RU2775307C1 - Method for securing phosphor-containing compositions on the surface of diamonds - Google Patents
Method for securing phosphor-containing compositions on the surface of diamonds Download PDFInfo
- Publication number
- RU2775307C1 RU2775307C1 RU2021103354A RU2021103354A RU2775307C1 RU 2775307 C1 RU2775307 C1 RU 2775307C1 RU 2021103354 A RU2021103354 A RU 2021103354A RU 2021103354 A RU2021103354 A RU 2021103354A RU 2775307 C1 RU2775307 C1 RU 2775307C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- diamonds
- organic liquid
- phosphor
- luminophor
- treated
- Prior art date
Links
- 239000010432 diamond Substances 0.000 title claims abstract description 61
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 41
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 20
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 30
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 29
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 claims abstract description 7
- GCLGEJMYGQKIIW-UHFFFAOYSA-H sodium hexametaphosphate Chemical compound [Na]OP1(=O)OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])O1 GCLGEJMYGQKIIW-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims abstract description 7
- 235000019982 sodium hexametaphosphate Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 239000001577 tetrasodium phosphonato phosphate Substances 0.000 claims abstract description 7
- BCKXLBQYZLBQEK-KVVVOXFISA-M Sodium oleate Chemical compound [Na+].CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC([O-])=O BCKXLBQYZLBQEK-KVVVOXFISA-M 0.000 claims abstract description 6
- 239000004110 Zinc silicate Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 claims abstract description 6
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 6
- 229910000406 trisodium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 235000019801 trisodium phosphate Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- 235000019352 zinc silicate Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- JCBJVAJGLKENNC-UHFFFAOYSA-M potassium ethyl xanthate Chemical compound [K+].CCOC([S-])=S JCBJVAJGLKENNC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 5
- XSMMCTCMFDWXIX-UHFFFAOYSA-N zinc silicate Chemical compound [Zn+2].[O-][Si]([O-])=O XSMMCTCMFDWXIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 8
- 239000010762 marine fuel oil Substances 0.000 claims description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 14
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 11
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 abstract description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 8
- ZOIVSVWBENBHNT-UHFFFAOYSA-N dizinc;silicate Chemical compound [Zn+2].[Zn+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] ZOIVSVWBENBHNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 238000004875 x-ray luminescence Methods 0.000 description 3
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 2
- ZMWBGRXFDPJFGC-UHFFFAOYSA-M potassium;propan-2-yloxymethanedithioate Chemical compound [K+].CC(C)OC([S-])=S ZMWBGRXFDPJFGC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UOJYYXATTMQQNA-UHFFFAOYSA-N Proxan Chemical compound CC(C)OC(S)=S UOJYYXATTMQQNA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002547 anomalous effect Effects 0.000 description 1
- 229910052951 chalcopyrite Inorganic materials 0.000 description 1
- DVRDHUBQLOKMHZ-UHFFFAOYSA-N chalcopyrite Chemical compound [S-2].[S-2].[Fe+2].[Cu+2] DVRDHUBQLOKMHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- FDKCTEWMJWRPDS-UHFFFAOYSA-N dialuminum;trimagnesium;trisilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] FDKCTEWMJWRPDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- -1 manganese-activated zinc orthosilicate Chemical class 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000010450 olivine Substances 0.000 description 1
- 229910052609 olivine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 229910052628 phlogopite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N pyrite Chemical compound [Fe+2].[S-][S-] NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052683 pyrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011028 pyrite Substances 0.000 description 1
- 229910052832 pyrope Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 1
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области нанесения жидкостей или текучих веществ на поверхности минералов для модифицирования их свойств, а именно к способам закрепления люминофоров на алмазах, и может быть использовано для детектирования алмазов рентгенолюминесцентным методом.SUBSTANCE: invention relates to the field of application of liquids or fluid substances on the surface of minerals to modify their properties, namely, to methods for fixing phosphors on diamonds, and can be used for detecting diamonds by X-ray luminescence.
Известен способ закрепления люминофоров на поверхности алмазов, предусматривающий заполнение трещин в алмазах люминофорами под вакуумом, для чего люминофоры применяют в виде расплавов [Патент SU №121962 МПК G01N 21/87 от 19.11.1958, опубл. БИ №16, 1959 г.].A known method of fixing the phosphors on the surface of diamonds, involving the filling of cracks in diamonds with phosphors under vacuum, for which the phosphors are used in the form of melts [Patent SU No. 121962 IPC G01N 21/87 dated 11/19/1958, publ. BI No. 16, 1959].
Данный способ не позволяет обеспечить детектирование алмазов, находящихся в руде или алмазосодержащих продуктах.This method does not allow for the detection of diamonds in ore or diamond-containing products.
Известен способ нанесения люминофоров, предусматривающий нанесение на поверхность минералов люминесцирующих жидкостей. Люминесцентные жидкости обладают высокой проникающей способностью, повышенной интенсивностью свечения при облучении ультрафиолетовыми лучами, а также химической инертностью по отношению к испытуемому материалу [Карякин А.В., Боровиков А.С. Люминесцентная и цветная дефектоскопия. М.: Машиностроение, 1972, с. 229].A known method of applying luminophores, involving the application of luminescent liquids to the surface of minerals. Luminescent liquids have high penetrating power, increased luminescence intensity when irradiated with ultraviolet rays, as well as chemical inertness with respect to the test material [Karyakin A.V., Borovikov A.S. Luminescent and color flaw detection. M.: Mashinostroenie, 1972, p. 229].
Данный способ не позволяет достичь прочного и селективного закрепления люминофоров на алмазах, находящихся в смеси минеральных зерен, и их последующего детектирования, поскольку не предотвращает закрепление люминофоров на поверхности сопутствующих минералов, что снижает эффективность сепарации.This method does not allow to achieve a strong and selective fixation of phosphors on diamonds in a mixture of mineral grains and their subsequent detection, since it does not prevent the fixation of phosphors on the surface of associated minerals, which reduces the separation efficiency.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ закрепления люминофоров на поверхности алмазов, включающий приготовление композиции, содержащей органическую жидкость и люминофор на основе силиката цинка, и обработку смеси алмазов и сопутствующих минералов приготовленной композицией, [В.А. Чантурия и др. «Экспериментальное обоснование состава люминофорсодержащих композиций для извлечения нелюминесцирующих алмазов» // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, 2019, №1, с. 128-136.] (прототип).The closest in technical essence and the achieved result is a method of fixing phosphors on the surface of diamonds, including the preparation of a composition containing an organic liquid and a phosphor based on zinc silicate, and processing a mixture of diamonds and associated minerals with the prepared composition, [V.A. Chanturia et al. “Experimental substantiation of the composition of luminophor-containing compositions for the extraction of non-luminescent diamonds” // Physico-technical problems of mining, 2019, No. 1, p. 128-136.] (prototype).
Указанный способ позволяет решить задачу нанесения на поверхность алмазов люминофоров, однако не позволяет достичь высокой селективности закрепления из-за одновременного закрепления люминофоров на сопутствующих минералах, что снижает эффективность последующего процесса детектирования алмазов при рентгенолюминесцентной сепарации.This method makes it possible to solve the problem of applying phosphors to the surface of diamonds, however, it does not allow achieving high selectivity of fixing due to the simultaneous fixing of phosphors on accompanying minerals, which reduces the efficiency of the subsequent process of detecting diamonds during X-ray luminescent separation.
Технической задачей изобретения является повышение эффективности закрепления люминофоров на поверхности кристаллов алмазов, обеспечивающее избирательное детектирование слабо и аномально светящихся алмазов методом рентгенолюминесцентной сепарации.The technical objective of the invention is to improve the efficiency of fixing phosphors on the surface of diamond crystals, providing selective detection of weakly and abnormally luminous diamonds by X-ray luminescent separation.
Указанная цель достигается тем, что в способе закрепления люминофоров на поверхности алмазов сначала люминофор обрабатывают реагентом, повышающим его гидрофобность, в качестве которого используют водный раствор ксантогената калия или олеата натрия, а композицию готовят путем диспергирования обработанного люминофора в органической жидкости из ряда, включающего мазут флотский, керосин и дизельное топливо, и последующего дополнительного диспергирования в водной фазе, в качестве которой используют раствор гексаметафосфата натрия или тринитрийфосфата с образованием водоорганической эмульсии, содержащей конгломераты капель указанной органической жидкости и люминофора».This goal is achieved by the fact that in the method of fixing luminophores on the surface of diamonds, first, the phosphor is treated with a reagent that increases its hydrophobicity, which is an aqueous solution of potassium xanthate or sodium oleate, and the composition is prepared by dispersing the treated luminophore in an organic liquid from a series including marine fuel oil , kerosene and diesel fuel, and subsequent additional dispersion in the aqueous phase, which is used as a solution of sodium hexametaphosphate or trinitrium phosphate to form a water-organic emulsion containing conglomerates of drops of the specified organic liquid and phosphor.
Закрепление люминофоров на поверхности алмазных кристаллов в смеси минеральных зерен приводит к модифицированию спектрально-кинетических характеристик алмазов и их эффективному детектированию методом рентгенолюминесцентной сепарации. Выбор состава органических фаз, применяемых в люминофорсодержащей композиции, определяется задачей придания люминофорсодержащим композициям способности целенаправленно закрепляться на определенной минеральной поверхности - на кристаллах алмазов. В качестве люминофоров используют как органические, так и неорганические соединения сцинтилляторов, например люминофор ФЛ-530, представляющий собой силикат цинка, активированный марганцем, обеспечивающие направленное изменение спектрально-кинетических характеристик алмазов.The fixation of phosphors on the surface of diamond crystals in a mixture of mineral grains leads to a modification of the spectral and kinetic characteristics of diamonds and their effective detection by X-ray luminescent separation. The choice of the composition of the organic phases used in the phosphor-containing composition is determined by the task of imparting to the luminophore-containing compositions the ability to purposefully fix on a certain mineral surface - on diamond crystals. Both organic and inorganic scintillator compounds are used as phosphors, for example, the phosphor FL-530, which is zinc silicate activated by manganese, provides a directed change in the spectral and kinetic characteristics of diamonds.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведена принципиальная схема приготовления и закрепления люминофорсодержащей композиции на поверхности алмаза.The essence of the invention is illustrated by the drawing, which shows a schematic diagram of the preparation and fixing of the phosphor-containing composition on the diamond surface.
На схеме приготовления и закрепления люминофорсодержащей композиции на поверхности алмаза показано: 1 - диспергирование органической жидкости (О) и люминофоров (Л) в воде; 2 - образование конгломератов капель органической жидкости и зерен люминофоров; 3 - закрепление капель органической жидкости с люминофорами на кристаллах алмаза (А)The scheme for preparing and fixing a luminophor-containing composition on a diamond surface shows: 1 - dispersion of an organic liquid (O) and phosphors (L) in water; 2 - formation of conglomerates of drops of organic liquid and grains of phosphors; 3 - fixing drops of an organic liquid with phosphors on diamond crystals (A)
Обработка перед приготовлением композиции люминофора реагентами, повышающими его гидрофобность, обеспечивает преимущественное закрепление люминофора в органической жидкости. Диспергирование люминофорсодержащей композиции в водной фазе с образованием водоорганической эмульсии, содержащей агрегаты капель органической жидкости и люминофоров обеспечивает последующее закрепление люминофоров на поверхности алмазов по механизму, представленному на чертеже. В качестве реагентов, повышающих гидрофобность люминофора, применяют водные растворы ксантогената калия или олеата натрия. Эффективность применения, например, изопропилового ксантогената подтверждается данными таблицы 1, показывающими увеличение устойчивости конгломератов капель органической жидкости и зерен люминофоров (по доле удерживаемого в ДТ люминофора) и возможность достижения конечной цели - повышения эффективности закрепления люминофоров на поверхности кристаллов алмазов.Treatment before preparing the composition of the phosphor reagents that increase its hydrophobicity, provides preferential fixing of the phosphor in the organic liquid. Dispersion of the phosphor-containing composition in the aqueous phase with the formation of a water-organic emulsion containing aggregates of organic liquid droplets and phosphors provides subsequent fixation of the phosphors on the surface of diamonds according to the mechanism shown in the drawing. As reagents that increase the hydrophobicity of the phosphor, aqueous solutions of potassium xanthate or sodium oleate are used. The efficiency of using, for example, isopropyl xanthate is confirmed by the data in Table 1, which show an increase in the stability of conglomerates of organic liquid droplets and phosphor grains (according to the proportion of phosphor retained in diesel fuel) and the possibility of achieving the ultimate goal - increasing the efficiency of fixing phosphors on the surface of diamond crystals.
Диспергирование люминофора в органической жидкости из ряда, включающего мазут флотский, керосин и дизельное топливо и последующее дополнительное диспергирование в водной фазе, в качестве которой используют раствор гексаметафосфата натрия или тринитрийфосфата с образованием водоорганической эмульсии, содержащей конгломераты капель указанной органической жидкости и люминофора обеспечивает повышение эффективности взаимодействия органической жидкости с гидрофобизированными люминофорами и обеспечивает селективный режим закрепления, при котором вследствие конкуренции фаз органической жидкости и водного раствора происходит преимущественное закрепление конгломератов капель органической жидкости и люминофоров на алмазах.Dispersion of the phosphor in an organic liquid from a series including marine fuel oil, kerosene and diesel fuel and subsequent additional dispersion in the aqueous phase, which is used as a solution of sodium hexametaphosphate or trinitrium phosphate, with the formation of a water-organic emulsion containing conglomerates of drops of the specified organic liquid and phosphor provides an increase in the efficiency of interaction organic liquid with hydrophobized luminophores and provides a selective mode of fixing, in which, due to the competition between the phases of the organic liquid and the aqueous solution, conglomerates of drops of the organic liquid and phosphors are predominantly fixed on diamonds.
Применение в качестве органической жидкости реагентов из ряда: мазут флотский, керосин и дизельное топливо, склонных к адгезионному взаимодействию с поверхностью алмазов и обработанных люминофоров, с одной стороны обеспечивает прочное закрепление люминофорсодержащих композиций на алмазах за счет содержащихся в нем 18-20% циклических углеводородов и нефтяных масел, а с другой стороны - обеспечивает удаление люминофоров с поверхности алмазов при их сушке, необходимой перед использованием определенных конструкций рентгенолюминесцентных сепараторов.The use of reagents as an organic liquid from the range: marine fuel oil, kerosene and diesel fuel, which are prone to adhesive interaction with the surface of diamonds and processed phosphors, on the one hand, provides a strong fixation of phosphor-containing compositions on diamonds due to the 18-20% cyclic hydrocarbons contained in it and petroleum oils, and on the other hand, it ensures the removal of phosphors from the surface of diamonds during their drying, which is necessary before using certain designs of X-ray luminescent separators.
Как видно из данных таблиц 2 и 3 использование органической жидкости реагентов из ряда: мазут флотский, керосин и дизельное топливо наиболее эффективно и обеспечивает эффективность закрепления до 87,5%, (таблица 2).As can be seen from the data in tables 2 and 3, the use of organic liquid reagents from the series: marine fuel oil, kerosene and diesel fuel is most effective and provides fixing efficiency up to 87.5% (table 2).
Использование в качестве водной фазы растворов гекс аметафосфата натрия или тринатрийфосфата, обеспечивает наилучшие по эффективности закрепления и селективности (разности эффективности закрепления на алмазах и сопутствующих минералах) показатели закрепления люминофоров на алмазах и результаты их последующего детектирования методом рентгенолюминесцентной сепарации (разность эффективности закрепления 60-70%, таблица 3).The use of solutions of sodium hexametaphosphate or trisodium phosphate as an aqueous phase provides the best fixing efficiency and selectivity (difference in the efficiency of fixing on diamonds and associated minerals) indicators of fixing phosphors on diamonds and the results of their subsequent detection by X-ray luminescent separation (the difference in fixing efficiency is 60-70% , table 3).
Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.
Для закрепления люминофоров и последующего детектирования несветящихся кристаллов алмазов методом рентгенолюминесцентной сепарации используют обработку алмазосодержащих минеральных смесей композициями с люминофорами на основе силиката цинка, особенностью которых является способность создавать характерное свечение под действием рентгеновского излучения.To fix luminophores and subsequent detection of non-luminous diamond crystals by X-ray luminescent separation, diamond-containing mineral mixtures are treated with compositions with phosphors based on zinc silicate, a feature of which is the ability to create a characteristic glow under the action of X-ray radiation.
Предварительно проводят обработку люминофора на основе силиката цинка реагентами, повышающими гидрофобность. В качестве реагентов, повышающих гидрофобность люминофора, применяют водные растворы ксантогената калия или олеата натрия. Концентрация растворов реагентов, время обработки и температура выбираются в соответствии со свойствами применяемых люминофоров. Так для люминофора ФЛ-530 (активированный марганцем ортосиликат цинка) целесообразно использовать изопропиловый ксантогенат калия или олеат натрия при концентрации 0,1-0,5 г/л.The phosphor based on zinc silicate is preliminarily treated with reagents that increase hydrophobicity. As reagents that increase the hydrophobicity of the phosphor, aqueous solutions of potassium xanthate or sodium oleate are used. The concentration of reagent solutions, processing time and temperature are selected in accordance with the properties of the phosphors used. So for the phosphor FL-530 (manganese-activated zinc orthosilicate), it is advisable to use isopropyl potassium xanthate or sodium oleate at a concentration of 0.1-0.5 g/l.
Согласно второй операции способа проводят диспергирование люминофора в органической жидкости. Для диспергирования применяют механические или ультразвуковые диспергаторы. Время обработки не превышает 1 мин.According to the second step of the method, the phosphor is dispersed in an organic liquid. Mechanical or ultrasonic dispersers are used for dispersion. Processing time does not exceed 1 min.
Согласно третьей операции способа проводят дополнительное диспергирование органической жидкости с люминофорами в водной фазе с образованием водоорганической эмульсии, содержащей конгломераты капель органической жидкости и люминофоров. Для диспергирования применяют механические или ультразвуковые диспергаторы. Время обработки не превышает 1 мин. В водную фазу предварительно подают гексаметафосфат натрия или тринатрийфосфат. Концентрация реагентов (2-3 г/л) определяется видом применяемого люминофора и типов минералов, содержащихся в алмазосодержащем продукте.According to the third step of the method, the organic liquid with phosphors is additionally dispersed in the aqueous phase to form a water-organic emulsion containing conglomerates of drops of the organic liquid and phosphors. Mechanical or ultrasonic dispersers are used for dispersion. Processing time does not exceed 1 min. Sodium hexametaphosphate or trisodium phosphate is preliminarily fed into the aqueous phase. The concentration of reagents (2-3 g/l) is determined by the type of phosphor used and the types of minerals contained in the diamond-containing product.
Согласно четвертой операции способа проводят обработку алмазосодержащих минеральных смесей люминофорсодержащими композициями, при которой конгломераты капель органической жидкости и люминофоров селективно закрепляются на поверхности алмазов. Время обработки не превышает 1 мин. После обработки алмазосодержащих минеральных смесей избыток водоорганической эмульсии удаляется на сетчатой поверхности и, при необходимости, проводится промывка алмазосодержащей минеральной смеси водой.According to the fourth step of the method, diamond-containing mineral mixtures are treated with luminophor-containing compositions, in which conglomerates of drops of organic liquid and luminophors are selectively fixed on the surface of diamonds. Processing time does not exceed 1 min. After processing the diamond-containing mineral mixtures, the excess of the water-organic emulsion is removed on the mesh surface and, if necessary, the diamond-containing mineral mixture is washed with water.
Обработка алмазосодержащих минеральных смесей композициями, содержащими индикаторные люминофоры с избирательными свойствами, селективно закрепляющимися на поверхности алмазного кристалла и обладающими требуемой формой сигнала, и длительностью свечения обеспечивает эффективное избирательное детектирование алмазов в минеральной смеси методом рентгенолюминесцентной сепарации. Закрепление люминофоров посредством легко испаряющихся углеводородов из ряда: мазут флотский, керосин, дизельное топливо, обеспечивает при необходимости их быстрое удаление с поверхности алмаза.Treatment of diamond-containing mineral mixtures with compositions containing indicator phosphors with selective properties, selectively fixed on the surface of a diamond crystal and possessing the required signal shape and luminescence duration, ensures efficient selective detection of diamonds in a mineral mixture by X-ray luminescent separation. The fixing of phosphors by means of easily evaporating hydrocarbons from the range: marine fuel oil, kerosene, diesel fuel ensures, if necessary, their rapid removal from the diamond surface.
Описанный в заявке способ и технология не требует кардинальных изменений схемы рентгенолюминесцентного сепаратора и характеризуется применением дешевых отечественных компонентов, простотой и экологической безопасностью использования.The method and technology described in the application does not require fundamental changes in the scheme of the X-ray luminescent separator and is characterized by the use of cheap domestic components, simplicity and environmental safety of use.
Пример.Example.
Разработанный способ был апробирован для обработки смеси алмазов и минералов кимберлита, извлеченных из концентрата тяжелосредной сепарации алмазосодержащего сырья. Согласно предлагаемого способа была проведена гидрофобизация люминофора ФЛ-530 раствором изопропилового ксантогената калия, при этом в качестве органической жидкости использовали дизельное топливо, а при приготовлении водоорганической эмульсии был использован раствор тринатрийфосфата при концентрации более 2 г/л. Режим подготовки минеральной смеси к рентгенолюминесцентной сепарации включал обработку алмазов и сопутствующих минералов в люминофорсодержащей водоорганической эмульсии в течение 1 мин, отделение эмульсии, промывку пробы минеральной смеси и ее диагностику в сепараторе «Полюс - М».The developed method was tested for processing a mixture of diamonds and kimberlite minerals extracted from the heavy-medium separation concentrate of diamond-bearing raw materials. According to the proposed method, the phosphor FL-530 was hydrophobized with a solution of isopropyl potassium xanthate, while diesel fuel was used as an organic liquid, and a trisodium phosphate solution at a concentration of more than 2 g/l was used in the preparation of a water-organic emulsion. The mode of preparing the mineral mixture for X-ray luminescent separation included processing diamonds and associated minerals in a phosphor-containing water-organic emulsion for 1 min, separating the emulsion, washing the sample of the mineral mixture and diagnosing it in the Polyus-M separator.
Для оценки поведения сопутствующих минералов были проведены исследования на предварительно подготовленных минеральных фракциях, которые содержали флогопит, циркон, оливин, пироп, лейкократовую породу, халькопирит и пирит. Обобщение результатов исследования изменения спектрально-кинетических характеристик алмазов и сопутствующих минералов после обработки люминофорсодержащими эмульсиями показали, что количество закрепившейся люминофорсодержащей композиции и, соответственно, значения амплитуд сигналов рентгенолюминесценции на алмазах в 1,8-7 раз выше, чем на сопутствующих минералах (таблица 4).To evaluate the behavior of associated minerals, studies were carried out on previously prepared mineral fractions that contained phlogopite, zircon, olivine, pyrope, leucocratic rock, chalcopyrite, and pyrite. Summarizing the results of a study of changes in the spectral-kinetic characteristics of diamonds and associated minerals after treatment with luminophor-containing emulsions showed that the amount of fixed phosphor-containing composition and, accordingly, the values of the amplitudes of X-ray luminescence signals on diamonds are 1.8-7 times higher than on accompanying minerals (table 4) .
При проведении испытаний алмазы изменяли значения свертки (Sν), времени запаздывания (τ3), соотношения компонент сигнала рентгенолюминесценции (КК), амплитуды медленной компоненты (АМК), таким образом, что обеспечило обнаружение аномально и слабо люминесцирующих алмазов (таблица 4) из минеральной смеси. Наилучшие результаты для аномально светящихся (синтетических) алмазов были получены с использованием эмульсии с концентрацией раствора гексаметафосфата натрия 2 г/л (режим 1). Для слабо люминесцирующих алмазов (окрашенных) наиболее эффективной оказалась эмульсия с концентрацией тринатрийфосфата в водной фазе более 2 г/л (режим 2).During testing, diamonds changed the values of convolution (Sν), delay time (τ 3 ), the ratio of the components of the X-ray luminescence signal (K K ), the amplitude of the slow component (A MK ), in such a way that it ensured the detection of anomalously and weakly luminescent diamonds (Table 4) from a mineral mixture. The best results for abnormally luminous (synthetic) diamonds were obtained using an emulsion with a concentration of sodium hexametaphosphate solution of 2 g/l (mode 1). For weakly luminescent diamonds (colored), the emulsion with a trisodium phosphate concentration in the aqueous phase of more than 2 g/l (mode 2) turned out to be the most effective.
Способ закрепления люминофорсодержащих композиций на поверхности алмазов обеспечил селективное отделение ранее не детектируемых и не извлекаемых методом рентгенолюминесцентной сепарации алмазов с аномальной и слабой светимостью от сопутствующих минералов.The method of fixing luminophor-containing compositions on the surface of diamonds ensured the selective separation of previously undetectable and unrecoverable diamonds with anomalous and low luminosity from accompanying minerals by X-ray luminescent separation.
Результаты проверки разработанного способа в условиях укрупненных лабораторных испытаний показали, что использование выбранных режимов закрепления люминофоров на поверхности алмазных кристаллов обеспечило их полноценное избирательное детектирование в обработанной смеси алмазов и сопутствующих минералов и извлечение методом рентгенолюминесцентной сепарации.The results of the verification of the developed method under the conditions of enlarged laboratory tests showed that the use of the selected modes of fixing phosphors on the surface of diamond crystals ensured their full selective detection in the treated mixture of diamonds and associated minerals and extraction by X-ray luminescent separation.
Claims (1)
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020131996 Division | 2020-09-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2775307C1 true RU2775307C1 (en) | 2022-06-29 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2793164C1 (en) * | 2022-11-23 | 2023-03-29 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Проблем Комплексного Освоения Недр Им. Академика Н.В. Мельникова Российской Академии Наук (Ипкон Ран) | Reagent-modifier of spectral characteristics of diamonds in x-ray luminescent separation processes |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU121962A1 (en) * | 1958-11-19 | 1958-11-30 | Я.А. Тверской | Luminescent diamond quality control method |
| SU1257481A1 (en) * | 1984-11-05 | 1986-09-15 | Предприятие П/Я А-1882 | Solution for performing luminescent flaw detection x-rau diffraktion method of analyzing structure disarrangements in thin near-surface lajerz of crystals |
| RU2008318C1 (en) * | 1991-01-02 | 1994-02-28 | Кронгауз Виктор Григорьевич | Process of surface treatment of zinc/cadmium sulfide-based luminophores |
| SU1034394A1 (en) * | 1981-12-31 | 1997-01-20 | Л.Я. Малкес | Penetrant for luminescent defectoscopy |
| RU2189578C2 (en) * | 1998-04-07 | 2002-09-20 | Ляпидевский Виктор Константинович | Method of marking and identification of objects |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU121962A1 (en) * | 1958-11-19 | 1958-11-30 | Я.А. Тверской | Luminescent diamond quality control method |
| SU1034394A1 (en) * | 1981-12-31 | 1997-01-20 | Л.Я. Малкес | Penetrant for luminescent defectoscopy |
| SU1257481A1 (en) * | 1984-11-05 | 1986-09-15 | Предприятие П/Я А-1882 | Solution for performing luminescent flaw detection x-rau diffraktion method of analyzing structure disarrangements in thin near-surface lajerz of crystals |
| RU2008318C1 (en) * | 1991-01-02 | 1994-02-28 | Кронгауз Виктор Григорьевич | Process of surface treatment of zinc/cadmium sulfide-based luminophores |
| RU2189578C2 (en) * | 1998-04-07 | 2002-09-20 | Ляпидевский Виктор Константинович | Method of marking and identification of objects |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| СОВЕТСКИЙ ЭНЦИКЛОПЕДИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ под ред. Прохорова А.М., Москва, Советская энциклопедия, 1984, сс. 303, 713. БОЛЬШОЙ СПРАВОЧНИК ШКОЛЬНИКА, под ред. Узловой Е.Е., Москва, Дрофа, 1998, с. 923. ЧАНТУРИЯ В.А. и др., Экспериментальное обоснование состава люминофоров для индикации алмазов в условиях рентгенолюминесцентной сепарации кимберлитовых руд, Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, 2018, no. 3, сс. 112-120. THE REACTIONS OF POTASSIUM ETHYL XANTHATE IN AQUEUS SOLUTION, by the requirements for degree of Doctor of philosophy, Univ. of Alberta, 1962, A Thesis Submitted in Partial Fulfilment of the degree of Doctor of philosophy in the Department of Mineral Eng., The Univ, of British Columbia, December, 1970, cc. 1, 2. * |
| ЧАНТУРИЯ В.А. и др., Экспериментальное обоснование состава люминофорсодержащих композиций для извлечения нелюминесцирующих алмазов, Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, 2019, no. 1, сс. 128-136. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2793164C1 (en) * | 2022-11-23 | 2023-03-29 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Проблем Комплексного Освоения Недр Им. Академика Н.В. Мельникова Российской Академии Наук (Ипкон Ран) | Reagent-modifier of spectral characteristics of diamonds in x-ray luminescent separation processes |
| RU2803422C1 (en) * | 2022-11-23 | 2023-09-12 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Проблем Комплексного Освоения Недр Им. Академика Н.В. Мельникова Российской Академии Наук (Ипкон Ран) | Method for extracting diamonds from ores and middlings |
| RU2808282C1 (en) * | 2023-08-10 | 2023-11-28 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Проблем Комплексного Освоения Недр Им. Академика Н.В. Мельникова Российской Академии Наук (Ипкон Ран) | Method for extracting diamonds from ores and middlings |
| RU2820006C1 (en) * | 2023-10-20 | 2024-05-28 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Проблем Комплексного Освоения Недр Им. Академика Н.В. Мельникова Российской Академии Наук (Ипкон Ран) | Method for additional extraction of diamonds from ores and middlings and device for its implementation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3450257A (en) | Processing of clay | |
| Lima et al. | Effect of amine and starch dosages on the reverse cationic flotation of an iron ore | |
| Zheng et al. | The role of sulfate-, alkali-, and halogen-rich fluids in mobilization and mineralization of rare earth elements: Insights from bulk fluid compositions in the Mianning–Dechang carbonatite-related REE belt, southwestern China | |
| Gasquet et al. | Petrogenesis of the Hercynian Tichka plutonic complex (Western High Atlas, Morocco): Trace element and Rb&z. sbnd; Sr and Sm&z. sbnd; Nd isotopic constraints | |
| Piszcz et al. | Mobility of shale drill cuttings constituents | |
| RU2775307C1 (en) | Method for securing phosphor-containing compositions on the surface of diamonds | |
| US3346111A (en) | Method of rendering asbestos ore particles differentially fluorescent | |
| Chanturia et al. | Selective Attachment of Luminophore-Bearing Emulsion at Diamonds—Mechanism Analysis and Mode Selection | |
| WO2002059581A1 (en) | Oil reservoirs | |
| Agenet et al. | Fluorescent nanobeads: a new generation of easily detectable water tracers | |
| US2367664A (en) | Method of petroleum exploration | |
| Safian-Boldaji et al. | New surfactant extracted from Zizyphus spina-christi for enhanced oil recovery: experimental determination of static adsorption isotherm | |
| RU1480411C (en) | Method for development of oil bed | |
| RU2803422C1 (en) | Method for extracting diamonds from ores and middlings | |
| Chanturia et al. | Experimental Substantiation of Luminophore-Containing Compositions for Extraction of Nonluminescent Diamonds | |
| RU2754403C1 (en) | Method for extraction of diamonds from ores and industrial products | |
| US10663448B2 (en) | Methods of ranking formation stabilizer performance | |
| Pansu et al. | Soil analysis | |
| Morozov et al. | Selecting organic collectors for luminophore-bearing modifying agents to extract weakly fluorescent diamonds | |
| RU2808282C1 (en) | Method for extracting diamonds from ores and middlings | |
| Frost et al. | Estimating oil yield of oil shale from its specific gravity | |
| US4169045A (en) | Separation of shale from waste material | |
| US1974692A (en) | Process for resolving emulsions | |
| Chanturiya et al. | Regulation of the oil receptivity of the surface of diamonds and kimberlite minerals using various classes of regulating agents | |
| Janssen | A study of the effects of organic matter on illitization in the Woodford Shale, Oklahoma and Kansas |