拣选理论(三)

来源:网络  作者:网络转载   2019-10-14 阅读:723

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    中子吸收法是利用矿块和废石块对热中子吸收能力的差异而将其分开的一种拣选方法。
    热中子穿过物质时,由于被化学元素的原子核俘获及散射而使中子流减弱。原始射线减弱的程度与吸收体中元素的核子性质及其含量有关。含有吸收中子能力强的元素(如)的矿石,可用中子吸收法进行分选。中子射线由于被吸收而减弱,其减弱规律也和γ-射线,χ-射线一样,呈指数函数的形式(参见公式8)。
    表5给出一些化学元素及其同位素对热中子的弹性散射截面及俘获截面。从表中可以看出,含硼、或稀土的矿物与造岩矿物相比,有较大的中子俘获截面,可以用中子吸收法分选这些矿石。
    (七)光电法
    光电分选法是利用矿物反射、透射或折射可见光能力的差别而将矿石和废石分开的一种拣选方法。
    可见光是波长为380~760毫微米的电磁波。
    矿物的漫反射、颜色、透明度、半透明度等光学性质,均可用来进行光电拣选。其中利用最广泛的光学性质是漫反射。评价矿物能否按漫反射差别进行光电拣选的主要依据是矿物的反射率大小。一般情况下,两种矿物的反射率差值大于5~10%即可进行光电拣选。但由于矿物原料的物质组成和表面化学性质的复杂性,它们对光的反射在可见光谱区也是不一样的,因此对矿物原料进行光电拣选的方法也不同。全光谱分选是利用矿物原料的全光谱反射率差别(见图6);单光谱分选是利用矿物在可见光谱区上某一波长范围的反射率差别(见图7);而利用矿物原料颜色不同进行的分选,实质是双光谱分选,即利用矿物原料在可见光谱区上,两个不同波长范围光区的反射率之差进行对比而分选的(见图8)。[next]

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    光电拣选的照射光源有白炽灯、“荧光灯、石英卤素灯及激光等。照射光源的光谱特性对全光谱分选无显著影响,只要光源稳定、均匀,白炽灯和荧光灯都可应甩。单光谱及双光谱光电分选时,光源的光谱特性与被拣选物料的光谱特性应相适应。
    光电拣选时的背景选择也很重要。首先所选择的背景颜色应与物料中大多数矿物的光谱特性相一致;其次,背景可在一定范围内消除粒度的影响,并改善分选效果。背景一般分为两个系列:彩色系列和黑白系列。全光谱光电分选一般只用黑白系列背景。常用的光电探测元件为各种类型的光电管,而近年来由于采用了固体摄像器,大大地促进了光电选矿的发展。[next]
    扫描技术应用到光电拣选后,尤其是电子扫描和电子计算机的联合使用,可分辨出矿块上直径为2毫米的斑点。在这种设备上进行拣选时,光电探测器(如固体摄像器)首先测量出矿块上大于某一反射率所占的面积,然后计算出其占整个矿块面积的百分数,此值与预先确定的分界值相比较,就可分选出两种产品,如精矿和尾矿。
    光电拣选最早应用于属矿的分选,后应用于非金属矿和建筑材料的分选。在我国已广泛应用于钨矿的分选,在分选石膏矿石和硼矿石的试验中,也取得了良好的效果。
    (八)红外线法
    用测量矿块发射或反射红外线强度的差别而将矿石和废石分一开的方法,称为红外分选法。固体物质受热后,随着温度的升高,其原子的振动频率和振幅逐渐增加,成为可以发射低频射线———红外线的发射源。有些矿物和围岩的热传导系数和热容量不同,在同样的加热条件下,所吸收的热能不同,故所发射的射线也不一样,此特性可为拣选所利用。这种方法在分选石棉时,得到了一定的应用。将含石棉纤维的矿石短时加热后,石棉纤维发射红外线,其波长较短,而围岩发射的射线波长较长。根据此一特性,利用红外线探测器就可将石棉分选出来。操作原理示意图见图9。

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    近年来以光电法分选矿石,不仅利用可见光,而且扩大到了近红外和中红外光的范围,因为有些光源的光谱范围包括可见光和红外光,而某些固体摄像器光敏特性的峰值也在红外区。所以有些肉眼不能分辨的矿物,可以利用其反射的红外线不同而进行分选。
    (九)无线电谐振法(电导-磁性法)
    将矿块置于一个产生无线电波的电磁场后,电磁场与矿块相互作用,由于矿块的电性和磁性不同,其作用也不同。如矿块为导体,则矿块中产生感应电流,如为介电质,则矿块产生极化作用。矿石的电性和磁性能使振荡电路的参数( 如电流和电压的相位、振幅和频率)发生变化,因此根据电路中参数值的变化而将矿石和废石分开的方法叫无线电谐振分选法。由于电路参数变化的大小是与矿石(矿块)的导电性和磁性有关,所以这种拣选方法也叫电导一磁性法。
    矿石的导电性与磁性有联系,但又互相独立。根据矿石的特性,探测器可以单独探测矿块的导电性或磁性,或两者同时聚测。
    矿石导电性由电阻率ρ和介电常ε表示,其磁性由导磁率μ或磁化率κ表示。矿石、围岩的导电性和磁性与很多因素有关,如矿石的化学成分、矿物成分、结构、构造、湿度、孔隙度等,此外,还与电磁场的频率有关。矿石的电阻率ρ在10-6到1016欧[姆]米之间变化,介电常数ε在2到300法[拉]每米之间变化,磁化率K在10-7到10-2之间变化。研究了不同频率时矿石的电性,得知能够用来进行矿石分选的频率范围很广,丛几十赫到几百兆赫。
    矿石与脉石的导电性差别较大时,采用电感式自激振荡器作为无线电波发生器,如介电特性差别较大时,则采用电容式自激振荡器。电感式和电容式两种无线电波发生器的形式可以有不同形状,参见图10。

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