FI67626B - FOERFARANDE FOER ANALYSERING AV MALMBLOCK - Google Patents

Description

' 67626'67626

Menetelmä malmilohkareiden analysoimiseksi Tämä keksintö kohdistuu menetelmään malmilohkareiden analysoimiseksi radio-metrisesti, jossa malmilohkareita säteilytetään yksitellen gammasäteilyllä röntgenfluoresenssisäteilyn ja Compton-sironneen säteilyn herättämiseksi ja mainittujen säteilyjen intensiteettejä verrataan toisiinsa lohkareiden 5 pinnassa olevien arvomineraalien pitoisuuksien määrittämiseksi lohkareiden lajittelua varten.This invention relates to a method for the radiometric analysis of ore boulders, in which the ore boulders are irradiated individually with gamma radiation to excite X-ray fluorescence radiation and to determine the intensities of the Compton scattered radiation and to compare the intensities of said radiation

Fl-patentista 61 361 on ennestään tunnettua malmin analysoiminen lajittelua varten lohkareita säteilyttämällä yksitellen kahdella eri energiaisella gammasäteilylähteellä sekä lohkareiden aiheuttaman säteilyn sironnan tut-10 kiminen energiadispersiivisen detektorin avulla. Detektorin avulla mitataan kummankin lähteen osalta sironneen säteilyn intensiteetti ja näiden inten-siteettiarvojen suhteesta muodostetaan analyysin tulosarvo, kun mitatuista arvoista on ensin vähennetty taustasäteilyn vaikutus. Tulosarvo kuvaa raskaiden aineiden osuutta tarkasteltavassa lohkareessa ja tulosarvon ollessa 15 haluttua kynnysarvoa suurempi lohkare lajitellaan malmiksi.F1 patent 61,361 discloses the analysis of ore for sorting by irradiating boulders one by one with two different energy gamma radiation sources and the study of the scattering of radiation caused by boulders by means of an energy dispersive detector. The detector is used to measure the intensity of the scattered radiation for both sources, and the ratio of these intensities to the result value of the analysis is formed when the effect of background radiation has first been subtracted from the measured values. The result value describes the proportion of heavy substances in the boulder under consideration, and when the result value is 15 boulders above the desired threshold value, the boulder is sorted into ore.

Maailman mineraalivarojen vähentyessä joudutaan kuitenkin käsittelemään yhä köyhempiä mineraaleja, jolloin nykyisten tunnettujen laitteiden ja menetelmien analyysitarkkuutta on myös parannettava ottamalla huomioon koko lohkareen säteilytetyn osan analyysipitoisuuden lisäksi mahdolliset 20 lohkareen sisältämät konsentraatiohuiput esimerkiksi kappaleen pinnassa. Tällöin koko lohkareen säteilytetystä osasta esimerkiksi Fl-patentin 61 361 menetelmällä mitattu tulosarvo voi antaa lopputuloksen, joka alittaa halutun, malmilta vaadittavan tulosarvon.However, as the world's mineral resources dwindle, increasingly poorer minerals will have to be processed, and the analytical accuracy of current known equipment and methods must also be improved by taking into account not only the analytical concentration of the irradiated portion of the whole block. In this case, the result value measured from the irradiated part of the whole block, for example by the method of F1 patent 61,361, can give a final result which is below the desired result value required from Malmi.

Esilläolevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada menetelmä, jossa analy-25 soitavia lohkareita säteilytetään yksitellen gammasäteilyllä lajittelua varten niin, että aikaansaadaan vuorovaikutus lohkareissa röntgenfluoresenssisäteilyn ja Compton- sironneen säteilyn herättämiseksi ja näiden avulla arvo-mineraalien pitoisuuden määrittämiseksi lohkareiden pinnassa. Keksinnön olennaiset tunnusmerkit selviävät oheisesta patenttivaatimuksesta 1.It is an object of the present invention to provide a method in which the blocks to be analyzed are individually irradiated with gamma radiation for sorting so as to interact with the blocks to excite X-ray fluorescence radiation and Compton scattered radiation and determine the concentration of valuable minerals in the block. The essential features of the invention appear from the appended claim 1.

30 Keksinnön mukaista menetelmää voidaan edullisesti käyttää joko yksinään tai jonkun sinänsä tunnetun lohkareiden analysointimenetelmän, kuten Fl-paten- 2 67626 tista 61 361 tunnetun ns. gammasirontamenetelmän, yhteydessä. Käytettäessä keksinnön mukaista menetelmää Fl-patentin 61 361 mukaisen analysointi- ja lajittelumenetelmän yhteydessä suoritetaan tunnetulla menetelmällä ensin lohkareen lajittelu malmiksi ja raakuksi. Tunnetun menetelmän mukaisen 5 analysoinnin yhteydessä tai välittömästi sen jälkeen lohkareita säteilytetään keksinnön mukaisesti gammasäteilyllä röntgenfluoresenssisäteilyn herättämiseksi. Keksinnön mukaisen Compton- sironneen säteilyn intensiteettiarvona on mahdollista käyttää tunnetun menetelmän mukaisesti mitattua intensiteet-tiarvoa, kun röntgenfluoresenssisäteilyn virityslähteen energia on sopivasti 10 valittu. Tällöin energiadispersiivisellä detektorilla mitattujen röntgen-fluoresenssi- ja Compton-sironneen säteilyn intensiteettien suhteesta saadaan tunnusluku, joka kuvaa arvomineraalien pitoisuutta lohkareen pinnassa. Näin saadun tunnusluvun ollessa haluttua kynnysarvoa suurempi lajitellaan ensin raakuksi määritelty lohkare malmiksi.The method according to the invention can advantageously be used either alone or by a method for the analysis of boulders known per se, such as the so-called known method for the analysis of F1 patent 2 67626 61 611. gamma scattering method. When using the method according to the invention in connection with the analysis and sorting method according to F1 patent 61,361, the sorting of the block into ore and raw material is first performed by a known method. In connection with or immediately after the analysis according to the known method, the blocks are irradiated according to the invention with gamma radiation in order to excite X-ray fluorescence radiation. As the intensity value of the Compton scattered radiation according to the invention, it is possible to use the intensity value measured according to the known method when the energy of the excitation source of the X-ray fluorescence radiation is suitably selected. In this case, the ratio of the intensities of X-ray fluorescence and Compton scattered radiation measured with an energy-dispersive detector is obtained as an indicator that describes the concentration of value minerals on the surface of the block. When the indicator thus obtained is higher than the desired threshold value, the boulder defined as raw is first sorted into ore.

15 Käytettäessä keksinnön mukaista menetelmää tunnetun analysointimenetelmän yhteydessä voidaan röntgenfluoresenssi virittää joko oman gammasäteily lähteen avulla tai siten, että ainakin yksi lohkareiden analysointimenetelmän heräte- energialähde korvataan kohtiojärjestelyllä, jossa primäärilähteen tai -lähteiden eteen sijoitetaan sopivasta alkuaineesta, kuten lantanidi-ryhmän 20 alkuaine, valmistettu levy.When using the method of the invention in a known analytical method, X-ray fluorescence can be excited either by its own gamma radiation source or by replacing at least one excitation energy source in the bouling analysis method with a target arrangement in front of the primary source or sources of a suitable element.

Keksinnön mukaista menetelmää voidaan käyttää yksinään, kun sekä röntgenfluoresenssi että Compton-sironta viritetään omalla primäärilähteellään. Tässäkin tapauksessa energiadispersiivisellä detektorilla mitattujen intensiteettien suhteesta saadaan tunnusarvo, joka kuvaa arvomineraalien pitoi— 25 suutta kiven pinnassa. Myös tätä keksinnön edullista sovellutusmuotoa on mahdollista käyttää jonkun tunnetun lohkareiden analysointimenetelmän, kuten Fl-patentin 61 361 mukaisen menetelmän yhteydessä, jolloin keksinnön mukaista menetelmää käytetään edullisesti vain tunnetun analysointimenetelmän mukaisesti raakuksi lajitelluille lohkareille.The method of the invention can be used alone when both X-ray fluorescence and Compton scattering are tuned to their own primary source. In this case, too, the ratio of the intensities measured with the energy-dispersive detector gives a characteristic value that describes the concentration of the value minerals on the surface of the stone. It is also possible to use this preferred embodiment of the invention in connection with a known method for analyzing boulders, such as the method according to F1 patent 61,361, wherein the method according to the invention is preferably used only for boulders sorted raw according to a known analysis method.

30 Käytettäessä keksinnön mukaista menetelmää suoritetaan lohkareiden lajittelu sinänsä tunnetulla menetelmällä ohjaamalla ilmasuihku paineilmasuuttimella analysointilinjasta poikkeutettavaan lohkareeseen. Paineilmasuutinta ohjaavan detektorin antamien signaalien vastaanottajana toimivan elektronisen oh- 3 67626 jauspiirin avulla, johon on sinänsä tunnettuun tapaan ennakolta määrätty keksinnön mukainen kynnysarvo malmin ja raakkukiven erottamiseksi.When using the method according to the invention, the sorting of the boulders is carried out by a method known per se by directing an air jet with a compressed air nozzle from the analysis line to the boulder. By means of an electronic control circuit acting as a receiver for the signals given by the detector controlling the compressed air nozzle, which, as is known per se, has a predetermined threshold value according to the invention for separating ore and raw rock.

Keksintöä selostetaan seuraavassa viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää kaaviollisesti keksinnön erästä edullista sovellutusmuotoa, 5 kuvio 2 esittää kaaviollisesti kuvion 1 mukaista sovellutusmuotoa Fl-paten-tista 61 361 tunnetun lohkareiden analysointimenetelmän yhteydessä, kuvio 3 esittää kaaviollisesti keksinnön erästä toista sovellutusmuotoa, kun ainoastaan röntgenfluoresenssisäteilyä viritetään omalla primäärilähteellä, kuvio 4 esittää kaaviollisesti keksinnön edullista sovellutusmuotoa, kun 10 kuvion 3 esittämä röntgenfluoresenssisäteilyn primäärilähde on korvattu kohtiojärjestelyllä, kuvio 5 esittää keksinnön kuvioissa 1 - 4 esi tely il le sovellutusmuodoille yhteistä valokennojärjestelyä lohkareiden analysointihetken määrittämiseksi.The invention will now be described with reference to the accompanying drawings, in which Figure 1 schematically shows a preferred embodiment of the invention, Figure 2 schematically shows the embodiment of Figure 1 in connection with a known block analysis method of F1 patent 61,361, tuned by its own primary source, Fig. 4 schematically shows a preferred embodiment of the invention when the primary source of X-ray fluorescence radiation shown in Fig. 3 has been replaced by a target arrangement, Fig. 5 shows a photocell arrangement common to the embodiments of the invention shown in Figs.

Kuvion 1 mukaisesti keksinnön menetelmää yksinään käytettäessä säteilyläh-15 teestä 1 viritetään analysoinnin kohteena olevaan lohkareeseen 5 röntgen-fluoresenssisäteily sekä säteilylähteestä 2 Compton-sironnut säteily. Herätettyjen säteilyjen intensiteettien mittaamiseksi on säteilysuojaan 3 sijoitettu detektori 4, esimerkiksi energiadispersiivisesti toimiva tuikeilmaisin. Detektorin 4 antamat signaalit eli pulssit vastaanottaa elektroninen ohja-20 uspiiri 14, joka muodostaa mitatuista intensiteettiarvoista keksinnön mukaisen lajittelun tunnusluvun ja joka on edelleen kytketty ohjaamaan paineilmasuutinta 15. Muodostettua tunnuslukua verrataan ohjauspiirissä 14 sinne ennakolta asetettuun kynnysarvoon, jonka mukaan lohkare 5 lajitellaan joko arvokkaaksi malmiksi tai arvottomaksi raakuksi.According to Figure 1, when using the method of the invention alone, X-ray fluorescence radiation from the radiation source 1 and X Compton scattered radiation from the radiation source 2 are excited to the block 5 to be analyzed. In order to measure the intensities of the excited radiation, a detector 4, for example an energy-dispersive scintillation detector, is placed in the radiation shield 3. The signals or pulses given by the detector 4 are received by an electronic control circuit 14 which forms a sorting indicator according to the invention from the measured intensity values and which is further connected to control the compressed air nozzle 15. The generated indicator is compared in the control circuit 14 to a preset threshold. worthless raw.

25 Kuvion 2 mukaisessa keksinnön edullisessa sovellutusmuodossa Fl-patentista 61 361 tunnettu analysointimenetelmä on yhdistetty kuvion 1 mukaiseen mene-telmäratkaisuun. Tällöin analysoitavaa lohkaretta 5 säteilytetään kahdella gammasäteilylähteellä 6;7, joista toisen energia on siten valittu, että Compton-vuorovaikutus on vallitseva ja toisessa kilpailevat keskenään valo-30 sähköinen vuorovaikutus ja Compton-vuorovaikutus. Lohkareen 5 aiheuttamien säteilyjen intensiteetit mitataan säteilysuojassa 8 olevalla detektorilla 9. Detektorin 4 antamat signaalit johdetaan elektroniseen ohjauspiiriin 16, jossa intensiteeteistä muodostetaan Fl- patentin 61 361 mukainen tunnusarvo ja jossa tunnusarvoa sekä ennalta asetettua kynnysarvoa verrataan toisiinsa « 67626 lohkareiden 5 lajittelemisseksi. Tunnusarvon ollessa kynnysarvoa pienempi lohkare 5 määritellään raakuksi 5a, joka paineilmasuuttimesta 15 tulevan ilmavirran avulla siirretään säteilyväliseinän 13 vasemmalle puolelle kuviossa 2. Raakuksi analysoituja lohkareita 5a analysoidaan edelleen keksinnön 5 mukaisella menetelmällä. Tämä tapahtuu kuvion 2 alaosassa olevalla kuvion 1 mukaisella laitteistolla, jolloin detektorilla 4 mitattujen röntgenfluore-senssisäteilyn ja Compton-sironneen säteilyn intensiteettien suhteesta muodostetaan keksinnön mukainen tunnusarvo, jota verrataan elektroniseen ohjauspiiriin luennalta asetetttuun kynnysarvoon. Kun nyt tunnusarvon 10 ollessa kynnysarvoa suurempi, lohkare 5a määritetään malmiksi, johon kohdistetaan paineilmasuuttimen 15 avulla ilmavirta lohkareen siirtämiseksi malmilohkareiden 5b joukkoon.In a preferred embodiment of the invention according to Figure 2, the analysis method known from the F1 patent 61,361 is combined with the method solution according to Figure 1. In this case, the block 5 to be analyzed is irradiated with two gamma radiation sources 6; 7, the energy of one of which is selected so that the Compton interaction is predominant and in the other the light-30 electrical interaction and the Compton interaction compete with each other. The intensities of the radiation caused by the block 5 are measured by a detector 9 in the radiation shield 8. The signals given by the detector 4 are fed to an electronic control circuit 16, where the intensities are formed according to the F1 patent 61 361 When the characteristic value is lower than the threshold value, the block 5 is defined as raw 5a, which is transferred to the left side of the radiation partition 13 in Fig. 2 by means of the air flow from the compressed air nozzle 15. The raw blocks 5a are further analyzed by the method 5 according to the invention. This is done with the apparatus of Fig. 1 at the bottom of Fig. 2, whereby the ratio of the intensities of X-ray fluorescence radiation and Compton scattered radiation measured by the detector 4 is formed according to the invention, which is compared to a threshold set in the electronic control circuit. Now, when the characteristic value 10 is higher than the threshold value, the boulder 5a is defined as an ore to which an air flow is applied by means of a compressed air nozzle 15 to move the boulder among the ore boulders 5b.

Kuvion 3 mukaisessa keksinnön sovellutusmuodossa Fl-patentin 61 361 mukaisen laitejärjestelyn (kuvio 2, yläosa) säteilysuojaan 8 on lisätty röntgen-15 fluoresenssia herättävä säteilylähde 1. Tällöin keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseen tarvittava Compton-sirontasäteilyn herättävänä lähteenä käytetään lähdettä 7, joka on siis yhteinen Fl-patentin 61 361 ja keksinnön mukaiselle analysointitavalle. Jos Fl-patentin 61 361 mukaisen lajittelun tunnusarvo alittaa malmilta vaadittavan tason, huomioidaan myös keksinnön 20 mukaisen analysoinnin tunnusarvo. Viimemainitun tunnusarvon ylittäessä malmilta vaadittavan tason lajitellaan analysoitu lohkare 5 malmiksi.In the embodiment of the invention according to Fig. 3, an X-ray-fluorescent radiation source 1 is added to the radiation shield 8 of the device arrangement according to F1 patent 61,361 (Fig. 2, top). In this case, the Compton scattering radiation source required for carrying out the method patent 61 361 and the method of analysis according to the invention. If the sorting value according to the F1 patent 61,361 falls below the level required for Malmi, the analysis value according to the invention 20 is also taken into account. When the latter characteristic value exceeds the level required from the Ore, the analyzed boulder is sorted into 5 ores.

Kuvion 4 mukaisessa laitejärjestelyssä kuvion 3 mukainen röntgenfluoresens-sisäteilyä herättävä lähde 2 on korvattu kohtiojärjestelyllä sijoittamalla jommankumman Fl-patentin 61 361 mukaisen säteilylähteen eteen edullisesti 25 esimerkiksi lantanidi-ryhmän alkuaineesta valmistettu levy 10.In the device arrangement according to Fig. 4, the X-ray fluorescence-inducing source 2 according to Fig. 3 has been replaced by a target arrangement by placing a plate 10 made of, for example, a lanthanide group element, preferably in front of one of the radiation sources according to F1 patent 61,361.

Kuvioiden 3 ja 4 mukaisissa keksinnön edullisissa sovellutusmuodoissa lohkareiden lajittelu tapahtuu kuviossa 1 esitetyllä tavalla käyttäen hyväksi elektronista ohjauspiiriä 14 ja paineilmasuutinta 15.In the preferred embodiments of the invention according to Figures 3 and 4, the sorting of the blocks takes place as shown in Figure 1 by utilizing an electronic control circuit 14 and a compressed air nozzle 15.

Analysointimittauksen alkukohdan määräämiseksi on hieman primäärisen lähde-30 detektoriyhdistelmän yläpuolelle sijoitettu kuvion 5 mukaisesti kullekin esitetylle sovellutusmuodolle olennaisesti samankaltainen valokenno 11, joka havaitsee saapuvan lohkareen 5 tämän katkaistessa valolähteen 12 ja valo-kennon 11 välisen valosäteen.To determine the starting point of the analysis measurement, a photocell 11 substantially similar to each of the embodiments shown in Figure 5 is located slightly above the primary source-30 detector assembly, which detects an incoming block 5 when it interrupts the light beam between the light source 12 and the photocell 11.

5 676265,67626

Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettäessä sitä tunnetun analysointimenetelmän, kuten Fl-patentista 61 361 tunnetun gammasirontamenetelmän yhteydessä voidaan röntgenfluoresenssisäteilylähteenä käyttää energiatasoltaan noin 30 - 150 keV olevaa lähdettä, kuten Am-241, sekä Compton-säteily-5 lähteenä energiatasoltaan noin 300 - 1500 keV olevaa lähdettä, kuten Cs-137. Keksinnön mukaista menetelmää kuvion 1 mukaisesti yksinään käytettäessä on röntgenfluoresenssisäteilylähteen energiataso alahaisempi, noin 10 - 60 keV.When used in the method of the invention in connection with a known analytical method, such as the gamma scattering method known from F1 patent 61,361, a source having an energy level of about 30 to 150 keV, such as Am-241, and a source of Compton radiation of about 300 to 1500 keV such as Cs-137. When the method according to the invention is used alone according to Figure 1, the energy level of the X-ray fluorescence radiation source is lower, about 10 to 60 keV.

•r• r

Claims (7)

1. Menetelmä malmilohkareiden analysoimiseksi, jossa malmilohkareita sätei-lytetään gammasäteilyllä yksitellen lajittelun suorittamiseksi niiden pinnassa olevien arvomineraalipitoisuuksien perusteella tunnettu siitä, että malmilohkareita säteilytetään ainakin kahdella 5 gammasäteilylähteellä (1,2) niin, että ainakin toinen herätetyistä säteilyistä, röntgenfluoresenssi säteily ja Compton-sironnut säteily, herätetään omalla säteilylähteellään ja aikaansaatujen säteilyjen intensiteettejä mitataan ainakin yhdellä detektorilla (4), ja että verrataan toisiinsa mainitun kahden säteilyn intenssiteettejä lohkareiden (5) pinnassa olevien arvomineraalipitoisuuksien 10 selvittämiseksi.A method for analyzing ore boulders, wherein the ore boulders are irradiated with gamma radiation one by one to perform sorting on the basis of the valuable mineral concentrations on their surface, characterized in that , is excited by its own radiation source and the intensities of the radiations produced are measured by at least one detector (4), and that the intensities of said two radiations are compared with each other in order to determine the mineral concentrations 10 on the surface of the boulders (5). 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että lajittelutulosta kuvaavaksi parametriksi otetaan röntgenfluoresenssisäteilyn intensiteetin ja Compton-sironneen säteilyn intensiteetin välinen suhde.Method according to Claim 1, characterized in that the parameter describing the sorting result is the ratio between the intensity of the X-ray fluorescence radiation and the intensity of the Compton scattered radiation. 3. Patenttivaatimusten 1 tai 2 mukainen menetelmä tunnettu siitä, 15 että röntgenfluoresenssisäteily ja Compton-sironnut säteily herätetään omilla säteilylähteillään (1, 2).Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the X-ray fluorescence radiation and the Compton scattered radiation are excited by their own radiation sources (1, 2). 4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että röntgenfluoresenssisäteily herätetään omalla säteilylähteellä (1).Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the X-ray fluorescence radiation is excited by its own radiation source (1). 5. Patenttivaatimusten 1 tai 2 mukainen menetelmä tunnettu siitä, 20 että röntgenfluoresenssisäteily herätetään lohkareiden (5) analysoinnissa käytetyn ainakin yhden primääri lähteen (6, 7) eteen sijoitetulla kohtiole-vyllä (10).Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the X-ray fluorescence radiation is excited by a target plate (10) placed in front of at least one primary source (6, 7) used in the analysis of the blocks (5). 6. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että Compton-sironnut säteily synnytetään omalla säteilylähteellään (2).Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the Compton scattered radiation is generated by its own radiation source (2). 7. Jonkin edelläolevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä tunnettu siitä, että detektorina (4) käytetään ainakin yhtä energiadisper-siivisesti toimivaa tuikeilmaisinta.Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one energy-dispersive scintillation detector is used as the detector (4).