Общие сведения и классификация радиометрического обогащения

Радиометрическое обогащение — это обогащение по излучению, основанное на разделении исходного материала в результате измерения какого-либо вида излучения разделяемых компонентов. Исходный материал для радиометрического обогащения — механическая смесь твердых частиц, различающихся по виду и интенсивности излучения.

К процессам радиометрического обогащения (сепарации) относятся процессы разделения минералов на основе различий в интенсивности испускания, отражения или поглощения ими различных видов ядерно-физических излучений путем механического изменения траекторий выведения частиц из потока материала специальными исполнительными механизмами.

Для руд, обладающих естественной радиоактивностью, используются различия в радиоактивных свойствах минералов, при радиометрическом обогащении нерадиоактивных полезных ископаемых используются различия во взаимодействии минералов с различными излучениями. В качестве первичных излучений в последнем случае используют излучения в широком диапазоне длин λ волн: λ — излучение (λ < 10^2 нм); (β-излучение (λ = 10^-3 ÷ 10^-2 нм); нейтронное (λ = 10^-2 ÷ 10^-1 нм); рентгеновское (λ = 5 • 10^-2  ÷ 10 нм), ультрафиолетовое (λ = 10^2 3,8 • 10^нм); видимый свет (λ = 3,8 • 10^2 ÷ 7,6 • 10^2 нм); инфракрасное (λ = 7,6 • 10^2 ÷ 10^4 нм); радиоволновое (λ = 10^5 ÷ 10^14 нм).

Результатом их взаимодействия с минералами в зависимости от характера излучений и свойств минералов являются: ядерные реакции, вызывающие искусственную (наведенную) радиоактивность у некоторых минералов; возбуждение люминесценции; отражение первичного излучения от поверхности минералов; поглощение (адсорбцию) первичного излучения или изменение энергии магнитного поля и его характеристики.

При разделении минеральных частиц могут быть использованы любые из этих свойств или любая их комбинация. Принципиально радиометрическую сепарацию можно представить следующим образом (рис. 11.1). По ленте или вибрационному лотку 6 монослоем перемещаются куски материала 2. Под действием внешнего излучения от источника 1, например гамма-излучения, куски материала испускают вторичное излучение различной интенсивности.

Интенсивность измеряется с помощью специального устройства 3, передающего сигналы через усилитель 4 на исполнительный механизм 5, автоматически отделяющий куски или фракции с повышенной или, наоборот, с пониженной интенсивностью излучения. В результате концентрат и хвосты изменяют траектории движения и разгружаются в соответствующие приемники.

В настоящее время известны свыше двадцати методов радиометрического обогащения. Около половины из них уже применяются в промышленных условиях или находятся в стадии подготовки к внедрению.

Рис. 11.1. Принципиальная схема радиометрического обогащения:

1 — источник излучений; 2 — объект (порция, частица); 3 — приемник излучений; 4 — блок обработки информации; 5 — исполнительный механизм вывода объектов (порции, частицы) из потока; 6 — траектория движения объектов (порций, частиц); 7 — траектория движения концентрата; 8 — траектория движения хвостов