Нейтрон-нейтронный метод

Метод основан на ослаблении первич­ного потока нейтронов в результате их взаимодействия с ядрами эле­ментов исследуемой среды и регистрации вторичного потока нейт­ронов. Величина вторичного потока нейтронов зависит от способно­сти горной породы замедлять, рассеивать и поглощать нейтроны и от энергии последних.

Основное назначение нейтрон-нейтронного метода по отношению к замедлению нейтронов - определение содержания в породах водо­рода (объемной влажности, пористости). При отработке рудных ме­сторождений этот метод совместно с плотностным гамма-гамма методом может применяться при опробовании в массиве и отбитой рудной массе для отделения руд из зон дробления и тектонических нарушений, сильно окисленных руд, характеризующихся повышен­ной пористостью и пониженной плотностью.

Способность горной породы поглощать первичный поток нейтро­нов определяется концентрациями в ней элементов с аномально вы­сокими сечениями поглощения или рассеяния медленных нейтронов. Это положение составляет основу нейтронно-абсорбционного ме­тода, являющегося разновидностью нейтрон-нейтронного метода.

Нейтронопоглощающие элементы подразделяются на две груп­пы: с высокими сечениями поглощения тепловых нейтронов (В, Li, Cd, Hg, Sm, Eu, Gd, Dy) и с высокими сечениями поглощения резо­нансных нейтронов (Ag, Au, In, Re, Та, W и др.). Наиболее высокое сечение рассеяния тепловых нейтронов, кроме водорода, имеют хлор и железо. Наличие большого числа отчетливо выраженных резонансов поглощения в области резонансных энергий нейтронов (единицы-десятки электронвольт) характерно для тяжелых ядер.

Нейтрон-нейтронный метод по тепловым нейтронам применяет­ся для выделения рудных тел на месторождениях марганцевых, хромитовых руд, на медно-никелевых месторождениях Норильского рай­она, а совместно с -методом - на месторождениях бокситов для выделения бокситов многогидратного и смешанного типов. Для количественных определений полезных компонентов и предваритель­ного обогащения нейтрон-нейтронный метод применяется на место­рождениях борных, литиевых, кадмиевых, ртутных, сурьмяных, цезийсодержащих, серебряно-полиметаллических руд и руд, содержа­щих редкоземельные элементы. При раздельной регистрации пото­ков резонансных и тепловых нейтронов возможно оценить содержа­ние ртути и сурьмы на месторождениях сурьмяно-ртутных руд. Метод по резонансному поглощению нейтронов используется для выделения и оценки качества цезийсодержащих, серебряно-по­лиметаллических руд и руд, содержащих редкоземельные элементы.

Нейтрон-нейтронный метод может применяться также для опро­бования и крупнопорционной сортировки рудной массы месторожде­ний борных, литиевых, редкометальных руд. В настоящее время метод используется для опробования отбитой рудной массы борных руд в навале. Получены положительные результаты исследова­ний по возможности применения метода по тепловым нейтронам для опробования и крупнопорционной сортировки ртутных руд.

Нейтронно-абсорбционный метод может быть применен для покусковой сепарации борных, литиевых, содержащих кадмий и редко­земельные элементы руд. Показана высокая селективность сепара­ции по отношению к бору, не зависящая от его минеральной формы и, как правило, от состава вмещающих пород. Результаты промыш­ленных испытаний технологии предварительного нейтронно-абсорбционного обогащения бедных датолитовых руд подтвердили стабиль­ное улучшение вещественного состава обогащенной руды, в том числе и труднообогатимых руд, характеризующихся высокой концентрациией железа, за счет удаления с хвостами большей части наиболее вредных для последующей флотации минералов (кальцита, гизингерита), что является основным фактором ее селективности и, как след­ствие, повышения качества концентрата и извлечения датолита.