Спосіб рентгенофлуоресцентного контролю речового складу потоку матеріалів з перемінними фізикохімічними властивостями

Способ рентгенофлуоресцентного контроля вещественного состава потока материалов с чередующимися физико-химическими свойствами, 28412 Применение единого аналитического графика для определения содержания контролируемого элемента в потоке материалов с чередующимися физико-химическими свойствами без дополнительных мер невозможно, поскольку при этом не будет обеспечиваться необходимая точность анализа, удовлетворяющая требованиям производства. Введение поправочных коэффициентов, с целью повышения точности при использовании единого аналитического графика для всех случаев является весьма трудоемким процессом, длительным во времени, требующим применения сложной вычислительной техники, работающей только при идеальных условиях эксплуатации. Применение семейства аналитических графиков и использование единого аналитического графика из-за перечисленных выше недостатков сужает возможности реализации способа рентгенофлуоресцентного контроля вещественного состава потока материалов с чередующимися физико-химическими свойствами, затрудняет автоматизацию процесса анализа с целью применения его в автоматических системах регулирования и управления технологическими процессами. При анализе известных технологических решений в данной области техники не обнаружены объекты, обладающие совокупностью признаков и уровнем технологичности предлагаемого способа. Это позволяет утверждать, что предлагаемое техническое решение способа является новым и обладает изобретательским уровнем. В основу изобретения поставлена задача разработать такой способ рентгенофлуоресцентного контроля вещественного состава потока материала с чередующимися физико-химическими свойствами, в котором путем усовершенствования метода рентгенофлуоресцентного анализа сыпучих материалов повышается его точность. Поставленная задача достигается тем, что согласно способу рентгенофлуоресцентного контроля вещественного состава потока материалов с чередующимися физико-химическими свойствами, заключающемуся в отборе из общего технологического потока части материала, измельчении его до крупнозернистого состава, формировании дополнительного потока и облучении поверхности последнего рентгеновским излучением с последующей регистрацией линий спектра, по интенсивности которых определяют содержание контролируемых элементов, измельчение каждого вида материала ведут до получения постоянного соотношения мелкой и крупной фракций при одинаковом диапазоне их гранулометрического состава. Способ заключается в следующем. Известно, что интенсивность характеристического излучения определяемого элемента, а значит и результаты анализа, зависят от соотношения частиц в анализируемом материале. Так, при уменьшении содержания мелких фракций в материале при постоянной концентрации определяемого элемента в нем приводит к снижению интенсивности, а при увеличении мелких фракций по сравнению с крупным - к увеличению интенсивности излучения. Так как соотношение мелких и крупных фракций в материалах, например, в руда х с различными физико-химическими свойствами (прочность, твердость) не одинаково после дробления их к анализу при соблюдении постоянных условий дробления, что приводит к изменению интенсивности характеристического рентгеновского излучения определяемого элемента, то для обеспечения достаточной точности анализа необходимо компенсировать указанное изменение интенсивности, максимально его снизить или исключить из способа такого изменения интенсивности. В предложенном способе это достигается тем, что измельчение каждого из материалов ведут до получения одинакового гранулометрического состава, в котором соотношение мелкой и крупной фракции обеспечивают таким, каким оно было в пробах материала, по которому вели построение аналитического графика. В случае, если на потоке сменился вид материала и известно, что при дроблении его на валковой дробилке соотношение мелкой и крупной фракций отличается от соотношения их при измельчении предыдущего материала, то изменением, например, зазора между валками дробилки достигается получение продукта, в котором соотношение мелкой и крупной фракций с максимальной приближенностью соответствовало соотношению их в предыдущем материале, при этом гранулометрический состав фракций одинаков. Изменение величины зазора для каждого материала определяют экспериминтальным путем предварительно в процессе разработки методики контроля. Пример осуществления способа На фигуре представлена блок-схема устройства для осуществления способа. Она состоит из течки 1, валковой дробилки 2 с механизмом 3 регулирования зазора между валками дробилки, рентгеновского анализатора 4, включающего бункер 5, конвейер 6, спектрометрический блок 7 по определению контролируемого элемента, и сбрасывающего конвейера 8. Способ заключается в том, что проба, отобранная пробозаборником (он не показан), поступает через течку 1 в валковую дробилку 2, где она измельчается и направляется в бункер 5 анализатора 4; здесь материал накапливается до определенного уровня бункера. После достаточного накопления материала в бункере 5 включатся сбрасывающий конвейер 8 и конвейер 6 анализатора 4. Из материала, попавшего из бункера 5 на конвейер 6, формируют дополнительный поток материала с уплотненным поверхностным слоем, который конвейером 6 вводится под спектрометрический блок 7 и подвергается анализу. Продолжительность разового анализа составляет 3-5 мин. После анализа из конвейера 6 материал выдается на конвейер 8 и отправляется последним на сброс. При переходе на транспортировку другого типа руды отбор проб прекращают, опорожняют бункер 5, устанавливают с помощью механизма 3 зазор между валками дробилки 2 таким, при котором вновь поступивший материал имеет после дробления гранулометрический состав, соответствующий предыдущему материалу. После этого цикл контроля повторяют. В процессе осуществления способа было проанализировано одиннадцать типов руд Первомай 2 28412 ского месторождения Криворожского бассейна, представленных в таблице, на содержание окиси кальция по известному способу (вариант 1) и предложенному способу (вариант 2). Для сравнения результатов обоих вариантов поступали следующим образом. Отбирали руду каждого типа большой массы, затем, усреднив каждый тип руд, делили ее на две части. Одна часть каждого типа руд анализировалась по варианту 1, при котором руды перед анализом дробились на дробилке 2 с постоянным зазором между валками, равным d=5,0 мм. Другая же часть каждого типа руд анализировалась по варианту 2, при этом для получения одинакового гранулометрического состава в каждом случае изменяли величину зазора d между валками дробилки 2 до заведомо определенной величине по таблице. В обоих вариантах определялось среднеквадратическое расхождение между результатами рентгенофлуоресцентного анализа и данными химического анализа. Результаты сравнения способов по вариантам 1 и 2 приведены в таблице. В таблице введены следующие обозначения: Сх - содержание окиси кальция в рудах, полученное химическим методом анализа; N - набор импульсов в пересчетном устройстве за время разового анализа; Ср - содержание окиси кальция в рудах, полученное рентгенофлуоресцентным методом анализа; DС - расхождение между данными химического и рентгенофлуоресцентного анализа; d - величина зазора между валками дробилки при пропускании через нее соответствующи х р уд перед анализом. Среднеквадратическое отклонение результатов рентгенофлуоресцентного анализа от данных химического анализа составило: 0,37% - при анализе по известному способу (вариант 1). 0,23% - при анализе по предложенному способу (вариант 2). Следовательно, применение предложенного способа позволяет повысить точность рентгенофлуоресцентного контроля вещественного состава потока руд с чередующимися физико-химическими свойствами по сравнению с известными » в 1,6 раза. Предложенный способ прост в осуществлении, доступен автоматизации и механизации и может быть применен как датчик в автоматических системах управления технологическими процессами, а также расширяет возможность осуществления способов контроля потока материалов рентгеноспектральным анализом. Таблица Результаты сравнительного рентгенофлуоресцентного анализа руд на содержание окиси кальция Вариант 1 № п/п Сх, % d, мм 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,59 2,30 1,30 1,93 2,74 0,92 0,79 3,20 3,45 4,20 3,36 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 Соотношение частиц, % 0-1,25 мм 1,25-dmах 69,0 31,0 57,9 42,1 71,2 28,8 57,0 43,0 76,3 23,7 58,8 41,2 65,5 34,5 70,4 29,6 54,0 46,0 61,8 38,2 72,6 27,4 Ср, % DС, % 0,76 2,01 1,48 1,55 3,24 0,66 0,82 3,42 3,02 4,10 3,65 -0,17 0,29 -0,18 0,38 -0,50 0,26 -0,03 -0,22 0,43 0,10 -0,29 Ср, % DС, % 0,67 2,11 1,42 1,72 3,04 0,77 0,82 3,25 3,12 4,24 3,58 -0,08 0,19 -0,12 0,21 -0,30 0,15 -0,03 -0,05 0,33 -0,04 -0,22 Вариант 2 № п/п Сх, % d, мм 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,59 2,30 1,30 1,93 2,74 0,92 0,79 3,20 3,45 4,20 3,36 5,4 4,4 5,5 3,9 6,8 4,5 5,0 5,8 3,6 4,8 6,0 Соотношение частиц, % 0-1,25 мм 1,25-dmах 64,1 35,9 65,5 34,5 66,1 33,9 64,3 35,7 65,0 35,0 66,7 33,3 65,5 34,5 63,7 36,3 65,4 34,6 66,3 33,7 65,1 34,9 3 28412 Фиг. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4