Способ рентгенорадиометрического опробывания руды с равномерным распределением полезного компонента Советский патент 1986 года по МПК G01N23/223 

Изобретение относится к иссле, О- ванию элементного состава вещества и может быть использовано при опробовании руды в естественном залегании, в навале, в транспортных емкостях, при каротаже скважин.

Целью изобретения является повышение точности и расширение функциональных возможностей способа.

На фиг,1 приведены экспериментальные зависимости потоков характеристического рентгеновского излучения олова от расстояния между зондом и поверхностью руды, полученные с источником первичного излучения нуклида 153QJ для случая, когда поток первичного излучения не перекрыт фильтром (кривая 1).

когда поток перекрыт кадмиевым фильт ром толщиной 0,5 мм {кривая 2), когда поток перекрыт стальным фильтром толщиной 2,5 мм (кривая З); на фиг,2 зависимости отношения указанных вторичных потоков излучения с кадмиевым фильтром (кривая 4) и стальным фильт ром (кривая 5) от расстояния; на фиг.З - зависимость поправочного коэффициента от того же расстояния (кривая 6),

Способ основан на зависимости величины отношения потоков квантов вторичного излучения .при перекрытрм и неперекрытом потоке первичного излучения от расстояния между зондом и поверхностью руды.

При рентгенорадиометрическом опро бовании руду облучают излучением радиоизотопного источника и регистрируют поток квантов характеристического рентгеновского излучения. По величине последнего судят о содержании определяемого элемента в руде. В том случае, если опробование производится на различных расстояниях от зонда до поверхности руды, что обусловлено неровностями поверхности или грубообломочным характером рудного материала, поток квантов характеристического рентгеновского излучения определяемого элемента зависит не только от его содержания но и от расстояния между зондом и поверхностью руды. Чтобы учесть влия ние переменного расстояния на резуль татъ рентгенорадиометрического опро бования, регистрацию потока квантов характеристического излучения определяемого элемента осуществляют

215602 .

дважды: в обычных условиях, т.е. при неперекрытом потоке первичного излучения а также при потоке первичного .излучения, перекрытом фильтром,

5 В последнем случае поток первичного излучения, проходя через фильтр, ослабляется. Ослабление обусловлено двумя продессами: поглощением и рассеянием. В зависимости от энергии

10 первичного излучения выбирают такой материал фильтра, чтобы он был или существенно поглощающим fUn /Up .или суще ственно рассеивающим fZJp JU где m и fUp - массовые коэффициен15 ты соответственно поглощения и рассеяния первичного излучения материалом фильтра.

В первом случае, когда фильтр является поглощающим, например, кад20 миевый фильтр, изменение расстояния

между зондом и поверхностью руды ве- дет к изменению эффективного угла

падения первичного излучения на поверхность руды и к изменению эффек25 тивной толщины фильтра по отношению к потоку первичного излучения. Поэтому поток первичного излучения, прошедший через фильтр, по сравнению с потоком первичного излучения

30 без фильтра ослабляется по разному в зависимости tDT расстояния между зондом и поверхностью руды. Соответственно в зависимости от расстояния изменяется и отношение потоков

JJ вторичного излучения, зарегистрированных при перекрытом и неперекрытом потоке первичного излучения (фиг,28 кривая 4).

40

Во втором случае, когда фильтр

45

50

55

является рассеивающим, например стальной фильтр, при использовании ,

J л т

источника Gd, за счет рассеяния на фильтре уменьшается плотность потока квантов первичного излучения, падающего на поверхность опробуемого участка руды, по сравнению с плотнотью потока без фильтра. Причем относительное уменьшение плотности потока связано с расстоянием между зондом и поверхностью руды. Соответственно в зависимости от расстояния изменяется и отношение потоков вторичного излучения, зарегистрированных при перекрытом и неперекрытом потоке первичного излучения (фиг,2, кривая 5).

Таким образом, величина отношения потоков квантов характеристического излучения определяемого элемента при перекрытом и неперекрытом фильтром потоке первичного излучения однозначно зависит от расстояния между зондом и поверхность руды. Измерив поток квантов вторичного излучения при перекрытом и неперекрытом потоке первичного излучения и рассчитав величину их отношения, вводят поправку в значение потока квантов характеристического рентгеновского излучения определяемого элемента, измеренного без фильтра,Предварительно, путем измерения на разных расстояниях между зондом и поверхностью руды, устанавливают зависимость величины поправки и величины отношения потоков квантов характеристического излучения определяемого элемента при перекрытом и неперекрытом потоке первичного излучения на расстояния между зондом и поверхностью руды. Для этого сначала снимают зависимости потоков квантов вторичного излучения при различных расстояниях h между зондом и поверхностью руды без фильтра Njg (. (фиг, 1, кривая 1,) и с фильтром NCQ, (фиг,1, кривые 2 и З), затем рассчитывают значение их отношения N. / N.

г - Ф

(фиг.2, кривые 4 и 5), а. также, используя имеющуюся зависимость (фиг, кривая I), определяют необходимое значение поправочного коэффициента для различных расстояний h. Поправочный коэффициент К представляет собой отношение максимал ного значения N потока квантов характеристического излучения определяемого элемента к потоку квантов того же излучения N; при любом заданном расстоянии h , Введение поправки осуществляют путем умножения измеренного потока квантов характеристического рентгеновского, излучения N на поправочный коэффициент По полученной величине к N с помощь градуировочного графика или расчетной формулы находят содержание опрделяемого элемента.

Например, при опробовании кассит ритовых руд с радиоизотопным источником замер без фильтра N дает 120 с , замер со стальным фильтром N|.. толщиной 2,5 мм - 36 с , В этом случае отношение N J. , равно 0,3, По полученной

2)560

величине находят расстояние ,9 см, а потом для этого расстояния определяют поправочный коэффициент ,4, Затем вводят поправку в измеренное с значение потока характеристического рентгеновского излу 1ения олова: ,120 с - 2, с . В дальнейшем с помощью рассчетной формулы q 0,01 + 1,5-10 N (где q - содержание

10 олова в руде) находят q 0,01 + 1,5 288 4,33% Sn, ,

Изобретение по сравнению с протр- типом обеспечивает более высокую точность (на 20-30 отн.%)рентгено15 радиометрического опробования руды в навале, в транспортных емкостях, при каротаже скважин, а также-расширяет функциональные возможности рентгенорадиометрического метода, ,

2Q так как позволяет реализовать в тех условиях, когда использование прототипа невозможно, в частности при опробовании богать1х руд с применением источников первичного излучения с

25 энергией менее 20-30 кэВ, а также при опробовании грубообломочного материала (10-15) см с использованием автоматических манипуляторов.

Формула изобретения

Способ рентгенорадиометрического опробования руды с равномерным пределением полезного компонента,

заключающийся в облучении руды первичным гамма- или рентгеновским излучением, измерении потока квантов характеристического рентгеновского излучения определяемого элемента, введение поправки в измеренное значение потока квантов, учитывающей изменения расстояния между зондом и поверхностью руды, и нахождении содержания определяемого элемента по исправленному значению

потока квантов, о тличающий- с я тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей способа, дополни

тельно производят измерение потока

квантов характеристического рентгеновского излучения определяемого элемента при перекрытом фильтром потоке первичного излучения, поправ- ку определяют по значению отношения потоков квантов характеристического рентгеновского излучения определяемого элемента при перекрытом и неперекрытом фильтром потоке первичного излучения, причем предварительно устанавливают зависимость поправки и отношения потоков квантов характеристического рентгеновского

/v,c;

2QQ излучения определяемого элемента при перекрытом и неперекрытом фильтром потоке первичного излучения от расстояния между зондом и поверхностью руды.

h,CM

20

Изобретение основано на однозначной зависимости отношения потока квантов характеристического излучения определяемого элемента при перекрытом и неперекрытом фильтром потоке первичного излучения от рас-, стояния между рентгенорадиометри- ческим зондом и поверхностью руды. Измерив поток квантов вторичного излучения от анализируемой руды при перекрытом и неперекрытом фильтром потоке первичного излучения и рассчитав величину их отношения, вводят поправку в значение потока квантов характеристического излучения определяемого элемента, измеренного без фильтра. По исправленному значению потока определяют содержание определяемого элемента. Изобретение позволяет повысить точность рентге- норадиометрического опробования руды с равномерным распределением полезного компонента. 3 ил. (/)

ВНИИПИ Заказ 1605/50 Тираж 778 Подписное Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4