[发明专利]用于从矿物中分拣杂质的设备及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于分拣矿物的设备和方法，尤其涉及一种用于从矿物（例如，粗煤）中探测和分拣杂质的设备及其方法，以提高矿物的品质。 

背景技术

无论在哪里(wherever)使用，矿物（例如，煤炭）的品质决定了使用效率和经济价值(economics)。在自然界，矿物以各种各样的形式、化学组成（chemistry）和合成物（compositions）存在，其通常与一些往往会影响矿物品质的杂质结合（interwoven）在一起。为了从矿物中去除杂质并改善其品质，各种传统技术，例如，湿法选矿技术和干法选矿技术等被广泛使用。 

在湿法选矿技术中，矿物被压碎成适当大小，并在一液体媒介中受到（subjected）分离是基于矿物和杂质颗粒之间的比重差别。然而，由于所述湿法选矿技术使用大量的水，该技术一般费用高，且对环境有严重的副作用，就使用的水而言，不仅其是一稀缺的资源，而且以污水的形式来污染环境。进一步，作为用于分拣杂质的水也增加了矿物的湿度，这可能会影响矿物的热值效率。 

于是，如今正发展起来的干法选矿技术弥补了传统湿法选矿技术的缺陷。所述干法选矿技术直至今日仍存在的限制，基于机械性能上的技术，这可能会降低得到所需物的准确度。 

一种干法选矿技术利用一套在线评估矿物品质的系统，以接受或拒绝矿物品质。在实际的现有技术中，包括非破坏性的在线识别杂质方法，去除不想要的物质，例如，来自矿物中的杂质。当大量矿物在输送带上传送时，在线探测矿物中的杂质可以通过应用辐射测量来完成，例如，一伽玛射线传输技术融入（integrated with）超声波传感器，用于补偿（compensation）所述物质的装载高度。一旦检测到杂质，通过以下一种合适的技术，将这样的杂质从矿物容积流量中去除。 

如上所述，一种传统的工艺和设备用于机械性地探测超大杂质以确定其深度是所知晓的。就这种探测而言，在所述设备中的一控制系统被使用，用于在一递交处（delivery point）观察皮带的速度，获得废料（waste materials）容积流量（bulk flow），以这种方式所述杂质掉落在一采集点处。像这种传统的工艺和设备通常会导致，与有用矿物部分尺寸大小相同的杂质不能够被分离。 

另一个传统技术披露在丹麦专利文献DE3312586中，（以下简称披露“DE‘586”）。“DE‘586”披露了借助一探测单元和一逻辑单元，以确定一放射性物质的辐射。所述逻辑单元对传送中的矿物的平均辐射值做评估，当一预定的标准值有波动时，对所述物质的分布产生影响。所披露的设备仅对自发射辐射的物质或者考虑到有一些成分可发射辐射的物质会有作用。借助DE’586所披露的系统，探测并随之在有用的矿物流（例如，在电厂和水泥厂等中的煤炭）中消除杂质，总的来说变得不太可行。 

进一步，另一个披露在美国专利文献US3655964中（以下简称“美国964”），披露了在有用的矿物流中探测杂质，通过使用不同化学成分的物质，减弱放射性辐射的变化效果。但是这个方法只应用于有用矿物以一个装载高度和容量密度的定值来被运输。进一步，该种方法对于测定含灰原碳中的石头不太灵敏，因为化学成分或多或少是相同的，特别在近似相同密度的物质的情况下。在黄矿石中较大尺寸的同质石头大致是相同的。因此，该技术通常可应用于这种有用的矿物流，而那些不想要的杂质的化学成分与有用物质（materials）的化学成分明显不同。如果减少测量时间，可获得的脉冲率的随机值在单个测试中的影响会增大，以至于当增加测量周期会减少同类工序的精准度或者装置的操作。这是因为数据是在有差异的材料流下获得的，大的误差是不可避免的。 

更进一步，其他传统技术从矿物中隔离杂质，包括在一皮带输送机上使用X射线。该传统技术不太有用，因为在一定时间内，皮带及其变化条件的干扰。在测量中，皮带的控制速度必须被操控，以防止“模糊（hazing）”的分析。此外，为了达到更大的容积流量需有更高速的皮带速度，造成在排放端有不同的弹道，它导致了不充分的弹射。 

因此，需要一种技术，其可以有效地从矿物中分离较小尺寸的杂质，如同较大尺寸的杂质。同样，需要从矿物中有效地分离出杂质，不考虑所述杂质的尺寸大小。进一步，需要一种快速方法以避免逐粒分析，所述逐粒分析会减慢从所述矿物中分离杂质的方法，并使得所述的传统技术在任何商用应用上不太可行。 

发明内容