[发明专利]通过X射线拣选从含碳酸钙的岩石中分离矿物杂质的方法

说明书

本发明涉及从诸如石灰石、白垩和大理石的沉积和变质成因的碳酸钙岩石中分离伴生矿物杂质的方法。

天然碳酸盐由于其众多应用而在世界经济中具有极大重要性。根据其不同用途，诸如碳酸钙在纸张和涂料工业中的用途，最终产品具有难以满足的严格质量规范。

因此，需要有效的、理想地是自动的技术来拣选并分离矿物杂质，所述矿物杂质通常包含作为在碳酸钙岩石内的散粒、团块、层或作为侧岩(side rock)的含变化量的白云石和氧化硅的岩石或矿物，诸如燧石或石英形式的氧化硅、长石、闪岩、云母片岩和伟晶岩。

诸如采矿或废物工业的许多领域中的目标是获得自动拣选材料混合物的有效方法。

在这方面，自动颗粒拣选是指基于通过诸如照相机、X射线传感器和检测线圈的电子传感器测量的检测到的颗粒性质来分离颗粒本体流。

根据颗粒的特性来选择合适的技术。因此，有许多种不同的拣选技术，然而，它们大部分视具体颗粒性质而具有非常有限的适用性。例如，光学拣选需要颗粒的足够颜色对比度，密度分离仅在颗粒的比重差足够的情况下才有可能，且选择性开采关于时间和成本几乎无效。在待拣选的颗粒不具有允许自动化的可靠特性的情况下，不得不使用人工拣选。

特别在采矿领域，用于粗糙且块度材料的高通量自动拣选器的可利用性改善了采矿和研磨二者的总效率。

通过使用自动岩石拣选以便预富集，开采具有较低平均品位、但具有高品位的局部剖面、带或矿脉的非均质矿床是有可能的。通过在研磨前预拣选矿块，可以显著降低总研磨成本。

用于矿物加工应用的光学拣选器依赖于使用一种或多种颜色线性扫描照相机和来自专门设计的光源的照明。通过照相机，可以检测到许多独特性质，包括形状、面积、亮度、颜色、均质性等。典型的应用涉及各种基础金属和贵金属矿石、诸如石灰石和宝石石料的工业矿物。

光学拣选器常用来拣选碳酸钙岩石。然而，如所提到的，一旦颜色对比度不够高，分离就会变得困难。例如，燧石可为灰色、褐色或黑色，但在一些采石场，其也像白垩一样白，使得光学拣选器不能将其从白垩中除去。此外，即使在存在足够颜色对比度的情况下，岩石的表面也常常必须润湿或清洁以增强颜色对比度和颜色稳定性。然而，在例如白垩(其非常软且多孔)的情况下，洗涤或甚至润湿是不可能的。

因此，需要提供与主要基于颜色对比度的常用技术不同的拣选技术来从含碳酸钙的岩石中分离所述矿物杂质。

X射线拣选器对于粉尘、水分和表面污染不灵敏且拣选直接基于岩屑的平均原子序数之差发生。即使没有可见的电学或磁性差别，许多材料仍然可以用X射线拣选来富集。

然而，迄今为止，X射线拣选器特别用于拣选废金属、建筑废物、塑料、煤炭和含金属的岩石和矿物，但没有用于从碳酸钙岩石中除去所述矿物杂质，这主要是由于所述杂质与碳酸钙之间的平均原子密度差小。

例如，WO 2005/065848 A1涉及借助于提供有位于输送带和X射线源下游的下降段的吹出喷嘴的吹出装置、计算机控制的评价设备和至少一个传感器设备分离或拣选松散材料(bulk materials)的装置和方法。WO 2005/065848 A1中提到的松散材料为待分离的矿石和废物颗粒，诸如来自瓶罐玻璃或通常不同玻璃类型的玻璃陶瓷。

GB 2,285,506也描述了基于X射线辐射分级物质的方法和设备。在所述方法中，将颗粒用相应第一能级和第二能级的电磁辐射、通常X辐射照射。由各颗粒得出表示辐射衰减的第一值和第二值。随后得出作为第一值与第二值之差或之比的第三值，且根据第三值是否指示特定物质的颗粒的存在而将颗粒分级。在该方法的一种应用中，其用以将含金刚石的角砾云橄岩分级成由含金刚石的角砾云橄岩颗粒组成的粒级和由无用的角砾云橄岩颗粒组成的粒级。

US 5339962和US 5,738,224描述了分离具有不同电磁辐射吸收和穿透特性的材料的方法。通过该方法分离的材料是与玻璃材料分离的塑料材料、与非金属分离的金属、彼此分离的不同塑料。所公开的方法在分离具有不同化学组成的物品诸如含金属、塑料、纺织物、纸张的混合物和/或在城市固体废物回收工业中和在二次材料回收工业中出现的其它这样的废料方面特别有效。