EA038411B1 - Gamma-albedo method to determine density of ores of complex composition - Google Patents
Gamma-albedo method to determine density of ores of complex composition Download PDFInfo
- Publication number
- EA038411B1 EA038411B1 EA202091427A EA202091427A EA038411B1 EA 038411 B1 EA038411 B1 EA 038411B1 EA 202091427 A EA202091427 A EA 202091427A EA 202091427 A EA202091427 A EA 202091427A EA 038411 B1 EA038411 B1 EA 038411B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- density
- gamma radiation
- intensity
- ores
- found
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к ядерно-физическим способам контроля качества руд. Оно может быть использовано для определения плотности руд сложного состава в горнодобывающей, металлургической и других отраслях промышленности.The invention relates to nuclear-physical methods for controlling the quality of ores. It can be used to determine the density of complex ores in the mining, metallurgical and other industries.
Известен гамма-гамма метод измерения плотности, основанный на облучении горных пород и руд гамма-излучением и регистрации рассеянного гамма-излучения (В.А. Арцыбашев. Ядерно-геофизическая разведка. М.: Атомиздат, 1980, 321 с.). Недостаток данного способа состоит в низкой чувствительности к плотности и влиянии колебаний вещественного состава на результаты определения плотности.Known gamma-gamma method for measuring density, based on the irradiation of rocks and ores with gamma radiation and registration of scattered gamma radiation (VA Artsybashev. Nuclear-geophysical prospecting. M .: Atomizdat, 1980, 321 S.). The disadvantage of this method is low sensitivity to density and the influence of fluctuations in the material composition on the results of determining the density.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ анализа состава вещества, основанный на облучении вещества высокоэнергетическим гамма-излучением и регистрации рассеянного гамма-излучения двумя зондами (Инновационный патент РК №28371. Способ анализа состава вещества. Авторы: Пак Ю.Н., Пак Д.Ю., Иманов М.О. и др. Зарегистрирован в Гос. Реестре изобретений Республики Казахстан 19.03.2014). Недостатком известного способа является невысокая чувствительность к плотности руд сложного состава в условиях значительной изменчивости вещественного состава.The closest in technical essence and the achieved result is a method for analyzing the composition of a substance, based on irradiating a substance with high-energy gamma radiation and registering scattered gamma radiation with two probes (Innovative patent of the Republic of Kazakhstan No. 28371. Method for analyzing the composition of a substance. Authors: Pak Yu.N., Pak D.Yu., Imanov M.O. and others. Registered in the State Register of Inventions of the Republic of Kazakhstan 03.19.2014). The disadvantage of this method is the low sensitivity to the density of complex ores in conditions of significant variability of the material composition.
Задачей изобретения является повышение чувствительности определения плотности руд сложного состава в широком диапазоне ее изменения.The objective of the invention is to increase the sensitivity of determining the density of ores of complex composition in a wide range of its variation.
Технический результат изобретения состоит в повышении чувствительности и расширении сферы применения способа.The technical result of the invention is to increase the sensitivity and expand the scope of the method.
Поставленная задача решается следующим образом.The task is solved in the following way.
В процессе облучения руды сложного состава высокоэнергетическим гамма-излучением и регистрации рассеянного гамма-излучения двумя зондами дополнительно на стандартных образцах руды с известной плотностью измеряют зависимости интенсивности рассеянного гамма-излучения от его энергии: - при малой длине зонда L1, не более одной длины свободного пробега гамма-излучения (ДСП), находят энергетический интервал ΔΕ1, при котором достигается максимальная положительная контрастность интенсивности рассеянного гамма-излучения от плотности; при большой длине зонда L2, не менее 3 ДСП, находят энергетический интервал ΔΕ2, при котором достигается максимальная отрицательная контрастность интенсивности рассеянного гамма-излучения от плотности, измеряют интенсивности рассеянного гамма-излучения: N1 в найденном энергетическом интервале ΔΕ1, N2 в найденном энергетическом интервале ΔΕ2, а плотность руды сложного состава определяют по отношению измеренных интенсивностей рассеянного гамма-излучения N1/N2.In the process of irradiation of ore of complex composition with high-energy gamma radiation and registration of scattered gamma radiation by two probes, the dependences of the scattered gamma radiation intensity on its energy are additionally measured on standard ore samples with a known density: - with a short probe length L1, no more than one free path gamma radiation (DSP), find the energy interval ΔΕ1, at which the maximum positive contrast of the intensity of the scattered gamma radiation from the density is achieved; with a large probe length L2, not less than 3 EAF, find the energy interval ΔΕ2, at which the maximum negative contrast of the scattered gamma radiation intensity from the density is achieved, measure the intensities of the scattered gamma radiation: N1 in the found energy interval ΔΕ1, N2 in the found energy interval ΔΕ2 , and the density of the ore of complex composition is determined by the ratio of the measured intensities of the scattered gamma radiation N1 / N 2 .
Исследованиями закономерностей изменения интенсивности рассеянного гамма-излучения от его энергии, длины зонда и плотности руды выявлено следующее.Studies of the regularities of changes in the intensity of scattered gamma radiation from its energy, probe length and ore density revealed the following.
При малой длине зонда L1, не более одной ДСП, в основном регистрируется однократно рассеянное гамма-излучение. При большой длине зонда L2, не менее трех ДСП, регистрируется в основном многократно рассеянное гамма-излучение, обладающее меньшей энергией, чем однократно рассеянное. Исследованиями энергетического распределения рассеянного гамма-излучения при малой и большой длине зонда показано, что при изменении плотности исследуемой среды интенсивность рассеянного гаммаизлучения меняется в качественно обратной зависимости от длины зонда и энергетического интервала Δε, в котором измеряется интенсивность излучения. В частности, при малом зонде в области повышенных энергий рассеянного гамма-излучения находятся энергетические интервалы, в которых интенсивность рассеянного гамма-излучения находится в прямой зависимости от плотности руды. При большом зонде в области пониженных энергий рассеянного гамма-излучения наблюдается обратная зависимость находятся энергетические интервалы, в которых интенсивность рассеянного гамма-излучения снижается с увеличением плотности руды. Такие закономерности обусловлены особенностями фотоэлектрического поглощения гамма-излучения и комптоновского рассеяния, вероятности которых сложным образом зависят от энергии гамма-излучения, плотности и вещественного состава исследуемой руды.With a short probe length L1, no more than one EAF, single scattered gamma radiation is mainly recorded. With a large probe length L 2 , not less than three EAFs, mainly multiply scattered gamma radiation is recorded, which has a lower energy than a single scattered one. Studies of the energy distribution of scattered gamma radiation at short and long probe lengths have shown that when the density of the investigated medium changes, the scattered gamma radiation intensity changes in a qualitative inverse relationship with the probe length and the energy interval Δε in which the radiation intensity is measured. In particular, with a small probe, in the region of increased energies of scattered gamma radiation, there are energy intervals in which the intensity of scattered gamma radiation is in direct proportion to the density of the ore. With a large probe in the region of low energies of scattered gamma radiation, an inverse relationship is observed, the energy intervals are found, in which the intensity of scattered gamma radiation decreases with an increase in the density of the ore. Such regularities are due to the peculiarities of photoelectric absorption of gamma radiation and Compton scattering, the probabilities of which depend in a complex way on the energy of gamma radiation, density and material composition of the studied ore.
При малой длине зонда L1 находят энергетический интервал ΔΕ1, при котором достигается максимальная положительная контрастность интенсивности рассеянного гамма-излучения от плотности, означающая, что с увеличением плотности руды интенсивность повышается.With a short probe length L1, the energy interval ΔΕ1 is found, at which the maximum positive contrast of the scattered gamma radiation intensity from the density is achieved, meaning that with an increase in the density of the ore, the intensity increases.
При большой длине зонда L2 находят энергетический интервал ΔΕ2, при котором достигается максимальная отрицательная контрастность интенсивности рассеянного гамма-излучения от плотности, означающая, что с увеличением плотности руды интенсивность снижается.With a large probe length L2, an energy interval ΔΕ2 is found, at which the maximum negative contrast of the intensity of scattered gamma radiation from the density is achieved, meaning that with an increase in the density of the ore, the intensity decreases.
Измеренные интенсивности рассеянного гамма-излучения N1 при найденном энергетическом интервале ΔΕ1 и N2 при ΔΕ2 меняются качественно обратно от плотности.The measured intensities of scattered gamma radiation N1 at the found energy interval ΔΕ1 and N2 at ΔΕ2 change qualitatively inversely with the density.
Это позволяет повысить чувствительность предлагаемого способа определения плотности в условиях изменчивости вещественного состава руд.This makes it possible to increase the sensitivity of the proposed method for determining the density in conditions of variability of the material composition of ores.
Существенным отличием изобретения от прототипа является то, что дополнительно на стандартных образцах руды с известной плотностью при малой длине зонда L1 находят энергетический интервал ΔΕ1, при котором достигается максимальная положительная контрастность интенсивности от плотности, при большой длине зонда L2 находят энергетический интервал ΔΕ2, при котором достигается максимальная отрицательная контрастность интенсивности от плотности, при найденных ΔΕ1 и ΔΕ2 измеряют соответ- 1 038411 ственно интенсивности рассеянного гамма-излучения N1 и N2, а плотность руды сложного состава определяют по величине отношения измеренных интенсивностей рассеянного гамма-излучения N1/N2.A significant difference between the invention and the prototype is that, in addition, on standard ore samples with a known density at a small length of the probe L1, an energy interval ΔΕ1 is found, at which the maximum positive contrast of intensity from density is achieved, with a large length of the probe L2, an energy interval ΔΕ2 is found, at which maximum negative contrast of intensity versus density, with found ΔΕ1 and ΔΕ2, the intensities of scattered gamma radiation N1 and N2 are measured, respectively, and the density of ore of complex composition is determined by the value of the ratio of the measured intensities of scattered gamma radiation N1 / N2.
Практическая апробация способа выполнена на примере определения плотности баритовых руд. В качестве источника первичного гамма-излучения выбран радиоизотопный источник цезий-137 (661 кэВ). Плотность баритовых руд менялась в значительных пределах 2,6-4,7 г/см3. Вещественный состав руды представлен следующими компонентами: BaSO4; Fe3O4; SiO2; Al2O3; СаО и др. Длина малого зонда 10 см. Длина большого зонда 36 см. Энергетические интервалы ΔΕ1=19Ο-25Ο кэВ; ΔΕ2=5Ο-11Ο кэВ.Practical testing of the method is carried out on the example of determining the density of barite ores. The radioisotope source of cesium-137 (661 keV) was chosen as the source of primary gamma radiation. The density of barite ores varied within significant limits of 2.6-4.7 g / cm 3 . The material composition of the ore is represented by the following components: BaSO 4 ; Fe 3 O4; SiO 2 ; Al 2 O 3 ; CaO, etc. The length of the small probe is 10 cm. The length of the large probe is 36 cm. Energy intervals ΔΕ 1 = 19Ο-25Ο keV; ΔΕ 2 = 5Ο-11Ο keV.
В качестве регистрируемой аппаратуры использован гамма-спектрометр на основе сцинтилляционного детектора NaJ(Tl) и многоканального анализатора АИ-1024.A gamma spectrometer based on a NaJ (Tl) scintillation detector and an AI-1024 multichannel analyzer was used as the recorded equipment.
В таблице представлены сопоставительные данные о чувствительности предлагаемого способа и известного способа-прототипа.The table shows comparative data on the sensitivity of the proposed method and the known prototype method.
Предлагаемый способ определения плотности характеризуется повышенной чувствительностью к плотности в большом диапазоне ее изменения и значительной изменчивости вещественного состава, что существенно расширяет сферу применения способа.The proposed method for determining the density is characterized by increased sensitivity to density in a wide range of its change and significant variability of the material composition, which significantly expands the scope of the method.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA202091427A EA038411B1 (en) | 2020-06-02 | 2020-06-02 | Gamma-albedo method to determine density of ores of complex composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA202091427A EA038411B1 (en) | 2020-06-02 | 2020-06-02 | Gamma-albedo method to determine density of ores of complex composition |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA202091427A1 EA202091427A1 (en) | 2021-08-24 |
| EA038411B1 true EA038411B1 (en) | 2021-08-25 |
Family
ID=77515155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA202091427A EA038411B1 (en) | 2020-06-02 | 2020-06-02 | Gamma-albedo method to determine density of ores of complex composition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA038411B1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4529877A (en) * | 1982-11-24 | 1985-07-16 | Halliburton Company | Borehole compensated density logs corrected for naturally occurring gamma rays |
| US4931638A (en) * | 1986-12-25 | 1990-06-05 | Chernyak Zinovy A | Method of monitoring hidden coal-rock interface and transducer realizing this method |
| SU1599710A1 (en) * | 1989-01-13 | 1990-10-15 | Белорусский государственный университет им.В.И.Ленина | Radiometric device for albedo gamma-checking of density |
| SU1673936A1 (en) * | 1988-10-03 | 1991-08-30 | Среднеазиатский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Цветной Металлургии | Method and apparatus for x-ray radiometric or gamma-gamma ore testing |
-
2020
- 2020-06-02 EA EA202091427A patent/EA038411B1/en unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4529877A (en) * | 1982-11-24 | 1985-07-16 | Halliburton Company | Borehole compensated density logs corrected for naturally occurring gamma rays |
| US4931638A (en) * | 1986-12-25 | 1990-06-05 | Chernyak Zinovy A | Method of monitoring hidden coal-rock interface and transducer realizing this method |
| SU1673936A1 (en) * | 1988-10-03 | 1991-08-30 | Среднеазиатский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Цветной Металлургии | Method and apparatus for x-ray radiometric or gamma-gamma ore testing |
| SU1599710A1 (en) * | 1989-01-13 | 1990-10-15 | Белорусский государственный университет им.В.И.Ленина | Radiometric device for albedo gamma-checking of density |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA202091427A1 (en) | 2021-08-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SU852185A3 (en) | Method of determining coal ash content | |
| EP1114310B2 (en) | X-ray fluorescence elemental analyzer | |
| US4566114A (en) | X- and γ-Ray techniques for determination of the ash content of coal | |
| JPH02228515A (en) | Measurement of thickness of coating | |
| US4415804A (en) | Annihilation radiation analysis | |
| CA1064165A (en) | Determining the concentration of sulphur in coal | |
| US3505520A (en) | Measuring the incombustible content of mine dust using backscatter of low energy gamma rays | |
| RU2657333C1 (en) | Integrated scintillation method of investigation of a substance with its introduction into plasma | |
| US3452192A (en) | Multiple energy detection for mixture analysis | |
| EA038411B1 (en) | Gamma-albedo method to determine density of ores of complex composition | |
| US3621245A (en) | Method of x-ray fluorescence analysis of materials containing an interfering element | |
| US3467824A (en) | Method and apparatus for x-ray analysis with compensation for an interfering element | |
| CN113050148A (en) | Method for measuring abundance of uranium-235 | |
| US3160753A (en) | Method and means for measuring hardness | |
| US3223840A (en) | Method and apparatus for measuring the property of a magnetizable workpiece using nuclear radiation | |
| EA038855B1 (en) | Method of double-probe analysis of complex substances | |
| Abdul-Majid et al. | Use of gamma ray back scattering method for inspection of corrosion under insulation | |
| EA042354B1 (en) | NEUTRON METHOD FOR TWO-PROBE MEASUREMENT OF HUMIDITY OF A COMPLEX SUBSTANCE | |
| SU354384A1 (en) | Radiometric method of investigating rock and ores | |
| EA035021B1 (en) | Complex ore moisture content control method | |
| EA042865B1 (en) | NEUTRON METHOD FOR ASSESSING COAL QUALITY | |
| RU2212694C1 (en) | Method establishing content of radiation-active elements | |
| EA044857B1 (en) | NUCLEAR GEOPHYSICAL METHOD FOR ORE ANALYSIS | |
| SU918828A1 (en) | Method of x-ray radiometric ore checking | |
| EA042425B1 (en) | INSTRUMENTAL METHOD FOR CONTROL OF HUMIDITY OF MINERAL RAW COMPLEX COMPOSITION |