Везде

RAS PresidiumВестник Дальневосточного отделения Российской академии наук Vestnik of the Far East Branch of the Russian Academy of Sciences

  • ISSN (Print) 0869-7698
  • ISSN (Online) 3034-5308

The possibilities of instrumental neutron activation analysis with the radionuclide source Cf-252 for the determination of strategic metals in mineral raw materials

You can
PII
S3034530825040102-1
DOI
10.7868/S3034530825040102
Publication type
Article
Status
Published
Authors
S.I. Ivannikov
  • Occupation: Candidate of Sciences in Chemistry, Senior Researcher
  • Affiliation: Institute of Chemistry, FEB RAS
N.S. Markin
  • Occupation: Junior Researcher
  • Affiliation: Institute of Chemistry, FEB RAS
L. А. Zemskova
  • Occupation: Doctor of Sciences in Chemistry, Leading Researcher
  • Affiliation: Institute of Chemistry, FEB RAS
Volume/ Edition
Volume / Issue number 4
Pages
117-137
Abstract
The review examines the prospects for involvement in the processing of gold-bearing and rare earth metal ores that are considered to be strategic mineral resources. It provides information about the mineral resource base of gold and describes the mineral formations and associations of gold in these ores. The article also provides information on the state of the mineral resource base for rare earth metals, including scandium, based on data from published sources such as the journals "Mining Industry" and "Gold and Technology". Due to the complex nature of these ores and their low content of valuable components, obtaining accurate analytical data can be challenging. However, the review discusses modern analytical methods that can help accurately determine the concentration of strategic metals in these ore objects. The method of instrumental neutron activation analysis (INAA), which belongs to the group of non-destructive methods, provides the analysis of representative samples and is characterized by high accuracy (correctness) of definitions, is considered in detail. The article presents the nuclear physical characteristics of the elements often determined by this method. Examples of the determination of Au, Sc, and rare earth elements (REE) in ore samples and waste materials using the INAA technique with a Californium neutron source are given.
Keywords
инструментальный нейтронно-активационный анализ радионуклидный источник нейтронов калифорний-252 стратегические металлы минеральное сырье
Date of publication
21.08.2025
Year of publication
2025
Number of purchasers
0
Views
70

References

  1. 1. Laznicka P. Giant Metallic Deposits: Future Sources of Industrial Metals. New York: Springer, 2010. 949 p. DOI: 10.1007/978-3-642-12405-1.
  2. 2. Vind J., Tamm K. Review of the extraction of key metallic values from black shales in relation to their geological and mineralogical properties // Miner. Eng. 2021. Vol. 174. P. 107271. DOI: 10.1016/j. mineng.2021.107271.
  3. 3. Hu Y., You M., Liu G., Dong Z., Jiao F., Meng Y. The potential utilizing of critical element from coal and combustion residues // Energies. 2021. Vol. 14, No. 15. P. 4710. DOI: 10.3390/en14154710.
  4. 4. Проблемы россыпной золотодобычи // Добывающая промышленность. 2024. № 6 (48). С. 40–42. URL: https://dprom.online/wp-content/uploads/2024/12/DP_6_2024.pdf (дата обращения: 15.04.2025).
  5. 5. МСБ золота в России: запасы есть, но ГРР необходимы // Добывающая промышленность. 2024. № 4 (46). С. 138–143. URL: https://dprom.online/wp-content/uploads/2024/08/DP_42024.pdf (дата обращения: 15.04.2025).
  6. 6. Захаров Б.А., Меретуков М.А. Золото: упорные руды. М.: Издательский дом «Руда и Металлы», 2013. 452 с.
  7. 7. Быховский Л.З., Потанин С.Д., Котельников Е.И. О перспективе и очередности освоения минерально-сырьевого потенциала редкоземельного и скандиевого сырья России // Разведка и охрана недр. 2016. № 8. С. 3–8.
  8. 8. Смагунов Н.В. Исследование форм и пределов вхождения золота в минералы и неорганические кристаллы / автореф. дис. … канд. хим. наук. Иркутск, 2007. 20 с.
  9. 9. Fayyaz A., Baig M.A., Waqas M., Liaqat U. Analytical Techniques for Detecting Rare Earth Elements in Geological Ores: Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS), MFA-LIBS, Thermal LIBS, Laser Ablation Time-of-Flight Mass Spectrometry, Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy, Energy-Dispersive X-ray Fluorescence Spectrometer, and Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectroscopy // Miner. 2024. Vol. 14, No. 10. P. 1004. DOI: 10.3390/min14101004.
  10. 10. Balaram V. Advances in analytical techniques and applications in exploration, mining, extraction, and metallurgical studies of rare earth elements // Miner. 2023. Vol. 13, No. 8. P. 1031.
  11. 11. Pinto F.G., Junior R.E., Saint’Pierre T.D. Sample preparation for determination of rare earth elements in geological samples by ICP-MS: a critical review // Anal. Lett. 2012. Vol. 45, No. 12. P. 1537–1556. DOI: 10.1080/00032719.2012.677778.
  12. 12. Silachyov I., Glagolev V.A., Kokkuzova M.N. Gold content determination in small core-samples by instrumental neutron activation analysis // Int. Jour. of Bio. and Chem. 2024. Vol. 17, No. 1. P. 78–88. DOI: 10.26577/IJBCh2024v17i1-a9.
  13. 13. Balaram V., Subramanyam K.S.V. Sample preparation for geochemical analysis: Strategies and significance // Adv. in Sample Prep. 2022. Vol. 1. P. 100010. DOI: 10.1016/j.sampre.2022.100010.
  14. 14. Balaram V. Analytical methods for gold and other precious metals in exploration studies // J. Appl. Geochem. 2008. Vol. 10. P. 545–562.
  15. 15. Das D.D., Sharma N., Chawla P.A. Neutron activation analysis: An excellent nondestructive analytical technique for trace metal analysis // Crit. Rev. Anal. Chem. 2024. Vol. 54, No. 7. P. 2450–2466. DOI: 10.1080/10408347.2023.2178841.
  16. 16. Cui T., Yu M., Yang Y. The epithermal neutron activation analysis of mineral ores driven by an electron linear accelerator-based photoneutron source // Nucl. Instr. and Methods in Phys. Res. Section A. 2023. Vol. 1048. P. 167878. DOI: 10.1016/j.nima.2022.167878.
  17. 17. Музафаров А.М., Мустафоев М.А., Кулматов Р.А., Шарафутдинов У.З. Анализ золота и сопутствующих элементов в ионообменных смолах с помощью инструментального нейтронно-активационного метода // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2021. №. 3-1. С. 110–118. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_31_0_110.
  18. 18. Chambhare N.M., Ghaywat S.D., Lohiya J. Recent basic advances of neutron activation analysis // J. of Global Trends in Pharm. Sci. 2021. Vol. 12, No. 4. P. 9873–9887.
  19. 19. Сарин С.А., Иваненко В.В. Ядерно-физический анализ золотосодержащего минерального сырья // Вестн. ДВО РАН. 2009. № 2. С. 129–133.
  20. 20. Dalvi A.A., Swain K.K., Verma R. Comparison and statistical evaluation of neutron activation methodologies for the determination of gold in copper concentrate // Analyt. Methods. 2015. Vol. 7, No. 9. P. 3833–3840. DOI: 10.1039/C4AY03054K.
  21. 21. Greenberg R. Pushing the limits of N Accuracy, uncertainty and detection limits // Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 2008. Vol. 278, No. 2. P. 231–240. DOI: 10.1007/s10967-008-9101-7.
  22. 22. Волков А.В. Богатство арктических недр // Золото и технологии. 2019. № 1 (43). С. 46–55.
  23. 23. Антонов А.Е. Сверхкрупные месторождения золота России и Узбекистана: перспективы новых открытий // Золото и технологии. 2020. № 4 (50). С. 30–38.
  24. 24. Волков А.В. Перспективы освоения месторождений стратегических металлов в Арктической зоне Республики Саха (Якутия) // Золото и технологии. 2020. № 1 (47). С. 50–58.
  25. 25. Large R.R., Maslennikov V.V. Invisible gold paragenesis and geochemistry in pyrite from orogenic and sediment-hosted gold deposits // Minerals. 2020. Vol. 10, No. 4. P. 339. DOI: 10.3390/min10040339.
  26. 26. Gas’kov I.V. Major impurity elements in native gold and their association with gold mineralization settings in deposits of Asian folded areas // Rus. Geol. and Geophys. 2017. Vol. 58, No. 9. P. 1080–1092. DOI: 10.1016/j.rgg.2017.08.004.
  27. 27. Санакулов К., Эргашев У.А., Хамроев И.О., Фузайлов О.У. Новый подход к вопросу классификации упорных золотосодержащих руд на примере месторождений Кызылкумов // Цветные металлы. 2023. № 9. DOI: 10.17580/tsm.2023.09.02.
  28. 28. Кузнецова И.В., Дементиенко А.И. О микрои наноразмерном золоте в корах выветривания золотоносных территорий (на примере участка минерализации в бассейне р. Адамиха, Приамурье) // Георесурсы. 2023. Т. 25, № 3. С. 191–197. DOI: 10.18599/grs.2023.3.22.
  29. 29. Высоцкий И.В., Ковалев С.Г. Проблема достоверности определений благородных металлов // Геологический сборник. 2009. № 8. С. 145–153.
  30. 30. Хван А.Б. К вопросу о крупности золота в золотосодержащих рудах // Горный вестник Узбекистана. 2017. Т. 69, № 2. С. 33–38.
  31. 31. Vikentyev I.V. Invisible and microscopic gold in pyrite: Methods and new data for massive sulfide ores of the Urals // Geology of Ore Deposits. 2015. Vol. 57. P. 237–265.
  32. 32. Shilo N.A., Ippolitov E.G., Ivanenko V.V., Kustov B.N., Zheleznov V.V., Aristov G.N., Kondrat’ev N.B. Instrumental neutron activation determination of gold in mineral raw materials using a californium neutron source // J. of Radioanal. Chem. 1983. Vol. 79. P. 309–316. DOI: 10.1007/BF02518941.
  33. 33. Liu Y., Wan B., Xue D. Sample digestion and combined preconcentration methods for the determination of ultra-low gold levels in rocks // Molecules. 2019. Vol. 24, No. 9. P. 1778. DOI: 10.3390/ molecules24091778.
  34. 34. Ivannikov S.I., Ivanov V.V., Markin N.S., Ruslan A.V., Zemskova L.A. Determination of Strategic Metals in Graphitic Formations by the Methods of Neutron Activation Analysis with a Californium Source // Inorganic Materials. 2024. Vol. 60, No. 3. P. 317–327. DOI: 10.1134/S0020168524700390.
  35. 35. Ivannikov S., Markin N., Golub A., Zheleznov V. Determination of uranium-238 in solid materials of various compositions by instrumental neutron activation analysis with a radionuclide neutron source based on Cf-252 // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2023. Vol. 332, No. 9. P. 3753–3761. DOI: 10.1007/s10967-023-09076-z.
  36. 36. Kurbanov B., Jurakulov A., Khushvaktov N., Khaydarov A. Improvement of instrumental neutron activation technique of elemental composition analysis // AIP Conference Proceedings. AIP Publishing, 2025. Vol. 3268, No. 1. P. 020034. DOI: 10.1063/5.0260556.
  37. 37. Агеев О.А., Медков М.А., Иванников С.И., Юдаков А.А. Перспективы золотодобычи из техногенных объектов месторождения Нагима // Цветные металлы. 2015. №. 3. С. 78–84. DOI: 10.17580/ tsm.2015.03.16.
  38. 38. Иванников С.И. Извлечение, концентрирование и нейтронно-активационное определение золота применительно к техногенным объектам Дальневосточного региона / дис. … канд. хим. наук. Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук. Владивосток, 2013.
  39. 39. Ivannikov S. Markin N., Polyakova N., Shashina J., Shlyk D., Zemskova L. Determination of scandium in ash and slag wastes and products of their processing by instrumental neutron activation analysis // Radiochimica Acta. 2023. Vol. 111, No. 4. P. 283–289. DOI: 10.1515/ract-2022-0078.
  40. 40. Редкие металлы и редкоземельные металлы: время переходить от слов к действиям // Добывающая промышленность 2024. № 5 (47). С. 64–72. URL: https://dprom.online/wp-content/uploads/2024/10/ DP_5_2024.pdf (дата обращения: 15.04.2025).
  41. 41. Волков А.В. Актуальные проблемы развития минерально-сырьевой базы Арктической зоны России // Золото и технологии. 2024. № 1 (63). С. 20–29.
  42. 42. Редкоземелье: звенья в цепочке // Добывающая промышленность. 2024. № 3 (45). С. 52–56. URL: https://dprom.online/wp-content/uploads/2024/06/dp32024.pdf (дата обращения: 15.04.2025).
  43. 43. Африканда: здесь будет жарко // Добывающая промышленность. 2024. № 1 (43). С. 58–62. URL: https://dprom.online/wp-content/uploads/2024/02/dp12024.pdf (дата обращения: 15.04.2025).
  44. 44. Спорыхина Л.В., Быховский Л.З., Чернова А.Д. Сырьевая база рассеянных элементов России: состояние и использование // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. 2020. № 2. С. 23–34.
  45. 45. Архипов Г.И. Минеральные ресурсы горнорудной промышленности Дальнего Востока. Стратегическая оценка возможностей освоения. Хабаровск: Институт горного дела ДВО РАН, 2017. 820 с.
  46. 46. Быховский Л.З., Архангельская В.В., Тигунов Л.П., Ануфриева С.И. Перспективы освоения минерально-сырьевой базы и развития производства скандия в России и других странах СРГ // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. 2007. № 5. С. 27–32.
  47. 47. Янин Е.П. Скандий в окружающей среде (распространенность, техногенные источники, вторичные ресурсы) // Проблемы окружающей среды и природных ресурсов. 2007. № 8. С. 70–90.
  48. 48. El-Taher A. Nuclear analytical techniques for detection of rare earth elements // J. of Rad. and Nucl. App. 2018. Т. 3, № 1. С. 53–64. DOI: 10.18576/jrna/030107.
  49. 49. Иванников С.И., Иванов В.В., Маркин Н.С., Земскова Л.А. Оценка содержания ценных микроэлементов в черных сланцах методом ИНАА с калифорниевым источником нейтронов // Сборник докладов XI Международной научно-практической конференции «Развитие урановой и редкоземельной промышленности». 16–18 мая 2024 г. Алматы: Казатомпром: КБТУ, 2024. С. 91–93.
  50. 50. Ivannikov S.I., Markin N.S., Zvereva V.P., Frolov K.R., Zemskova L.A. Scandium in Mining Enrichment Waste (Russian Far East) // Russian Journal of General Chemistry. 2023. Vol. 93, No. 13. P. 3304–3310. DOI: 10.1134/S1070363223130054.
QR
Translate

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Higher Attestation Commission

At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Scopus

Scientific Electronic Library