Способ определения сурьмы в подземных скважинах в условиях сложных руд

 

, tt 495626

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗО6РЕТЕ Н И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 14.06.71 (21) 1664311/26-2 с присоединением заявки ¹ (32) Приоритет

Опубликовано 15.!2.75. Бюллетень ¹ 46

Дата опубликования описания 08.07.7б (51) М. Кл. G 01V 5/00! осударстееаный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) v ДК 550.835(088.8) (72) Авторы изобретения

Х. Н. Фатхутдинов, M. М. Русскин и Р. Л. Урманов

Среднеазиатский научно-исследовательский и проектный институт цветной металлургии (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СУРЬМЫ В ПОДЗЕМНЪ|Х

СКВА)КИНАХ В УСЛОВИЯХ СЛО)КНЫХ РУД

Ф (E) dE ——

Е

Изобретение относится к области ядерной геофизики и может применяться для определения сурьмы в подземных скважинах в условиях сложных руд на сурьмяных месторождениях. 5

Для этих целей в настоящее время используются гамма-гамма (ГГК) и рентгено-радиометрический (РРК) способы.

Г1ри совместном нахождении в руда. сурьмы, ртути, бария и свинца определение сурь- !О мы гамма-гамма методом в подземных скважинах становится невозможным в вязи с мешающим влиянием сопутствующих элементов.

Известный рентгено-радиометрический спо- !5 соб имеет ряд недостатков, основными из которых являются малая глубинность (до 1 см), что делает его малопредставительным в условиях неравномерного оруднения, и сложность электронной аппаратуры в связи с 20 предъявляемыми требованиями высокой стабилизации ее параметров. Кроме того, из-за близости атомных номеров сурьмы и бария (Z.b=51, Z»> 55) определение сурьмы методом РРК в подземных скважинах ве=ьма за- 25 труднено и требует применения специальных приемов (использование фильтров Росса или экранов, надеваемых как на источник, так и па детектор излучения), а это не всегда технически выполнимо.

Для обеспечения однозначного определения содержания сурьмы в разрезах скважин в условиях сложнь х руд в присутствии ртути, бария и свинца и увеличения глубинности по предлагаемому способу используют эффект резонансного поглогцения нейтронов ядрами сурьмы с применением для повышения избирательностин комбинированного кадмий-индиевого фильтра, позволяющего выделить из общего потока нейтронов, приходящих к детектору, те нейтроны, энергия которых лежиг в области наиболее нпзкоэнергетпческого резонанса с рыбы.

Предлагаемый способ позволяет решить наиболее важный вопрос — однозначное определение содержания сурьмы в разрезах скважин в условиях сложных руд в присутствии ртути, бария и свинца. Вместе с тем предлагаемый способ, обладая глубинностью — 50 см, обес пе|ивает большую представительность и объективность оценки при неравномерном оруднении, характерном для месторождений сурьмы, 1:,ак известно, дифференциа IbHый поток за. медляющихся нейтронов в непоглощающих средах пропорционален величине !/E, т, е.

495626

При наличии поглощепи» поток нейтронов будет пропорционален вероятности избежания резонансного захвата, котора51, в свою очередь, зависит от сечения поглощения среды. Усредненное по спектру 1/Е сечен:е носит название резонансного интеграла (пи>княя граница усреднения принимается ра Зной энергии отсечки кадмиевого фильтра).

Из сравнения величин резонансных величин резонансных интегралов сурьмы (155 бари/ атом), ртути (73 бари/атом), бария (9 бари/ атом) и свин ца (0,1 бари/атом) видно, что поглощающие свойства горных пород и руд по отношению к нейтронам резонансной области энергий будут определяться наличием в них сурьмы. Единственным элементом, который может вызвать погрешность в определении сурьмы в условиях сложных руд, является ртуть.

На фиг. 1 — 4 приведены графики, поясняющие предлагаемь и способ. 11оперечные сечения взаимодействия нейтронов с ядрами сурьмы и рт3 ги при разли1ных энергиях бомбардирующего нейтрона, приведены на фиг. 1 и

2, соответственно.

Значительную часть в резонансном интеграле ртути со"тавляет вклад поперечного сечения в Области энергий нейтронов 0,4 — 2 эв.

Зто связано с характером функций (при малых Е величина больше и, соответственно, больше величины о(Е) 1/E) .

Кроме того, само сечение взаимодействия нейтронов, с ядрами ртути при этих энергиях сравнительно велико (при увеличении "-нергий нейтронов от 0,4 эв до 2 эв сечение взаимодействия нейтронов с ядрами р ути монотонно убывает or 90 до 25 бари/а1ом).

Для того, 3тобы устранить из общего потока г1еитронов, 1(риход51щ11х к детекrop3 скважинного прибора, те нейтроны, энергии которых лежат в интервале 0,-4- — 2 эв, предлагается применить, в до полнение к кадмиевому фильтру индисвый фильтр.

Таким образом комбинированный фильтр, надеваемый на детектор нейтронов, представля "I сооой две сложенные гместе фольги: перв гя из кадмия толщиной 0.7 — 1 мм, а вторая из индия толщиной 1,5---2 мм.

Зависимость пропуск>1НН5 (T. ) гакого фильтра (при толщине /»1=-1 мм и /и,=—

5 = — 1,5 мм) от энергии нсй1ронов (L») приведена на фиг. 5, откуда видно, что нейтроны с энергиями, меньшими 2 эв, буд> т проходить через него.

Наличие резонансных, ников у индия при

10 энергиях 3,8 эв и 9,1, не оказывая сугцественного влияния на чувствительность способа, увеличивает избирательность, позволяет выделить из оощето поток" именно те нейтроны, которые нес3 r большу:о информацию о сурьме за счет <;высдания» ею потока в области

ЭНЕРГИИ ПЕРВОГО РЕЗОНаНСа СУРЬМЫ (+Is»»=6,2 эв) .

Кадмий-индиевый комбинированный фильтр позволяет исключить мешающее определению o сурьмы влияние содержаний рту г1 до о,З /о, что видHQ из данных, 11рпведенных на ф;1г.

110 Оси аосцисс Отложены содержания р1 ути и сурьмы, а по оси ординат величина А==

«>> — - — (здесь 1--- HHTciioивно-ть потока нейт/о ронов, приходящих к детектору скважинного прибора при нахождении последнего в рудной зоне, 10 — то >ке, на безрудной,породе).

vJ

»»

Формула изобретспи5

Способ определения сурьмы в подземных скважинах в условиях сложных руд при Iio35 мощи интегральных каро1ажных радиометроз, отл и ч а ющий с 51 тем, что, с цель1о измерения мощности сурьм»ного Оруднения и качественного определен>151 орьмы в 1;рис3 т1вии свинца, бария и рт31H, 11.3 оощего пото41 11а нейтронов выделяют гс нси1роны, энергия коlорых ныхo l li csl 13 oo, 1астп iloliuorlсс низкоэ13ерге Гll lеского 1; сзо13 анси о5 рыбы, 11ри НО

5»ощ1 кадмии-индиезого ф>1.1ыра с олщиной кадмиевой фольги 0,7 — 1 мм, и по;1нтенсивпости потока нейтро1.ов этого энергетического

IIH IQ;,з:-1ла д д5lт о содержапп:I с3 рьмы.

075

025

8 10 E Р

005

20 Сну

il 5

1.0

0.95

05 г00 Css

Корректор А. Дзесова

1 сдактор И. ?11уоина

Типография, пр. Сапунова, 2

07

0.4

Сост!tttttсль И. Трофимова

Тскрсд M. Семенов

Заказ 1849 11 Изд. М 1113 Тираж 629 Попппснос

Ц!1ИИПИ Государстве пого комитета Совета Мпttèñòðîâ СССР по ислам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раугпская наб., и 4 5