RU2193185C2 - Method of detection of diamonds on conveyer in flow or in specimen of diamond-bearing rock - Google Patents

Method of detection of diamonds on conveyer in flow or in specimen of diamond-bearing rock Download PDF

Info

Publication number
RU2193185C2
RU2193185C2 RU2000124921A RU2000124921A RU2193185C2 RU 2193185 C2 RU2193185 C2 RU 2193185C2 RU 2000124921 A RU2000124921 A RU 2000124921A RU 2000124921 A RU2000124921 A RU 2000124921A RU 2193185 C2 RU2193185 C2 RU 2193185C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layer
diamonds
diamond
rock
irradiated
Prior art date
Application number
RU2000124921A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2000124921A (en
Inventor
В.И. Кондратьев
В.Б. Переверзев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "ТАПЕКО"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "ТАПЕКО" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "ТАПЕКО"
Priority to RU2000124921A priority Critical patent/RU2193185C2/en
Publication of RU2000124921A publication Critical patent/RU2000124921A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2193185C2 publication Critical patent/RU2193185C2/en

Links

Landscapes

  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes at mining and concentrating plants, mining diamonds and conducting geological exploration work. SUBSTANCE: method is based on technology of layer-by-layer X-radiation computer tomography of diamond-bearing rock flow. For automatic detection and separation of diamonds from flow, use is made of double set of tomographic data pertaining to each layer being analyzed. Sets of data differ from each other in energy or spectrum of X-radiation energy used for their generation. Effective mass number and mass density are determined for each small volume of layer being analyzed. Subsequent effective detection and separation of diamonds is ensured due to unique feature of this pair of parameters for diamond crystals average mass density of diamond is equal to 3.52 g/cu.cm at effective atom number equal to 6. EFFECT: enhanced efficiency; increased yield of intact diamonds.

Description

Изобретение относится к алмазодобывающей промышленности и может быть использовано как в технологических процессах на горно-обогатительных предприятиях при добыче алмазов, так и при проведении геологоразведочных работ. The invention relates to the diamond mining industry and can be used both in technological processes at mining and processing enterprises in the extraction of diamonds, and during geological exploration.

Известно несколько способов обнаружения алмазов, используемых в технологических процессах для их сепарации от вмещающих пород. There are several known methods for detecting diamonds used in technological processes for their separation from the host rocks.

Известен липкостной способ обнаружения алмазов при обогащении, основанный на различной адгезионной способности алмазов и алмазосодержащих пород по отношению к гидрофобным веществам: жиру, нефти, керосину и т.п. материалам [1]. A sticky method for detecting diamonds during enrichment is known, based on the different adhesion ability of diamonds and diamond-bearing rocks with respect to hydrophobic substances: fat, oil, kerosene, etc. materials [1].

Недостатки - необходимость наличия открытой поверхности алмаза. Disadvantages - the need for an open diamond surface.

Известен способ, основанный на различии в проводимости алмазосодержащих пород и алмаза. Алмаз является диэлектриком, порода же обладает слабой проводимостью [1]. A known method based on the difference in conductivity of diamond-bearing rocks and diamond. Diamond is a dielectric, but the rock has weak conductivity [1].

Недостатки: малая селективность метода. Disadvantages: low selectivity of the method.

Известен флотационный способ обнаружения и отделения алмазов от алмазоносных пород [1]. Known flotation method for detecting and separating diamonds from diamondiferous rocks [1].

Недостатки: необходимость тонкого помола породы и как следствие - разрушение алмазов при помоле. Disadvantages: the need for fine grinding of the rock and, as a result, the destruction of diamonds during grinding.

В качестве наиболее близкого технического решения рассматривается /прототип [1] / рентгенолюминесцентный способ обнаружения алмазов в алмазосодержащих породах, который широко используется в промышленной добыче алмазов. Способ основан на том, что время послесвечения алмаза после облучения рентгеновским излучением значительно превышает эту характеристику для алмазосодержащих пород [1]. As the closest technical solution is considered / prototype [1] / X-ray fluorescence method for detecting diamonds in diamond-bearing rocks, which is widely used in industrial diamond mining. The method is based on the fact that the afterglow time of diamond after x-ray irradiation significantly exceeds this characteristic for diamond-bearing rocks [1].

При использовании этого способа обнаружение алмазов осуществляют путем регистрации интенсивности флуоресценции исследуемой породы через несколько миллисекунд после облучения потоком рентгеновских квантов с энергией в диапазоне 5-55 кэВ. When using this method, diamonds are detected by recording the fluorescence intensity of the test rock several milliseconds after irradiation with a flux of X-ray quanta with energies in the range of 5-55 keV.

Недостатки:
1) Так как флуоресценция экранированных породой алмазов не может быть зарегистрирована, то для обнаружения алмазов необходимо предварительное измельчение породы для обеспечения наличия свободной поверхности алмазов на конвейере. Такое измельчение осуществляется с использованием разного рода дробилок и в технологическом процессе всегда предшествует собственно операции обнаружения алмазов этим методом.
Disadvantages:
1) Since fluorescence of shielded diamonds cannot be detected, diamond detection requires preliminary grinding of the rock to ensure that there is a free surface of diamonds on the conveyor. Such grinding is carried out using various kinds of crushers and in the technological process always precedes the actual diamond detection operation by this method.

2) Следствием такого измельчения является получение находящимися в породе алмазами дополнительных повреждений и/или их разрушение на более мелкие, что ведет к снижению стоимости и выхода добываемого алмазного сырья. 2) The consequence of such grinding is the receipt of additional damage by the diamonds in the rock and / or their destruction into smaller ones, which leads to a decrease in the cost and yield of mined rough.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса обнаружения алмазов и увеличение выхода неповрежденных алмазов. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the diamond detection process and increase the yield of undamaged diamonds.

Достижение поставленной цели обеспечивается применением модифицированного способа рентгеновской компьютерной томографии [2] для радиометрического определения распределения массовой плотности и эффективного атомного номера в алмазосодержащей породе. Achieving this goal is ensured by the use of a modified method of x-ray computed tomography [2] for radiometric determination of the distribution of mass density and effective atomic number in a diamond-bearing rock.

Сущность изобретения состоит в том, что исследуемый поток породы подвергается томографированию рентгеновским излучением в плоскостях, перпендикулярных направлению потока руды и отстоящих друг от друга на расстояния, меньшие минимального линейного размера алмазов, подлежащих обнаружению. Для томографирования используется источник (источники) рентгеновского или гамма-излучения, имеющий не менее двух разных значений (диапазонов) энергии, таких, что для одного из этих значений (лежащего в области 60-110 кэВ) ослабление интенсивности (линейный коэффициент ослабления, далее ЛКО) зондирующего излучения в исследуемой породе определяется в основном фотоэффектом, а для другого (лежащего в области 120-500 кэВ) ЛКО определяется преимущественно эффектом комптоновского рассеяния. Знание распределения величины ЛКО не менее чем для двух таких значений (диапазонов) энергии внутри исследуемого объема позволяет вычислить распределения эффективного атомного номера и массовой плотности вещества внутри исследуемого объема. The essence of the invention lies in the fact that the studied rock flow is subjected to x-ray tomography in planes perpendicular to the direction of the ore flow and spaced apart from each other by distances less than the minimum linear size of the diamonds to be detected. For tomography, an X-ray or gamma-ray source (s) is used that has at least two different energy values (ranges) such that for one of these values (lying in the region of 60-110 keV) the intensity attenuation (linear attenuation coefficient, hereinafter LKO ) of probe radiation in the rock under study is determined mainly by the photoelectric effect, and for another (lying in the region of 120-500 keV) the LCO is determined mainly by the Compton scattering effect. Knowing the distribution of the LKO value for at least two such energy values (ranges) inside the volume under investigation allows us to calculate the distribution of the effective atomic number and mass density of the substance inside the volume under study.

Последующее эффективное обнаружение и отделение алмазов обеспечивается уникальностью этой пары параметров для кристаллов алмаза - средняя массовая плотность алмаза равна 3,52 г/см3 при эффективном атомном номере, равным 6. Любые минералы или их комбинация в алмазоносной породе, имеющие массовую плотность около 3,5 г/см3, имеют существенно больший эффективный атомный номер. Так, например, если исключить из рассмотрения минералы на основе соединений бериллия, бора, углерода и азота (таких минералов алмазосодержащие породы практически не содержат), ближайшими к алмазу по атомному номеру оказываются минерал пироп состава Mg3Al2(SiO4)3, корунд и другие минералы на основе алюминия.The subsequent effective detection and separation of diamonds is ensured by the uniqueness of this pair of parameters for diamond crystals - the average mass density of diamond is 3.52 g / cm 3 with an effective atomic number of 6. Any minerals or their combination in a diamondiferous rock having a mass density of about 3, 5 g / cm 3 have a significantly higher effective atomic number. For example, if minerals based on compounds of beryllium, boron, carbon and nitrogen are excluded from consideration (diamond-containing rocks practically do not contain such minerals), the pyrope mineral Mg 3 Al 2 (SiO 4 ) 3 and corundum are closest to the diamond by atomic number and other minerals based on aluminum.

Эффективный атомный номер пиропа равен 8,8 при массовой плотности около 3,5 г/см3. Таким образом, даже в наиболее неблагоприятном случае (близкие численные значения массовой плотности) эффективный атомный номер малого объема анализируемой породы отличается от такового для алмаза не менее чем на 45%. Такое отличие позволяет уверенно отделять кристаллы алмаза от вмещающей породы предлагаемым способом.The effective atomic number of the pyrope is 8.8 at a mass density of about 3.5 g / cm 3 . Thus, even in the most unfavorable case (close numerical values of mass density), the effective atomic number of a small volume of the analyzed rock differs from that for diamond by no less than 45%. This difference allows you to confidently separate the diamond crystals from the host rock of the proposed method.

Согласно [3] для суммарного коэффициента ослабления рентгеновских лучей с большой точностью можно положить
μ(ε) = τ(ε)+σ(ε)+χ(ε),
где ε - энергия квантов, а τ, σ и χ - соответственно коэффициенты поглощения для фотоэффекта, эффекта Комптона и образования пар. При этом поглощение за счет образования пар возникает только при энергиях гамма-квантов, превышающих удвоенную энергию покоя электрона. Таким образом, при энергиях зондирующих квантов меньших 1024 кэВ вышеприведенная формула принимает вид:
μ(ε) = τ(ε)+σ(ε).
При этом выражение для σ(ε) - коэффициента поглощения для эффекта Комптона имеет вид:
σ(ε) = N•ρ•Ze•∑knt(ε)/A = Ks•∑knt(ε),
где ∑knt(ε) - теоретическая формула Клейна-Нишины-Тамма для полного сечения некогерентного рассеяния на свободном электроне кванта с энергией ε;
А - средняя атомная масса;
Zе, - средний атомный номер (среднее число атомных электронов);
ρ - плотность вещества;
N - число Авогадро.
According to [3], for the total attenuation coefficient of x-rays with high accuracy, we can set
μ (ε) = τ (ε) + σ (ε) + χ (ε),
where ε is the energy of quanta, and τ, σ, and χ are the absorption coefficients for the photoelectric effect, Compton effect, and pair formation, respectively. In this case, absorption due to the formation of pairs occurs only at gamma-ray energies exceeding twice the electron’s resting energy. Thus, when the energies of the probe quanta are less than 1024 keV, the above formula takes the form:
μ (ε) = τ (ε) + σ (ε).
Moreover, the expression for σ (ε), the absorption coefficient for the Compton effect, has the form:
σ (ε) = N • ρ • Z e • ∑ knt (ε) / A = K s • ∑ knt (ε),
where ∑ knt (ε) is the Klein – Nishina – Tamm theoretical formula for the total cross section of incoherent scattering by a free electron of a quantum with energy ε;
A is the average atomic mass;
Z e , is the average atomic number (average number of atomic electrons);
ρ is the density of the substance;
N is the Avogadro number.

Выражение же для τ(ε) - коэффициента поглощения для фотоэффекта имеет вид:
τ(ε) = Kf•∑Нфото(ε),
где ∑Нфото(ε) - теоретическая формула для зависимости сечения фотоэффекта для атома водорода от энергии квантов, а коэффициент Кf индивидуален для каждого вещества и может быть представлен в виде
Kf = N•ρ•(Zэфф)5/A,
где N, ρ и А - приведены выше, a Zэфф - средний эффективный заряд ядра с учетом экранирования ядра электронами.
The expression for τ (ε), the absorption coefficient for the photoelectric effect, has the form:
τ (ε) = K f • ∑ N photo (ε),
where ∑ Nphoto (ε) is the theoretical formula for the dependence of the photoelectric effect cross section for a hydrogen atom on the quantum energy, and the coefficient K f is individual for each substance and can be represented as
K f = N • ρ • (Z eff ) 5 / A,
where N, ρ, and A are given above, and Z eff is the average effective charge of the nucleus, taking into account the screening of the nucleus by electrons.

Зондируя породу, содержащую алмазы, при геометрии зондирования, принятой в стандартных томографических способах [2] пучками фотонов не менее чем двух разных энергий (пучками, имеющими два разных спектра), можно получить два (или более) набора томографических данных (по одному для каждого из использованных спектров). Probing a rock containing diamonds with sounding geometry adopted in standard tomographic methods [2] by photon beams of at least two different energies (beams having two different spectra), one can obtain two (or more) sets of tomographic data (one for each from the used spectra).

Затем обработав каждый такой набор по обычным алгоритмам вычислительной томографии [2] , можно вычислить два или более распределения величины μ внутри исследуемой алмазосодержащей породы - по одному распределению для каждого использованного спектра. Then, having processed each such set using the usual algorithms of computational tomography [2], it is possible to calculate two or more distributions of the μ value inside the diamond-bearing rock under study - one distribution for each spectrum used.

Если Φ1(ε) и Φ2(ε) - спектры зондирующих квантов, то для интенсивностей зондирующего излучения I1 и I2, прошедших по любой траектории внутри тестируемого образца алмазосодержащей породы, можно записать следующее выражение

Figure 00000001

где
Figure 00000002
- энергетически независимые томографические лучевые интегралы по лучу L от характеризующих каждый малый объем исследуемого объема величин Ks и Kf;
S(ε) - экспериментально определяемая аппаратная спектральная функция томографического тракта.If Φ 1 (ε) and Φ 2 (ε) are the spectra of the probing quanta, then for the intensities of the probing radiation I 1 and I 2 that have passed along any path inside the test sample of diamond-containing rock, we can write the following expression
Figure 00000001

Where
Figure 00000002
- energy-independent tomographic ray integrals over the ray L from the quantities K s and K f characterizing each small volume of the volume under study;
S (ε) is the experimentally determined hardware spectral function of the tomographic path.

В одном приборе может быть реализовано несколько таких функций. Это можно обеспечить, например, размещая последовательно, один за другим, несколько детекторов рентгеновского излучения, так что детекторы, размещенные ближе к источнику излучения, являются спектральными фильтрами для детекторов, расположенных дальше, а также размещая между такими детекторами специальные фильтры. При этом для каждой такой функции будет получен свой набор проекционных данных Iki.In one device, several such functions can be implemented. This can be achieved, for example, by placing several X-ray detectors in series, one after the other, so that the detectors located closer to the radiation source are spectral filters for detectors located farther, as well as placing special filters between such detectors. In this case, for each such function, its own set of projection data I ki will be obtained.

Используя все полученные такими способами наборы проекционных данных Ik и/или Iki, можно вычислить (возможно с применением статистических методов типа "максимального правдоподобия") оценки для величин Qs и Qf. А далее, используя стандартные алгоритмы вычислительной томографии [2], найти по этим "спектральным" проекционным данным распределения величин Ks и Kf в исследуемом объеме.Using all the projection data sets I k and / or I ki obtained by such methods, it is possible to calculate (possibly using statistical methods of the “maximum likelihood” type) estimates for the values of Q s and Q f . And then, using standard algorithms of computational tomography [2], find the distribution of K s and K f in the volume under study using these “spectral” projection data.

Здесь нужно указать, что на плоскости этих величин Ks, Kf каждому веществу (минералу) соответствует своя точка. Ее положение определяется индивидуальными физическими характеристиками того или иного вещества. А именно (см. выше) такими как:
А - средняя атомная масса;
Zе - средний атомный номер (среднее число атомных электронов);
ρ - плотность вещества;
Zэфф - средний эффективный заряд ядра с учетом экранирования ядра электронами.
Here it is necessary to indicate that on the plane of these quantities K s , K f each substance (mineral) has its own point. Its position is determined by the individual physical characteristics of a substance. Namely (see above) such as:
A is the average atomic mass;
Z e - average atomic number (average number of atomic electrons);
ρ is the density of the substance;
Z eff is the average effective charge of the nucleus, taking into account the screening of the nucleus by electrons.

При этом алмаз, в смысле возможностей обнаружения предлагаемым в настоящем изобретении способом, имеет экстремальные значения этих характеристик. Все алмазовмещающие породы (кимберлиты), даже если в них попадаются участки с близким значением плотности ρ, имеют существенно более высокие значения A, Zе и Zэфф.In this case, diamond, in the sense of detection capabilities of the method proposed in the present invention, has extreme values of these characteristics. All diamond-bearing rocks (kimberlites), even if they come across areas with a close density ρ, have significantly higher values of A, Z e and Z eff .

Предлагаемый способ был опробован путем математического моделирования. При проведении моделирования исследуемый образец породы был взят в виде цилиндра диаметром 150 мм, выполненного в одном случае из углекислого кальция, а в другом - из пиропа состава Mg3Al2(SiO4)3 с плотностью 3,5 г/см3. В качестве спектров зондирующего излучения были взяты дельта-функции. Первый спектр соответствовал энергии квантов 100 кэВ, а второй - 150 кэВ. Детектируемый алмаз был представлен в виде куба с ребром, равным 5 мм. Детектируемый алмаз размещался как на оси цилиндра, так и на разных расстояниях от нее.The proposed method was tested by mathematical modeling. During the simulation, the studied rock sample was taken in the form of a cylinder with a diameter of 150 mm, made in one case from calcium carbonate, and in the other from a pyrope of the composition Mg 3 Al 2 (SiO 4 ) 3 with a density of 3.5 g / cm 3 . The delta functions were taken as the probing radiation spectra. The first spectrum corresponded to a quantum energy of 100 keV, and the second to 150 keV. The detected diamond was presented in the form of a cube with an edge equal to 5 mm. The detected diamond was placed both on the axis of the cylinder and at different distances from it.

Моделирование (расчет проекционных данных) проводилось в соответствии с [4] . Совокупность направлений, по которым при моделировании осуществлялось зондирование исследуемого образца веерным пучком квантов, перекрывала угол 360 градусов. Modeling (calculation of projection data) was carried out in accordance with [4]. The set of directions along which, during the simulation, the studied sample was probed with a fan beam of quanta overlapped the angle of 360 degrees.

Проекционные данные, полученные при таком численном моделировании, были подвергнуты обработке по предложенному способу. После такой обработки объемы, занятые алмазами, по полученным при обработке физическим характеристикам четко выделялись от вмещающей породы. The projection data obtained by such a numerical simulation were processed according to the proposed method. After such processing, the volumes occupied by diamonds, according to the physical characteristics obtained during processing, were clearly distinguished from the host rock.

Таким образом, если по результатам вычислительной обработки измеренных проекционных данных для какого-то объема внутри исследуемого куска породы будут рассчитаны плотность и эффективный атомный номер, лежащие в диапазонах 3-4 г/см3 и 5,5-6,5 соответственно, то такой объем представляет собой алмаз. В этом случае вычислительное устройство должно выдать сигнал на исполнительное устройство на отделение образца породы с такими характеристиками из потока породы.Thus, if the density and effective atomic number lying in the ranges of 3-4 g / cm 3 and 5.5-6.5, respectively, are calculated from the results of the computational processing of the measured projection data for a volume inside the studied piece of rock, then such volume is a diamond. In this case, the computing device should give a signal to the actuator to separate the rock sample with such characteristics from the rock stream.

Указанные выше диапазоны допустимых значений параметров, найденных для малых элементов объема потока, являются условными. The above ranges of permissible values of the parameters found for small elements of the flow volume are conditional.

Известно, что любой способ или устройство обнаружения (в том числе и предлагаемый) характеризуются тремя основными взаимосвязанными параметрами - вероятность обнаружения, вероятность пропуска и вероятность ложного срабатывания. Поэтому фактические значения диапазонов допустимых значений массовой плотности и эффективного атомного номера, позволяющие принять решение об обнаружении алмаза, определяются при настройке устройства, реализующего предложенный способ. Эти значения зависят от фактически используемых энергий (спектров) РИ, физико-механических свойств алмазоносной породы и т.д. и выбираются опытным путем для достижения оптимальных соотношений указанных выше вероятностных характеристик и максимального экономического эффекта. It is known that any detection method or device (including the proposed one) is characterized by three main interrelated parameters - the probability of detection, the probability of skipping, and the probability of false positives. Therefore, the actual values of the ranges of permissible values of mass density and effective atomic number, allowing to make a decision on the detection of diamond, are determined when setting up a device that implements the proposed method. These values depend on the actually used energies (spectra) of radiation sources, physicomechanical properties of diamondiferous rocks, etc. and are chosen experimentally to achieve optimal ratios of the above probabilistic characteristics and maximum economic effect.

Такой способ обнаружения алмазов обладает следующими преимуществами перед способом-прототипом:
- заявляемое решение позволяет обнаруживать алмазы в образцах породы большего размера, чем у прототипа;
- не требуется наличия свободной поверхности алмаза для его обнаружения, поэтому на этапе использования в технологическом процессе предлагаемого способа можно обойтись дроблением алмазоносной породы на куски размером до 150 мм и более, в отличие от способа-прототипа, где осуществляется предварительное дробление до размеров 25-30 мм;
- следствием перечисленных преимуществ является уменьшение разрушения и повреждения крупных алмазов при дроблении алмазосодержащей породы в процессе обогащения и, следовательно, больший выход добычи алмазного сырья в стоимостном выражении.
This method of detecting diamonds has the following advantages over the prototype method:
- the claimed solution allows you to detect diamonds in rock samples of a larger size than the prototype;
- no free surface of diamond is required for its detection, therefore, at the stage of using the proposed method in the technological process, crushing of diamondiferous rock into pieces up to 150 mm or more in size can be dispensed with, unlike the prototype method, where preliminary crushing is carried out to sizes 25-30 mm;
- a consequence of these advantages is a decrease in the destruction and damage of large diamonds during crushing of diamond-bearing rocks during the enrichment process and, consequently, a greater output of the production of rough diamonds in value terms.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
[1] - В.И.Епифанов, А.Я.Песина, Л.В.Зыков/ Технология обработки алмазов в бриллианты, М., Высшая школа, 1987 г., стр. 14.
SOURCES OF INFORMATION
[1] - V.I. Epifanov, A.Ya. Pesina, L.V. Zykov / Technology for processing diamonds into diamonds, M., Higher School, 1987, p. 14.

[2] - Хермен Г. Восстановление изображений по проекциям: Основы реконструктивной томографии. Пер. с англ. - М.: Мир, 1983. [2] - Hermen G. Projection image restoration: Fundamentals of reconstructive tomography. Per. from English - M.: Mir, 1983.

[3] - Физический энциклопедический словарь, том 4, стр. 230, издательство "Советская энциклопедия", М., 1965. [3] - Physical Encyclopedic Dictionary, Volume 4, p. 230, Publishing House "Soviet Encyclopedia", M., 1965.

[4] - А. Н. Тихонов, В.Я. Арсенин, А.А. Тимонов/ Математические задачи компьютерной томографии, М., Наука, 1987 г., гл. III, параграф 3. [4] - A.N. Tikhonov, V.Ya. Arsenin, A.A. Timonov / Mathematical problems of computed tomography, M., Science, 1987, Ch. III, paragraph 3.

Claims (1)

Способ обнаружения алмазов на конвейере, в потоке или образце алмазоносной породы, основанный на облучении слоев породы рентгеновским излучением в направлении, поперечном направлению перемещения породы относительно источника излучения, отличающийся тем, что выбирают толщину каждого облучаемого слоя и размер малых элементов объема, лежащих внутри такого слоя, не более минимального линейного размера алмазов, подлежащих обнаружению, а для обнаружения алмазов внутри каждого такого слоя, этот слой облучают квантами рентгеновского излучения, имеющими, по меньшей мере, два разных значения энергии, таких, что, по крайней мере, одно из этих значений лежит в диапазоне 60-110 кэВ, а другое - в диапазоне 120-500 кэВ, регистрируют интенсивности прошедших потоков квантов для каждой из используемых энергий при распространении этих потоков по различным направлениям внутри облучаемого слоя, причем совокупность направлений выбирают так, чтобы через произвольный малый элемент объема облучаемого слоя регистрируемые потоки квантов проходили по нескольким различным направлениям, лежащим в плоском угле не менее 180o, пересчитывают зарегистрированные интенсивности прошедших потоков квантов в наборы коэффициентов ослабления интенсивности излучения для всех используемых энергий вдоль каждого направления, по этим наборам коэффициентов ослабления вычисляют линейные коэффициенты ослабления (ЛКО) излучения для каждой из используемых энергий в каждом из малых элементов и из выражения, определяющего ЛКО как взвешенную сумму сечения фотоэффекта и сечения комптоновского рассеяния, находят эффективный атомный номер и массовую плотность для каждого малого элемента объема облучаемого слоя, определяют для каждого облученного слоя суммарный объем тех малых элементов этого слоя, для которых найденная массовая плотность лежит в пределах 3,52±К1 гр/см3 при условии, что найденный эффективный атомный номер лежит в пределах 6±К2, выдают сигнал исполнительному устройству на отделение того слоя или образца алмазоносной породы, для которого полученный суммарный объем превышает заданный порог К3, а численные значения коэффициентов K1, K2 и К3 подбирают экспериментально до получения желаемых вероятностей обнаружения, пропуска и ложного срабатывания при настройке устройства, реализующего данный способ обнаружения алмазов.A method for detecting diamonds on a conveyor, in a stream or sample of diamondiferous rock, based on irradiating the rock layers with X-rays in the direction transverse to the direction of rock movement relative to the radiation source, characterized in that the thickness of each irradiated layer and the size of the small volume elements lying inside such a layer are selected , no more than the minimum linear size of the diamonds to be detected, and to detect diamonds inside each such layer, this layer is irradiated with X-ray quanta with at least two different energy values, such that at least one of these values lies in the range of 60-110 keV and the other in the range of 120-500 keV, the intensities of the transmitted quantum fluxes are recorded for each of the energies used in the propagation of these flows in different directions inside the irradiated layer, and the set of directions is chosen so that through an arbitrary small element of the volume of the irradiated layer, the recorded quantum flows passed in several different directions lying in the plane angle of at least 180 o , the recorded intensities of the transmitted quantum fluxes are recalculated into sets of attenuation coefficients of radiation intensity for all used energies along each direction, using these sets of attenuation coefficients linear attenuation coefficients (LCO) of radiation for each of the used energies in each of the small elements are calculated and from the expression defining the LCO as the weighted sum of the photoelectric effect cross section and the Compton scattering cross section, find the effective atomic number and mass density awn for each small element of volume of the irradiated layer is determined for each layer of irradiated total volume of the small elements of this layer, which is found by the mass density in the range 3,52 ± K1 g / cm 3, with the proviso that found effective atomic number is within 6 ± K2, a signal is issued to the actuator for separating that layer or sample of diamondiferous rock for which the resulting total volume exceeds a predetermined threshold K3, and the numerical values of the coefficients K1, K2 and K3 are selected experimentally to obtain desired detection probability and false alarm passes when setting apparatus implementing the method of detection of diamonds.
RU2000124921A 2000-10-02 2000-10-02 Method of detection of diamonds on conveyer in flow or in specimen of diamond-bearing rock RU2193185C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000124921A RU2193185C2 (en) 2000-10-02 2000-10-02 Method of detection of diamonds on conveyer in flow or in specimen of diamond-bearing rock

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000124921A RU2193185C2 (en) 2000-10-02 2000-10-02 Method of detection of diamonds on conveyer in flow or in specimen of diamond-bearing rock

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2000124921A RU2000124921A (en) 2002-10-20
RU2193185C2 true RU2193185C2 (en) 2002-11-20

Family

ID=20240586

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000124921A RU2193185C2 (en) 2000-10-02 2000-10-02 Method of detection of diamonds on conveyer in flow or in specimen of diamond-bearing rock

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2193185C2 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2444723C2 (en) * 2004-04-09 2012-03-10 Эмерикэн Сайэнс Энд Энджиниэринг, Инк. Apparatus and method of inspecting objects
RU2476863C2 (en) * 2007-11-19 2013-02-27 Эмерикэн Сайэнс Энд Энджиниэринг, Инк. Apparatus for determining characteristics of material of analysed object and method of inspecting object
WO2013058672A1 (en) * 2011-10-18 2013-04-25 Schlumberger Holdings Limited A method for 3d mineral mapping of a rock sample
RU2494379C2 (en) * 2011-12-26 2013-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) Method for x-ray spectral separation of material and apparatus for realising said method
RU2536084C1 (en) * 2013-10-14 2014-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) Method for x-ray spectrum separation at lump-by-lump supply of separated material, and device for its implementation
RU2551486C1 (en) * 2013-12-24 2015-05-27 Открытое акционерное общество "Иркутский научно-исследовательский институт благородных и редких металлов и алмазов" ОАО "Иргиредмет" Method for x-ray radiometric separation of diamond-bearing materials
RU2623692C2 (en) * 2015-10-15 2017-06-28 Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория Скантроник" System and method for detecting diamonds in kimberlite and method for pre-beneficiating diamonds with their use
RU2656032C1 (en) * 2017-05-10 2018-05-30 Акционерная Компания "АЛРОСА" (публичное акционерное общество) (АК "АЛРОСА" (ПАО)) Method for monitoring integrity of gemstone crystals in processes of technological processing
RU2761038C2 (en) * 2018-06-27 2021-12-02 Общество с ограниченной ответственностью "Технология рентгенорадиометрического обогащения и сортировки" Method for x-ray fluorescence sorting of ores with a complex material composition
RU2827303C1 (en) * 2024-06-02 2024-09-23 Владимир Иванович Кондратьев Method for non-destructive detection and classification of size of diamonds in solid piece of diamond-bearing rock on conveyor

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2444723C2 (en) * 2004-04-09 2012-03-10 Эмерикэн Сайэнс Энд Энджиниэринг, Инк. Apparatus and method of inspecting objects
RU2476863C2 (en) * 2007-11-19 2013-02-27 Эмерикэн Сайэнс Энд Энджиниэринг, Инк. Apparatus for determining characteristics of material of analysed object and method of inspecting object
WO2013058672A1 (en) * 2011-10-18 2013-04-25 Schlumberger Holdings Limited A method for 3d mineral mapping of a rock sample
RU2494379C2 (en) * 2011-12-26 2013-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) Method for x-ray spectral separation of material and apparatus for realising said method
RU2536084C1 (en) * 2013-10-14 2014-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) Method for x-ray spectrum separation at lump-by-lump supply of separated material, and device for its implementation
RU2551486C1 (en) * 2013-12-24 2015-05-27 Открытое акционерное общество "Иркутский научно-исследовательский институт благородных и редких металлов и алмазов" ОАО "Иргиредмет" Method for x-ray radiometric separation of diamond-bearing materials
RU2623692C2 (en) * 2015-10-15 2017-06-28 Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория Скантроник" System and method for detecting diamonds in kimberlite and method for pre-beneficiating diamonds with their use
RU2656032C1 (en) * 2017-05-10 2018-05-30 Акционерная Компания "АЛРОСА" (публичное акционерное общество) (АК "АЛРОСА" (ПАО)) Method for monitoring integrity of gemstone crystals in processes of technological processing
RU2761038C2 (en) * 2018-06-27 2021-12-02 Общество с ограниченной ответственностью "Технология рентгенорадиометрического обогащения и сортировки" Method for x-ray fluorescence sorting of ores with a complex material composition
RU2827303C1 (en) * 2024-06-02 2024-09-23 Владимир Иванович Кондратьев Method for non-destructive detection and classification of size of diamonds in solid piece of diamond-bearing rock on conveyor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6320933B1 (en) Multiple scatter system for threat identification
AU636018B2 (en) Apparatus and method for detecting contraband using fast neutron activation
US11703466B2 (en) Sample inspection system
RU2193185C2 (en) Method of detection of diamonds on conveyer in flow or in specimen of diamond-bearing rock
CA1157169A (en) Annihilation radiation analysis
Benettoni et al. Noise reduction in muon tomography for detecting high density objects
EP2677304B1 (en) Method and device for identifying unknown substances in an object
FI20245869A1 (en) A method for performing x-ray fluorescence analysis
Luggar et al. Recent developments in industrial applications of elastic scatter X-ray inspection
US7214942B2 (en) Gamma ray detectors having improved signal-to-noise ratio and related systems and methods for analyzing bulk materials
RU2517148C1 (en) Method of useful material particles separation and device to this end
Lim Recent developments in neutron-induced gamma activation for on-line multielemental analysis in industry
RU2623692C2 (en) System and method for detecting diamonds in kimberlite and method for pre-beneficiating diamonds with their use
RU2827303C1 (en) Method for non-destructive detection and classification of size of diamonds in solid piece of diamond-bearing rock on conveyor
RU2536084C1 (en) Method for x-ray spectrum separation at lump-by-lump supply of separated material, and device for its implementation
Modise et al. The new paradox of dual modality X-ray diamond sorting
RU2154537C1 (en) Method of roentgenoradiation separation of mineralized mass
RU2670677C9 (en) Device for diamond separation
RU2772789C1 (en) Diamond separation method and device for its implementation
RU2470714C1 (en) Method of separating diamonds
Kitov Concentrating diamond-containing material with scattered x-ray radiation
WO2015062618A1 (en) Apparatus and method for x-ray transmission analysis of a mineral or electronic waste sample
RU109293U1 (en) DEVICE FOR SEPARATION OF A COAGENT AND INCORRECTLY SCATTERED X-RAY RADIATION WITH A GAS DISCHARGE PROPORTIONAL DETECTOR
RU109294U1 (en) DEVICE FOR SEPARATION OF COAGERENT AND INCORRECTLY SCATTERED X-RAY RADIATION ON THE BASIS OF SCINTILLATION COUNTER
Kitov et al. Detection of minerals by scattered x‐ray radiation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091003

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20121120

HE4A Notice of change of address of a patent owner
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20150608