W przypadku rozdziału surowców energetycznych, a także rud metali nieżelaznych najczęściej analizowanymi parametrami jest różnica w gęstościach pomiędzy poszczególnymi składnikami nadawy. Różnice te prezentowane są jako różne kolory poszczególnych ziaren analizowanych na taśmie wewnątrz sortera (kolory niebieskie odpowiadają ziarnom lekkim, a ciemnopomarańczowe ciężkim). Kolor zależy od rodzaju wzbogacanego surowca, np. w przypadku węgla kamiennego niebieskie są ziarna koncentratu węglowego, a ciemnopomarańczowe odpadu siarki pirytowej. Z kolei w wypadku przeróbki rud żółte są ziarna koncentratu rudnego, a niebieskie skały płonnej. Ten sposób detekcji prezentuje RYS. 1.

RYS. 1 Obraz prezentujący wyniki detekcji ziaren rudnych (kolor żółty/żółtozielony) oraz ziaren skały płonnej (kolor niebieski)

W przypadku kruszyw mineralnych można zastosować różne czujniki i detektory, które będą wykrywały pewne specyficzne cechy fizyczne i chemiczne, określając różnice pomiędzy poszczególnymi ziarnami surowej nadawy, tj. gęstość ziaren, kolor i ich kształt.

Jakie zatem można stosować systemy umożliwiające detekcję?

Czujniki XRT – w tym wypadku transmitowane fotony rentgenowskie są analizowane ze standardową rozdzielczością przestrzenną (zazwyczaj 0,4–0,8 mm), a ich energia jest mierzona przez czujniki rentgenowskie. Tłumienie promieniowania rentgenowskiego zależy od liczby atomowej materiału i efekt ten jest wykorzystywany do rozpoznawania różnych grup materiałów. Obraz wynikowy jest prezentowany w postaci oddzielnych kolorów, gdzie w tym przypadku (RYS. 1) kolor niebieski przedstawia materiały o niskiej gęstości, a kolory żółty i zielony przedstawiają cząstki o wysokiej gęstości. Podobną technologię detekcji można zastosować w czujnikach XRT o wysokiej rozdzielczości przestrzennej. Czujniki te oparte są na matrycy o wysokiej rozdzielczości – analizującej fotony rentgenowskie z rozdzielczością przestrzenną 50 µm. Pozwala to analizować różnice w materiałach, których nie można określić standardowymi czujnikami XRT-DE (Dual Energy).

Czujnik optyczny – analizowane kolory są rozpoznawane i przedstawiane w postaci geometrycznej na powierzchni cząstek (prawa strona obrazu na RYS. 2). Analiza powierzchni może być pokazana dla różnych częstotliwości kolorów, intensywności i nasycenia. Daje to możliwość identyfikacji szczegółów, które są słabo widoczne na obrazie, i klasyfikowania ich do różnych klas kolorów. W zależności od zawartości każdego rodzaju klasy kolorów – w porównaniu z konturami cząstek – możliwe jest opisanie takich cząstek za pomocą tych charakterystycznych wartości.

RYS. 2 Widok sortowanych elementów skalnych uzyskany za pomocą kamery RGB

 

W przypadku testów dla analizowanych kruszyw mineralnych można badać następujące parametry:

• parametry fizyczne: kształt, wielkość ziaren, a także ich chropowatość (rozdzielczość pomiarowa 0,1 mm2);

• parametry optyczne: kolor (rozpoznawalność w zakresie 400–1500 nm);

• parametry chemiczne: możliwość rozróżniania różnicy w gęstościach na poziomie 0,2 g/cm3.

Powyższe parametry wraz z wcześniej wspomnianymi czujnikami mogą pomóc w określaniu i identyfikacji wielkości sortowanych ziaren, ich wskaźnika kształtu (płaskość, foremność ziaren), gęstości sortowanych elementów (skały mniej zwięzłe, bardziej chropowate itp.).

Na podstawie analizy parametrów następuje klasyfikacja, a w rezultacie separacja ziaren na dwie różne klasy jakościowe (RYS. 3). Dzięki temu jest możliwe wydzielenie z nadawy produktów o różnym typie lub rozmaitej jakości przy zachowaniu wysokiej przepustowości rzędu kilkudziesięciu t/h (na urządzenie) – i to wszystko w celu maksymalizacji zysków producenta kruszyw.