地同时暴露于微波加热之后的铜矿石碎片对非矿化火 山岩石的IR图像；
图9是短暂暴露于微波加热之后的比其余岩石表面更热的岩石内 高矿化区域的IR图像；
图10是短暂暴露于微波加热之后的斑岩铜矿石内矿化图案的IR
图像；
图11是短暂暴露于微波加热之后的矿石碎片内纹理特征的IR图
具体实施例方式
图1示出根据本发明一个实施例的设备1。通过在多模式或单模式
微波谐振腔4形式的微波照射区域上方终止的传送带3运输岩石碎片 2。岩石碎片2垂直落下经过微波谐振腔4。虽然岩石碎片2可以在任 意方向上经过微波谐振腔4，但是垂直落下是有利的，这是因为在碎片 翻滚通过谐振腔4时增加了对碎片辐射的均匀分布的可能性。岩石碎 片单独经过谐振腔4从而可以单独分析每个碎片2。
在微波谐振腔4内将岩石碎片2暴露于选定频率和强度的短脉冲 微波辐射。如前面注意到的那样，微波辐射将通常具有从900到5800 MHz的频率，但是根据感兴趣的矿物或品位，频率显然将有相当大变 化。通常，将采用该范围低端处的频率。可以用比如上所述在岩石碎 片中产生微型断裂所需更低的功率密度来施加脉冲型微波辐射。通常， 将以低于1000 MW/m3的功率密度施加脉冲型微波辐射。
经过微波谐振腔4之后，立刻通过高分辨率、高速度红外成像仪5 和6检测由岩石碎片2发出的辐射。如上所述，可以根据本发明使用其 它形式的检测。在该实施例中，成像仪5， 6捕捉岩石碎片2的热图像。 当一个热成像仪足够时，可以将两个或更多个热成像仪5， 6用于岩石 微粒表面的全部范围。使用配备有图像处理软件的计算机7处理由热成 像仪5， 6采集的图像。热成像仪5， 6还可以用于确定岩石碎片2的尺寸。
可选地，或者以组合的形式， 一个或多个可见光照相机可以捕捉 可见光图像以能够确定碎片尺寸。相对于碎片尺寸，根据被检测热点 (像素)的数量、温度、它们的分布图案和它们的累积面积(cumulative area),将进行被观察的岩石碎片品位的估计。可以通过对该数据与先 前建立的特殊品位和尺寸的岩石碎片的微波导致热性质之间的关系的 比较，来支持该估计和/或对更多矿物含量进行定量。
基于含量分析，接下来可以使用高压空气鼓风机8形式的分离器来
分离单独的岩石碎片2。不过，可以如上所述使用任何适当的传统设
备。空气鼓风机8基于由计算机7发送的信息分离单独的岩石碎片2。可 以在例如所估计的品位、定量的矿物含量和/或矿囊(mineral pocket) 在岩石碎片2内或表面上的位置的基础上分离单独的岩石碎片2。
在图1中示出的设备中，高压空气鼓风机8可以接收来自计算机7的 信号，以在包含高矿物含量的岩石碎片9经过它的时刻释放空气，从而 将碎片9引导到特殊采集器。可以允许低品位或脉石颗粒10继续自由落 入分开的采集器。在该特殊实施例中，为了易于理解，仅将碎片划分 成两组。不过，应该认识到可以将该设备和方法配置成用于跨越大范 围的矿物含量来分离岩石碎片2。在这种配置中，高压空气鼓风机8可 以例如针对每个碎片品位用不同力量和/或方向鼓入空气，或可以使用 多个鼓风机，以便依据矿物含量水平或碎片内矿物的分布图案而将特 殊碎片引导到特殊采集器。可选地，或以组合的方式，可以使用分开 的传送带将岩石碎片弓I导到分开的采集器。
如上所述，采用恒定高功率微波照射的上述方法已经导致了产生 模糊热图像的贯穿岩石碎片的加热。合成图像己经限于基本能够确定 包含感兴趣矿物的那些岩石碎片和不包含该矿物的那些岩石碎片。脉 冲式低功率微波照射的使用能够使岩石碎片内和/或岩石碎片表面上的 矿囊快速受热而不会将热快速分配给周围岩石。因此，合成热图像可 以更加清楚，并且在许多情况下该图像将能够查明岩石碎片内的矿囊。 其一个明显的优点是实现矿物含量的更准确定量。 一个紧随的优点是 可以跨越大范围的矿物含量对岩石碎片进行分类，而不是初步分析高 水平或低/无矿物含量。
为了进一步详细示例本发明，现在要参考图2至11。在下面将简要 介绍的这些图中清晰地示出了各种岩石碎片的不同加热。
在图2的上部示出了高品位铜矿石。这种矿石碎片明显具有比已经 被成像的其它碎片更高的温度。该图像中间的碎片是中间品位铜矿石。 观察图像时将意识到在已经施加了相同量的微波照射之后中间品位矿 石更加阴暗并因此具有比高品位矿石更低的温度。同样，位于图像下 部的不含矿物的岩石是黑色的，表明在相同量的微波照射之后该碎片 非常小的加热。
图3同样在上部提供了高品位矿石碎片的图像，在左下方提供了沙 石碎片的图像，并在右下方提供了废岩石的图像。再一次，高品位矿 石样本明显显示出比其它两个样本更高的温度。
图4是同时微波加热的岩石碎片的图像，包括上部的高品位铜矿 石，中部左边的同质沙石碎片，中部右边的废岩石和下部的低品位铜 矿石。此外，在该图像中各种碎片的品位之间的描绘是清楚的。
图5的中部是高品位铜矿石的图像，其相当清晰地区别于左边的更 低品位铜矿石。右边的花岗岩样本易于与两种铜矿石样本区分。
图6是贯穿其结构具有不同矿化程度的岩石碎片的图像。由该图像
可以看出相应于微波照射之后的更高温度，本发明可以怎样用于分辨 碎片上矿化的位置。
图7示出了短暂暴露于微波辐射不仅可以提供岩石碎片内矿化位
置的指示，而且可以提供有关结构特征的信息。在该图像中，在将碎 片短暂暴露于微波辐射之后可清晰地看到裂缝。
图8示出了在同时暴露于微波辐射之后左边的铜矿石碎片和右边
的非矿化火山岩之间的区别。
图9再次示出了应用微波辐射之后岩石碎片内矿化区域不同的受执。
"、、o
图10示出了暴露于微波辐射之后斑岩铜矿石样本内的矿化图案。 图ll示出了在短暂暴露于微波辐射之后由红外图像揭示的矿石碎
片内的纹理特征。
当然要意识到仅通过本发明的示例性例子给出了上述介绍，并且
对于本领域技术人员全部这种更改和变化都将是显而易见的，并被认
为落入如这里阐明的本发明的范围和领域内。
权利要求
1、一种原料中矿物存在的确定方法，包括向原料施加脉冲型微波辐射；在施加脉冲型微波辐射之后检测由原料发出的辐射；以及分析检测到的辐射以确定原料中矿物的存在。
2、 根据权利要求l所述的方法，其中施加给原料的脉冲型微波辐 射包括上至l秒持续时间的至少一个脉冲，优选从0.1至1秒持续时间。
3、 根据权利要求l所述的方法，其中施加给原料的脉冲型微波辐 射包括上至l秒持续时间的多个脉冲，优选从0.1至1秒持续时间。
4、 根据权利要求l所述的方法，其中脉冲型微波辐射在目标矿物 内导致的功率密度低于l,OOO MW/m3。
5、 根据权利要求4所述的方法，其中脉冲型微波辐射在目标矿物 内导致的功率密度为从1至100 MW/m3。
6、 根据权利要求l所述的方法，其中脉冲型微波辐射具有从900至 5800 MHz的频率。
7、 根据权利要求6所述的方法，其中脉冲型微波辐射具有从900至 3500MHz的频率。
8、 根据权利要求7所述的方法，其中脉冲型微波辐射具有从915至 950MHz的频率。
9、 根据权利要求l所述的方法，其中检测由原料发出的辐射包括 原料的热成像。
10、 根据权利要求l所述的方法，其中检测由原料发出的辐射包括 检测由原料发出的微波辐射。
11、 根据权利要求l所述的方法，其中原料被装入微波照射区域， 用于随后施加脉冲型微波辐射。
12、 根据权利要求ll所述的方法，其中在至少一个装入通道中将 原料装入微波照射区域。
13、 一种原料中矿物存在的确定方法，包括 向原料施加第一频率的脉冲型微波辐射；在施加第一频率的脉冲型微波辐射之后检测由原料发出的第一辐 射量；向原料施加第二频率的脉冲型微波辐射；在施加第二频率的脉冲型微波辐射之后检测由原料发出的第二辐 射量；以及对检测到的第一和第二辐射量进行分析以确定原料内矿物的存在。
14、 根据权利要求13所述的方法，其中第一频率从920至925 MHz， 第二频率从915至920 MHz。
15、 根据权利要求13所述的方法，其中第一和第二辐射量的分析 包括从辐射量之一减去另一个。
16、 根据权利要求13所述的方法，包括向原料进一步施加至少一 次与第一和第二频率不同频率的微波辐射，并随后检测由原料发出的 辐射量。
17、 一种将原料的装入流分类成至少两个流的方法，包括 使用根据权利要求1或权利要求13所述的方法确定原料的装入流中矿物的存在；禾口基于该确定将原料的装入流分开成至少两个流。
18、 根据权利要求17所述的方法，其中装入流被分开成废品流和产品流。
19、 根据权利要求17所述的方法，其中基于原料的矿物品位将装 入流分开成废品流和多个产品流。
20、 根据权利要求17所述的方法，其中通过高压空气鼓风机将装 入流分开成至少两个流。
21、 一种用于确定原料内矿物存在的设备，包括 微波照射区域，包括适于将脉冲型微波辐射发射到微波照射区域中的微波发射器；检测器，用于在将脉冲型微波辐射施加于原料之后检测由原料发 出的辐射；禾口分析器，用于解释被检测的辐射并由此确定原料内矿物的存在。
22、 根据权利要求21所述的设备，其中微波发射器是多模式或单 模式微波谐振腔。
23、 根据权利要求21所述的设备，其中检测器是热成像仪或无源 微波传感器。
24、 根据权利要求21的设备，其中分析仪是配备有图像处理软件 的计算机。
25、 根据权利要求21所述的设备，其中原料包括岩石或岩石碎片， 设备包括用于测量岩石或岩石碎片尺寸的可见光照相机。
26、 根据权利要求21所述的设备，包括用于将原料分类成至少两 个流的分类器。
27、 根据权利要求26所述的设备，其中分类器是高压空气鼓风机。
28、 根据权利要求21所述的设备，包括用于在至少一个通道中将 原料供应给微波照射区域的装入器。
29、 根据权利要求28所述的设备，其中装入器是传送带。
全文摘要
本发明通常涉及一种例如岩石、岩石碎片、土壤、沙子或其它地质原料的原料内矿物存在的确定方法，包括向原料施加脉冲型微波辐射；在施加脉冲型微波辐射之后检测由原料发出的辐射；以及分析检测到的辐射以确定原料中矿物的存在。本发明还提供一种使用这种方法将岩石碎片分类成至少两个流的方法和用于执行该方法的设备。
文档编号G01N22/00GK101365939SQ200680050087
公开日2009年2月11日 申请日期2006年10月23日 优先权日2005年11月4日
发明者N·乔尔杰维奇 申请人:昆士兰大学