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.