Авторадиометрический метод

Метод ос­нован на естественной радиоактивности урановых и ториевых ми­нералов. Разработана теория, создана эффективная аппаратура, кото­рая успешно используется в промышленных условиях. Этот техноло­гический процесс применяется для монацитового и лопаритового сырья иявляется основный для урановых руд.

Сепарация происходит по раз­нице в интенсивности гамма-излучения.

Из радиологических свойств урановых руд наиболее существен­ное влияние на соотношение интенсивности гамма-излучения и со­держания урана в руде оказывает состояние радиоактивного равно­весия в отдельных кусках руда. Как известно, в урановых рудах ис­точником гамма-излучения, по которому и производится радиомет­рическая сепарация, является не уран, а радий, образующийся в ре­зультате радиоактивного распада урана ²³⁸U. В результате распада радия образуются свинец, висмут и полоний.

Если в руде полностью сохраняются продукты распада урана, то через несколько миллионов лет между количествами радия и урана устанавливается постоянное соотношение радий / уран = 3,34·10^-7, при котором количество распадающихся атомов радия непрерывно восполняется за счет распада атомов урана и оба элемента находятся в состоянии радиоактивного равновесия. Однако под воздействием природных агентов, радий и уран могут мигрировать из руды или приноситься в нее из других участков месторождения. Это приводит к нарушению радиоактивного равновесия.

В результате сортировки такой руды часть кондиционных по ура­ну кусков руды, в которых наблюдается недостаток радия, а, следо­вательно, и понижение интенсивности гамма-излучения, попадает в хвосты. Другая же часть, некондиционная по урану, но с избытком радия, направляется в концентрат.

Таким образом, нарушение постоянства радиоактивного равнове­сия радий / уран в кусках может снизить эффективность радиометри­ческого обогащения или вообще исключить возможность его приме­нения. Избыток радия лучше, так как при этом легче отделить куски руды от пустой породы.

Помимо радиоактивного равновесия на соотношение между ин­тенсивностью гамма-излучения кусков руды и содержанием в них урана может повлиять присутствие тория. Однако на большинстве промышленных месторождений торий отсутствует или содержится в незначительных количествах. Поэтому постоянство отношения ин­тенсивности излучения и содержания урана, обусловленное присут­ствием тория на урановых месторождениях, в большинстве случаев не оказывает существенного влияния на эффективность радиометри­ческой сепарации урановых руд. Эти два фактора могут определить пределы колебаний соотношения между интенсивностью гамма-излучения кусков руды и содержанием в них урана, зависит от контрастности руды.

При радиометрической сепарации материал должен быть клас­сифицирован на узкие классы по крупности. Шкала классификации 1,5 или 2...3. Максимальная крупность кусков не должна составлять более 250...300 мм, так как при большей крупности затрудняется ра­бота исполнительного механизма (шиберного или пневмоклапана). Минимальная крупность - не менее 25... 15 мм, так как при меньшей крупности становится недостаточной чувствительность применяемой аппаратуры и резко снижается производительность сепаратора при покусковой подаче материала. Необходимость классификации руды на узкие классы крупности определяется тем, что в радиометриче­ских сепараторах распределение кусков руды между продуктами обогащения производится по некоторой заданной граничной интен­сивности гамма-излучения. Интенсивность гамма-излучения куска зависит от количества в нем урана. Поэтому интенсивность гамма-излучения богатого, но мелкого куска руды может оказаться ниже граничной интенсивности. В связи с этим часть кондиционно­го, но мелкого материала может быть направлена в хвосты. Наобо­рот, часть некондиционных, но крупных кусков руды, благодаря зна­чительной массе, может обладать интенсивностью гамма-излучения большей, чем граничная интенсивность, поэтому попадет в концен­трат. Таким образом, различие сепарируемых кусков руды по круп­ности, обуславливающее непостоянство в них отношения интенсив­ности излучения к содержанию урана в куске, может привести к ухудшению технологических показателей.

При сепарации каждого класса крупности руды на отдельном се­параторе со своей заданной граничной интенсивностью, верхний и нижний пределы интенсивности гамма-излучения разделяемых кус­ков сближаются.

В промышленной практике в настоящее время применяется авто­радиометрическое обогащение двух видов: крупнопорционная сор­тировка руд при их добыче и покусковая сепарация рядовой руды.

Крупнопорционную сортировку всей рудной массы в процессе добычи в шахтах и карьерах производят с выделением пустой поро­ды, забалансовой руды и товарной руды. Этот процесс обеспечивает снижение потерь руды при добыче и ее разубоживание.