[发明专利]基于伪双能射线成像的矿石分选系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿石分选技术，具体涉及一种基于伪双能射线成像的矿石分选系统及方法，针对颗粒粒度在25mm以上的原矿颗粒(包含矿石颗粒和废石颗粒)进行分选，将其分为矿石颗粒和废石颗粒。

背景技术

目前，针对粒度在25mm以上的原矿颗粒的分选，主要有湿选和干选两种方法。湿选方法是以水、重悬浮液或其它液态流体作为分选介质的一类分选方法。湿选存在工艺复杂、设备较多、耗费大量水资源、环境污染较大、投资运行成本较高等问题，而且在严重缺水的地区也限制了湿选方法的应用。相比于湿选，干选方法具有投资少，工艺简单，运行成本低的优点。传统的干选方法是人工干选，靠人眼根据被选原矿颗粒中矿石颗粒和废石颗粒在颜色、纹理上的区别来进行识别，然后用手将废石颗粒捡出。人工干选或其它依靠光学成像的分选方法只能看到被选原矿颗粒中矿石颗粒和废石颗粒在颜色、纹理上的区别，但看不到它们在密度或内部物质组成上的区别，不能很好的对矿石颗粒和废石颗粒进行区分。人工干选方法还有生产效率较低的缺点。为了提高生产效率，现有的干选系统一般是利用风力摇床或空气重介质流化床来分选，需要使用大量的压缩空气使原矿颗粒床层呈悬浮状态或使原矿颗粒床层流化，这种方式能耗高且噪音和粉尘大，不符合节能环保要求。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种基于伪双能射线成像的矿石分选系统及方法。伪双能射线成像使用单一的X射线源产生连续的X射线能谱，采用能响应不同能谱的探测器进行物质扫描成像，探测器高能接收模块响应连续能谱的高能部分，探测器低能接收模块响应连续能谱的低能部分，得到近似的双能量值。X射线穿透被测原矿颗粒后，通过物质吸收和光子散射，X射线会发生不同程度的衰减。X射线的衰减能间接的反应物质的有效原子序数信息，从而可根据原子序数进行物质属性判别。基于伪双能射线成像的矿石分选系统及方法利用透过被测原矿颗粒后的X射线强度分布携带了被测原矿颗粒原子序数及材料密度的特点来对原矿颗粒进行分选，具有分选提质、保证分选精度和效率、环保且耗能低的优点。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种基于伪双能射线成像的矿石分选系统，包括：

振动给料机，用于将待选原矿颗粒输送至X射线检测装置。振动给料机包括料仓，料仓下端出口位于溜槽一端上方，溜槽一端安装于振动电机上，溜槽另一端的出料口与X射线检测装置相对应，振动电机中的偏心块旋转产生振动，使原矿颗粒在溜槽上作抛掷或滑行运动(具体取决于振动给料机的参数)，均匀有间隔地从出料口穿过铅房入料口抛落至射线检测装置中去；

X射线检测装置，包括铅房、设置于铅房中的高频恒压X射线机、伪双能X射线线阵成像探测器和矿石分选装置；其中，

铅房，能有效防护X射线，隔离X射线对人体的伤害，铅房上方设有与振动给料机的出料口相对应的物料入口，物料入口宽度与振动给料机出料口宽度一致；

高频恒压X射线机，为矿石分选系统提供稳定的X射线；

伪双能X射线线阵成像探测器，包括多组伪双能探测模块首尾依次串接组成的伪双能探测模块组、中央处理单元(FPGA)和电源模块，伪双能X射线线阵探测器位于高频恒压X射线机的对面固定不动，高频恒压X射线机发射的X射线穿透下落的待选原矿颗粒，伪双能X射线线阵探测器接收到包含待选原矿颗粒特征信息的X射线，经过A/D转换后将数字图像通过数据线传输至计算机分析处理；

矿石分选装置，为与气源相连的由一排高速气阀和喷嘴组成的阀岛，用于将待选原矿颗粒中的废石颗粒吹离。阀岛宽度与振动给料机出料口宽度一致；阀岛上的喷嘴间距根据入选原矿颗粒粒度范围选择，其值应小于入选原矿颗粒粒度范围的下限值。

物料传送带，将分选后的矿石颗粒和废石颗粒运出铅房。

所述料仓下端出口处设有水平插入其中能够调节开口大小的闸板，闸板与手轮相连。

所述伪双能X射线线阵成像探测器包括：

由多组伪双能探测模块首尾依次串接组成的伪双能探测模块组；

所述伪双能探测模块包括均用遮光薄膜覆盖的低能探测芯片和高能探测芯片，低能探测芯片和高能探测芯片之间设有滤波铜片；低能探测芯片和高能探测芯片分别与低能A/D模块和高能A/D模块相连；低能探测芯片包括上下设置的低能闪烁体和第一光敏单元，高能探测芯片包括上下设置的高能闪烁体和第二光敏单元；

与伪双能探测模块组通信的中央处理单元；

与中央处理单元通过网络通信连接的上位机；