Методи й режими радіометричного збагачення.

Радіометричне збагачення корисних копалин засновано на використанні розходжень поділюваних матеріалів в інтенсивності випускання, відбивання або поглинання різних видів випромінювань.

Для руд, що мають природну радіоактивність, використовуються відмінності в радіоактивних властивостях мінералів. Нерадіоактивні корисні копалини можна збагачувати виходячи з розходжень у взаємодії мінералів з різними зовнішніми випромінюваннями. При цьому в якості останніх використовуються: гамма-випромінювання з довжиною хвилі менше 10^-2 нм, бета-випромінювання (10^-3-10^-2 нм), нейтронне (10^-2-10^-1 нм), рентгенівське (5·10^-2-10 нм), ультрафіолетове (10³-3,8·10^-2 нм), видиме світло (3,8·10^-2-7,6·10² нм), інфрачервоне (7,6·10²-10⁴ нм), радіохвильове (10⁵-10¹⁴ нм). В результаті взаємодії цих випромінювань з мінералами можуть спостерігатися штучна (наведена) радіоактивність або люмінесценція речовин, відбивання випромінювання від поверхні часток, поглинання його (абсорбція), змінення енергії магнітного поля та його характеристики.

Радіометричній сепарації піддаються матеріали крупністю від 15-30 до 150-300 мм. Сепарація більш дрібної сировини припустима тільки у випадку виділення досить коштовних компонентів, тому що продуктивність збагачувального устаткування при цьому різко знижується.

Методи радіометричної сепарації можна розділити на дві групи: емісійно-радіометричні й абсорбційно-радіометричні.

До емісійно-радіометричних методів сепарації відносяться методи, засновані на визначенні інтенсивності випромінювання, що випускається матеріалами. Це:

- авторадіометричний метод, заснований на використанні розходження в інтенсивності випромінювань (головним чином, гамма- і бета-випромінювання) природно-радіоактивних хімічних елементів. Цей метод набув широкого застосування при збагаченні уранових і торієвих руд;

- фотонейтронний метод, заснований на використанні розходжень мінералів в інтенсивності нейтронного випромінювання, що виникає при їхньому опроміненні гамма-променями. Застосовують в основному для збагачення берилієвих руд, тому що ядра берилія вимагають для цього порівняно низької енергії випромінювання;

- рентгенорадіометричний метод, заснований на використанні рентгенівських спектрів елементів, збуджених джерелами гамма- або рентгенівського випромінювання. Метод використовується для збагачення складних олов'яних руд;

- рентгенолюмінесцентний метод, заснований на використанні розходжень в інтенсивності люмінесценції мінералів під впливом рентгенівського випромінювання. У промислових масштабах застосовується для збагачення алмазовмісних і флюоритових руд;

- фотолюмінесцентний метод, заснований на використанні розходжень в інтенсивності люмінесценції мінералів під впливом ультрафіолетового випромінювання. Метод використовується для сепарації флюоритових і шеєлітовых руд;

- фотометричний метод, заснований на використанні розходжень здатностей мінералів відбивати або заломлювати промені світла. Збагачення здійснюється у фотометричній камері, у якій мінерали висвітлюються на спеціально підібраному за кольорами фоні, а відбите від них світло вловлюється датчиками (фотоелементами з високою чутливістю до світла). Метод застосовується для збагачення марганцевих, золотовмісних й інших руд, кварцу, вапняку, кам'яних солей;

- нейтронно-активаційний метод, заснований на ефекті виникнення штучної (наведеної) радіоактивності у вигляді жорсткого гамма-випромінювання в результаті опромінення матеріалу потоком нейтронів. Така реакція характерна для ряду елементів (марганця, фтору, міді, ванадія, вольфрама й ін.), однак застосовується поки тільки для збагачення боровмісних руд.

До абсорбційно-радіометричних методів сепарації відносяться методи, засновані на розходженні в здатності мінералів поглинати (послабляти) випромінювання, що проходить через них. Це:

- гамма-абсорбційний метод, заснований на розходженні в ступені поглинання мінералами гамма-променів. Цей метод застосовується для збагачення вугілля, залізних руд і багатьох інших корисних копалин, вміст корисного компонента у яких досить великий;

- нейтронно-абсорбційний метод, заснований на розходженні мінералів у здатності послабляти потік нейтронів у результаті захвата їхніми ядрами хімічних елементів. Метод ефективний для збагачення руд, що містять бор;

- фотоабсорбційний метод, заснований на розходженні в інтенсивності пропущеного шматками руди світла, тобто в прозорості поділюваних матеріалів. Метод знаходить застосування для доведення грубих алмазовмісних концентратів.

Зазначені методи ефективні не тільки в якості основних і доводочних операцій (сепарації) при збагаченні різних типів корисних копалин, але й для попередньої концентрації (сортування) бідних руд, які широко розроблюються останнім часом. Подібна сировина включає, як правило, велику кількість крупних шматків, що практично не містять коштовних компонентів, тому її обробка за традиційною технологією з попереднім дробленням і подрібненням всієї руди веде не тільки до значних непродуктивних витрат, але й негативно позначається на технологічних показниках. Тому попереднє збагачення, а саме - видалення з руди перед дробленням і подрібненням частини порожньої породи, - є істотним удосконаленням технології збагачення.

Розрізняють потоковий, порціонний і покусковий режими радіометричного збагачення (рис. 6.1).

Рис. 6.1. Технологічні режими радіометричної сепарації:

а – потоковий; 2 – порціонний; 3 – покусковий

Потоковий режим (рис. 6.1, а) характеризується безперервним проходженням матеріалу через сепаратор і виміром випромінювання всього потоку. Він найбільш продуктивний, однак чреватий помилками при поділі. Його рекомендується використовувати при обробці висококонтрастної за якістю сировини.

Покусковий режим(рис. 6.1, в) передбачає роботу з окремими шматками матеріалу. Він є найселективнішим, тільки при ньому можна одержати високі технологічні показники. Він найменш продуктивний, однак є основним режимом радіометричної сепарації.

При порціонному режимі (рис. 6.1, б) корисна копалина подається на сепаратор порціями з декількох шматків. Кожна з порцій потім цілком потрапляє в концентрат або хвости залежно від сумарної потужності вторинного випромінювання. Спосіб займає проміжне положення між першими двома як за продуктивністю, так і по селективності. Порціонний режим застосовується в основному при радіометричному крупнопорціонному сортуванню (РКС).

Дата добавления: 2015-08-18