Способ анализа руды и продуктов переработки минерального сырья Советский патент 1993 года по МПК G01N23/22 

Изобретение относится к ядерной геофизике, а именно к нейтронному гамма-методу, и может быть использовано для одновременного определения количества и массового содержания элементов в рудах и продуктах переработки минерального сырья в пробах и непосредственнона установках непрерывного действия (транспортеры, конвейеры и т.д.).

Цель изобретения - повышение точности, а также достоверности анализа.

Сущность изобретения заключается в следующем. В результате радиационного захвата нейтронов ядрами определяемого элемента последние испускают гамма-кванты с характерной для данного элемента днергией. Таким образом, поток гаммаквантов, измеренный в энергетической области, соответствующей линии захватного излучения определяемого элемента, зависит от количества этого элемента в измеряемом объеме материала.

Масса анализируемого материала определяется по величине ослабления слоем

анализируемого материала гамма-излучения с энергией 2-5 МэВ.

Для гамма-квантов с энергией 2-5 МэВ

величина коэффициента ослабления излучения практически постоянна. Ширина энергетического окна спектрометра выбирается достаточно узкой, что исключает регистрацию рассея Яюго на большие углы гамма-излучения, т.е. площадь сбора информации ограничивается размерами детектора. Измеряя скорость счета одной из линий жестОкого гамма-излучения в области 2-5 МэВ.

со прошедшего через слой материала, можно судить о массе измеряемого материала.

Для реализации способа проводят слесодующие операции.

N4

1.Облучают анализируемый материал потоком тепловых нейтронов от замедлителя,

2.Измеряют поток гамма-квантов радиационного захвата в энергетической области, соответствующей линии определяемого элемента, и по величине этого потока определяют количество элемента в материале.

3.Измеряют поток гамма-KBaHtoB с энергией 2-5 МэВ, прошедших через слой анализируемого материала, и по величине этого потока определяют массу анализируемого материала.

4. полученное значение количества элемента на массу анализируемого материала, определяют массовое содержание элемента в материале.

На чертеже изображена блок-схема устройства, реализующего способ.

Устройство содержит источник нейтронов 1, помещенный в замедлитель 2, представляющий собой цил индрическую емкость из ал юминия, заполненную водородсодержащим материалом, в виде прожектора, которая устанавливаетс я под конвейернрй лентой или пробоподающим устройством. Над измеряемой рудной массой 3 располагается парафиновый отражатель 4, имеющий отверстие для детектора 5, помещенного в экран 6, состоящий из смеси карбида бора (90%) и парафина (10%) для ослабления фона нейтронного излучения источника. Пocfyпивший с детектора сигнал после прохождения через усилитель 7 с помощью дифференциальных дискриминаторов 8 подвергается селекции, D результате которой выделяется информация о скоростях счета в выбранных энергетических интервалах.

С выхода анализатора сигнал поступает на блок обработки 9, содержащий счетчики импульсов с таймерным устройством и мини-ЭВМ, с помощью которой по заданной программе измерения скорости счета автоматически пересчитываются в определяе-. мые величины: массу анализируемого материала, количество определяемого элемента и его массовое содержание. Полученные данные автоматически выводятся на цифропечатающее устройртво или цифровое табло 10.

Предложенный способ был опробован на магнетитовых рудах при максимально

возможном изменении их йёщественного состава.

Измерялся поток гамма-квантов с энергией 7. 64 МэВ (гамма-излучение радиационного захвата нейтронов ядрами железа) и гамма-излучения с энергией 2,2 МэВ (гаммаизлучение радиационного захвата нейтронов ядрами водорода замедлителя) при использовании источника Ci или гамма0 излучения с энергией 4,43 МэВ (гамма-излучение, сопутствующее реакции образования нейтронов в Ро-Ве источнике).

Относительное среднеквадратическое расхождение результатов определения массы материала по предложенному способу и взвешиванием на пружинных весах не превышает 2,3%. Изменение вещественного состава материала в широких пределах (пустая порода - железный концентрат) не сказывается на результатах измерений.

Относительное среднеквадратическое расхождение результатов определения количества металла в пробах по данным химического анализа предварительно взвешенной пробы и по предложенному способу не превышает 25% при использовании соответственно калифорниевого и полониевого-берилиевого источника нейтронов.

Оценка расхождений результатов предложенного способа с химическим-анал зом и взвешиванием по объединенным пробам большого веса приведена в таблице.

Технико-экономический эффект изобретения определяется тем, что применение способа позволит существенно упростить механику и повысить точность и достоверность измерений за счет отказа от применения сложных дополнительных устройств, а также позволит расширить возможности метода и применения его непосредственно для определения количества определяемого компонента и массы анализируемого материала.

СПОСОБ АНАЛИЗА РУДЫ И ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ, включающий обнуление анализируемого материала потоком тепловых нейтронов и измерение потока гамма-излучения радиационного захвата определяемых элементов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, а также достоверности анализа, дополнительно измеряют прошедший через слой анализируемого материала поток гамма-излучения с знергией в диапазоне 2-5 МэВ и по совокупным данным судят о содержании элементов.