Классификация радиометрических методов

Технологические задачи, решаемые с помощью радиометрических методов.

Первоначальное применение радиометрических методовв горном деле ограничивалось решением только одной технологической задачи – предварительная концентрация(в дальнейшем предконцентрация) полезных компонентовпутем выделения из добытой горной массыперед последующими процессами дробления и измельчения пустых пород. До сих пор эта задача является одной из важнейших. Уровень развития техники и технологии позволяет значительно расширить возможности применения радиометрических методов. С их помощью можно решать различные технологические задачи.

Технологические задачи горно-перерабатывающего производства и их решение с помощью радиометрических методов

К основным технологическим задачам горно-перерабатывающего производства, которые можно быть решать с помощью радиометрических методов, относятся:

Определение содержания полезных компонентовпо результатам скважного опробованияв процессе эксплуатационной разведки. Решение этой технологической задачи способствует уточнению контуров рудного тела, а полученные результаты являются достаточным основанием к реализации возможности корректировки технологии рационального отделения рудной части от массива;

Определение содержания полезных компонентовпо результатам опробованиядобытой руды. С помощью решения такой технологической задачи можно реализовать оперативное управление последующими технологическими процессами;

Предконцентрация полезных компонентов. Реализация данного процесса способствует решению технологической задачи, направленной на повышение и стабилизацию качества питания процессов глубокого обогащения путем выделения из добытой горной массыперед процессами дробления и измельчения пустых пород;

Разделение полезного ископаемого на технологические сорта. Получение товарных концентратов. Необходимость в реализации данной задачи возникает в тех случаях, когда промышленность нуждается в крупнокусковых концентратах, направляемых непосредственно в пирометаллургические процессы: доменный, мартеновский и конвертерный.

Доводка концентратов других технологических процессов. Решение такой технологической задачи необходимо, когда концентраты содержат минералы, трудноразделимые другими обогатительными методами.

Классификация радиометрических методов

Важную роль в решении актуальной проблемы создания экономически целесообразных и экологически сбалансированных горных технологий могут сыграть радиометрические методыопробованияи разделенияминерального сырья[2-4,7,9]. На протяжении последних десятилетий в нашей стране и за рубежом проведены исследования и разработаны методы радиометрического опробования и разделения полезных ископаемых, апробированные на рудах большого количества месторождений минерального сырья.

Однако четкая систематизация и классификация радиометрических методовдля применения их на всех стадиях горно-технологического цикла отсутствует. Терминология этих методов, применяемых для опробованияв массиве, существенно отличается при использовании последних в процессах переработки полезных ископаемых. При опробовании руд в естественном залегании, при каротаже разведочных и буровзрывных скважин, опробовании в забое, под радиометрическим опробованием понимают лишь опробованиеминерального сырья, обладающего естественной радиоактивностью. Все методы, основанные на исследовании вторичных излучений, вызванных в полезном ископаемом при воздействии на него первичным ионизирующим излучением, принято называть ядерно-физическимиили ядерно-геофизическими, а все остальные методы, основанные на эффектах взаимодействия более длинноволнового электромагнитного излучения с горными породами, относят к общим геофизическим [1-4, 9-11]. Такой же терминологии придерживался А.П.Татарников [10], объединив все радиометрические методыобогащения минерального сырья под общим названием “ядерно-физические методы сепарации”.

Эта терминология неправомерна, т.к. согласно строгому определению в физике, ядерно-физическимиможно называть те процессы взаимодействия, при которых происходят ядерные реакции, в том числе и процесс радиоактивного распада. Поэтому к ядерно-физическим можно отнести только следующие методы опробованияи разделенияминерального сырья: нейтронные методыи метод определения естественной радиоактивности. Практическая реализация этих методов заключается в регистрации различных видов излучений, возникающих при взаимодействии ядерных и электромагнитных излучений с веществом. Поэтому методы, объединенные под общим названием “ядерно-физические”, логично отнести к радиометрическим, поскольку сам термин “радиометрия” означает «измеряю излучение».

Согласно терминологии В.А.Мокроусова и В.А.Лилеева [2], под радиометрическимиметодами обогащения полезных ископаемых понимают все физические методы, основанные на взаимодействии любого вида излучений с веществом горных пород. Эта терминология объединяет все внешне разнообразные процессы радиометрического разделенияполезных ископаемых по общему свойству, связанному с механизмами взаимодействия излучений корпускулярно-волновой природы с веществом. Ее следует принять для всех физических методов опробованияи разделенияминерального сырья, основанных на взаимодействии любого вида излучения (электромагнитного, ядерного) с веществом горных пород и руд, при использовании их на всех стадиях горно-технологического цикла.

Вариант классификации методов разделения руд, предложенный А.П.Татарниковым [10], одна из первых попыток ее разработки, и естественно, является неполной, поскольку включает в себя лишь часть радиометрических методов. Кроме того, в этой классификации нет указаний на область применения методов, что снижает ее практическую значимость. Однако, как оговорено автором, предложенная им классификация требует дальнейшего совершенствования.

Наиболее полная классификация радиометрических методовобогащения нерадиоактивных руд предложена В.А.Мокроусовым и В.А.Лилеевым [2]. В ней дан единый подход к рассмотрению методов обогащения, основанных на использовании взаимодействия различных видов первичного излучения с веществом, для осуществления которых используется измерение интенсивности или плотности потока вторичных излучений. Все методы радиометрического обогащенияразбиты на восемь групп, отличающихся длиной волны или видом первичного излучения.

Несмотря на достоинства этой классификации, в некоторых случаях разбиение методов на группы представляется необоснованным (искусственным). Например, рентгенорадиометрический(рентгенофлуоресцентный) метод в зависимости от излучения, возбуждающего характеристическое излучение(гамма-, рентгеновского, бета-) попадает в разные группы, хотя и признак радиометрического разделения, и физические процессы, на которых основан метод (в данном случае фотоэлектрическое поглощение) одинаковы. То же можно сказать о фотолюминесцентноми рентгенолюминесцентномметодах, являющихся разновидностями люминесцентного метода разделения минерального сырья; о гамма-отражательноми рентгено-отражательномметодах, гамма-абсорбционноми рентгено-абсорбционномметодах. Они основаны на фотоэлектрическом поглощении первичных гамма-квантов веществом горной породы и регистрации отраженного или прошедшего излучения.

Наиболее полная систематизация и классификация радиометрических методовприведена в монографии [4]. Все радиометрические методыопробованияи разделенияполезных ископаемых, независимо от сферы их применения, классифицированы на группы именно по физическим процессам, лежащим в основе этих методов, в соответствии с физическими теориями, которые описывают процессы взаимодействия излучений с веществом (табл.6) *.

Наиболее распространенные в настоящее время радиометрические методыопробованияи разделенияполезных ископаемых можно подразделить на следующие группы:

методы определения элементного состава полезных ископаемыхпо спектрометрии вторичных излучений, возникающих в веществе горных породи руд при взаимодействии первичных ионизирующих излучений с атомами и ядрами, входящими в их состав;

методы определения естественной радиоактивности пород, содержащих радиоактивные элементы;

люминесцентные методывыделения полезных компонентов, основанные на способности минералов, входящих в состав полезных ископаемых, люминесцировать под воздействием на них электромагнитного излучения (ультрафиолетовогоили рентгеновского);

фотометрические методыразделения полезных ископаемых, основанные на взаимодействии электромагнитного излучения видимого спектрального диапазона с веществом горных породи руд;

радиоволновые методыразделения полезных ископаемых по характеру взаимодействия излучения радиоволнового диапазона с веществом горных породи руд.

Поиск по сайту: