EA035021B1 - Способ контроля влажности руды сложного состава - Google Patents
Способ контроля влажности руды сложного состава Download PDFInfo
- Publication number
- EA035021B1 EA035021B1 EA201900102A EA201900102A EA035021B1 EA 035021 B1 EA035021 B1 EA 035021B1 EA 201900102 A EA201900102 A EA 201900102A EA 201900102 A EA201900102 A EA 201900102A EA 035021 B1 EA035021 B1 EA 035021B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- ore
- moisture content
- length
- probe
- probe length
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 61
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 13
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000053 physical method Methods 0.000 abstract description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003708 ampul Substances 0.000 description 1
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 1
- 230000002547 anomalous effect Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/22—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V5/00—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity
- G01V5/04—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity specially adapted for well-logging
- G01V5/08—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity specially adapted for well-logging using primary nuclear radiation sources or X-rays
- G01V5/10—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity specially adapted for well-logging using primary nuclear radiation sources or X-rays using neutron sources
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам анализа сложных веществ ядерно-физическими методами. Задачей изобретения является повышение чувствительности и точности определения влажности руд сложного состава в широком диапазоне изменения влажности и компонентного состава руды. Предложен способ контроля влажности руды сложного состава, основанный на ее облучении быстрыми нейтронами и регистрации тепловых нейтронов, отличающийся тем, что дополнительно на стандартных образцах руды с известной влажностью, последовательно меняя длину зонда, устанавливают зависимость интенсивности тепловых нейтронов от длины зонда и влажности руды, по которым находят закономерность смещения инверсионной длины зонда (длины зонда, при которой наблюдается нечувствительность интенсивности тепловых нейтронов к влажности) от влажности руды, по найденной закономерности, исходя из максимально возможной влажности руды, находят инверсионную длину зонда L, из минимально возможной влажности - инверсионную длину зонда L, на анализируемой руде при длине зонда менее найденной Lизмеряют интенсивность тепловых нейтронов N, при длине зонда более найденной Lизмеряют интенсивность тепловых нейтронов N, а влажность руды определяют по величине отношения N/Nизмеренных интенсивностей тепловых нейтронов. Технический результат заявляемого изобретения состоит в расширении сферы применения и повышении чувствительности и точности измерения влажности в условиях значительной изменчивости влажности и компонентного состава руд за счет нахождения закономерности смещения инверсионной длины зонда (длины зонда, при которой наблюдается нечувствительность интенсивности тепловых нейтронов к влажности) от влажности руды, измерении интенсивностей тепловых нейтронов Nпри длине зонда менее Lи N- при более Lи определении влажности руды по величине отношения измеренных интенсивностей N/N
Description
Изобретение относится к способам анализа сложных веществ ядерно-физическими методами. Оно может быть использовано для экспрессного определения влажности различных сырьевых материалов в горнодобывающей и перерабатывающей отраслях промышленности.
Известен способ определения влажности материалов, основанный на облучении потоком быстрых нейтронов и регистрации тепловых нейтронов, возникающих в процессе замедления быстрых (Мейер В.А., Ваганов П.А. и др. Методы ядерной геофизики. Издательство ЛГУ, 1988, 219с).
Недостатком известного способа является значительная погрешность оценки влажности, обусловленная влиянием вещественного состава анализируемой руды (различием элементов в нейтроннозамедляющей способности).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является нейтронный способ, заключающийся в облучении вещества быстрыми нейтронами и регистрации тепловых нейтронов при двух длинах зонда (Алексеев Ф.А. и др. Ядерная геофизика при исследовании нефтяных месторождений. М. Недра, 1978, с. 212).
Недостаток известного способа заключается в невысокой чувствительности к влажности и неоднозначности интенсивности тепловых нейтронов от влажности, обусловленной некорректным выбором длины зондов, при котором теряется чувствительность способа.
Задачей изобретения является повышение чувствительности и точности определения влажности руды сложного состава в широком диапазоне изменения влажности и компонентного состава руды.
Технический результат изобретения состоит в расширении сферы применения и повышении чувствительности способа в условиях значительной изменчивости влажности и компонентного состава руды.
Поставленная задача решается следующим образом. В процессе облучения руды сложного состава потоком быстрых нейтронов дополнительно на стандартных образцах руды с известной влажностью, последовательно меняя длину зонда, устанавливают зависимость интенсивности тепловых нейтронов от длины зонда и влажности руды, по которым находят закономерность смещения инверсионной длины зонда (длины зонда, при которой наблюдается нечувствительность интенсивности тепловых нейтронов к влажности) от влажности руды, по найденной закономерности, исходя из максимально возможной влажности руды, находят инверсионную длину зонда L1, из минимально возможной влажности - инверсионную длину зонда L2, а на анализируемой руде при длине зонда менее найденной L1 измеряют интенсивность тепловых нейтронов N1, при длине зонда более найденной L2 измеряют интенсивность тепловых нейтронов N2, а влажность руды определяют по величине отношения N1/N2 измеренных интенсивностей тепловых нейтронов.
Интенсивность тепловых нейтронов в веществе сложного состава при попадании в него быстрых нейтронов в основном зависит от замедляющих и поглощающих характеристик анализируемого вещества. Нейтронно-замедляющая способность руды определяется преимущественно влажностью (водородосодержанием) материала. Нейтронно-поглощающая способность определяется наличием элементов с большим сечением радиационного захвата тепловых нейтронов. В железных рудах и продуктах их переработки основные породообразующие элементы Al, Si, S, Ca, Mg имеют сечение захвата тепловых нейтронов на порядок ниже, чем у железа. Таким образом, поле тепловых нейтронов сложным образом зависит от влажности руды, его вещественного состава, содержания аномальных поглотителей тепловых нейтронов и длины зонда (расстояние от источника быстрых нейтронов до детектора тепловых нейтронов).
Экспериментальными исследованиями на железосодержащих рудах различной влажности и компонентного состава установлены сложные закономерности изменения поля тепловых нейтронов от длины зонда и влажности руды.
В целом наблюдается инверсионный характер зависимости интенсивности тепловых нейтронов от длины зонда и влажности руды. Инверсионный характер означает, что при определенной длине зонда показания способа (интенсивность тепловых нейтронов) от руд с различной влажностью будут одинаковыми и что с изменением влажности интенсивность тепловых нейтронов возрастает, достигает максимального значения, а затем при дальнейшем увеличении влажности интенсивность снижается. Область максимума (инверсии) означает нечувствительность зонда к влажности. Область инверсии для малых зондов наступает при больших значениях влажности. Для руд с незначительной влажностью область инверсии смещается в сторону больших длин зонда. На основании этих исследований найдена закономерность смещения инверсионной длины зонда (длины зонда, при которой наблюдается нечувствительность интенсивности тепловых нейтронов к влажности) от влажности руды.
Для железной руды с минимально возможной влажностью (~2%) и максимально возможной влажностью (~19%) найдены инверсионные длины зонда соответственно 52 и 9 см. Таким образом, зонд с длиной зонда меньше 9 см (доинверсионный) и зонд с длиной зонда более 52 см (заинверсионный) будут более однозначно связаны с влажностью. Показания доинверсионного зонда (интенсивность тепловых нейтронов) будут однозначно увеличиваться с ростом влажности руды, а показания заинверсионного зонда наоборот снижаться с увеличением влажности. Отсюда величина отношения интенсивности тепловых нейтронов при доинверсионной длине зонда (менее 9 см) к интенсивности тепловых нейтронов при заинверсионной длине зонда (более 52 см) будет автоматически учитывать влияние непостоянства компонентного состава, в частности содержания железа в руде, и будет более дифференцированной к изме- 1 035021 нению влажности, что существенно повышает чувствительность способа к влажности и расширяет сферу применения способа.
Существенным отличием изобретения от прототипа является то, что дополнительно на стандартных образцах руды с известной влажностью, последовательно меняя длину зонда, устанавливают зависимость интенсивности тепловых нейтронов от длины зонда и влажности руды, по которым находят закономерность смещения инверсионной длины зонда (длины зонда, при которой наблюдается нечувствительность интенсивности тепловых нейтронов к влажности) от влажности руды. Исходя из максимально возможной влажности и минимально возможной влажности согласно найденной закономерности находят соответственно инверсионную длину зонда L1 и L2. На анализируемой руде при длине зонда менее найденной L1 измеряют интенсивность тепловых нейтронов N1, при длине зонда более найденной L2 измеряют интенсивность тепловых нейтронов N2, а влажность руды определяют по величине отношения N1/N2 измеренных интенсивностей тепловых нейтронов.
Пример реализации способа.
Стандартные образцы железной руды массой около 60 кг облучались потоком быстрых нейтронов от ампульного Po-Be источника мощностью 5-105 нейтр./с. Регистрация тепловых нейтронов осуществлялась пропорциональным счетчиком с борным наполнением. Между источником быстрых нейтронов и детектором тепловых нейтронов размещался защитный экран из парафина и свинца. Длина зонда (расстояние между источником и детектором) менялась в интервале 5-60 см. Влажность руды менялась в диапазоне от 2 до 19%. Исходя из минимально возможной влажности (2%) согласно найденной закономерности смещения инверсионной длины зонда от влажности находим инверсионную длину зонда L1, равную 52 см; из максимально возможной влажности (19%) находим инверсионную длину зонда L2, равную 9 см. Доинверсионный зонд выбран равным 7 см, заинверсионный зонд - 55 см.
Доинверсионным зондом 7 см (менее L1) и заинверсионным зондом 55 см (более L2) измеряли интенсивность тепловых нейтронов, по величине отношения измеренных интенсивностей определяли влажность руды.
В таблице представлены сопоставительные метрологические характеристики предлагаемого способа (изобретения) и способа-прототипа.
| Способ | Диапазон, % | Чувствительность к влажности, проц./% | Погрешность измерения влажности, % абс. | |
| влажности | содержание Fe | |||
| Прототип | 2-19 | 17-36 | 6,7 | 1,24 |
| Предлагаемый | 2-19 | 17-36 | 9,5 | 0,85 |
Предлагаемый способ контроля влажности руды сложного состава характеризуется повышенной чувствительностью к влажности и меньшей погрешностью измерения влажности в условиях значительной изменчивости влажности и компонентного состава, что существенно расширяет сферу его применения.
Claims (1)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯСпособ контроля влажности руды сложного состава, основанный на ее облучении быстрыми нейтронами и регистрации тепловых нейтронов, отличающийся тем, что дополнительно на стандартных образцах руды с известной влажностью, последовательно меняя длину зонда, устанавливают зависимость интенсивности тепловых нейтронов от длины зонда и влажности руды, по которым находят закономерность смещения инверсионной длины зонда, при которой наблюдается нечувствительность интенсивности тепловых нейтронов к влажности от влажности руды, по найденной закономерности, исходя из максимально возможной влажности руды, находят инверсионную длину зонда L1, из минимально возможной влажности - инверсионную длину зонда L2, на анализируемой руде при длине зонда менее найденной L1 измеряют интенсивность тепловых нейтронов N1, при длине зонда более найденной L2 измеряют интенсивность тепловых нейтронов N2, а влажность руды определяют по величине отношения N1/N2 измеренных интенсивностей тепловых нейтронов.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201900102A EA035021B1 (ru) | 2019-01-21 | 2019-01-21 | Способ контроля влажности руды сложного состава |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201900102A EA035021B1 (ru) | 2019-01-21 | 2019-01-21 | Способ контроля влажности руды сложного состава |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201900102A1 EA201900102A1 (ru) | 2020-04-16 |
| EA035021B1 true EA035021B1 (ru) | 2020-04-17 |
Family
ID=70483823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201900102A EA035021B1 (ru) | 2019-01-21 | 2019-01-21 | Способ контроля влажности руды сложного состава |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA035021B1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3955087A (en) * | 1974-09-04 | 1976-05-04 | G. D. Searle & Co. | Apparatus for measuring moisture in moving bulk material using a lithium-7 radiation source |
| SU1763946A1 (ru) * | 1990-04-23 | 1992-09-23 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Серной Промышленности С Опытным Заводом | Способ определени влажности руды |
| JP2014227559A (ja) * | 2013-05-20 | 2014-12-08 | 株式会社日向製錬所 | 鉱石中水分の測定方法、並びにフェロニッケル製錬の乾燥工程における乾燥処理方法及びフェロニッケルの製錬方法 |
| RU2582901C1 (ru) * | 2015-03-27 | 2016-04-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Импульсный нейтронный способ определения влажности материалов |
-
2019
- 2019-01-21 EA EA201900102A patent/EA035021B1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3955087A (en) * | 1974-09-04 | 1976-05-04 | G. D. Searle & Co. | Apparatus for measuring moisture in moving bulk material using a lithium-7 radiation source |
| SU1763946A1 (ru) * | 1990-04-23 | 1992-09-23 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Серной Промышленности С Опытным Заводом | Способ определени влажности руды |
| JP2014227559A (ja) * | 2013-05-20 | 2014-12-08 | 株式会社日向製錬所 | 鉱石中水分の測定方法、並びにフェロニッケル製錬の乾燥工程における乾燥処理方法及びフェロニッケルの製錬方法 |
| RU2582901C1 (ru) * | 2015-03-27 | 2016-04-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Импульсный нейтронный способ определения влажности материалов |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201900102A1 (ru) | 2020-04-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Nizovtsev et al. | Determination of moisture diffusivity in porous materials using gamma-method | |
| FR2454619A1 (fr) | Procede et dispositif de mesure continue de teneurs en elements | |
| US2403631A (en) | Method for determining the petroleum hydrocarbon content of earth samples | |
| EA035021B1 (ru) | Способ контроля влажности руды сложного состава | |
| EA042354B1 (ru) | Нейтронный способ двухзондового измерения влажности сложного вещества | |
| EA042425B1 (ru) | Инструментальный способ контроля влажности минерального сырья сложного состава | |
| Preiss et al. | The optimization of a neutron scattering water content gauge for soils or concretes | |
| EA038411B1 (ru) | Гамма-альбедный способ определения плотности руд сложного состава | |
| RU167810U1 (ru) | Стенд для исследования радиационно-защитных свойств материалов | |
| EA038855B1 (ru) | Способ двухзондового исследования сложных веществ | |
| US3160753A (en) | Method and means for measuring hardness | |
| EA044472B1 (ru) | Способ импульсного нейтронного зондирования для оценки качества твердых полезных ископаемых | |
| SU397081A1 (ru) | Способ количественного определени в горных породах | |
| EA044857B1 (ru) | Ядерно-геофизический способ анализа руд | |
| SU1143186A1 (ru) | Способ градуировки при бесконтактном рентгенорадиометрическом опробовании | |
| EA042340B1 (ru) | Способ инструментального анализа сернистости угля | |
| EA039341B1 (ru) | Способ рентгенофлуоресцентного анализа угля | |
| SU671472A1 (ru) | Способ измерени толщины покрыти | |
| EA038002B1 (ru) | Способ контроля качества твердого топлива | |
| EA034998B1 (ru) | Способ анализа многокомпонентного вещества | |
| SU1182359A1 (ru) | Устройство дл рентгенорадиометрического определени концентраций элементов в растворе | |
| EA037999B1 (ru) | Нейтронно-физический способ контроля качества твердого топлива | |
| Miller et al. | Nondestructive method for quantifying thallium dopant concentrations in CsI: Tl crystals | |
| SU446007A1 (ru) | Способ фазового анализа вещества | |
| EA034973B1 (ru) | Способ ядерно-физического определения зольности угля |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM RU |