使用伽马活化分析以实现批量分选的快速矿石分析制造技术

本发明专利技术公开了使用伽马活化分析以实现批量分选的快速矿石分析，并具体地公开了一种用于使用伽马活化分析进行批量矿石分选的设备。该设备包括输送系统，该输送系统包括被一个或多个辐射屏蔽件包围的一个或多个输送带，以沿着运输路径运输矿石原料。脉冲X射线辐射源被配置为在辐照区域处辐照矿石原料，并且一个或多个检测器被配置为在检测区域处检测来自经辐照的矿石原料的伽马辐射输出。运输路径具有弯曲部，该弯曲部位于辐照区域与检测区域之间并且围绕竖直轴线为至少45度。一个或多个检测器被配置为在脉冲X射线辐射源的X射线脉冲辐照矿石原料之间的时间中检测来自经辐照的矿石原料的辐射输出。

【技术实现步骤摘要】
使用伽马活化分析以实现批量分选的快速矿石分析
本专利技术涉及一种用于使用X射线辐射，特别是使用伽马活化分析(GAA)进行批量矿石分选(bulkoresorting)的设备。
技术介绍
金属元素在金属矿床中的自然不规则分布及其相对较低的自然丰度意味着在采矿和矿物加工操作中进行矿石分析是有用的。矿物分析通常涉及确定目标元素在矿石样品中的浓度。由此，可以基于所确定的浓度来分选和/或分离矿石原料。然而，采矿工厂处理大量的原料(例如每小时数千吨)，因此，有效的采矿工厂需要能够以高吞吐量流量进行操作的快速分析技术。一种用于分析矿石中的元素的方法是基于通过高能伽马射线对样品的活化(诸如伽马活化分析法(GAA))。在GAA中，高能X射线源用于辐照和活化样品，从而在样品的目标元素中引起核反应。随后，检测器测量活化样品发射的衰减辐射以确定目标元素的浓度。这样的辐射源可能给操作人员或其他人员带来安全风险，从而需要进行屏蔽以将潜在暴露的辐射水平降低到可接受的辐射水平。关于辐射暴露，有效剂量E用于指示低水平的电离辐射所代表的危害水平(ICRP，2003年)。有效剂量的单位是焦耳每千克，其具有一个特殊的名称西弗特(Sv)。ARPANSA(澳大利亚辐射防护局)建议，根据国际放射防护委员会(ICRP)(Thorn,1992)提出的限值，每年向公众暴露的建议量不得超过1mSv(ARPANSA,1995)。假设某人在一年的50周中每周占据辐射空间达40小时，则平均有效剂量率为0.5μSv/hr。如果要以良好的灵敏度检测以低浓度存在的元素，则需要高强度X射线源。用于GAA的X射线源通常在至少7MeV的源能量下操作，并且可以在高达15MeV或者甚至更高的能量下使用。此外，高强度X射线源可以具有5-10kW或更高的线性加速器射束功率。这种高强度源产生大量的X射线辐射，该辐射通常在100-200西弗特(Sv)每分钟的范围内(在距X射线发射点一米处进行测量)。传统上，通过专用的特定用途的混凝土屏蔽件来提供对从X射线源发射的X射线的屏蔽。通常，屏蔽厚度为1.5-2.0m的量级，这导致较大的屏蔽系统占地面积，并且屏蔽系统的质量为数百至数千吨。用于矿石分析和批量分选的已知技术通常采用输送带系统来吞吐样品以进行测试。辐射屏蔽件中用于允许矿石原料在常规输送带系统中被吞吐的开口可能会导致辐射传播到外部区域，并给操作人员或其他人员带来风险。本说明书中已经包括的对文件、行为、原料、装置、物品等的任何讨论均不应被视为承认这些事项中的任一项或所有因其在所附权利要求中的每一项的优先权日期之前存在而形成现有技术基础的一部分或在与本公开相关的领域中是公知常识。
技术实现思路
根据本公开的一个方面，提供了一种用于使用伽马活化分析来进行批量矿石分选的设备，所述设备包括：输送系统，其包括一个或多个输送带和包围所述一个或多个输送带的一个或多个辐射屏蔽件，所述输送系统被配置为沿着所述输送系统的矿石输入部分与所述输送系统的矿石输出部分之间的矿石运输路径运输矿石原料，所述矿石输出部分位于所述矿石输入部分的下游；脉冲X射线辐射源，其被配置为在辐照区域处辐照位于所述一个或多个输送带中的一个输送带上的矿石原料，所述辐照区域位于所述输送系统的矿石输入部分与矿石输出部分之间；一个或多个检测器，其被配置为在所述输送系统的检测区域处检测来自位于所述一个或多个输送带中的一个输送带上的经辐照的矿石原料的伽马辐射输出，所述检测区域位于所述输送系统的矿石输入部分与矿石输出部分之间，并且位于所述辐照区域的下游；其中，所述输送系统的矿石运输路径具有弯曲部(弯折部)，所述弯曲部(bend)位于所述辐照区域与所述检测区域之间并且围绕竖直轴线为至少45度；并且其中，所述一个或多个检测器被配置为在所述脉冲X射线辐射源的X射线脉冲辐照所述矿石原料之间的时间中检测来自经辐照的矿石原料的辐射输出。在本文公开的任何方面中，所述弯曲部可以是至少60度或至少75度。例如，所述弯曲部可以是大约45度、大约75度或大约90度。矿石运输路径的配置可以使得在输送系统的辐照区域与检测区域之间不存在视线路径(lineofsightpath)。在一些实施例中，所述一个或多个输送带至少包括第一输送带和第二输送带。第一输送带可以被配置为将矿石原料运输通过输送系统的辐照区域，第二输送带可以被配置为将矿石原料运输通过输送系统的检测区域。在辐照区域，第一输送带可以沿着第一轴线运输矿石原料。在检测区域，第二输送带可以沿着第二轴线运输矿石原料。在一些实施例中，第一轴线和第二轴线可以被配置为相对于彼此以至少45度、至少60度、至少75度或大约45度、大约75度或大约90度的角度延伸。在一些实施例中，输送系统还可以包括在输送系统的辐照区域与检测区域之间的转移区域。该转移区域可以在第一输送带与第二输送带之间。转移区域可以适于搅动经辐照的矿石原料。转移区域可以包括在输送系统的矿石运输路径中的竖直下落部，使得矿石原料在转移区域处降落。在一些实施例中，转移区域可以包括被配置为当矿石原料在转移区域中降落时扰动矿石原料的多个搅动元件。搅动元件可以包括间隔开的多个水平杆。在转移区域处的降落可以为至少1米、至少2米或至少3米。输送系统可以被配置为使得输送系统的矿石运输路径中的弯曲部在转移区域处。因此，例如，矿石运输路径在转移区域处可以既竖直下落，又围绕竖直轴线弯曲(例如，在水平平面内弯曲)。在一些实施例中，该设备还可以包括在输送系统的矿石运输路径中的倾斜部，所述倾斜部在所述竖直下落部之前(例如紧接在竖直下落部之前)，使得矿石原料在转移区域处降落之前被竖直地抬高。倾斜部可以在辐照区域与转移区域之间。倾斜部可以在竖直下落部之前将矿石原料竖直地抬高至少1米、至少2米或至少3米。根据一个实施例，转移区域包括在输送系统的矿石运输路径中的竖直下落部，使得矿石原料在转移区域处降落，并且其中第一输送带包括在竖直下落部之前的倾斜部，使得矿石原料可以在转移区域处降落之前被第一输送带竖直地抬高。本设备可以被配置为使得在矿石输入部分与辐照区域之间不存在视线路径和/或在检测区域与矿石输出部分之间不存在视线路径。在一些实施例中，输送系统可以被配置为使得在矿石输入部分与辐照区域之间的矿石运输路径中存在弯曲部、倾斜部或下降部，和/或在检测区域与矿石输出部分之间存在弯曲部、倾斜部或下降部。在一个实施例中，输送系统被配置为使得在输送系统的矿石输入部分与辐照区域之间的矿石运输路径中存在下降部或倾斜部。在另一个实施例中，输送系统被配置为使得在输送系统的检测区域与矿石输出部分之间的矿石运输路径中存在下降部或倾斜部。下降部或倾斜部可以例如使矿石原料的高度竖直地改变至少1米、至少2米或至少3米。除辐射屏蔽件之外，该设备还可以包括至少包围输送系统以在设备的部件周围限定禁区(exclusionzone)的外部屏蔽件。该外部屏蔽件可以适于进一步抑制辐射从输送系统泄漏。外部屏蔽件可以适于使得矿石输入部分和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用伽马活化分析进行批量矿石分选的设备，所述设备包括：/n输送系统，其包括一个或多个输送带和包围所述一个或多个输送带的一个或多个辐射屏蔽件，所述输送系统被配置为沿着所述输送系统的矿石输入部分与所述输送系统的矿石输出部分之间的矿石运输路径运输矿石原料，所述矿石输出部分位于所述矿石输入部分的下游；/n脉冲X射线辐射源，其被配置为在辐照区域处辐照位于所述一个或多个输送带中的一个输送带上的矿石原料，所述辐照区域位于所述输送系统的矿石输入部分与矿石输出部分之间；/n一个或多个检测器，其被配置为在所述输送系统的检测区域处检测来自位于所述一个或多个输送带中的一个输送带上的经辐照的矿石原料的伽马辐射输出，所述检测区域位于所述输送系统的矿石输入部分与矿石输出部分之间，并且位于所述辐照区域的下游；/n其中，所述输送系统的矿石运输路径具有弯曲部，所述弯曲部位于所述辐照区域与所述检测区域之间并且围绕竖直轴线为至少45度；并且/n其中，所述一个或多个检测器被配置为在所述脉冲X射线辐射源的X射线脉冲辐照所述矿石原料之间的时间中检测来自经辐照的矿石原料的辐射输出。/n

【技术特征摘要】
20191217 AU 20199047741.一种使用伽马活化分析进行批量矿石分选的设备，所述设备包括：
输送系统，其包括一个或多个输送带和包围所述一个或多个输送带的一个或多个辐射屏蔽件，所述输送系统被配置为沿着所述输送系统的矿石输入部分与所述输送系统的矿石输出部分之间的矿石运输路径运输矿石原料，所述矿石输出部分位于所述矿石输入部分的下游；
脉冲X射线辐射源，其被配置为在辐照区域处辐照位于所述一个或多个输送带中的一个输送带上的矿石原料，所述辐照区域位于所述输送系统的矿石输入部分与矿石输出部分之间；
一个或多个检测器，其被配置为在所述输送系统的检测区域处检测来自位于所述一个或多个输送带中的一个输送带上的经辐照的矿石原料的伽马辐射输出，所述检测区域位于所述输送系统的矿石输入部分与矿石输出部分之间，并且位于所述辐照区域的下游；
其中，所述输送系统的矿石运输路径具有弯曲部，所述弯曲部位于所述辐照区域与所述检测区域之间并且围绕竖直轴线为至少45度；并且
其中，所述一个或多个检测器被配置为在所述脉冲X射线辐射源的X射线脉冲辐照所述矿石原料之间的时间中检测来自经辐照的矿石原料的辐射输出。


2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述弯曲部为至少60度或至少75度。


3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述弯曲部为大约90度。


4.根据权利要求1、2或3所述的设备，其中，在所述输送系统的辐照区域与检测区域之间不存在视线路径。


5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述一个或多个输送带至少包括第一输送带和第二输送带，其中，所述第一输送带被配置为将矿石原料运输通过所述输送系统的辐照区域，并且所述第二输送带被配置为将矿石原料运输通过所述输送系统的检测区域。


6.根据权利要求5所述的设备，其中，在所述辐照区域处，所述第一输送带沿着第一轴线运输矿石原料，并且在所述检测区域处，所述第二输送带沿着第二轴线运输矿石原料，其中，所述第一轴线和第二轴线相对于彼此以至少45度、至少60度、至少75度或大约90度的角度延伸。


7.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述输送系统包括在所述输送系统的辐照区域与检测区域之间的转移区域。


8.根据权利要求5或6所述的设备，其中，所述输送系统包括在所述第一输送带与所述第二输送带之间的转移区域。


9.根据权利要求7或8所述的设备，其中，所述输送系统的矿石运输路径中的弯曲部在所述转移区域处。


10.根据权利要求7、8或9所述的设备，其中，所述转移区域被配置为搅动经辐照的矿石原料。


11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述转移区域包括在所述输送系统的矿石运输路径中的竖直下落部，使得矿石原料在所述转移区域处降落。


12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述转移区域包括多个搅动元件，所述多个搅动元件被配置为当矿石原料在所述转移区域处降落时扰动矿石原料。


13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述搅动元件包括间隔开的多个水平杆。


14.根据权利要求11至13中任一项所述的设备，其中，在所述转移区域处的降落为至少1米、至少2米或至少3米。


15.根据权利要求11至14中任一项所述的设备，所述设备包括在所述输送系统的矿石运输路径中的倾斜部，所述倾斜部在所述竖直下落部之前，使得所述矿石原料...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·科格希尔，J·蒂克纳，C·蒂索，I·卡特，N·卡特摩尔，
申请(专利权)人：联邦科学技术研究组织，
类型：发明
国别省市：澳大利亚;AU