NL8006566A

NL8006566A - Determining gold content of mined rock - by irradiation with neutrons and measurement of intensity of resultant gamma rays produced by gold reaction

Info

Publication number: NL8006566A
Application number: NL8006566A
Authority: NL
Original assignee: Atomic Energy Authority Uk
Priority date: 1980-12-02
Filing date: 1980-12-02
Publication date: 1982-07-01

Abstract

The gold content of gold-bearing material is determined by irradiating the material with neutrons. The reaction Au-179 (nn') Au-179 m takes place, producing gamma rays of energy 279 keV. The intensity of the gamma rays is measured and gives an indication of gold content. The method is used for selecting samples of gold-bearing ore for further treatment and extraction. The method can cope with a high throughput of material, and is accurate since a property of the gold itself is used as an indication.

Description

N.0. 29.677 -1- * ~N.0. 29,677 -1- * ~

Werkwijze en inrichting voor het bepalen van het goudgehalte van een goudhoudend materiaal.Method and device for determining the gold content of a gold-containing material.

De uitvinding betreft een werkwijze en inrichting voor het bepalen van het goudgehalte van goudhoudende materialen, in het bijzonder het bepalen van het goudgehalte van goudhoudend gesteente en rotsmonsters.The invention relates to a method and apparatus for determining the gold content of gold-containing materials, in particular determining the gold content of gold-containing rock and rock samples.

Goud wordt aangetroffen in de diepte in dunne mineralisatiebanden, 5 die bij gelijktijdige ontginning vergezeld gaan van grote hoeveelheden steriel gesteente. Om de dure en veel tijd in beslag nemende behandeling van het totale ontgonnen materiaal te voorkomen moet het ontgonnen materiaal een bepaald voorselektieproces doorlopen. Er zijn reeds een aantal werkwijzen voor het selekteren van gesteente voor verdere behandeling 10 voorgesteld, maar tot op heden is er geen volledig bevredigende selektie-methode gevonden. Enkele methoden hebben gefaald omdat zij sekundaire methoden vormen en de korrelatie tussen de gemeten sekundaire eigenschap en het goudgehalte is ofwel variabel ofwel onnauwkeurig. Andere methoden zijn ongeschikt gebleken voor het verwerken van de in bepaalde produktie-15 omstandigheden grote hoeveelheden monsters.Gold is found in depth in thin mineralization bands, 5 which are accompanied by large amounts of sterile rock when extracted simultaneously. To avoid the expensive and time-consuming treatment of the total mined material, the mined material must go through a certain pre-selection process. A number of methods for selecting rock for further treatment have already been proposed, but no fully satisfactory selection method has been found to date. Some methods have failed because they are secondary methods and the correlation between the measured secondary property and the gold content is either variable or imprecise. Other methods have proved unsuitable for processing the large amounts of samples under certain production conditions.

De onderhavige uitvinding verschaft thans een werkwijze en inrichting voor het bepalen van het goudgehalte van ontgonnen gesteente, welke werkwijze en inrichting zowel zijn opgewassen tegen de noodzakelijke verwer-kingshoeveelheden van rotsmonsters en gebruik maken van een bepaalde eigen-20 schap van het goud zelf om zijn koncentratie in de rotsmonsters vast te stellen.The present invention now provides a method and apparatus for determining the gold content of quarried rock, which method and apparatus are both able to withstand the necessary processing amounts of rock samples and make use of a particular property of the gold itself for its determine concentration in the rock samples.

De onderhavige uitvinding verschaft derhalve een werkwijze voor het bepalen van het goudgehalte van een goudhoudend materiaal, gekenmerkt door het bestralen van een lichaam van het materiaal met neutronen en 25 het bepalen van de intensiteit van de /-stralen met een energie van 279 keV die vrij komt bij de reaktie van ^97Au (nn') 197ni Au —£ 279 keV.The present invention therefore provides a method for determining the gold content of a gold-containing material, characterized by irradiating a body of the material with neutrons and determining the intensity of the rays with an energy of 279 keV that is free comes with the reaction of ^ 97Au (nn ') 197ni Au - £ 279 keV.

Als de werkwijze wordt gebruikt voor het bepalen van het goudgehalte van goudhoudend gesteente moet een neutronenbron worden toegepast, die geen neutronen produceert met energieën boven de neutronenreaktiedrempels 30 van elementen zoals Al, Si, Ca, Fe en 0, die zeer waarschijnlijk in hoge koncentraties aanwezig zijn. Passende neutronenbronnen zijn bijvoorbeeld buisbronnen, die voor het opwekken van neutronen gebruik maken van de deu-teron-deuteron reaktie of de deuteron-beryIlium reaktie.If the method is used to determine the gold content of goldiferous rock, a neutron source must be used, which does not produce neutrons with energies above the neutron reaction thresholds of elements such as Al, Si, Ca, Fe and O, which are very likely to be present in high concentrations to be. Suitable neutron sources are, for example, tube sources which use the deuterone-deuteron reaction or the deuterone-berylium reaction to generate neutrons.

De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van de bij-35 gaande tekeningen.The invention will now be further elucidated with reference to the annexed drawings.

Fig. 1 toont schematisch een inrichting voor het sorteren van een gesteente volgens de onderhavige uitvinding; 8 0 0 6 5 6 6 -2-Fig. 1 schematically shows a rock sorting apparatus according to the present invention; 8 0 0 6 5 6 6 -2-

It fig. 2 toont schematisch een dwarsdoorsnede van een neutronenstralings-stelsel ten gebruike in de inrichting volgens fig, 1.Fig. 2 schematically shows a cross-section of a neutron radiation system for use in the device according to Fig. 1.

In fig. 1 wordt goudhoudend gesteente 1 gevoerd in een trechter 2, waardoor dit wordt toegevoerd aan een gesteentebreker 3, waarin het 5 wordt gebroken tot brokstukken 4·, die maasafmetingen bezitten tot om en nabij 5 cm. De stroom gebroken gesteente die de breker 3 verlaat wordt onderverdeeld in een aantal stromen 5, waarvan er slechts één is weergegeven, welke worden gevoerd door een neutronenstralingsstelsel 6, dat hierna nog nader wordt toegelicht. Na bestraling door neutronen opgewekt 10 in het stelsel 6 passeert elke stroom brokstukken 4· een /-stralen detek-tor 7, die alle /-stralen kan detekteren met een energie van 279 keV, af-komstig van de nucleaire reaktie Au (nn') m Au, die optreedt in alle goudhoudende gesteentebrokstukken. Elk brok 4· wordt afzonderlijk ondervraagd om vast te stellen of zijn goudgehalte boven of beneden een 15 gegeven koncentratie ligt. De kritische koncentratie kan bijvoorbeeld 5 ppm bedragen. In het algemeen kan deze liggen tussen 1 tot 10 ppm.In Fig. 1, gold-bearing rock 1 is fed into a funnel 2, through which it is fed to a rock-breaker 3, in which it is broken into fragments 4, which have mesh sizes of up to about 5 cm. The stream of crushed rock leaving the crusher 3 is divided into a number of streams 5, only one of which is shown, which is passed through a neutron radiation system 6, which is explained in more detail below. After irradiation generated by neutrons 10 in the system 6, each stream of debris passes through 4 a beam detector 7, which can detect all beams with an energy of 279 keV from the nuclear reaction Au (nn ') ) m Au, which occurs in all gold-bearing rock fragments. Each lump 4 is individually surveyed to determine if its gold content is above or below a given concentration. The critical concentration can be, for example, 5 ppm. Generally it can be between 1 to 10 ppm.

Stroomafwaarts van de /-stralen detektor 7 bevindt zich een sorteer-inrichting 8, van het type dat algemeen bekend is in de techniek van materiaalsortering, welke inrichting hier niet nader wordt beschreven.Downstream of the / beam detector 7 is a sorting device 8, of the type well known in the art of material sorting, which device is not further described here.

20 De sorteerinrichting 8 reageert op signalen van de /-stralendetektor 7, teneinde passerende brokstukken 4· voor verdere verwerking te accepteren of af te wijzen.The sorting device 8 responds to signals from the beam detector 7 to accept or reject passing debris 4 for further processing.

Het neutronenstralingsstelsel 6 in fig. 2 bestaat uit een cilindrisch lichaam 21 van lood, dat omgeven is door een biologisch stralingsscherm 25 22, dat voor neutronen en /-stralen ondoordringbaar is. In het lichaam 21 bevindt zich een centrale boring 23, om de omtrek waarvan zijn opgesteld zes buizen 24· van borium. De buizen 24- strekken zich over de gehele lengte van het lichaam 21 uit. Elke buis 24· bezit een zodanige boring, dat slechts een enkele stroom brokstukken 4· door de buis kan lopen. In het centrale ge-30 bied van de boring 23 in het lichaam 21 bevindt zich een doel 25, bestaande uit materiaal dat neutronen kan produceren in responsie op het bombardement van een bundel deuteronen afkomstig van een niet weergegeven bron. Bij voorkeur bestaat het doel 25 uit materiaal dat deuteronen of beryllium bevat. Van belang hierbij is, dat de neutronenbron bestaat uit materiaal 35 dat geen neutronen produceert met voldoende energie voor het teweeg brengen van snelle neutronenreakties in de samenstellende elementen van het gesteente dat goud bevat, bijvoorbeeld aluminium, silicium, calcium, ijzer en zuurstof. Het doel 25 zal neutronen uitzenden over een ruimtehoek 4·^, maar als de brokstukken 4· het maximum neutronenveld passeren onder een 4·0 hoek van 90° op de richting van de neutronen, kunnen de omstandigheden zo- 8006566 -3- * * danig zijn, dat terwijl de neutronenbronenergie gelijk wordt aan de maximum energie van de straling 197 197The neutron radiation system 6 in Fig. 2 consists of a cylindrical body 21 made of lead, which is surrounded by a biological radiation screen 22, which is impermeable to neutrons and rays. In the body 21 there is a central bore 23, around the circumference of which are arranged six boron tubes 24. The tubes 24- extend the entire length of the body 21. Each tube 24 has a bore such that only a single stream of debris 4 can pass through the tube. Located in the central region of the bore 23 in the body 21 is a target 25 consisting of material capable of producing neutrons in response to the bombardment of a bundle of deuterons from an unshown source. Preferably, the target 25 consists of material containing deuterons or beryllium. Importantly, the neutron source consists of a material 35 which does not produce neutrons with sufficient energy to produce rapid neutron reactions in the constituent elements of the rock containing gold, for example, aluminum, silicon, calcium, iron and oxygen. The target 25 will emit neutrons across a solid angle 4 · ^, but if the debris 4 · passes the maximum neutron field at a 40 ° angle of 90 ° to the direction of the neutrons, the conditions may be 8006566 -3- * * somehow, while the neutron source energy becomes equal to the maximum energy of the radiation 197 197

Au (nn’) m Au de neutronenenergie beneden de drempelenergieën ligt van de (n,p) reakties · 5 zoals hierboven genoemd, die waarschijnlijk in hoge koncentraties in het gesteente aanwezig zijn. In het bijzonder moet ervoor worden gezorgd, dat wordt gewaarborgd, dat de neutronenenergie beneden de drempel ligt van de fluorreaktie 19 16 16 F(n,«fc) ^ 0(Ti = 7,3 sec)Au (nn ') m Au the neutron energy is below the threshold energies of the (n, p) reactions 5 5 mentioned above, which are likely to be present in the rock at high concentrations. Particular care must be taken to ensure that the neutron energy is below the threshold of the fluorine reaction 19 16 16 F (n, «fc) ^ 0 (Ti = 7.3 sec)

PP

10 Deze reaktie wekt /-stralen op met energieën van 6,1 en 7,2 Mev. Alhoe- 197 wel deze aanzienlijk sterker zijn dan de 0,279 Mev van het mAu, is de halveringstijd hetzelfde en de reaktie zou de bron kunnen zijn van botsende /-stralen met lage energie, die hetzelfde vervalpatroon zouden bezitten als de gedetekteerde straling en aldus de bepaling van het goudgehalte van 15 de brokstukken 4- storen, in het bijzonder indien fluor aanwezig is in koncentraties die relatief hoog zijn vergeleken met die van het goud.This reaction generates / rays with energies of 6.1 and 7.2 Mev. Although they are considerably stronger than the 0.279 Mev of the mAu, the half-life is the same and the reaction could be the source of low energy colliding / rays, which would have the same decay pattern as the detected radiation and thus the determination of the gold content of the debris 4 disturbs, especially if fluorine is present in concentrations that are relatively high compared to that of the gold.

De /-stralendetektor 7, die niet in detail is weergegeven, bestaat uit zes lineaire stellen van /-straal detektoren, één voor elke stroom brokstukken. De signalen die de sorteerinrichting 8 sturen, die eveneens zes 20 ingangskanalen bezit, worden afgeleid van de gekombineerde uitgangssignalen van elk van de afzonderlijke /-straaldetektoren, die bij elk kanaal behoort.The st-ray detector 7, not shown in detail, consists of six linear sets of st-ray detectors, one for each stream of debris. The signals sent by the sorter 8, which also has six input channels, are derived from the combined output signals from each of the separate / beam detectors associated with each channel.

Een neutronenuitgang van om en nabij ΙΟ”*·* n/s van de neutronenbron verschaft de mogelijkheid om brokstukken met een goudkoncentratie van 1 ppm te onderscheiden van een brokstuk met een goudkoncentratie van 2 ppm in een 25 van de drie metingen, terwijl een brokstuk met een goudkoncentratie van 2 ppm kan worden onderscheiden van een met een goudkoncentratie van 5 ppm in 99 van de 100 metingen.A neutron output of approximately ΙΟ ”* · * n / s from the neutron source provides the ability to distinguish debris with a gold concentration of 1 ppm from a debris with a gold concentration of 2 ppm in 25 of the three measurements, while a debris with a gold concentration of 2 ppm can be distinguished from one with a gold concentration of 5 ppm in 99 of the 100 measurements.

80065668006566

Claims

1. A method for determining the gold content of a gold-containing material, characterized by irradiating a body of the material with neutrons and determining the intensity of the 197 5 / -beams with an energy of 279 keV from the reaction Au (nn ') 197mAu -> 279 keV.

2. Process according to claim 1, characterized in that use is made of a neutron source which does not produce neutrons with an energy sufficient to generate rapid neutron reactions in non-gold-containing components of the gold-containing material.

Process according to claim 2, characterized in that a neutron source is used which produces neutrons by means of the deuteron-deuteron or deuteron-beryllium reaction.

4 ·. Device for determining the gold content of a gold-containing material, characterized by means (2,3,5) for passing individual samples (4 ·) of gold-containing material past a neutron source (6) and means (7) for determining of the intensity of / beams with an energy of 279 keV from the reaction Au (nn ') 197Wu - * 279 keV.

Apparatus according to claim 4, characterized by means (8) responsive to the means for determining the intensity 197 197 of str-rays from the reaction Au (nn ') mAu - V 279 keV, in order to obtain those samples (4 ·) to separate the gold-bearing material with a gold content above a given value from the samples which do not have this content.

Device according to claim 4 or 5, characterized in that the neutrons are supplied by a tube source using the deuteron-deuteron or deuteron-beryllium reaction to generate neutrons.

Device according to any one of claims 4 to 5, characterized in that the means (2,3,5) for passing individual samples of gold-containing materials past a neutron source consist of a number of tubes (24 ·) regularly arranged in parallel with each other around the circumference of a central tube (25) which can contain a neutron source with energies insufficient to generate rapid neutron reactions in non-gold-containing components of the gold-containing material samples and conducting means of the samples of gold-bearing material in the tubes.

Device according to claim 7, characterized by a 4-0 separate / beam detector channel (7) and a responding sorter 8006566, * ΐ. £ -5 device (8) cooperating with each of said tubes (24 ·). 8006566