Способ контроля содержания алмазов в пробе

Abstract

The current article presents research results on developing a new method of detecting diamonds in lump ores based on the differences in mean atomic numbers of minerals in them. Samples are broken up, separated with gravity to extract the fraction closest to the diamonds in its density, and then separated by size using sieves. Then particles are dropped one-by-one into a thin flat flux of X-ray radiation. The primary radiation penetrates the particle, is scattered by its atoms and is attenuated as it leaves the particle. A considerable difference between mass coefficients of photoelectric attenuation of the particles of accompanying minerals and the diamond particles plays a decisive role in this process. The scattered radiation is registered by a scintillation meter. The analytical parameter that makes it possible to separate the minerals is the sum of the intensities of X-ray radiation scattered by the particle and the intensity of radiation scattered by the semi­transparent screen positioned between the particle and the detector. The role of this auxiliary screen is to increase the difference between the detector’s signals from the diamonds and the particles of accompanying minerals. An analytical devise that uses this method was designed and the results of testing its lab model are presented. Diamonds with the diameter of 2-5 mm are detected in 100% of the cases. Up to 900 grams of diamond-containing samples can be processed within one hour.

В статье представлены результаты исследований по созданию нового способа обнаружения алмазов в кусковом рудном материале, основанного на отличии средних атомных номеров состав­ляющих его минералов. Проба проходит дробление, гравитационное разделение материала с целью выделения фракции, близкой по удельной плотности к алмазу, и разделение частиц по размерам с помощью набора сит. Затем поштучно частицы пробы сбрасываются в тонкий плоский поток рентгеновского излучения. Первичное излучение проникает в частицу, рассеивается на ее атомах и на выходе из частицы ослабляется. Большое различие массовых коэффициентов фотоэлектри­ческого ослабления у частиц сопутствующих минералов и у частиц алмазов играет в этом процессе определяющую роль. Рассеянное рентгеновское излучение регистрируется сцинтилляционным счетчиком. Аналитическим параметром, формирующим признак разделения минералов, является сумма интенсивности рассеянного частицей рентгеновского излучения и интенсивности рассеянного излучения от установленного меж ду частицей и детектором полупрозрачного экрана. Роль этого вспомогательного экрана заключается в увеличении различия меж ду сигналами детектора от алмазов и от частиц сопутствующих минералов. Разработана конструкция аналитического прибора, реализующего данный способ, приведены результаты испытаний лабораторного макета прибора. Для алмазов размером 2-5 мм способ показал их обнаружение с надежностью 100 %. В течение одного часа способ позволяет обработать до 900 граммов материала алмазосодержащих проб.