[其他]矿物、微体化石、粉末介质材料的射频高压介电分离技术

说明书

该项发明属于矿物物理技术领域。

在地质科学研究中，均需提取一定数量的高纯度单矿物，以进行矿物波谱分析，晶体结构分析和化学成分分析，提取一定数量的微体化石以确定地层。细小单矿物分离，由于矿物本身的复杂性，多年来仅局限于重选、浮选、磁选和静电选等方法，而微体化石的提取在国内外均没有有效的分离手段，大多数靠人工双目镜下手选。

波尔等人〔1、2、3〕于六十年代实行了交流介电分离法。苏联罗日科娃〔4〕，别林斯基〔5〕于六十年代至七十年代将交流介电分离法直接用于分离矿物。但是，交流介电分离法仅能分离介电常数为2-20的脉石矿物〔5〕，由于采用双电极，对大量金属矿物（介电常数大于81的矿物），及介电常数大于20的有用矿物，由于分离中出现电源短路现象，而使仪器不能工作〔4、5〕，该项技术提取矿物的效率低，一次提取量处于毫克数量级，不能满足矿物分析实验室对单矿物数量和纯度的需要。

发明人王裕先等人于1973-1974年研制成功GJF-1型高频介电分离仪，于1979年获国家科委三等发明奖（发明证书A00041号）。首次采用了1MHZ和30KHZ的频率实现了发射单电极分离，有效地解决了金属矿物在场中引起短路的问题，被分离矿物的介电常数的范围扩大到2-100以上。提取量可达百毫克数量级〔6、7〕。该仪器技术指标的范围为1MHZ，电压0-1500V，工作功率50W;30KHZ，电压0-3000V，工作功率150W以下〔8〕。该仪器已由上海地质仪器厂制作批量产品。

附：〔1〕Pohl，H.A.and    Schwal，J.P.1960J.Ele.Soc.Vol.107，NO5，P383-385。

〔2〕Pohl，H.A.and    Plymale，C.E.1960J.Ele.Soc.Vol    107，NO5，P390-396。

〔3〕Pohl，H.A.J.Ele.Soc.Vol107，NO5，P386-390。

〔4〕Роков.Е.В.Мuнерaьное сирье.вип 9，C.148-151.

〔5〕ерлuнскА.u.1975.Рaзgеенuе мuнеров.CTP.58-61.

〔6〕矿床地质研究所，1974，矿物的高频介电分离。地质学报，第二期。

〔7〕王裕先，高频介电分离方法及其应用。1980年。科学技术成果报告（内部），科学技术文献出版社。

〔8〕上海地质仪器厂GJF-1高频介电分离仪说明书。

本发明的目的是：在GJF-1高频介电分离仪的基础上，进一步改进、扩大，提高该项技术的指标和使用效能。实现射频高压强电场，及其与矿物，微体化石，粉末介质材料的阻抗匹配，高效率、高纯度地提取矿物，微体化石和粉末介质材料。

本发明的内容为：本发明实现的技术指标是GJF-1高频介电分离离仪技术指标的连续大幅度扩充。采用射频高压场技术，实现1KHZ-1MHZ，场强为3000V-40000V，工作功率为150W-5000W;频率为1MHZ-20MHZ，场强为1500V-10000V，工作功率为50W-1000W的发射场，采用电感、电容、电阻耦合方法实现与矿物等介质的阻抗匹配，进而获得有效输出。现已实现MF-1和MF-2型科研样机。本发明分离矿物的主要技术指标为：可分矿物介电常数范围为2-100以上;可分矿物粒度范围10μm-2mm以上;可分矿物的介电常数差值△∑＞1;一次提取量1克至10克以上;最佳分离纯度99%以上。

按上述技术指标的要求，可采用多种电子线路的设计方案：即可以是发射管单级振荡放大线路，也可以是多级调频振荡放大线路。在说明书附图中给出了仪器设计的电子线路图。按本说明书给出的全部技术资料和电子线路图，有关技术人员即可实现本发明。

实现本发明的电子线路设计主要包括：

（1）直流高压电源，提供2500V-6000V直流高压，供发射电子管板极工作。

（2）低压直流稳压电源，供控制线路工作，输出6-9V，500mA，电源调整率＜±5%，负载调整率＜5%。

（3）直流调压电路，以调整输出大小和吸矿量程度，可采用变压器调压或可控硅调压线路。

（4）输出功率为250W-800W-1500W-5000W的发射电子管构成的单级间歇或多谐振荡电路或由集成电路（或晶体管电路）构成的脉冲信号源-射极输出器-中间放大级-末级放大器形式的多级调频功率放大电路。

（5）电感、电容、电阻耦合的阻抗匹配电路。

（6）射频高压脉冲变压器，功率范围5000W以下。