SU852185A3 - Способ определени зольностиугл - Google Patents

Способ определени зольностиугл Download PDF

Info

Publication number
SU852185A3
SU852185A3 SU762416156A SU2416156A SU852185A3 SU 852185 A3 SU852185 A3 SU 852185A3 SU 762416156 A SU762416156 A SU 762416156A SU 2416156 A SU2416156 A SU 2416156A SU 852185 A3 SU852185 A3 SU 852185A3
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
coal
radiation
energy
mineral
content
Prior art date
Application number
SU762416156A
Other languages
English (en)
Inventor
Стэнли Ватт Джон
Леонидс Гравитис Вилис
Original Assignee
Аустрэлиан Атомик Энерджи Коммишн (Фирма)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Аустрэлиан Атомик Энерджи Коммишн (Фирма) filed Critical Аустрэлиан Атомик Энерджи Коммишн (Фирма)
Application granted granted Critical
Publication of SU852185A3 publication Critical patent/SU852185A3/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Description

Изобретение относится к методам радиационного анализа веществ и может использоваться для определения зольности угля или кокса по прохож- , дению или рассеянию рентгеновского 3 или гамма-излучения.
Точное знание состава угля или кокса очень существенно в процессе подготовки руды и для других произ- .п водств, использующих их, с точки υ зрения получения стабильного состава шихты или вырабатываемого продукта.
Каменный угол и кокс состоят из собственно угольного вещества (кислорода и горючих веществ - углерода, 15 водорода и небольшого количества азота и серы) и минерального (в основном негорючего силиката алюминия и других силикатов, а также небольшого количества частично горючего ™ сульфида железа). Зола представляет собой окисленный негорючий остаток после сгорания угля и по составу близка к минеральному веществу.
Точное знание содержания минерального вещества в угле необходимо с точек зрения добычи, подготовки и использования угля. Особые преимущества дает непрерывный контроль состава угля в процессах его промыв ки, составления смесей, производстве кокса, управления питанием силовых установок, плавки металлов и производства газа.
Уголь имеет различный минералогический состав с широким диапазоном размеров частиц, он промывается для уменьшения содержания минерального вещества и получения более однородного продукта, а также смешивается для придания ему свойств, необходимых для различных его применений) Если содержание минерального вещества контролируется непрерывно, то и процессы промывки и смешивания лучше управляются, а продукт получается более однородным, с меньшим содержанием минерального вещества и, следовательно, с лучшими свойствами.
Известны непрерывные и экспрессные способы определения содержания золы в каменном угле, основанные на рассеянии 8-частиц или на прохождении и рассеянии рентгеновского или гамма-излучения; в которых средний атомный номер минеральных составляющих выше атомного номера угольного вещества,а взаимодействие 8и ϊ -лучей с атомами зависит от атомного номера.
S52185
В способах, основанных на рассе- ’ янии В-частиц, интенсивность их рассеивания зависит от среднего атомного номера материала. Поскольку средний атомный номер каменного угля возрастает с увеличением содержания минерального вещества, интенсивность Вчастиц, рассеиваемых углем, пропорциональна содержанию золы.
В способах, основанных на прохождении X- или 2J -лучей малой интенсивности, интенсивность прохождения излучения сквозь образец определенного удельного веса на единицу площади уменьшается с увеличением массового коэффициента поглощения (рассеивания) основного материала. При энергиях менее 10 кэВ массовый коэффициент поглощения быстро'изменяется с атомным номером, что соответствует изменению интенсивности прохождения с изменением состава каменного угля.
Отношение интенсивности Д прохождения параллельного пучка лучей сквозь образец угля толщиной х и . ’плотностью р к интенсивности Зо первичного пучка, падающего на детектор при отсутствии пробы угля, определяется формулой
Т=ехр[Ч<Е|и;С.)рх], Ч) о
где fj· , и -массовый коэффициент поглощения и концентрации (весовая доля) 1-тогФ элемента угля соответственно.
Далее £ |U,· · C; = |u угольного вещества X С угольного вещества + /и минег рального рещества х С минерального вещества (2), а С угольного вещества + С минерального вещества =1.(3)
Следовательно, если минеральное вещество, содержащееся в испытуемом образце угля, имеет практически постоянный состав и, если удельный вес угля на единицу площади (ρ·χ) измерен отдельно, а результаты получены с помощью формул (1), (2) и (3), то концентрация минерального вещества, а следовательно, и соответствующее ей содержание золы определены.
Высокая чувствительность к изменению содержания минерального вещества может -быть получена при использовании способов, основанных на прохождении X- и J -лучей, так как чувствител1оность к содержанию минерального вещества пропорциональна х ' в уравне-1 нии (1).
В способах, основанных на рассеивании X- и jj-лучей, интенсивность излучения, рассеиваемого в угле, зависит от вероятности когерентного и комптоновского рассеяния и поглощения X- и лучей внутри образца. Оптимальный уровень энергии для получения максимальной чувствительности к золе составляет от 10 до 20 кэВ. В этом случае 3 * т( ^- ¾) ' (4) где /Ц;И С; - массовый коэффициент поглощения и концентрации соответственно для 1-того элемента образца угля, а К зависит от общей геометрии и эффективности обнаружения и от мощности источника рентгеновского или гамма-излучения. Если образцы угля имеют минеральное вещество с практически постоянным химическим составом, то содержание минерального вещества и, соответственно, содержац ние золы определяется 11] , С2] , £3] и [4] .
Недостатком указанных способов является то, что средний атомный номер минерального вещества не остает„ ся постоянным, и колебания содержания желез-а в минеральном веществе и влажности приводят к существенным ошибкам в анализе золы. Изменения в содержании железа в минеральном веществе влияют как на прохождение, так и на рассеяние рентгеновского и гамма-излучения несоответственно, на способы, использующие эти явления, следующим образом.
Если энергия Х-лучей рентгенов30 ского излучения выбирается близкой к уровню поглощения К-оболочки железа (7,1 кэВ), массовый коэффициент поглощения железа и средняя его величина для остальных составляющих минерального вещества примерно одинаковы и, следовательно, содержание минерального вещества, а как следствие, и золы определяется с достаточной точностью. Однако рентгеновскре излучение такой энергии сильно w поглощается и изменения возможны при использовании тонко измельченного (менее 0,3 мм) угЛя, что ограничивает использование этих способов.
4S Если же выбирается рентгеновское излучение с энергией вьапе уровня поглощения К-оболочки железа, то следует вводить поправку в зависимости от содержания железа, так как погло50 щение в нем на единицу веса эначитель· но больше, чем в остальных составляющих минерального вещества. Вводимая поправка завйсит от возбуждения к-оболочки железа рентгеновским излучеje нием. Этот способ используется на £гле очень тонкого.помола, так как К^-излучение хорошо поглощается в слое угля менее 1 мм толщиной. Следовательно, кроме случаев, когда содержание железа практически пос40 тоянно, содержание минерального вещества и золы определяется с помощью рентгеновского или гамма-излучения с достаточной степенью .точности только тогда, когда частицы угля очень малы.
Поэтому применение способа определения содержания золы в каменном угле с помощью рентгеновского излучения, а также гамма-излучения низкой энергии нежелательно в случаях, когда содержание железа в минеральном веществе непостоянно, а также если размеры частиц угля недостаточно |малы. Также не рекомендуется практическое Применение способа определения содержания золы с достаточной точностью с использованием нейтрон-- 10 ной аппаратуры, в особенности для экспресс-анализа.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является ' способ определения зольности угля, 15 заключающийся в том, что уголь облучают рентгеновским или гамма-излучением двух различных энергий, регистрируют прощедшее или рассеянное излучение каждой энергии и по полученным 20 данным определяют зольность угля £5].
Однако данный способ не позволяет получить высокую точность при измерении содержания золы в угле.
Цель изобретения - повышение точ- 25 ности анализа.
Поставленная цель достигается тем, что в способе определения зольности угля, заключающемся в том, что уголь облучают рентгеновским или гамма-нэпу-™ чением двух, различных энергий и регистрируют прошедшее или рассеянное излучение каждой энергии, величины энергий излучения выбирают таким об разом что поглощение излучения на единицу веса угля группой минеральных составляющих угля отлично от поглощения излучения на единицу веса угольным веществом для каждой энергии и относительное поглощение на единицу веса угла излучения одной энергии 40 группой минеральных составляющих и угольным йеществом отлично от относительного поглощения на единицу веса излучения другой энергии.
Предлагаемый способ осуществляют 45 следующим образом.
Концентрацию минеральных составляющих в каменном угле или коксе определяют из результата измерения прохождения или рассеяния рентгеновского или гамма-излучения первой энергии, выбранной таким образом, что имеет место значительная разница в поглощении излучения на единицу веса в угольном и в минеральном веществах, в сочетании со вторым изме- рением прохождения или рассеяния рентгеновского или гамма-излучения второй энергии, выбранной таким образом, что поглощение излучения на единицу веса в угольном веществе 40 значительно отличается от поглощения в минеральном, а относительное поглощение на единицу веса в минеральном и в угольном веществах при первой энергии значительно отличается от от- 65 носительного поглощения при второй энергии.
Концентрацию минеральных составляющих определяют с помощью вышеупомянутых измерений в сочетании с одним или более дополнительным измерением,_выбранным из измерений веса на единицу площади, или величины, пропорциональной указанной, или измерений объемной плотности. Обычно требуется только одно из этих двух измерений.
В одном случае содержание золы определяется из двух измерений рассеяния рентгеновского или гамма-излучения низкой энергии при различных энергиях без использования дополнительных . измерений, если геометрия источника, образца и детектора выбрана таким образом, что интенсивность рассеяния для излучения обеих энергий практически не зависит от объемной плотности каменного угля или изменяется одинаково при изменении объемной плотности.
Если содержание влаги в угле или водорода в угольном веществе заметно изменяется, то увеличения точности определения содержания золы можно достичь, сочетая предлагаемый способ с измерением содержания влаги или водорода известными способами, а именно рассеянием или прохождением нейтронов, регистрацией гамма-излучения, возникающего при поглощении нейтронов водородом.
Предлагаемый способ частично компенсирует изменения количества других элементов, а именно кальция или . серы в минеральном веществе, которые имеют высокий массовый коэффициент поглощения по сравнению со средним для других составляющих минерального вещества, и, следовательно, улучшает точность анализа содержания минерального вещества и золы.
Более высокую чувствительность к изменению содержания золы имеет способ, использующий прохождение рентгеновского или гамма-излучения низкой энергии, которым можно определять содержание золы в каменном угле непосредственно в массиве,, т.е. в ' шпуре.
Предлагаемый способ применяется для анализа каменного угля непосредственно на конвейере, в лотке или в трубе. Уголь при этом может быть сухим или в виде суспензии, большими .кусками или тонко помолот. Кроме того, способ !применяется для непрерывного анализа угля на содержание золы и для анализа дискретных проб угля.
Величины низкой энергии рентгеновского или гамма-излучения выбираются исходя из конкретных условий. Например,, в случае использования рентгеновского или гамма-излучения низкой энергии для определения содержания золы в каменном угле, находящемся на ленточном конвейере, энергия рентгеновского излучения выбирается такой, что в толще слоя угля происходит заметное поглощение, обеспечивающее , высокую чувствительность к изменению содержания золы, однако при этом необходимо также существенное прохождение излучения сквозь слой угля для точного измерения интенсивности прохождения лучей.
В качестве источников рентгеновского и гамма-излучений низкой энергии для проведения анализа используют следующие радиоизотопы: Ат - 241, Gd - 153, Cd - 109, Cm - 244 , Pu - 238 и Co - 57. Они могут быть использованы и как источники прямой радиации, и как источники для облучения мишеней, вторичное излучение которых может иметь широкий диапазон промежуточных энергий. Для получения гаммаизлучения используют Ва-133, Cs-137 и Со-60. Наряду с радиоизотопными источниками могут быть использованы вакуумные, но они значительно сложнее и дороже.
В случае непрерывного контроля радиоизотопные источники и детекторы преимущественно располагаются в линию параллельно движению угля для того, чтобы уголь находился в поле зрения каждой системы источникдетектор одинаковое время.
Если предлагаемый способ используется для анализа угля на ленточном конвейере, то в некоторых случаях необходимо компенсировать изменение толщины конвейерной ленты, для чего эта толщина непрерывно измеряется, например, с помощью обычной радиоизотопной аппаратуры при обратном ходе конвейерной ленты.
П р и м е'р. Уголь 1 (см.чертеж) находится на движущейся конвейерной ленте 2 и просвечивается двумя пучками рентгеновского или гамма-излучения, формируемыми в.параллельные пучки свинцовыми экранами 3 таким образом, что попадание рассеянных углем лучей в детектор маловероятно. Первый луч идет от источника 4 рентгеновского излучения, имеющего энергию около 30кэВ,’и регистрируется сцинтилляционным детектором 5. Второй луч идет от источника 6, представляющего собой Ва-133 и Ат-241, и регистрируется другим сцинтилляцион-» ным детектором 7. Ва-133 излучает гамма-излучение с энергией 356 кэВ и другими- энергиями, а Ат-241 гамма-излучение с энергией 59,5 кэВ. Небольшой экран размещен вокруг источника’ с Ва-133, чтобы уменьшить интенсивность излучаемого Ва-133 гамма-излучения низкой энергии (менее 100 кэВ), попадающего на детектор 7, и, таким образом, повысить чувствительность к гамма-излучению с энергией 59,5 кэВ.
Электронная аппаратура, используемая со сцинтилляционными детекторами 5 и 7, состоит из высоковольтного блока 8 для поляризации сцинтилляционных детекторов, усилителей 9, одноканальных анализаторов 10 или дискриминатора 11 для выбора амплитуд импульса, соответствующих принимаемому рентгеновскому или гамма-излучению, а также промежуточных блоков 12 для связи выходов блоков 10 и 11 с цифровым вычислителем 13, который масштабирует электрические импульсы и вычисляет содержание золы.

Claims (1)

  1. Изобретение относитс  к методам радиационного анализа веществ и может использоватьс  дл  определени  зольности угл  или кокса по прохождению или рассе нию рентгеновского или гамма-излучени . Точное знание состава угл  или кокса очень существенно в процессе подготовки руды и «л  других производств , использующих их, с точки Зрени  получени  стабильного состав ши,хты или вырабатываемого продукта. Каменный угол и кокс состо т из собственно угольного вещества (кислорода и горючих веществ - углерода водорода и небольшого количества азота и серы) и минерального (в основном негорючего силиката алюмини  и других силикатов, а также небольшого количества частично горюче-го сульфида железа). Зола представл ет собой окисленный негорючий остаток после сгорани  угл  и по составу близка к минеральному веществу. Точное знание содержани  минерал ного вещества в угле необходимо с точек зрени  добычи, подготовки и использовани  угл . Особые преимущества дает непрерывный контроль состава угл  в процессах его промыв ки, составлени  смесей, производстве кокса, управлени  питанием силовых установок, плавки металлов и производства газа. Уголь имеет различный минераилогический состав с широким диапазоном размеров частиц, он промываетс  дл  уменьшени  содержани  минерального вещества и получени  более однородного продукта, а также смешиваетс  дл  -придани  ему свойств, необходимых дл  различных его применений; Если содержание минерального вещества контролируетс  непрерывно, то и процессы промывки и смешивани  лучше управл ютс , а продукт получаетс  более однородным, с меньшим содержанием минерального вещества и, следовательно , с лучшими свойствами. Известны непрерывные и экспрессные спосо&amp;л определени  содержани  золы в каменном угле, основанные на рассе нии О-частиц или на прохождении и рассе нии рентгеновского или гамма-излучени , в которых средний атомный номер минеральных составл ющих выше атомного номера угольного вещества,а взаимодействие Ви 1} -лучей с атомами зависит от атомного номера. В способах, основанных на рассе нии В-частиц, интенсивность их рассеивани  зависит от среднего атомного номера материала. Поскольку средний атомный номер каменного угл  возрастает с увеличением содержани  минерального вещества, .интенсивность Sчастиц , рассеиваемых углем, пропорци ональна содержанию золы. В способах, основанных на прохождении Х- или -лучей малой интенсив ности, интенсивность прохождени  изл чени  сквозь образец определенного удельного веса на единицу площади уменьшаетс  с увеличением массового коэффициента поглощени  (рассеивани  основного материала. При энерги х менее 10 кэВ массовый коэффициент поглощени  быстро измен етс  с атомныг номером, что соответствует изменению интенсивности прохождени  с изменерием состава каменного угл . Отнесение интенсивности 3 прохождени  параллельного пучка лучей сквозь образец угл  толщиной х.и плотностью р к интенсивности DQ первичного пучка, падающего на детектор при отсутствии пробы угл , опреде .л етс  формулой §--exp -(:,u,.c.)p-x, где |U ,и - Массовый коэффициент поглощени  и концентрации (весова  дол ) -тог6 элемента угл  соответственно . Далее jU C;(U угольного вещества X С угольного вещества н-;и минег рального рещества х С минерал ьного вещества (2), а С угольного вещества + С минерального вещества 1.(3) Следовательно, если минеральное вещество, содержащеес  в испытуемом образце угл , имеет практически посто нный состав и, если удельный вес угл  на единицу площади (р-х) измерен отдельно, а результаты получены с помощью формул (1), (2) и (3), то концентраци  минерального вещества, а следовательно, и соответствующее ей содержание золы определены. Высока  чувствительность к измене . нию содержани  минерального вещества может.лбыть получена при использован способов, основанных на прохождении Х- и 55 -лучей, так как чувствительг ность к содержанию минеральног;о вещества пропорциональна х в уравнеНИИ (1 ) . В способах, основанных на рассеи вании Х- и 2Р-лучей, интенсивыесть излучени , рассеиваемого в угле, за висит от веро тности когерентного и комптоновского рассе йй  и поглощени  Х- и 4-лучей внутри образца. Оптимгшьный уровень энергии дл  получени максимальной чувствительности к золе составл ет от 10 до 20 кэВ. В этом случае ) где w и С - массовый коэффициент поглощени  и концентрациисоответственно дл  1-того элемента образца угл , а К зависит от общей геометрии и эффективности обнаружени  и от мощности источника рентгеновского или гамма-излучени . Если образцы угл  имеют минеральное вещество с практически посто нным химическим составом, то содержание минерального вещества и, соответственно, содержание ЭОЛЫ определ етс  Cl,И,Сз1 и Г4. Недостатком указанных способов  вл етс  то, что средний атомный номер минерального вещества не остаетс  посто нным, и,колебани  содержани  железа в минеральном веществе и влажности привод т к существенным ошибкам в анализе золы. Изменени  в содержании железа в минеральном веществе вли ют как на прохождение, так и на рассе ние рентгеновского и гамма-излучени  и,соответственно, на способы, использующие эти  влени , следующим образом. Если энерги  Х-лучей рентгеновского излучени  выбираетс  близкой к уровню поглощени  К-оболочки железа (7,1 кэВ), массовый коэффициент поглощени  железа и средн   его величина дл  остальных составл ющих минерального вещества примерно одинаковы и, следовательно, содержание минерального вещества, а как следствие , и золы определ етс  с достаточной точностью. Однако рентгеновскре излучение такой энергии сильно поглощаетс  и изменени  возможны при использовании тонко измельченного (менее 0,3 мм) , что ограничивает использование этих способов. Если же выбираетс  рентгеновское излучение с энергией вы е уровн  поглощени  К-оболочки железа, то следует вводить поправку в зависимости от содержани  железа, так как поглощение в нем на единицу веса значительно больше, чем в остальных составл ющих минерального вещества. Вводима  пбправка зависит от возбуждени  К-оболочки железа рентгеновским излучением . Этот способ используетс  на очень тонкого.помола, так как Кд,-излучение хорошо поглощаетс  в слое угл  менее 1 мм толщиной. Следовательно , кроме случаев, когда содержание железа практически посто нно , содержание минерального вещества и золы определ етс  с помощью рентгеновского или гамма-излучени  с достаточной степенью .точности только тогда, когда частицы угл  очень малы. Поэтому применение способа определени  содержани  золы в каменном угле с помощью рентгеновского излучени , а также гамма-излу чени  низкой энергии нежелательно в случа х, когда содержание железа в минеральном веществе непосто нно, а также если размеры частиц угл  недостаточ малы. Также не рекомендуетс  практи ческое применение способа определени  содержани  золы с достаточной точностью с использованием нейтрон-ной аппаратуры, в особенности дл  экспресс-анализа. Наиболее близким по технической сущности к.предлагаемому  вл етс  способ определени  зольности угл , заключающийс  в том, что уголь облу чают рентгеновским или гамма-излуче нием двух различных энергий, регист рируют прощедшее или рассе нное изл чение каждой энергии и по полученны данным определ ют зольность угл  С Однако данный способ не позвол е получить высокую точность при измер нии содержани  золы в угле. Цель иэобрете«и  - повышение точности анализа. Поставленна  цель достигаетс  тем что в способе определени  зольности угл , заключающемс  в том, что угол облучают рентгеновским или гамма-изл двух, различных энергий и регистрируют прошедшее или рассе нное излучение каждой энергии, величины энергий излучени  выбирают таким о разом что поглощение излучени на единицу веса угл  группой минеральны составл ющих угл  отлично от поглощени  излучени  на единицу веса угол ным веществом дл  каждой энергии и относительное поглощение на единицу веса угла излучени  одйой энергии группой минеральных составл ющих и угольным йеществом отлично от относительного поглощени  на единицу веса излучени  другой энергии. Предлагаемый способ осуществл ют следующим образом. Концентрацию минеральных составл ющих в каменном угле или коксе определ ют из результата измерени  прохождени  или рассе ни  рентгеновского или гамма-излучени  первой энергии, выбранной таким образом, что имеет место значительна  разница в поглощении излучени  на единицу веса в угольном и в минеральном веществах , в сочетании со вторым измерением прохождени  или рассе ни  рентгеновского или гамма-излучени  второй энергии, выбранной таким образсм , что поглощение излучени  на единицу веса в угольном веществе значительно отличаетс  от поглощени  в минеральном, а относительное погло щение на единицу веса в минеральном и в угольном веществах при первой энергии значительно отличаетс  от от носительного поглощени  при второй энергии. Концентрацию минеральных составл ющих определ ют с помощью вышеупом нутых измерений в сочетании с одним или более дополнительным измерением ,выбранным из измерений веса на единицу площади, или величины, пропорциональной .указанной, или измерений объемной плотности. Обычно требуетс  только одно из этих двух измерений. В одном случае содержание золы определ етс  из двух измерений рассе ни  рентгеновского или гамма-излучени  низкой энергии при различных энерги х вез использовани  дополнительных . измерений, если геометри  источника, образца и детектора выбрана таким образом, что интенсивность рассе ни  дл  излучени  обеих энергий практически не зависит от объемной плотности каменного угл  или измен етс  одинаково при изменении объемной плотности. Если содержание влаги в угле или водорода в угольном веществе Зсоиетно измен етс , то увеличени  точности определени  содержани  золы можно достичь., сочета  предлагаемый способ с измерением содержани  влаги или водорода известными способами, а именно рассе нием или прохождением нейтронов, регистрацией гамма-излучени , возникающего при поглощении нейтронов водородом. Предлагаемый способ частично компенсирует изменени  количества других элементов, а именно кальци  или . серы в минеральном веществе, которые имеют высокий массовый коэффициент поглощени  по сравнению с.о средним дл  других составл ющих минерального вещества, и, следовательно, улучшает точность анализа содержани  минерального вещества и золы. Более высокую чувствительность к изменению содержани  золы имеет способ , использующий прохождение рентгеновского или гг1мма-излучени  низкой энергии, которым можно определ ть содержание золы в каменном угле непосредственно в массиве,, т.е. в шпуре... Предлагаемый способ примен етс  дл  анализа каменного угл  непосредственно на конвейере, в лотке или в трубе. Уголь при этом может быть сухим или в виде суспензии, большими кусками или тонко помолот. Кроме того, способ примен ет с   дл  непрерывного анализа угл  на содержание золы и дл  анализа дискретных проб угл . Величины низкой энергии рентгеновского или гамма-излучени  -выбираютс  исход  из конкретных условий. Например ,, в случае использовани  рентгеновского или гамма-излучени  низкой энергии дл  определени  содержани  ЭОЛЫ в Кс1менном угле, наход щемс  на ленточном конвейере, энерги  рентгеновского излучени  выбираетс  такой, что в толще сло  угл  происходит заметное поглощение, обеспечивающее высокую чувствительность к изменению содержани  золы, однако при этом необходимо также существенное прохож дение излучени  сквозь слой угл  дл  точного измерени  интенсивности прохождени  лучей. В качестве источников рентгеновского и гамма-излучений низкой энерги дл  проведени  анализа и-спользуют следующие радиоизотопы: Am - 241, Gd - 153, Cd - 109, Cm - 244, Pu - 23 и Co - 57. Они могут быт-ь использова ны и как источники пр мой радиации, и как источники дл  облучени  мише-ней , вторичное излучение которых может иметь широкий диапазон промежуточных энергий. Дл  получени  гамм излучени  используют Ва-133, Cs-137 и Со-бО. Нар ду с радиоизотопными источниками могут быть использованы вакуумные, на они значительно сложне и дороже. В случае непрерывного контрол  радиоизотопные источники и детекторы преимущественно располагаютс  в линию параллельно движению угл  дл  того, чтобы уголь Находилс  в поле зрени  каждой cHCTaNM источник детектор одинаковое врем . Если предлагаемый способ используетс  дл  а 1ализа угл  на ленточном конвейере, то в некоторых случа х необходимо компенсировать изменение толщины конвейерной ленты, дл  чего эта толщина непрерывно измер етс , например, с помощью обычной радиоизотопной аппаратуры при обратном ходе конвейерной ленты. П р и м ер. Уголь 1 (см,чертеж) находитс  на движущейс  конвейерной ленте 2 и просвечиваетс  двум  пучками рентгеновского или гамма-излучени , формируемыми в.параллельные Пучки свинцовыми экранами 3 таким образом, что попадание рассе нных углем лучей в детектор маловеро тно Первый луч идет от источника 4 рент геновского излучени , имек цего энер гию около 30 кэВ,и регистрируетс  сцинтилл ционным детектором 5. Втор луч идет от источника 6, представл ющего собой Ва-133 и Ат-241, и регистрируетс  другим сцинтилл цион ным детектором 7. Ва-133 излучает гамма-излучение с энергией 356 кэВ и другими- энерги ми, а Ат-241 гамма-излучение с энергией 59,5 кэВ Небольшой экран размещен вокруг источника с Ва-133, чтобы уменьшить и тенсивность излучаемого Ва-133 гамма-излучени  низкой энергии (менее 100 кэВ), попадающего на детектор 7, и, таким образом, повысить чувствительность к гамма-излучению с энергией 59,5 кэВ. Электронна  аппаратура, используема  со сцинтилл ционными детекторами 5 и 7, состоит из высоковольтного блока 8 дл  пол ризации сцинтилл ционных детекторов, усилителей 9, одноканальных анализаторов 10 или дискриминатора 11 дл  выбора амплитуд импульса, соответствующих принимаемому рентгеновскому или гамма-излучению, а также промежуточных блоков 12 дл  св зи выходов блоков 10 и 11 с цифровым вычислителем 13, который масштабирует электрические импульсы и вычисл ет содержание золы. Формула изобретени  Способ определени  зольности угл , заключающийс  в облучении угл  .рентгеновским или гамма-излучением двух различных энергий и регистрации прошедшего или рассе нного излучени  каждой энергии, по результатам которой суд т о зольности угл , отличающийс  тем,что, с целью повышени  точности анализа, величины энергий излучени  выбирают таким образом , что поглощение излучени  на единицу веса угл  группой минеральных составл ющих угл  отлично от поглощени  излучени  на единицу веса угольным веществом дл  каждой энергии и относительное поглощение на единицу веса угл  излучени  одной энергии группой минеральных составл ющих и угольным веществом отлично от относительного поглощени  на единицу ве- са излучени  другой энергии. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Cameron J.E. Measurement of Ash Content and Ca 1 orifiс Va 1ue of Coal with Radioisotopic tnst rumen ts . Proc. 2-nd Symp. on LOW-Energy X-and GammaSources and Applications, Austin, Texas, March,. 1967, ORKL-T 1 C-1 0 ,2 , 1967, p.903. o2. Nagy M.Varga R. Determination of Ash Contents of Coals by the Gammaray Transmission Method, Rad i.oi sotooe Instruments in Industry andGeophysics . Proc. Symp. Warsaw, 1965, 1, 3AEE, Vienna, 1966, p. 245. 3.Cameron 3.F., Claytln C.G. Radioisotope Instruments. Pergamon Press, Oxford, 1971, p.99. 4.Rhodes J.R. et a1. A Coal-Ash Moni tor wi th Low Oependance on Ash Comoosition. Radioisotope Instruments
    I
    In Induitry and Geophysics. Proc. Symp. Warsaw, 1965, 1, 0AEE , Vienna , 1966, p. 447.
    5. Авторское свидетельство СССР О 129355, кл. G 01 N 23/02, 1960 (прототип).
    V.
SU762416156A 1975-10-29 1976-10-29 Способ определени зольностиугл SU852185A3 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AUPC376075 1975-10-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU852185A3 true SU852185A3 (ru) 1981-07-30

Family

ID=3766418

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU762416156A SU852185A3 (ru) 1975-10-29 1976-10-29 Способ определени зольностиугл

Country Status (7)

Country Link
US (1) US4090074A (ru)
JP (1) JPS5853732B2 (ru)
CA (1) CA1052010A (ru)
DE (1) DE2648434A1 (ru)
GB (1) GB1560408A (ru)
SU (1) SU852185A3 (ru)
ZA (1) ZA766086B (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2494379C2 (ru) * 2011-12-26 2013-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) Способ рентгеноспектральной сепарации материала и устройство для его реализации
RU2548979C2 (ru) * 2010-02-25 2015-04-20 Минерал Сепарейшн Текнолоджиз, Инк. Способы сортировки материалов (варианты)
US9126236B2 (en) 2009-02-27 2015-09-08 Mineral Separation Technologies, Inc. Methods for sorting materials

Families Citing this family (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4182954A (en) * 1978-04-21 1980-01-08 Phillips Petroleum Company Method and apparatus for measuring material properties related to radiation attenuation
GB2039363B (en) * 1979-01-12 1983-02-16 Coal Ind Determining the nature of transported material
FI73527C (fi) * 1979-08-06 1987-10-09 Commw Scient Ind Res Org Foerfarande och anordning foer samtidig maetning av de kemiska koncentrationerna av kisel- och aluminiumkomponenterna i material.
AU532927B2 (en) * 1979-09-27 1983-10-20 Aust. Atomic Energy Commission Analysis of coal slurries
AU546141B2 (en) * 1979-12-20 1985-08-15 Australian Atomic Energy Commission Annihilation radiation analysis
GB2069688B (en) * 1980-02-15 1983-10-26 Coal Industry Patents Ltd Assessing the concentration of mineral matter in coal-derived liquids
US4566114A (en) * 1980-06-20 1986-01-21 Australian Atomic Energy Commission X- and γ-Ray techniques for determination of the ash content of coal
FI61361C (fi) * 1980-09-15 1982-07-12 Outokumpu Oy Foerfarande och anordning foer analys av malm med anvaendning av gammastraolning
US4370201A (en) * 1981-06-23 1983-01-25 United States Steel Corporation Process for maintaining coal proportions in a coal blend
US4453226A (en) * 1981-07-15 1984-06-05 United Technologies Corporation Method and apparatus for particle size determination in a host material
US4815116A (en) * 1981-09-17 1989-03-21 Process Automation Business, Inc. Method and apparatus for x-ray analysis of rapidly moving multicomponent materials
US4558220A (en) * 1981-10-02 1985-12-10 Gearhart Industries, Inc. Radioactivity well logging
JPS5977346A (ja) * 1982-10-25 1984-05-02 Japan Atom Energy Res Inst 物質元素組成分析装置
ZA838644B (en) * 1982-12-02 1984-07-25 Uss Eng & Consult Method of determining iron,pyrite,or ash contents of coal
US4599514A (en) * 1982-12-13 1986-07-08 Accuray Corporation Isotopic radiation method and apparatus for measuring the resinous binder applied to a mat of glass fibers
US5778041A (en) * 1983-10-13 1998-07-07 Honeywell-Measurex Corporation System and process for measuring ash in paper
US4582992A (en) * 1984-08-10 1986-04-15 Gamma-Metrics Self-contained, on-line, real-time bulk material analyzer
GB8526413D0 (en) * 1985-10-25 1985-11-27 Atomic Energy Authority Uk Analysis of fluid
JPH07117502B2 (ja) * 1986-11-25 1995-12-18 ペトロ−カナダ・インコ−ポレ−テツド 計測装置
US4870669A (en) * 1987-05-01 1989-09-26 Florida Nuclear Associates, Inc. Gamma ray flaw detection system
US4854163A (en) * 1987-09-28 1989-08-08 Amoco Corporation Beltless core conveyor system for wellsite analysis
US4916719A (en) * 1988-06-07 1990-04-10 Board Of Control Of Michigan Technological University On-line analysis of ash containing slurries
US5014288A (en) * 1989-04-20 1991-05-07 Measurex Corporation X-ray coating weight controller and sensor
JPH04274745A (ja) * 1991-03-02 1992-09-30 Horiba Ltd Ｘ線分析装置
US5506406A (en) * 1993-05-17 1996-04-09 Atomic Energy Corporation Of South Africa Ltd. Method and apparatus for determining the concentration of a heavy element in a rock face
US5373163A (en) * 1993-05-25 1994-12-13 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Apparatus and method for detecting gamma radiation
JP3564153B2 (ja) * 1993-10-26 2004-09-08 茂雄 馬場 オートラジオグラフィーを用いた検体中の放射性核種の分布測定方法及び測定装置
AU719072B2 (en) * 1995-04-07 2000-05-04 Technological Resources Pty Limited A method and an apparatus for analysing a material
AUPN226295A0 (en) * 1995-04-07 1995-05-04 Technological Resources Pty Limited A method and an apparatus for analysing a material
US6037597A (en) * 1997-02-18 2000-03-14 Neutech Systems, Inc. Non-destructive detection systems and methods
US5818899A (en) * 1997-04-02 1998-10-06 Mcdermott Technology, Inc. X-ray fluorescence analysis of pulverized coal
AUPP083097A0 (en) 1997-12-10 1998-01-08 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation An improved bulk material analyser for on-conveyor belt analysis
US6255657B1 (en) * 1998-09-01 2001-07-03 Bechtel Bwxt Idaho, Llc Apparatuses and methods for detecting, identifying and quantitating radioactive nuclei and methods of distinguishing neutron stimulation of a radiation particle detector from gamma-ray stimulation of a detector
US6130931A (en) * 1998-09-17 2000-10-10 Process Control, Inc. X-ray fluorescence elemental analyzer
AU772405B2 (en) * 1999-11-30 2004-04-29 Scantech Limited Method and apparatus for on line analysis
NL1016916C2 (nl) * 2000-12-15 2002-07-02 Univ Delft Tech Werkwijze en inrichting voor het analyseren en het scheiden van materiaalstromen.
AU2002324849B2 (en) * 2001-09-04 2008-01-24 Quality Control, Inc. X-ray fluorescence measuring system and methods for trace elements
US7564943B2 (en) 2004-03-01 2009-07-21 Spectramet, Llc Method and apparatus for sorting materials according to relative composition
US20090080596A1 (en) * 2004-10-05 2009-03-26 Commonwealth Scientific And Industrial Research Or Radiographic equipment
CN2747301Y (zh) * 2004-11-26 2005-12-21 清华大学 翼缘弯折的工形截面构件
DE102005010867A1 (de) * 2005-03-07 2006-10-19 Commodas Daten- Und Systemtechnik Nach Mass Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Materialanalyse von Förderströmen aus Partikeln
JP2006267067A (ja) * 2005-03-25 2006-10-05 Nippon Petroleum Refining Co Ltd 異物検出装置及び検出方法、並びに異物除去装置及び除去方法
WO2006113974A1 (en) * 2005-04-28 2006-11-02 Scantech International Pty Ltd Detector apparatus
DE102005020567A1 (de) * 2005-04-30 2006-11-09 Katz, Elisabeth Verfahren und Vorrichtung zur Online-Bestimmung des Aschegehalts einer auf einem Födermittel geförderten Substanz und Vorrichtung zur Durchführung einer Online-Analyse
CN1940544B (zh) * 2006-09-26 2010-05-12 丹东东方测控技术有限公司 高精度在线灰分测量装置
CN101349658B (zh) * 2008-09-17 2010-11-03 丹东东方测控技术有限公司 一种对煤炭灰分离线快速分析的方法
EP2216646B1 (en) * 2009-01-28 2012-10-10 Przedsiebiorstwo Wdrozen Przemyslowych WILPO Sp. z.o.o. Method of determining ash content in coal by combined gamma ray transmission and scattering measurements
EP2372350B1 (en) * 2010-01-28 2014-01-08 Mantex AB Method and apparatus for estimating the ash content of a biological material
US8692148B1 (en) 2010-07-19 2014-04-08 National Recovery Technologies, Llc Method and apparatus for improving performance in container sorting
CN101975718B (zh) * 2010-08-13 2012-11-14 中国科学院山西煤炭化学研究所 煤岩高压气体吸附量和吸附膨胀量同时测量的方法及测量装置
CN102128840B (zh) * 2010-11-30 2013-11-06 湖南大学 一种用于快速测定煤炭灰分的方法
US9114433B2 (en) 2012-01-17 2015-08-25 Mineral Separation Technologies, Inc. Multi-fractional coal sorter and method of use thereof
CN103196930B (zh) * 2013-03-08 2014-12-24 中国高岭土有限公司 一种针对特征峰重合的粘土矿物组分定量测算方法
US9234838B2 (en) 2013-04-08 2016-01-12 National Recovery Technologies, Llc Method to improve detection of thin walled polyethylene terephthalate containers for recycling including those containing liquids
US9227229B2 (en) 2013-04-08 2016-01-05 National Recovery Technologies, Llc Method to improve detection of thin walled polyethylene terephthalate containers for recycling including those containing liquids
CN103234860B (zh) * 2013-04-28 2015-04-01 扬州大学 一种二氧化碳吸附等温线精确测试方法
CN103776723B (zh) * 2014-01-09 2016-03-30 重庆大学 一种高压气体吸附等温线的测定方法和实施该方法的装置
CN106896119A (zh) * 2017-04-18 2017-06-27 朔州中煤平朔能源有限公司 灰分处理系统及其灰分检测装置
WO2019153040A1 (en) * 2018-02-07 2019-08-15 Boomer Advanced Manufacturing Holdings Pty Ltd Apparatus and method for analysing and processing granular material
GB2571099B (en) * 2018-02-15 2022-12-21 Bae Systems Plc Radiation detector
EP3737972A1 (en) 2018-02-15 2020-11-18 BAE SYSTEMS plc Radiation detector
US11123772B2 (en) 2018-05-22 2021-09-21 Mineral Separation Technologies, Inc. Concentrating rare earth elements from coal waste
WO2020104800A1 (en) 2018-11-23 2020-05-28 Bae Systems Plc Scintillation detector
CN109632854B (zh) * 2019-01-14 2022-10-11 东华理工大学 一种双探测结构的块状铀矿多元素在线x荧光分析仪
EA039075B1 (ru) * 2020-09-30 2021-11-30 Юрий Пак Нейтронный-гамма способ контроля качества угля

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE628322A (ru) * 1962-02-12
US3361911A (en) * 1962-04-27 1968-01-02 Kowalczynski Jerzy Klemens System for measuring the mass of material by the detection of radiation scattered by the material

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9126236B2 (en) 2009-02-27 2015-09-08 Mineral Separation Technologies, Inc. Methods for sorting materials
RU2548979C2 (ru) * 2010-02-25 2015-04-20 Минерал Сепарейшн Текнолоджиз, Инк. Способы сортировки материалов (варианты)
RU2494379C2 (ru) * 2011-12-26 2013-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) Способ рентгеноспектральной сепарации материала и устройство для его реализации

Also Published As

Publication number Publication date
DE2648434A1 (de) 1977-05-05
CA1052010A (en) 1979-04-03
US4090074A (en) 1978-05-16
GB1560408A (en) 1980-02-06
JPS5256596A (en) 1977-05-10
ZA766086B (en) 1977-07-27
JPS5853732B2 (ja) 1983-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU852185A3 (ru) Способ определени зольностиугл
EP1114310B2 (en) X-ray fluorescence elemental analyzer
US4566114A (en) X- and γ-Ray techniques for determination of the ash content of coal
CA1157169A (en) Annihilation radiation analysis
US8942344B2 (en) Method for determining the concentration of an element in a material
Lim et al. On-line coal analysis using fast neutron-induced gamma-rays
CA1193371A (en) Neutron method for elemental analysis independent of bulk density
US3505520A (en) Measuring the incombustible content of mine dust using backscatter of low energy gamma rays
Sowerby et al. Development of nuclear techniques for on-line analysis in the coal industry
Fookes et al. On-line determination of the ash content of coal using a “Siroash” gauge based on the transmission of low and high energy γ-rays
CA1165018A (en) Analysis of coal
Stewart Nuclear meter for monitoring the sulfur content of coal streams
WO2002090954A1 (en) Apparatus and method for composition measurement
Lim et al. On-belt analysis of ash in coal
RU2154537C1 (ru) Способ рентгенорадиометрической сепарации минерализованной массы
Sowerby Bulk analysis of coal
GB2054140A (en) Improvements to X- and gamma -ray Techniques for Determination of the Ash Content of Coal
AU600461B2 (en) Neutron and gamma-ray moisture assay
AU737462B2 (en) An improved bulk material analyser for on-conveyor belt analysis
CA1150860A (en) X- and m-ray techniques for determination of the ash content of coal
RU1806395C (ru) Устройство дл гамма-абсорбционного опробовани руды
Kelly et al. Measurements employing nuclear techniques
Sowerby On-line and bulk analysis of coal and metalliferous ores
GANGULI A critical review of on-line quality analyzers
Sowerby Combination neutron and γ ray method of elemental analysis