Люминесцентная сепарация

Люминесцентная сепарация – это метод разделения, основан­ный на избирательной способности алмазов излучать видимый свет – люминесцировать. Явление люминесценции алмазов слагается из двух процессов – поглощения возбуждаемой энергии и ее излучения. Люминесценция алмазов возбуждается поглощением ультрафиолетового, рентгеновского и гамма-излучения, а также бомбардировкой части­цами высокой энергии (катодными лучами, бета- и альфа-частицами). Для извлечения алмазов практическое применение нашли рентгенолюминесценция и радиолюминесценция.

Причина люминесценции алмазов до сих пор точно не установ­лена. Принято считать, что она обусловлена примесями, присутствующими в кристаллической решетке алмаза, но этой точке зрения противопоставляются соображения индийских физиков, которые объяс­няют люминесценцию алмазов особенностью их структуры.

Цвет и интенсивность рентгенолюминесценции отличаются у различных алмазов. Цвет изменяется от голубого и желтого до ро­зового. С увеличением размера кристаллов алмаза интенсивность свечения повышается, но встречаются алмазы, не подчиняющиеся этой закономерности. Черные, непрозрачные алмазы (баллас, карбонадо), состоящие из мелких, беспорядочно ориентированных крис­таллов, не люминесцируют.

В простейшем виде люминесцентная сепарация осуществляется в аппарате с визуальным обнаружением алмазов, светящихся в рент­геновских лучах, и ручным удалением кристаллов.

В автоматически действующих рентгенолюминесцентных сепара­торах вместо визуального обнаружения и ручного удаления алмазов с транспортерной ленты применяется фотоэлектронный умножитель, преобразовывающий световой импульс люминесценции в электричес­кий, и исполнительный механизм, отбрасывающий светящиеся кристаллы алмаза в приемник.

Работа люминесцентного сепаратора основана на использова­нии избирательной люминесценции алмазов при возбуждении их источником ионизирующего излучения. Световая вспышка усиливается фотоумножителем, и электрический импульс заставляет срабатывать механическое устройство, отделяющее алмаз и некоторое количест­во породы в приемник.

Наряду с алмазами люминесцируют и некоторые сопутствующие минералы (циркон, шеелит, разновидности кальцита и др.). Коли­чество световых вспышек на сепараторе поэтому обычно превышает количество содержащихся в материале кристаллов алмаза. В связи с этим выход концентрата увеличивается. В случае большого количества других люминесцирующих минералов этот метод извлечения алмазов становится непригодным.

На обогатительных фабриках АК «Алмазы России – Саха» рентгенолюминесцент­ной сепарацией получают алмазы в количестве, определяющем более 90 % стоимости товарной продукции.

Эффективность применения РЛ-сепараторов российского производства определяется низкими затратами на обогащение руды крупностью +5 мм, высокими показателями извлечения алмазов, степенью сокращения руды и автоматизации технологического процесса, экологической чистотой технологии. Примерная технологическая схема с применением РЛ-сепараторов показана на рис. 3.1.

Спецификой северных условий является необходи­мость разогрева мерзлых руд перед обогащением, кото­рый осуществляется в мельницах самоизмельчения. Про­цесс рудоподготовки заканчивается формированием по­токов мокрой руды различных классов крупности. Добыча алмазов из руды крупностью +5 мм производится с применением только РЛ-сепараторов. При добыче ал­мазов из руды крупностью –5 мм РЛ-сепараторы ис­пользуют на стадиях предварительной и окончательной доводки, в перечистных и контрольных операциях.

Основным направлением дальнейшего развития и совершенствования РЛ-сепарации алмазосодержащих руд с целью снижения эксплуатационных затрат и повышения качества продукции является создание гибких, управляемых, адаптируемых к изменению свойств обогащаемой

Рис. 3.1. Примерная технологическая схема с применением РЛ-сепараторов

руды и условиям эксплуатации РЛ-сепараторов повы­шенной производительности, селективности, надежности и стабильности работы.

Повысить эффективность селективности процесса сепарации можно за счет использования различий в кинетике рентгенолюминесценции сепарируемых минералов.

Для этого устройство содержит транспортирующий механизм, источник импульсного возбуждения, фотоприемник, установленный со стороны падающего рентгеновского излучения или со стороны, противоположной падающему рентгеновскому излучению, выход которого соединен с входом блока выработки сигналов интенсивности люминесценции, блок выработки команд с исполнительным механизмом. При этом оно снабжено блоком вычисления величины соотношения компонента люминесценции, один вход которого соединен с выходом источника импульсного возбуждения, выход соединен с входом блока выработки команд с исполнительным механизмом, а второй вход соединен с выходом блока обработки сигналов интенсивности люминесценции.

В течение последних 20 лет более 600 установок, созданных ПО «Буревестник» на основе рентгеновского излучения, исполь­зованы в ПО «Якуталмаз», а также большое количество продано за пределы России.

В ПО «Якуталмаз» применяются все виды выпускаемых нашей промышленностью рентгенолюминесцентных сепараторов (таблица 3.2). В план ближайших и перспективных работ ПО «Буревестник» включено создание рентгенолюминесцентных сепараторов для алмазодобываю­щей промышленности с использованием микропроцессорной техники и адаптации к изменяющимся технологическим условиям.

В план ближайших и перспективных работ ПО «Буревестник» включено создание рентгенолюминесцентных сепараторов для алмазодобываю­щей промышленности с использованием микропроцессорной техники и адаптации к изменяющимся технологиям.