[发明专利]材料分拣系统

说明书

一种材料分拣系统，根据所检测到的x射线荧光对材料进行分拣，所述材料例如是由未知的金属合金构成的废件。X射线荧光可被转化为元素组成标记，该元素组成标记随后可与参照材料的元素组成标记进行比较，以对各材料进行识别和/或分类，随后基于这种识别/分类将材料分拣到不同的组中。材料分拣系统可包括具有多个独立的x射线源的同轴x射线管，每个x射线源能辐射待分拣的不同的材料流。

本专利申请要求美国临时专利申请第62/193,332号的优先权权益，该申请的内容被纳入本文作为参考。

政府许可权利

本发明是在美国能源部授予的合同号DE-AR0000422下由美国政府资助完成。美国政府可享有本发明的某些权利。

技术领域

本公开一般涉及材料如废金属的分拣，尤其涉及在沿着输送系统移动的材料流中材料件(按照组成)的分拣。

背景信息

该部分旨在介绍与本公开的示例性实施方式相关的本领域各个方面。该讨论据信有助于提供框架，促进对本公开具体方面更好的理解。因此，应理解该部分应该如此解读，而非必然承认其为现有技术。

通常，材料件的分拣涉及确定各件材料的一个或多个物理性质，将具有共同的一个或多个性质的材料件分在一组。这些性质可包括颜色、色调、纹理、重量、密度、透光率、声音或对诸如各种场的刺激作出的反应的其它信号。

废金属常常被切碎，因此需要分拣以方便金属的再利用。通过分拣废金属，原本可能送去垃圾填埋场的金属得到再利用。另外，与从矿石中提炼原生原料相比，使用分拣的废金属可以降低污染和排放。如果分拣的金属的品质符合一定的标准，制造商可以使用废金属代替原生原料。废金属可包括以下类型：黑色金属和有色金属，重金属，高价值金属如镍或钛，铸造或锻造金属，以及其它各种合金。

从切碎的报废设备(例如汽车或家用电器)中回收有色金属的重要性日益增加，这是因为可以以此方式回收多种原材料，例如铜或铝。但是，要使其成为可能，这些组分必须被提取到高纯度。因此，一种有效力、有效率和经济的分拣方法可以增值，因为提炼的各有色组分的市场价值明显高于未分拣的黑色金属混合物的市场价值。

铝废料的回收利用是非常有吸引力的建议，因为与费力地提取更昂贵的原铝相比，最多可以节省95％的能量成本。原铝定义为从富含铝的矿石如铝土矿中得到的铝。同时，因为铝轻质的特点，市场(例如汽车制造)对铝的需求稳定增加。因此，特别希望能有效地将铝废金属分离为各种合金类别，因为相同合金类别的铝废料混合物比随意混合的合金明显更有价值。例如，在用于回收铝的掺混方法中，任何量的由类似或相同的并具有一致的品质的合金组成的废料比由混合的铝合金构成的废料更有价值。

锻造废料含有锻造合金的混合物。混合的锻造废料的价值有限，因为该混合物具有混合的化学组成，如果要用于生产新的锻造合金，必须对其进行稀释。这样做的原因是因为锻造合金的组成容忍更严格，需要符合锻造产品的性能要求。高价值废料应该能高度吸收返回到回收产品中。高吸收意味着最终产品的主要部分是由废料组成的。为了提高锻造废料的价值，需要将锻造产品分离为各合金级别或类似的组成材料，以最大化吸收。混合的合金废料由于其吸收到高品质锻造合金中的能力较差，所以在分离性中表现出一些困难的问题。混合的合金废料吸收到高品质锻造合金中的能力较差，因此，只有有限量的混合废料能用于回收利用到锻造产品中。吸收定义为可用于生产另一种所需组成的锭的合金或混合物的百分比，但是不超过特定的合金组成限值。在这种铝合金中，铝总是材料的主体。但是，铜、镁、硅、铁、铬、锌、锰之类的成分和其它合金元素为合金铝提供一定范围的性质，并且提供区分一种锻造合金与另一种锻造合金的手段。