- •В. Е. Поляков
- •Предисловие
- •Введение
- •Глава 1. Основы взаимодействия различных видов излучений с веществом
- •1.1. Ядерное взаимодействие
- •1.1.1. Взаимодействие нейтронов с веществом
- •1.1.2. Взаимодействие заряженных частиц
- •1.1.3. Ядерные реакции при взаимодействии гамма-излучения
- •Пороги фотоядерных реакций для изотопов некоторых химических
- •Максимальные значения сечений фотоядерной реакции для ряда
- •1.2. Электромагнитное взаимодействие
- •1.2.1. Взаимодействие гамма-излучения
- •Энергия k-краев поглощения для ряда химических элементов
- •Взаимодействие рентгеновского излучения
- •Взаимодействие излучения ультрафиолетового, инфракрасного и видимого спектральных диапазонов
- •Взаимодействие излучения видимого спектрального диапазона с веществом
- •Взаимодействие инфракрасного излучения с веществом
- •Взаимодействие излучения радиочастотного диапазона
- •Глава 2. Метод масс-спектроскопии в задачах контроля металлов, сплавов и лома
- •2.1. Физическая сущность метода масс-спектроскопии с лазерной ионизацией вещества
- •Масс-спектрографе с двойной фокусировкой, и фотометрическая кривая этой спектрограммы (б) и области массового числа
- •2.2. Принципы взаимодействия импульсного лазерного излучения с веществом мишени
- •2.3. Типы лазеров и их параметры
- •2.4. Метод масс-спектроскопии с лазерной ионизацией вещества
- •2.5. Масс-спектрометры – средства контроля металлов, сплавов и лома
- •2.6. Типы масс-анализаторов, используемые в масс-спектрометре
- •2.7. Основы методики идентификации элементного состава вещества с использованием лазерного ионизатора и время-пролетного динамического масс-анализатора
- •2.8. Эмиссионные спектроскопы для экспертного спектрального анализа черных и цветных металлов
- •2.8.1. Многоканальный эмиссионный спектрометр дсф-71 (ls-1000)
- •Составные части прибора имеют следующие особенности:
- •Технические характеристики
- •2.8.2. Многоканальный эмиссионный спектрометр серии мфс
- •Технические характеристики:
- •Источник возбуждения спектра – универсальный генератор угэ-4:
- •Унифицированная система управления и регистрации:
- •Источники питания:
- •Вопросы для самопроверки знаний по главе 2
- •Глава 3. Физические основы γ-флуоресцентного контроля металлов, сплавов, лома
- •3.1. Рентгеновские лучи
- •3.2. Рентгеновские спектры
- •Рентгеновская спектроскопия
- •Рентгеновская аппаратура. Рентгеновская камера и рентгеновская трубка
- •Рентгеновский гониометр
- •3.6. Рентгеновский дифрактометр
- •3.7. Рентгенофлуоресцентный кристаллдифракционный сканирующий вакуумный «Спектроскан-V»
- •3.8. Спектрометр рентгенофлуоресцентный кристалл-дифракционный сканирующий портативный «Спектроскан»
- •3.9. Спектрометр рентгенофлуоресцентный кристалл-дифракционный сканирующий портативный «Спектроскан-lf»
- •3.10. Основы методики идентификации элементного состава неизвестного вещества и определение концентрации ингредиентов с использованием метода гамма-флуоресцентного анализа
- •3.11. Методика безэталонного рентгеноспектрального анализа сталей
- •3.11.1. Методика анализа углеродистых сталей
- •3.11.2. Методика определения содержании металлов в питьевых, природных и сточных водах при анализе на сорбционных целлюлозных дэтата-фильтрах
- •3.11.3. Методика определения содержания металлов в порошковых пробах почв
- •Вопросы для самопроверки знаний по главе 3
- •Глава 4. Приборы и методы таможенного контроля состава металлов, сплавов, лома с использованием методов вихревых токов
- •4.1. Основы теории вихревых токов
- •4. 2. Распределение вихревых токов
- •4.3. Характеристики вещества и поля
- •4.4. Физические принципы метода вихревых токов (вт)
- •4.5. Области применения и классификация методов вихревых токов
- •Датчики и характерные физические процессы
- •4.7. Некоторые типовые конструкции датчиков
- •Контроль и влияние примеси на электропроводность некоторых металлов
- •Меди (б)
- •Электропроводность и температурный коэффициент некоторых
- •4.9. Методы и приборы измерения электропроводности немагнитных металлов
- •4.10. Общие положения. Порядок проведения измерений
- •4.11. Элементы методики исследования и выбор материала для контроля
- •Вопросы для самопроверки знаний по главе 4
- •Глава 5. Ультразвуковые методы контроля металлов, сплавов, лома и руд
- •5.1. Классификация акустических методов контроля
- •5.2. Ультразвуковая аппаратура
- •Подготовка к контролю
- •Порядок проведения контроля
- •5.3. Ультразвуковая аппаратура в неразрушающем контроле
- •5.4. Ультразвуковые преобразователи
- •5.5. Определение типа металла, сплава, лома по измерению скорости распространения упругих волн
- •Вопросы для самопроверки знаний по главе 5
- •Глава 6. Классификация радиометрических методов контроля состава руд
- •6.1. Методы определения элементного состава полезных ископаемых по спектрометрии вторичных излучений
- •6.2. Методы, основанные на взаимодействии гамма- или рентгеновского излучения с электронными оболочками атомов или ядрами атомов элементов
- •6.3. Методы, основанные на спектрометрии гамма-излучения, возникающего при различных ядерных реакциях нейтронов с веществом
- •Методы определения естественной радиоактивности пород, содержащих радиоактивные элементы
- •6.5. Люминесцентные методы контроля состава руд
- •6.6. Фотометрические методы контроля состава руд
- •6.7. Радиоволновые методы контроля руд
- •6.8. Технология сортировки руды
- •Вопросы для самопроверки знаний по главе 6
- •Заключение
- •Список используемой литературы:
- •Предметный указатель
- •Оглавление
- •191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, 5
6.7. Радиоволновые методы контроля руд
Методы радиоволнового просвечивания и отражения, основанные на различии в поглощении, отражении, преломлении, дифракции и интерференции радиоволн вмещающими породами и рудными телами, применяются для изучения межскважинного и межвыработочного пространства, обнаружения и локализации в нем рудных тел на стадии эксплуатационной разведки медных, медно-никелевых, полиметаллических, вольфрамовых, медно-колчеданных, оловорудных, золотосульфидных, пегматитовых и других месторождений полезных ископаемых.
Принцип радиоволнового метода состоит в изменении параметров (индуктивности и емкости) источника, колебательного контура, настроенного на собственную резонансную частоту, при взаимодействии его электромагнитного поля с веществом горных пород и руд. Этот метод применяется для предварительного обогащения (сепарации) полезных ископаемых, разделяемые компоненты которых обладают резко отличающимися электрическими (проводимость, диэлектрическая проницаемость) или магнитными (магнитная восприимчивость) свойствами. Для железосодержащих руд, рудные минералы которых резко отличаются по магнитным свойствам от вмещающих пород, радиоволновой метод может также использоваться для их крупнопорционной сортировки.
При исследованиях частотных зависимостей электропроводности и диэлектрической проницаемости руд и пород выявлена теоретическая возможность применения радиоволнового радиорезонансного метода для сепарации руд черных (магнетитовых, титаномагнетитовых и др.), цветных (серно-колчедановых, свинцовых, свинцово-цинковых, оловянных, медно-никелевых, вольфрамовых и др.), редких металлов (сурьмяных, ртутных, молибденовых и др.). Практическая реализация радиоволнового метода для железосодержащих руд очевидна, для руд других месторождений она должна устанавливаться в каждом конкретном случае на основе специальных исследований технологических проб.
Так, при технологических исследованиях показана возможность индукционного радиоволнового разделения комплексных шеелитовых руд на два технологических типа: сульфидно-шеелитовый и силикатно-шеелитовый, которые наиболее эффективно далее обогащать раздельно. Установлено также, что осуществление комбинированной технологии радиометрического обогащения этих руд с включением рентгенолюминесцентной сепарации руд силикатного типа позволяет вывести из технологического цикла около 20% отвальных по вольфраму хвостов и повысить его содержание в обогащенном продукте в 2,4 раза. Испытания предложенной технологии комбинированного способа ра- диометрического обогащения комплексных шеелитовых руд классов крупности -140+12 мм, которые доказали реальную возможность выделения крупновкрапленного шеелита в готовый продукт по простой схеме без переизмельчения с одновременным удалением части (18%) крупнокусковых отвальных хвостов кварц-карбонатного состава.
Предварительное обогащение на основе радиоволнового метода можно применять к бедным вольфрамовым, вольфрамо-оловянным, оловянным, сульфидно-касситеритовым рудам, причем для последних возможность не только удаление из дальнейшего технологического цикла 14% хвостов с содержанием олова 0,05%, но и разделение на технологические типы, раздельная переработка которых повысит извлечение олова на 11,6 %.
Использование радиоволновой сепарации для повышения кремневого модуля перспективно для бокситов Урала. Основанием для применения радиоволнового метода для повышения качества бокситов Урала является их минералогический состав: значительная доля SiO2 присутствует в виде высокожелезистых хлоритов, обладающих повышенной, по сравнению с остальными минералами бокситов, магнитной проницаемостью и электропроводностью, а также достаточно высокая контрастность руд по SiO2, Sобщ и СО2. Исследования на лабораторном сепараторе показали, что использование радиометрического обогащения бокситов позволит получать высококачественный боксит, а также расширить сырьевую базу алюминиевой промышленности за счет вовлечения в переработку низко-качественных бокситов.
Оценена возможность применения радиоволновой сепарации для предварительного обогащения медно-никелевых руд одного из Печенгских месторождений Кольского полуострова. Изучена возможность предварительного обогащения радиоволновым методом комплексных руд Ковдорского месторождения, включающего апатит-магнетитовые и апатит- кальцитовые руды, являющиеся труднообогатимыми главным образом вследствие высокого содержания в них карбонатов.
Выводы исследований свойств руд и теоретических показателей их сепарации подтверждены результатами испытаний частных проб класса крупности -40+20 мм на сепараторах ВИМС. При сепарации на основе индукционного радиоволнового (ИРМ) и особенно магнитоиндукционного радиоволнового (МИРМ) метода достигнута высокая эффективность обогащения непосредственно по содержанию железа. При использовании ИРМ метода выделен концентрат, обогащенный железом в 1,95 раза и фосфором в 1,26 раза, а при сепарации по МИРМ методу получен концентрат, обогащенный железом и фосфором в 2,36 и 1,41 раза, соответственно. В обоих случаях были получены хвосты, представленные кальцит-апатитовым продуктом, отвальные по железу.
Апатито-нефелиновые руды Хибинского массива не относятся к полезным ископаемым, у которых наблюдается заметное отличие электрических свойств рудообразующих минералов и минералов . вмещающих пород, следовательно, радиоволновые методы нельзя использовать для их радиометрического опробования и разделения. Согласно данным изучения физических свойств пород и руд апатитовых месторождений Хибин, магнитная восприимчивость их однозначно связана с титаномагнетитом, являющимся практически единственным магнитным минералом. Метод магнитной восприимчивости может быть использован для определения титаномагнетита и выделения титаномагнетитового концентрата из хвостов нефелиновой флотации.