Способ контроля технологического процесса кучного выщелачивания урановых руд


 

G01N23/00 - Исследование или анализ материалов радиационными методами, не отнесенными к группе G01N 21/00 или G01N 22/00, например с помощью рентгеновского излучения, нейтронного излучения (G01N 3/00-G01N 17/00 имеют преимущество; измерение силы вообще G01L 1/00; измерение ядерного или рентгеновского излучения G01T; введение объектов или материалов в ядерные реакторы, извлечение их из ядерных реакторов или хранение их после обработки в ядерных реакторах G21C; конструкция или принцип действия рентгеновских аппаратов или схемы для них H05G)

Владельцы патента RU 2552115:

Обручков Александр Иванович (RU)

Использование: для контроля технологического процесса кучного выщелачивания урановых руд. Сущность изобретения заключается в том, что определяют количество руды и среднюю массовую долю урана, заложенной в штабель руды для выщелачивания, и сравнивают с количеством урана, извлекаемым в процессе выщелачивания на выходе из штабеля, а в лабораторных условиях моделируют технологический процесс выщелачивания с оценкой ожидаемой скорости фильтрации растворов и степени извлечения урана, при этом в штабель рудной массы укладывают горизонтально трубы-скважины диаметром, обеспечивающим перемещение по ним скважинного каротажного прибора для одновременной регистрации потока мгновенных нейтронов деления, потока рассеянных тепловых нейтронов от импульсного нейтронного источника и интенсивность естественного гамма-излучения, а для получения информации по вертикали штабеля устанавливают вертикальные трубы-скважины такого же диаметра и при этом во всех скважинах не должен скапливаться выщелачивающий раствор, что будет упрощать интерпретацию результатов каротажа. Технический результат: повышение достоверности результатов контроля кучного выщелачивания урановых руд. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Способ контроля технологического процесса кучного выщелачивания урановых руд относится к области бесшахтной разработки урановых месторождений, и конкретно к кучному выщелачиванию с использованием воздействия химических реагентов на добытую и извлеченную из недр руду.

Непосредственно в рудном штабеле контролировать процесс кучного выщелачивания руд невозможно. Не существует прямых или косвенных методов оценки результатов протекания химических реакций внутри кучи. Косвенно можно определять степень извлечения полезных компонентов путем сопоставления их массовой доли, заложенной в сформированный штабель и извлекаемой в растворах на выходе. Дополнительно к этому учитывают количество оставшегося полезного компонента в штабеле на основе результатов опробования при расформировании.

Для прогнозирования параметров технологического процесса конкретных руд при кучном выщелачивании применяют различные методы гидрогеологического моделирования в лабораторных условиях. Здесь определяют фильтрационные свойства руд, вид реагента и метод выщелачивания (кислотное или карбонатное), концентрацию растворов и их расход. Изучают влияние состава вмещающих пород на расход растворов. Полученные результаты моделирования не всегда могут быть перенесены на руды в конкретных условиях в штабеле со своим грансоставом и с различной плотностью. Существенное значение приобретает поведение раствора в объеме штабеля, его перемещение, то есть здесь может быть выделен и геометрический фактор поведения раствора.

Выщелачивание полезных компонентов из кускового рудного материала описывается диффузионно-кинетической теорией гетерогенных процессов, где извлечение полезного компонента идет на контакте раствора с поверхностью куска с участием диффузионного процесса.

Вообще процесс выщелачивания может быть разделен на три стадии:

- поступление раствора в объем выщелачиваемой руды;

- выщелачивание полезного компонента;

- отвод продуктивного раствора.

Контролировать процесс выщелачивания можно только по отдельным стадиям, так например, с помощью электроразведочных методов можно оценивать расположение контуров зон закисления в штабеле, то есть характеризовать зону поступления растворов в штабель.

Широкое распространение кучное выщелачивание получило при переработке бедных и забалансовых урановых руд. Основы выщелачивания урановых руд изложены в работе [И.К. Луценко и др. «Бесшахтная разработка рудных месторождений», под редакцией В.Д. Носова и В.И. Кочеткова. Издательство «Недра», М., 1986 г. с. 176]. Контролировать процесс выщелачивания урановых руд можно с использованием методов радиоактивного каротажа в пробуренных и обсаженных в штабеле вертикальных скважин и в проложенных с небольшим уклоном труб, имитирующих скважины.

На настоящий момент начинают широко использовать комплекс ядерно-физических методов, включающих прямые методы определения массовой доли урана при подземном его выщелачивании (КНД-МО гамма-каротаж (ГК) и импульсный нейтрон-нейтронный каротаж (ИННК). Основой прямого определения урана является регистрация потока мгновенных нейтронов деления (МНД) ядер U-235. Изотоп U-235 составляет 1/138 долю от изотопа урана-238. Воздействуя на изотоп U-235 импульсным потоком тепловых нейтронов, вызываем его деление с образованием мгновенных нейтронов, которые регистрируем в промежутках между первичными импульсами нейтронного генератора (ИНГ).

Метод ИННК, позволяющий определять первоначальное водородосодержание руды и периодическое водородосодержание после орошения штабеля и тем самым характеризовать динамику перемещения растворов в плане и в разрезе штабеля. Получаемая информация при этом дает временной характер заполнения перового пространства руды. Изменение водородосодержания за счет гравитационного просачивания и перемещения растворов вниз будет определять скорость фильтрации и эффективную пористость. ГК используется только перед началом орошения штабеля, так как радий в процессе выщелачивания урана не растворяется и практически остается на месте. Отсюда следует, что степень извлечения урана или его привноса в объем кучи можно оценивать путем сопоставления данных КНД-М и ГК. ИННК, который выполняется одновременно с КНД-М оценивает нейтронные свойства руды и определяет время появления выщелачивающих растворов на различной глубине в штабеле при периодическом повторении.

Каротаж в скважинах может выполняться серийно выпускаемыми приборами АИНК-48, АИНК-50 АИНК-43. Положение зон закисленной руды может определяться с помощью аппаратуры электроразведочной томографии Скала-48 или Скала-64М (Бобачев А.А., и другие. Электротомография методом сопротивлений и вызванной поляризации. Приборы системы разведочной геофизики. №02. 2006. с.14-17).

Исходя из выше приведенных предпосылок, суть предлагаемого изобретения заключается в том, что в штабель рудной массы укладывают горизонтально трубы-скважины с диаметром, обеспечивающим перемещение по ним скважинного каротажного прибора для одновременной регистрации потока мгновенных нейтронов деления, потока рассеянных тепловых нейтронов от импульсного нейтронного источника и интенсивность гамма-излучения. Для получения информации по вертикали штабеля устанавливают вертикальные трубы-скважины такого же диаметра. Во всех скважинах не должен скапливаться выщелачивающий раствор, что будет упрощать интерпретацию результатов каротажа.

Для оценки массовой доли урана, радия и влажности руды, полученные результаты каротажа сравнивают с данными измерений в градуировочных моделях, имеющих размеры, соответствующие слою насыщения по нейтронам и гамма-излучению. Состав и влажность моделей должен быть близок к руде в штабеле. В результате каротажа регистрируют одновременно поток мгновенных нейтронов деления, поток рассеянных тепловых нейтронов от импульсного нейтронного генератора и интенсивность естественного гамма-излучения, по которым оценивают распределение массовой доли урана, радия и влажности руды в разрезе, и в плане рудного штабеля до и после начала процесса выщелачивания.

По результатам периодически выполняемого каротажа с учетом времени проникновения раствора на уровень расположения выделенных зон в скважинах, определяют скорость фильтрации. По сопоставлению массовой доли урана в различные периоды времени оценивают степень его извлечения за этот период. По сопоставлению массовой доли радия, в эквивалентных процентах урана, с массовой долей урана характеризуют степень извлечения урана за период от начала процесса выщелачивания. Получаемые при этом параметры контроля технологического процесса выщелачивания будут характеризовать в пространстве штабеля и во времени. Изменчивость величины скорости фильтрации позволит давать заключение о наличии зон «проскальзывания» растворов и зон их застоя и тем самым указывать на их устранение, и по достижению определенного значения степени извлечения прекращать процесс выщелачивания, где продолжение экономически не целесообразно.

На фигурах 1 и 2 схематически приведено общее расположение оборудования при кучном выщелачивании урановых руд, где показано в разрезе и плане положение контрольных скважин в штабелях руды.

На площадке выщелачивания расположен штабель 1, сформированный из забалансовой или бедной руды. Руда для обеспечения эффективного извлечения урана имеет крупность - 50 мм, для чего она может додрабливаться. Руда укладывается на гидроизолирующую пленку 2, которая лежит на «подушке» 3, препятствующей повреждение пленки 2. Штабель 1 укладывают на склоне с небольшим уклоном и по краям располагаются растворосборные канавки 4. В процессе формирования штабеля укладываются трубы-скважины 5, которые располагают горизонтально с небольшим уклоном, чтобы исключить в них скапливание растворов. Материал труб может быть полиэтилен высокой плотности (ПВП) или трубы армированные металлопластиковые (МПТ) такой толщины, чтобы исключить их смятие. Можно использовать стальные трубы. Количество скважин, их расположение определяется точками контроля технологии выщелачивания. Трубы 5 можно располагать в двух или нескольких плоскостях по несколько штук в пределах одной плоскости, в зависимости от требований объема информативности. Для непрерывного наблюдения процесса выщелачивания, в штабеле располагают (путем бурения) вертикальные скважины 6. Хотя возможно здесь по вертикально расположенной обсадке может происходить прохождение растворов (проскальзывание) и тем самым вносить незначительные искажения, которые не будут существенно влиять на результаты контроля. Для обеспечения представительного контроля по всему объему штабеля 1 трубы 5 и 6 соединяют резьбовым соединением (сварное соединение способствует образованию швов, препятствующих перемещению скважинного прибора 9 при выполнении КНД-М и ИННК). Для уменьшения влияния искажающих факторов на результаты каротажа КНД-М и ИННК, скважины не должны заполняться выщелачивающими растворами.

На верхней поверхности штабеля 1 располагается система орошения, где на стойках 7 закреплены форсунки. Доступ к устью скважин 5 и 6 обеспечивается лестницей 8. Сигналы по кабелю 11 из скважинного прибора 9 через блок-баланс 10 подаются на регистрирующую аппаратуру. Сам скважинный прибор 9 предварительно подается на забой с помощью толкающих штанг, а затем вытягивается «вручную» или лебедкой каротажной станции с соблюдением заданной и постоянной скоростью. КНД-М можно выполнять и в точечном режиме, обеспечивая минимальную статистическую погрешность регистрации, но вести измерение следует от забоя к устью, чтобы исключить регистрацию наведенной гамма-активации. В процессе перемещения через штабель выщелачивающий раствор поступает в зумпф 12, где насосом 13 подается на сорбцию.

Методы КНД-М и ИННК для определения массовой доли урана и водородосодержания в выщелачиваемой руде являются относительными. При этом регистрируемый параметр в скважине сопоставляют с измеренной величиной такого же параметра в градуировочных моделях 14, где известна массовая доля урана и водородосодержание (влажность). Скважинный прибор должен располагаться в центре моделей 14 так, чтобы и мишень ИНГ, и окончание удаленного детектора отстояли от краев модели не менее чем на 45 см. Состав градуировочных моделей 14 из дробленой руды, по которой отбирают представительные пробы, анализируют их на U, Ra, влажность. Модель с повышенной влажностью создается путем формирования отдельных и одинаковых слоев, разделенные полиэтиленовой пленкой, мощность которых не более 10 сантиметров. Пленка по весу должна учитываться при расчете влажности модели. Все модели устанавливаются на передвижной платформе 15 для мобильного многократного применения. Одна из моделей имеет влажность, соответствующую усредненному значению в формируемом штабеле (первоначальную влажность). Другая модель с такой же рудой, но дополнительно увлажненной присутствующим раствором в штабеле. Через центр моделей устанавливают трубы, диаметром и по составу соответствующие трубам, уложенным в штабель. Значение фона оценивают по измерениям в фоновой модели, изготовляемой из песка или пустой породы. Дополнительно для характеристики 100%-й влажности и фона, изготовляют такую модель, заполненную водой, в которой заведомо отсутствуют элементы, аномально поглощающие нейтроны (B, Cl, Cd, и др.). Модели с урановой рудой герметизируются для накопления продуктов распада радона, чтобы в последующем контролировать результаты ГК.

Учет количества урана, заложенного в выщелачиваемый штабель, ведут исходя из результатов КНД-М и ГК по всем скважинам (расчет количества урана выполняют с учетом геометрии расположения скважин) и суммарного веса автосамосвалов фиксируемого на рудоконтрольной станции (РКС) и массовой доли урана в них. По данным КНД-М определяют массовую долю урана и ее пространственное распределение, а по ГК и на РКС определяют массовую долю радия в эквиваленте % урана. По отношению радия и урана оценивают естественный (природный) коэффициент радиоактивного равновесия руды в штабеле (Крр).

Одним из основных контролируемых параметров является определение скорости фильтрации выщелачивающих растворов в объеме штабеля и ее изменчивость во времени. Как показано на фигуре 1 наблюдение можно вести по вертикальным скважинам 6 и по горизонтальным 5. Динамику развития процесса можно наблюдать по КНД-М в скважинах 6 с периодичностью, установленной предварительно по результатам лабораторного моделирования. Здесь можно будет наблюдать изменение концентрации урана в растворах и степень его извлечения в соответствии с данными, приводимыми в работе [И.К. Луценко и др. «Бесшахтная разработка рудных месторождений», под редакцией В.Д. Носова и В.И. Кочеткова. «Недра». М., 1986 г. с. 40-46]. КНД-М и ИННК в горизонтальных скважинах 5, расположенных в штабеле 1 на глубине h1, h2, h3, будут фиксировать поступление выщелачивающего раствора за счет гравитационного перемещения с верха штабеля через интервал времени t1, t2 и t3. Процесс выщелачивания является гетерогенным, то есть взаимодействие идет с присутствием фильтрационного и диффузионного извлечения, и где присутствует конвективная и молекулярная диффузии. Скорость фильтрации может изменяться во времени. В работе [Г.И. Авдонин и др. «Техногенная гидро- и геохимическая зональность, возникающая в процессе сернокислотного подземного выщелачивания урана». Сб. докладов. Подземное и кучное выщелачивание урана, золота и других металлов. Том 1. 2005 г., с.142-147] рассмотрен вопрос геохимической зональности, формирующейся в процессе выщелачивания.

Для сравнительного наблюдения поведения растворов в качестве исходных параметров, используют результаты КНД-М и ИННК, полученные в скважинах 5 и 6 в штабеле до начала орошения. Здесь оценивают массовую долю урана (qU), радия (qRa), время жизни тепловых нейтронов (taur), рассеянный поток тепловых нейтронов (Nr) и влажность руды (W), используя для этого приборы АИНК-48 и АИНК-43. Скорость КНД-М не должна превышать 20-30 м/час, при этом регистрируют временное распределение (от 32 до 1960 мкс) потока мгновенных нейтронов деления (Nm), потока рассеянных тепловых нейтронов ИНГа (Nr) после каждого нейтронного импульса, результаты мониторирования выхода ИНГа (DM) и интенсивность естественного гамма-излучения (Nγ). Для ИННК, с использованием прибора АИНК-43 для оценки влажности, скорость каротажа может быть увеличена до 150 м/час и регистрируется временное распределение (от 32 до 1960 мкс) потока рассеянных тепловых нейтронов ИНГа двумя нейтронными детекторами (Nd1 и Nd2).

Появление выщелачивающего раствора в зоне околоскважинного пространства может определяться следующими параметрами, которые регистрируются при выполнении КНД-М или ИННК:

- увеличение потока мгновенных нейтронов деления Nm, если первоначальная руда была ниже 2-3%, если более 5-7%, то будет наблюдаться его уменьшение;

- значение интенсивности гамма-излучения Nγ по каналу ГК будет уменьшаться из-за разбавления концентрации Ra привнесенным раствором;

- значение Nr и taur будет снижаться и мало зависит от первоначальной влажности руды, так как с ростом водородосодержания (∑a(1H)=0,198 см2/г) поглощение тепловых нейтронов увеличивается;

- при работе с прибором АИНК-43 значение отношения R=Nd1/Nd2 возрастает.

Периодический КНД-М в скважинах 6 позволит наблюдать практически непрерывно динамику процесса выщелачивания, где уменьшение массовой доли урана на начальном этапе обусловлено фильтрационным растворением и его перемещением вниз с наложением на невышелоченный уран из-за снижения кислотности раствора. Это будет отображаться на каротажных кривых КНД-М, где в верхней части штабеля (устье скважины) будет визуально наблюдаться уменьшение значения Nm, а ниже по глубине прирост на уже существующее (до начала орошения) Nm. Количественная оценка массовой доли урана до и после начала орошения должна выполняться с учетом привнесенной влажности и с использованием увлажненной градуировочной модели. Периодические наблюдения на скважинах 6 до проникновения раствора на уровень скважин 5 позволяют, где по результатам КНД-М или ИННК оценивать значение времени t1.

Зная координаты положения регистрируемых изменений нейтронных параметров и время их проявления, определяют скорость фильтрации растворов в штабеле для определенной зоны и уровня. Выполняя аналогично КНД-М и ИННК для скважин 5, зоны более низкого уровня hn и tn, оценивают скорость фильтрации:

Каротаж горизонтальных скважин 5 дает возможность оценить растекание растворов в плане штабеля, где кроме того могут быть выявлены зоны повышенной циркуляции растворов («проскальзывания»), в которых извлечение урана может существенно снижаться.

Оценить степень извлечения урана можно путем сопоставления его массовой доли до начала процесса выщелачивания и после за определенный период времени. Другим путем, оценки степени извлечения урана является сопоставление результатов КНД-М и ГК, полагая при этом, что Ra не извлекается и остается на месте.

Здесь возможен и прирост массовой доли урана за счет привноса его из верхних частей штабеля и отложения в восстановительной среде. Через определенный период времени будет наблюдаться общее его снижение, а прирост будет смещаться на более низкий уровень. Все определения массовой доли урана и радия ведут с пересчетом на сухой вес.

Массовая доля урана по результатам КНД-М оценивается с использованием формул (Инструкции по каротажу методом мгновенных нейтронов деления при изучении урановых месторождений гидрогенного типа. Под редакцией Г.И. Ганичева, И.М. Хайковича и др. - Л.: НПО «Рудгеофизика», 1986):

где ПL, Пtau, Пc - поправки на пространственное распределение нейтронов, на нейтронные свойства руды, за поглощение в стальных трубах обсадки (если они применяются);

Кс - пересчетный коэффициент, определяемый на первоначальной руде и на руде с дополнительным увлажнением;

W - влажность руды, %.

Определение массовой доли радия выполняется согласно формулам (Инструкции по гамма-каротажу при поисках и разведке урановых месторождений. Под редакцией А.В. Мальцева. И.М. Хайковича и др. - М.: Министерство геологии СССР, 1987) по формуле:

где γ - чувствительность к гамма-излучению прибора, мкР/час/(имп./с)

P - поправка за отжатие радона;

По, Пб поправки за поглощение в стальной обсадке, на поглощение в буровом растворе или в полиэтиленовом материале (ПВП или МПТ) для скважин 5;

К - пересчетный коэффициент может быть принят - 115 мкр/час.

Массовая доля урана по ГК оценивается по формуле:

где Крр - значение коэффициента радиоактивного равновесия, определенного еще до орошения штабеля раствором.

Исходя из определяемых значений массовой доли урана на заданном интервале глубины скважины по формуле (2) и (4), можно оценить степень извлечения (∈):

Можно оценить степень извлечения (∈) по формуле (2), когда сравнивается массовая доля урана, определенная в момент времени t1 и в момент t2:

Влияние массовой доли урана в растворах на результаты КНД-М по скважинам может частично учитывать, если прерывать орошение кучи и через определенный временной интервал выполнить КНД-М, где уран, извлеченный за счет процесса фильтрации, смещается вниз, а уран, растворяемый при капиллярном и микропористовом растворении, будет задерживаться при существенно более низкой скорости фильтрации. Здесь метод КНД-М позволит выявлять зоны, где изменение массовой доли урана не наблюдается или даже наращивается, что может быть связано и с кольматацией некоторых в штабеле.

Таким образом, используя результаты КНД-М и ИННК, выполняемые периодически в процессе кучного выщелачивания в скважинах, можно полностью контролировать всю технологическую цепочку. При этом в штабеле можно выделять зоны различной степени извлечения урана. Метод КНД-М позволит вести постоянный контроль извлечения урана на отдельных участках штабеля (где проложены скважины) и своевременно прерывать орошение. Получаемая в процессе контроля информация позволит регулировать технологию извлечения урана и своевременно увеличивать или прекращать подачу реагентов, что позволит сокращать расходы и обеспечит экономическую выгоду.

1. Способ контроля технологического процесса кучного выщелачивания урановых руд, заключающийся в том, что определяют количество руды и среднюю массовую долю урана, заложенной в штабель руды для выщелачивания, и сравнивают с количеством урана, извлекаемым в процессе выщелачивания на выходе из штабеля, а в лабораторных условиях моделируют технологический процесс выщелачивания с оценкой ожидаемой скорости фильтрации растворов и степени извлечения урана, отличающийся тем, что в штабель рудной массы укладывают горизонтально трубы-скважины диаметром, обеспечивающим перемещение по ним скважинного каротажного прибора для одновременной регистрации потока мгновенных нейтронов деления, потока рассеянных тепловых нейтронов от импульсного нейтронного источника и интенсивность естественного гамма-излучения, а для получения информации по вертикали штабеля устанавливают вертикальные трубы-скважины такого же диаметра и при этом во всех скважинах не должен скапливаться выщелачивающий раствор, что будет упрощать интерпретацию результатов каротажа.

2. Способ контроля по п.1, отличающийся тем, что для оценки массовой доли урана, радия и влажности руды, полученные результаты каротажа сравнивают с данными измерений в градуировочных моделях, имеющих размеры, соответствующие слою насыщения по нейтронам и по гамма-излучению, имеющих состав и влажность, близкие к руде в штабеле; в результате каротажа регистрируют поток мгновенных нейтронов деления, поток рассеянных тепловых нейтронов от импульсного нейтронного генератора, интенсивность естественного гамма-излучения, по которым оценивают распределение массовой доли урана, радия и влажности руды в разрезе и в плане рудного штабеля до и после начала процесса выщелачивания.

3. Способ контроля по п.1, отличающийся тем, что по результатам периодически выполняемого каротажа, с учетом времени проникновения раствора на уровень расположения скважины, определяют скорость фильтрации, а по сопоставлению массовой доли урана в различные периоды времени оценивают степень его извлечения за этот период; сопоставление массовой доли радия с массовой долей урана характеризует степень извлечения урана за период от начала процесса выщелачивания, при этом получаемые параметры будут характеризовать технологический процесс в пространстве штабеля и во времени, а по изменчивости величины скорости фильтрации позволит давать заключение о наличии зон «проскальзывания» растворов и зон их застоя и тем самым указывать на их устранение, и по достижении определенного значения степени извлечения прекращать процесс выщелачивания (продолжение экономически нецелесообразно).



 

Похожие патенты:

Использование: для сепарации алмазосодержащих материалов. Сущность изобретения заключается в том, что последовательно пропускают зерна материала перед источником первичного рентгеновского излучения, возбуждают в зерне материала вторичное рентгеновское излучение, регистрируют вторичное рентгеновское излучение и разделяют зерна материала относительно заданного порогового значения критерия разделения, при этом зерна материала облучают в узкоколлимированном пучке рентгеновского излучения, позволяющем снизить уровень фона, детектором рентгеновского излучения проводят одновременную регистрацию флуоресцентного характеристического рентгеновского излучения нескольких элементов и рассеянного от зерна материала рентгеновского излучения, одновременно усиливая возбуждение линий анализируемых ХРИ выбором материала анода рентгеновской трубки и материала коллиматора и специальных фильтров первичного излучения, выделяя полезный минерал по критерию разделения с использованием двухполярной логики И, ИЛИ, где в качестве критерия разделения используют отношение интенсивности флуоресцентного характеристического рентгеновского излучения элементов к интенсивности рассеянного зерном рентгеновского излучения источника и к интенсивности флуоресцентного характеристического рентгеновского излучения материала анода рентгеновской трубки.

Использование: для определения канцерогенности вещества. Сущность изобретения заключается в том, что исследуемое вещество в твердом или жидком состоянии помещают в позитронно аннигиляционный временной спектрометр быстро-быстрых задержанных совпадений, измеряют его аннигиляционный спектр, обрабатывая который с помощью компьютера, находят значение долгоживущей временной компоненты (τ3) Ps, и если оно менее 1,005±0,005 нс, то делают вывод о наличии канцерогенных свойств у вещества, а если оно более 1,005±0,005 нс, то делают вывод об отсутствии канцерогенных свойств у вещества.

Использование: для формирования фазово-контрастных изображений. Сущность изобретения заключается в том, что при формировании фазово-контрастных изображений объекта выполняют следующие этапы: формируют основанное на поглощении изображение объекта, расположенного между источником (S) пучка рентгеновских лучей и детектором (D), указывают интересующую область (ROI) в основанном на поглощении изображении, причем интересующая область имеет ширину и положение, перемещают систему решеток между источником (S) и детектором (D), покрывая интересующую область, адаптируют поле зрения пучка рентгеновских лучей к интересующей области, генерируют сигналы посредством детектора (D) для обнаружения пучка рентгеновских лучей, при этом часть объекта (O) находится вместе с системой решеток в пределах пучка рентгеновских лучей между источником (S) пучка рентгеновских лучей и детектором, получают передаваемые данные с различных углов проекции, выполняют локальную обработку сигналов из детектора (D), и формируют изображение на основе обработанных сигналов.

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при определении коллекторских свойств трещиноватых образцов породы. Сущность: определяют максимальную влажность образца спороды.

Использование: для формирования протонных изображений. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют формирование протонного пучка, пропускание его через объект исследования, пропускание прошедшего излучения через магнитную оптику, состоящую из квадрупольных линз, схему размещения которых подбирают предварительно с помощью метода, основанного на решении задачи минимизации функции множества переменных, используя соответствующую оптимизационную программу, в качестве информативных параметров в которой используют энергию протонного пучка, коэффициент увеличения магнитной оптики, диапазон изменения перемещений квадрупольных линз вдоль оптической оси и диапазон изменения градиентов магнитного поля в квадрупольных линзах, последующее формирование в плоскости регистрации изображения и его регистрацию, при этом в процессе формирования протонного пучка ускорение протонов осуществляют до энергии не менее 20 ГэВ, при этом к информативным параметрам добавляют разброс энергии протонов после прохождения объекта исследования, коэффициент коррекции хроматической аберрации, который определяют из условия получения безаберрационного пятна фокусировки пучка протонов в плоскости регистрации и общее расстояние от объекта исследования до плоскости регистрации.

Использование: для диагностики реальной структуры кристаллов. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют электронно-микроскопическое и микродифракционное исследования кристалла, при этом в случае присутствия на электронно-микроскопическом изображении исследуемого нанотонкого кристалла картин изгибных экстинкционных контуров проводят анализ симметрии картин контуров и при выявлении элементов симметрии, отличных от тождественного преобразования, по результатам микродифракционного исследования диагностируют реальную структуру одного из симметрично равных участков нанотонкого кристалла, а затем диагностируют реальную структуру другого как симметрично равную реальной структуре исследованного участка, после чего диагностируют реальную структуру нанотонкого кристалла в целом.

Изобретение относится к области химического анализа веществ и направлено на обеспечение возможности количественного высокочувствительного определения металлов и комплексных соединений металлов в природных и промышленных объектах, для решения задач биотехнологии и медицины, в фармакологии для определения концентрации металлсодержащих лекарственных препаратов, для экспресс-анализа содержания металлов при экологическом контроле.

Использование: для анализа многофазной жидкости. Сущность изобретения заключается в том, что анализатор многофазной жидкости содержит импульсный источник быстрых нейтронов и источник электромагнитного излучения, гамма спектрометр, детектор гамма лучей и сцинтиллятор, расположенный диаметрально источнику электромагнитного излучения на противоположной стороне трубопровода, при этом импульсный источник быстрых нейтронов является одновременно и импульсным источником электромагнитного излучения, дополнительно содержащим мониторный детектор быстрых нейтронов и мониторный детектор электромагнитного излучения, гамма спектрометр дополнительно содержит коллиматор гамма лучей и расположен рядом с импульсным источником быстрых нейтронов и электромагнитного излучения, детектор гамма лучей расположен на одной стороне трубопровода с импульсным источником быстрых нейтронов и электромагнитного излучения на заданном расстоянии от импульсного источника быстрых нейтронов и электромагнитного излучения по направлению течения многофазной жидкости, детектор быстрых нейтронов, расположен диаметрально импульсному источнику быстрых нейтронов и электромагнитного излучения на противоположной стороне трубопровода, детектор тепловых и эпитепловых нейтронов расположены от импульсного источника быстрых нейтронов и электромагнитного излучения на расстоянии, равном длине замедления быстрых нейтронов в многофазной жидкости, а гамма спектрометр, мониторный детектор электромагнитного излучения и сцинтиллятор выполнены с возможностью измерения спектра импульсного электромагнитного излучения.

Предлагаемое изобретение относится к области измерительной техники, предназначено для измерения электрического заряда движущихся частиц минералов и предназначено, в частности, для обнаружения алмазов в алмазосодержащих смесях минералов, для их последующего извлечения с помощью исполнительного механизма.

Использование: для определения фазового состава бейнитных сталей. Сущность изобретения заключается в том, что получают рентгенодифракционный спектр, проводят качественный фазовый анализ и количественно определяют содержание фаз методом Ритвельда с учетом фактора сходимости GOF, при этом в качестве пробы выбирают бейнитную сталь в виде металлографического шлифа, на дифрактограмме выделяют рефлексы, принадлежащие альфа-фазе и разделяют их на компоненты - пики феррита и бейнитного феррита, задают степень тетрагональности решетки бейнитного феррита, рассчитывают и корректируют количественный и качественный фазовый состав.

Использование: для оценки фактического состояния и остаточного ресурса эксплуатации трубных изделий энергетического оборудования. Сущность заключается в том, что из трубы, проработавшей в энергетическом оборудовании, подготавливают один образец, а также два эталона из трубы, не бывшей в эксплуатации. По относительным изменениям параметра элементарной ячейки в образце, отработавшем в ресурсе в котле, определяют скорость и продолжительность первого участка неустановившейся ползучести на кривой, аналогичной классической кривой ползучести. Первый эталон подвергается испытаниям методом термоциклирования и определяется максимально возможное относительное изменение параметра элементарной кристаллической решетки при термических нагрузках. Второй эталон подвергается «холодному» циклическому деформированию, и определяется максимально возможное относительное изменение параметра элементарной кристаллической решетки от внешних давлений. Путем суммирования результатов термоциклирования и «холодного» циклического деформирования устанавливается максимальное относительное изменение параметра элементарной кристаллической решетки на участке ускоренной ползучести, достигаемое при исчерпании изделием ресурса работоспособности за время, рассчитываемое на основании фундаментального кристаллохимического критерия В.М. Гольдшмидта, равного 15% и выбранного за ресурс пластичности матрицы. Ресурсы изделия определяются на основе экспериментальной зависимости изменения параметра элементарной кристаллической ячейки от времени, аналогичной классической кривой ползучести. Технический результат: повышение точности определения остаточного ресурса трубных изделий энергетического оборудования. 1 табл., 6 ил.
Изобретение относится к области радиационной дефектоскопии изделий, основанной на просвечивании изделий гамма-излучением и регистрации излучения, прошедшего через изделие. Способ гамма-сцинтилляционного контроля основан на просвечивании изделия гамма-излучением, регистрации прошедшего свод изделия излучения приемным детектором в составе сцинтилляционного кристалла и фотоумножителя, логарифмирования сигнала, аналого-цифрового его преобразования, при этом для выявления небольших (1-2%), но быстрых (1-2 с) сигналов на фоне больших (500 и более раз), но медленных изменений сигнала, цифровой сигнал направляют в 2 блока цифровой фильтрации, обеспечивающей диапазон постоянных времени усреднения ориентировочно от 0,1 до 10 с, с выхода которых сигналы с большой постоянной времени усреднения вычитают из сигналов с выхода цифрового блока с малой постоянной времени усреднения, после чего результирующий сигнал выводят на экран монитора или распечатывают на принтере. Технический результат - повышение качества и надежности выявления небольших дефектов в просвечиваемых изделиях различных типоразмеров на фоне больших изменений толщины.

Группа изобретений относится к области аналитических исследований и может быть использована в нефтехимической промышленности для качественного и количественного обнаружения полиароматических гетероциклических серосодержащих соединений в нефтепродуктах. Химически модифицированный планарный оптический сенсор содержит последовательно расположенные подложку на основе диэлектрического химически инертного материала, наноструктурированное покрытие толщиной 1-10 мкм на основе наночастиц благородных металлов, размеры которых составляют 20-90 нм, и прозрачную микропористую пленку хитозана, химически модифицированную π-акцепторным соединением, способным распознавать анализируемое вещество и химически связываться с ним путем формирования комплекса с переносом заряда. Также представлены способ получения указанного оптического сенсора и способ анализа полиароматических гетероциклических серосодержащих соединений с использованием данного сенсора. Достигается повышение чувствительности, селективности и экспрессности анализа. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил., 4 табл.

Использование: для формирования изображения быстропротекающего процесса с помощью протонного излучения. Сущность изобретения заключается в том, что способ включает ввод протонного пучка, по крайней мере, в один магнитооптический канал, изменение ширины протонного пучка на разные величины, которое осуществляют последовательно в одном и том же магнитооптическом канале, для этого либо после прохождения части протонных сгустков через рассеиватель его удаляют или изменяют толщину, а затем пропускают оставшуюся часть протонных сгустков, либо следующие друг за другом протонные сгустки смещают относительно друг друга с помощью магнитных линз и, используя разнотолщинный рассеиватель, смещенные протонные сгустки пропускают через области рассеивателя с разной толщиной, после прохождения рассеивателя с помощью системы согласующих магнитных линз формируют протонный пучок с параметрами, соответствующими параметрам области исследования и последующей магнитооптической системы формирования протонного изображения, и просвечивают область исследования, пропуская поочередно протонные сгустки различной ширины, при использовании нескольких магнитооптических каналов просвечивание области исследования осуществляют под разными углами, после чего прошедший протонный пучок направляют в магнитооптическую систему формирования протонного изображения, состоящую, по крайней мере, из двух различных по апертуре линзовых систем, апертура каждого набора соответствует протонному пучку определенной ширины, оба набора линз системы формирования теневого протонного изображения размещают последовательно в одном магнитооптическом канале. Технический результат: обеспечение возможности получения высококачественного изображения области исследования. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к рентгено-абсорбционным анализаторам содержания серы в нефти и нефтепродуктах и может быть использовано для измерения концентрации серы в технологических трубопроводах в потоке анализируемой среды. Измерительная кювета поточного анализатора серы в нефти и нефтепродуктах включает корпус кюветы, в котором расположен трубчатый корпус для пропуска потока анализируемой среды, снабженный расположенными напротив друг друга окнами, выполненными из рентгенопрозрачного материала. При этом корпус кюветы снабжен подводящим и отводящим патрубками, окна из рентгенопрозрачного материала размещены по торцам трубчатого корпуса. Также в корпусе кюветы выполнены сообщающиеся, соответственно, с подводящим и отводящим патрубками кольцевые камеры, в которых размещены концы трубчатого корпуса, напротив которых в корпусе кюветы выполнены отверстия для пропуска рентгеновского излучения. При этом по концам трубчатого корпуса около окон из рентгенопрозрачного материала выполнены отверстия, сообщающие трубчатый корпус с кольцевыми камерами, при этом окна из рентгенопрозрачного материала герметично сопряжены с корпусом кюветы. Техническим результатом является повышение точности измерений. 2 ил.

Изобретение относится к способу рентгенофазового определения криолитового отношения при электролитическом получении алюминия и может быть использовано при определении состава электролита. Способ включает отбор пробы электролита, подготовку образца к анализу, измерение интенсивности аналитических дифракционных линий фаз криолита Na3AlF6, хиолита Na5Al3F14, флюорита CaF2, полуторного кальциевого криолита Na2Ca3Al2F14, одинарного кальциевого криолита NaCaAlF6 и фторида натрия NaF, при этом концентрации вышеперечисленных фаз электролита определяют по формуле: C j = ( I j a / K j a ) / ( ∑ l M I l a / K j a ) , а криолитовое отношение определяют по формуле: K O = 2 × ∑ j α j C j ∑ j β j C j где: - интенсивность аналитической линии j-й фазы, - корундовое число j-й фазы, рассчитанное для данной аналитической линии, М- количество фторидных фаз, Cj - концентрации минералогических фаз пробы; αj, βji - массовые доли соответственно NaF и AlF3 в j-й фазе. Обеспечивается упрощение и повышение его точности определения состава электролита. 2 ил., 4 табл.
Наверх