Вопросы для самопроверки знаний по главе 5

1. Какие методы акустического контроля Вам известны? Назовите классификацию методов.

2. Какие физические величины используют при ультразвуковых методах контроля металлов?

3. Из каких основных блоков состоит импульсный ультразвуковой прибор?

4. Какие Вам известны первичные преобразователи по способу акустического контроля? По способу соединения? По направлению акустической оси? По форме акустического поля?

5. Каким образом определяется тип металла при измерении времени распространения продольной и сдвиговой упругих волн?

Глава 6. Классификация радиометрических методов контроля состава руд

Как уже отмечалось во введении, важную роль в решении акту­альной проблемы создания экономически целесообразных и экологи­чески сбалансированных горных технологий могут сыграть радио­метрические методы опробования и разделения минерального сы­рья [20, 37]. На протяжении последних десятилетий в нашей стране и за рубежом проведены исследования и разработаны мето­ды радиометрического опробования и разделения полезных ископае­мых, апробированные на рудах большого количества месторожде­ний минерального сырья.

Однако четкая систематизация и классификация радиометричес­ких методов для применения их на всех стадиях горно-технологического цикла отсутствует. Терминология этих методов, применяе­мых для опробования в массиве, существенно отличается при ис­пользовании последних в процессах переработки полезных ископае­мых. При опробовании руд в естественном залегании, при каротаже разведочных и буровзрывных скважин, опробовании в забое, под радиометрическим опробованием понимают лишь опробование мине­рального сырья, обладающего естественной радиоактивностью. Все методы, основанные на исследовании вторичных излучений, вызван­ных в полезном ископаемом при воздействии на него первичным иони­зирующим излучением, принято называть ядерно-физическими или ядерно-геофизическими, а все остальные методы, основанные на эффектах взаимодействия более длинноволнового электромагнитно­го излучения с горными породами, относят к общим геофизическим. Такой же терминологии придерживался А.П.Татарников, объединив все радиометрические методы обогащения ми­нерального сырья под общим названием «ядерно-физические мето­ды сепарации».

Эта терминология неправомерна, т.к. согласно строгому опреде­лению в физике, ядерно-физическими можно называть те процессы взаимодействия, при которых происходят ядерные реакции, в том числе и процесс радиоактивного распада. Поэтому к ядерно-физи­ческим можно отнести только следующие методы опробования и разделения минерального сырья: нейтронные методы и метод опре­деления естественной радиоактивности. Практическая реализация этих методов заключается в регистрации различных видов излуче­ний, возникающих при взаимодействии ядерных и электромагнитных излучений с веществом. Поэтому методы, объединенные под общим названием «ядерно-физические», логично отнести к радиометричес­ким, поскольку сам термин «радиометрия» означает «измеряю излу­чение».

Согласно терминологии В.А. Мокроусова и В.А. Лилеева [20], под радиометрическими методами обогащения полезных ископаемых понимают все физические методы, основанные на взаимодействии любого вида излучений с веществом горных пород. Эта терминоло­гия объединяет все внешне разнообразные процессы радиометри­ческого разделения полезных ископаемых по общему свойству, свя­занному с механизмами взаимодействия излучений корпускулярно-волновой природы с веществом. Ее следует принять для всех физи­ческих методов опробования и разделения минерального сырья, ос­нованных на взаимодействии любого вида излучения (электромагнитного, ядерного) с веществом горных пород и руд, при использова­нии их на всех стадиях горно-технологического цикла.

Вариант классификации методов разделения руд, предложенный А.П. Татарниковым, одна из первых попыток ее разработки, и естественно, является неполной, поскольку включает в себя лишь часть радиометрических методов. Кроме того, в этой классифика­ции нет указаний на область применения методов, что снижает ее практическую значимость. Однако, как оговорено автором, предло­женная им классификация требует дальнейшего совершенствования.

Наиболее полная классификация радиометрических методов обо­гащения нерадиоактивных руд предложена В.А. Мокроусовым и В. А. Лилеевым [27]. В ней дан единый подход к рассмотрению методов обогащения, основанных на использовании взаимодействия различ­ных видов первичного излучения с веществом, для осуществления которых используется измерение интенсивности или плотности пото­ка вторичных излучений. Все методы радиометрического обогаще­ния разбиты на восемь групп, отличающихся длиной волны или ви­дом первичного излучения. Несмотря на достоинства этой классификации, в некоторых слу­чаях разбиение методов на группы представляется необоснованным (искусственным). Например, рентгенорадиометрический (рентгено-флуоресцентный) метод в зависимости от излучения, возбуждающе­го характеристическое излучение (гамма-, рентгеновского, бета-) попадает в разные группы, хотя и признак радиометрического разде­ления, и физические процессы, на которых основан метод (в данном случае фотоэлектрическое поглощение) одинаковы. То же можно ска­зать о фотолюминесцентном и рентгенолюминесцентном методах, являющихся разновидностями люминесцентного метода разделения минерального сырья; о гамма-отражательном и рентгено-отражательном методах, гамма-абсорбционном и рентгено-абсорбционном ме­тодах. Они основаны на фотоэлектрическом поглощении первичных гамма-квантов веществом горной породы и регистрации отраженно­го или прошедшего излучения.

Все радиометрические ме­тоды опробования и разделения полезных ископаемых, независимо от сферы их применения, классифицированы на группы именно по физическим процессам, лежащим в основе этих методов, в соответ­ствии с физическими теориями, которые описывают процессы взаи­модействия излучений с веществом.

Наиболее распространенные в настоящее время радиометричес­кие методы опробования и разделения полезных ископаемых можно подразделить на следующие группы:

• методы определения элементного состава полезных ископаемых по спектрометрии вторичных излучений, возникающих в веществе горных пород и руд при взаимодействии первичных ионизирующих излучений с атомами и ядрами, входящими в их состав;

• методы определения естественной радиоактивности пород, со­держащих радиоактивные элементы;

• люминесцентные методы выделения полезных компонентов, ос­нованные на способности минералов, входящих в состав полезных ископаемых, люминесцировать под воздействием на них электромаг­нитного излучения (ультрафиолетового или рентгеновского);

• фотометрические методы разделения полезных ископаемых, ос­нованные на взаимодействии электромагнитного излучения видимо­го спектрального диапазона с веществом горных пород и руд;

• радиоволновые методы разделения полезных ископаемых по ха­рактеру взаимодействия излучения радиоволнового диапазона с ве­ществом горных пород и руд.