Схемы радиометрического обогащения

Радиометрические методы применяют как для основных и доводочных операций (сепарации) при обогащении различных типов полезных ископаемых, так и для операции предконцентрации (сортировки) бедных руд, позволяющей снизить существующие кондиции на содержание ценных компонентов, вовлечь в промышленное использование некондиционные, разубоженные и

забалансовые руды. Радиометрические методы применяют при обогащении урановых, ториевых, бериллиевых руд.

К основным технологическим задачам радиометрического обогащения можно отнести следующие:

выделение чистых минералов или минералов, пригодных для использования без дальнейшего обогащения;

предварительная концентрация ценного компонента;

разделение полезного ископаемого на отдельные технологические типы;

получение крупнокусковых концентратов для химической, металлургической обработки;

доводка черновых концентратов, полученных другими способами.

Схемы радиометрического обогащения определяются технологическими задачами и отличаются разнообразием. В качестве примера на рис.19 приведены схемы реализации радиометрической сепарации урановых и железных руд с получением продуктов различного качества и назначения.

 

 

Таблица 9

Классификация и область применения радиометрических методов

Вид излучения, длина волн, нм	Регистрируемое свойство минералов	Признак разделения, используемый для обогащения	Метод	Область применения
Гамма-излучение, <10^-2	Естественная радиоактивность	Интенсивность гамма-излучения	Авторадиометри-ческий (АРМ)	Урановые, ториевые руды
Фотоядерная реакция (γ, n) (ядерный фотоэффект)	Плотность потока образующегося нейтронного излучения	Фотонейтронный (ФНМ)	При Е γ≥ 1,67 МэВ бериллиевые; при Еγ≥ 10 ÷ 20 МэВ марганцевые, молибденовые, танталовые и другие руды
То же	Возбуждение ха-рактеристического рентгеновского из-лучения	Интенсивность рентгеновской флюоресценции	Гамма-флюоресцентный (ГФМ)	Полезные ископаемые, содержащие элементы с атомным номером Z ≥19; руды марганцевые, медно-никелевые, ниобиевые, молибденовые, оловянные, бариевые, танталовые, вольфрамовые, свинцово-цинковые и др.
Рассеяние на электронных оболочках атомов	Интенсивность обратнорассеянного гамма-излучения	Гамма-отражательный (ГОМ)	Полезные ископаемые, содержащие тяжелые элементы: свинцовые, ртутные, железные, хромовые руды, содержащие элементы с атомным номером Z ≥ 2,5
Гамма-излучение, < 10^-2	Фотоэлектрическое поглощение и комптоновское рассеяние	Интенсивность прошедшего через куски гамма-излучения	Гамма-абсорбционный (ГАМ)	Железные, хромовые, свинцово-цинковые, сурьмяные, оловянные руды, уголь, горючие сланцы
Бета-излучение, 10^-3 – 10^-2	То же	Интенсивность бета-излучения	То же	Сильвинитовые руды
Возбуждение ха-рактеристического рентгеновского флюоресцентного излучения	Интенсивность рентгеновской флюоресценции	Бета-флюоресцентный (БФМ)	Полезные ископаемые, содержащие элементы с атомным номером Z ≥ 35; руды молибденовые, оловянные, вольфрамовые и др.
Рассеяние на электронных оболочках атомов	Плотность потока обратнорассеянного бета-излучения	Бета-отражательный (БОМ)	Полезные ископаемые, содержащие тяжелые элементы: руды свинцово-цинковые, сурьмяно-ртутные и др.
Нейтронное, 10^-2 – 10^-1	Радиационный зах-ват ядрами тепловых и медленных нейт-ронов с образова-нием искусственной радиоактивности	Плотность потока наведенного излучения	Нейтронно-активационный (НАКМ)	Полезные ископаемые с сечением активации не менее 1·10^-28 м2; руды, содержащие индий, иридий, ванадий, серебро, золото, ванадий
Радиационный зах-ват с испусканием хаарактеристичес-кого спектра гамма-лучей	Интенсивность ха-рактеристического гамма-излучения	Нейтронно-радиационный (НРМ)	Полезные ископаемые, содержащие элементы с сечением радиацион-ного захвата 1·10^-28 м2 и более
Захват и рассеяние тепловых и медленных нейтронов на ядрах химических элементов	Плотность потока нейтронного излучения, прошедшего через куски	Нейтронно-абсорбционный (НАМ)	Полезные ископаемые, содержащие элементы с большим сечением захвата тепловых нейтронов, например, бор, литий, кадмий, редкие земли, руды борные, литиевые, борооловянные
Рентгеновское, 5·10^-2 – 10	Возбуждение ха-рактеристического рентгеновского флюоресцентного излучения	Интенсивность рентгеновской флюоресценции	Рентгено-флюоресцентный (РФМ)	Марганцевые, медно-никелевые, ниобиевые, молибденовые, оловянные, танталовые, вольфрамовые, свинцово-цинковые и другие руды
Возбуждение люминесценции в видимой области спектра, ультрафиолетовой или инфракрасной	Световой поток рентгено-люминесценции	Ренгенолюмине-сцентный (РЛМ)	Полезные ископаемые, содержащие люминесцирующие в рентгеновских лучах минералы; руды алмазсодержащие, флюоритовые, цирконовые, целестиновые, сподуменовые, шеелитовые
Рассеяние на электронных оболочках атомов	Интенсивность обратнорассеянного рентгеновского излучения	Рентгеноотра-жательный	Свинцовые, ртутьсодержащие, железные, хромовые руды
Фотоэлектрическое поглощение и комптоновское рассеяние	Интенсивность прошедшего через куски рентгеновского излучения	Рентгеноабсорб-ционный (РАМ)	Железные, хромовые, свинцово-цинковые, сурьмяные, оловянные руды, а также уголь, горячие сланцы
Ультрафиолетовое, 100 – 380	Возбуждение люминесценции в видимой области спектра, ультрафиолетовой или инфракрасной	Световой поток фотолюминесцен-ции	Фотолюминес-центный (ФЛМ)	Полезные ископаемые, содержащие люминес-цирующие под дейст-вием ультрафиолето-вого излучения мине-ралы; руды флюорито-вые, шеелитовые, баритовые, доломит, гипс, кальцит, алмазы
Видимый свет, (3,8 – 7,6) 10^2	Диффузное отражение	Световой поток диффузно-отраженного света	Фотометрический (ФМ)	Полезные ископаемые, у которых разделяе-мые компоненты отличаются по коэф-фициенту диффузного отражения (цвету); каменная соль, тальк, гипс, доломит, известняк, баритовые, золотосодержащие, цезиевые, оловянные, марганцевые, ильменитовые руды
Зеркальное отражение	Световой поток зеркально-отраженного света	Зеркально-фотометрический (ЗФМ)	Полезные ископаемые, у которых один из составляющих компонентов имеет высокий коэффициент зеркального отражения, например кварц, слюды
Поляризация отраженного света	Световой поток поляризационного отраженного света	Поляризацион-ный фотометрический (ПФМ)	То же
Поглощение и рассеивание света	Световой поток прошедшего через обогащаемые частицы света	Фотоабсорбцион-ный (ФАМ)	Полезные ископаемые, у которых выделяемый компонент обладает высокой прозрачностью, например оптический кварц, алмазы, галит

 

 

Рис.19 Принципиальные схемы радиометрической сортировки урановой (а) и железной (б) руд: α,β – содержание железа соответственно в исходной руде и продуктах разделения,%; γ – выход продукта,%