Автоматизированный экспресс-контроль состава сыпучих материалов железорудного сырья на содержание основных элементов с применением РФА и продуктов сгорания твердого топлива на содержание углерода с применением диэлькометрического метода Кочмола, Николай Максимович

Введение к работе

Актуальность проблемы. Необходимым условием повышения качества конечного продукта металлургического проивводства является получение методами аналитического контроля своевременной и достоверной информации о химическом, составе ..железорудного сырья на всех стадиях технологического процесса. Аналитический контроль металлургического сырвя представляет собой сложную разветвленку» " слуябу с громоедкям объемам выполняемой работы. ПЬи столь значительных объемах, работы очень вавшое значение приобретает икстру-мзнталязацня . аналитического контроля.

Дэ 70-х годов, к которым откосится начало дзгноа работы, б аналитическом контроле сыпучих лелезорудк-сс материалов черная металлургии широкое применение получила оптическая спектральная, рентгекофлуоресцентная, радиометрическая аппаратура (спектрометры, кваятометры), серийно выпускаемая-отечественной промшлен-яостыэ и специаливирсваяныда .органивацкями (ВШ"Бурзяестннк", ВНИйА Чермет и др.). Эта аппаратура предназначена главшаі.-обраеом для анализа' специально отобранных и подготовленных -. --проб и -. испаяъвовадаеь. для этих целей а лабораторных условиях, фштель-ность собственного аналива готовой пробы на таких спектрометрах- и квантометрах не превышает нескольких минут.- Однако, существующие методы подготовки проб сыпучих материалов (отбор, квартование, равделка, сушка, иэмеяъчеяие, доставка и др.), где многие опера-' ции производятся рутинним способом, требуют больших аатрат вреда- ни, и обшая продолжительность анализа составляет иногда три-четьі-ре часа. использование результатов таких; анализов- для управления технологическими процессам! на всех стадиях переработки желеео-рудного сырья невозможно, поскольку идущие на передел материалы не коррелировали с поступающими аншсгеамиГ ' -

Аналогичное положений скдадыаадооь и на тепловых электростанциях при контроле содержания в&зтеятага комшяег-ъ твердого тошогзв. и продуктов его oropsmut - утларода. Более того, вдееь до разработок ОШСПЗ "Шреметр" при Коммуяарском горно-металлургическом института (ЙГИИ), при. н»ло"редетвешоі*-участии автора дан-чоя работы, практически не применялись, инструментальные метолы дали- з лабораторных условиях я. главным сбравом,. для укаванкых шлей использовались стандартные химические методы аналкьа. обшая

продолжительность внпаднения которьи: составляет не менее трек *асов. При такой запаздывании в поступлении необходимой информации невозможно своевременно откорректировать топочный реміа; пьае-уголыгаго кэтлоагрегатв, в связи с чем на тепловых влектростакцн-як вабдодйется еизчятедышй перерасход твердого топлива и накапливаются продукты сгорай»- твердого топлива (волы) с большим недорогом углерода е ник.

Ловтому важное евачзкие пшабрегаит инструментальные методы контроля, ловводякщяе получать своевременную инфоомаш» о составе метвллургичесгаго сырье, ндукего не передел, а также шфоркапшс о содэркании углерода в продуктах сгорания твердого топлива котельных агрегатов теплових электростанций. Б етой связи важной к актуальной задачей, требукшэй сеоєго решения, является соедание таких анализаторов и автоматических линий я установок, в также разработка приспособленных к ним методик и способов, которые ооеспе-чивалк бы необходимую периодичность аквлиеов при вадаииой кх точности,

Еедь работы Целью нестоящи: исследовании является разработке научно-методических основ к соедайке аффективных средств автоматического контроля состава сыпучих желеворудвыя материалов е процессе их технологической переработки в черной металлургии г. оперетивкого контроля содержания углерода в продуктах сгорания твердого топлива тепловых электростанций. Научная ковтана работы,

1. Равраоотвны методические основы аналитического контролі химического состава круизов ерккстых жедеворудньк материалов ( 'применением рентгеновского ивлучекия, главная отличительная особенность которых еакдючается в том, что ие-еь трудностей обусловленных особенностями технологического процесса и фиви чеокими принципами ректгенофдуоресценхкого метода, не повволяши проводить контроль сыпучих материалов непосредственно на проие водствеквом конвейере, дня практической реализации такого контро ля, обеспечивающего требуемые вкспрессвость и точность ( с приме нением равработаннцх частных методик к способов), необходимо прс изводить шунтирование основного технологического потока, его аг тоштическув подготовку к формирование в постоянный поток на дс полнительноы конвейере или роторном питателе, с помощью котср* он вводится в спектрометрический блок анадиваторь.

. В результате исследования еакономерностей изменения ю

тенсивности рентгенофлуоресцеятяого излучения определяемых элементов от расстояния проба-детектор, влажности, крупности частиц, скорости перемещэния проб я других факторов опткмквярованы условия проведені, анадиеов ярупнояерннстых иедееорудньи матеоиадсв, разработаны и обоснованы спссобн и методики, устраняющие или значительно ушныпащзе влияние раэя1»чяых факторов на результаты РФАг способ учета влияния распределения частіш аналивируемшс материалов по крупности, основанный на ивиенении соотношения мелкой я крупной фракций материала путем иэманеняя ваэора между звлками дробильного устройства-, универсальный способ учета непостоянства мощности первичного излучения рентгеновской труСни, непостоянства расстояния между пробой к детектором при анализе легких элементов, в .«торой в качестве аналитического параметра беоется вели-асна отношения интенсивности линия определяемого элемента н интенсивности линии аргона, содержащегося в слое воалуха между пробой и детекторам; способ учета влияния непостоянства гранулометрического состава анализируемых проб (селективное ивмеяьчеяие;, основанный на том, что при достижении заданной крупности частицы выводятся ив зоны помола, а более крупная фракция пробы продолжает измельчаться! споосб учета влияния влажности, з котором кяме-иение интенсивности в еавксимооти от влажности компенсируется соответствующим изменением ебгемзой плотности материала, поотупа-карго под рвсквтыэаязтае валки аналяватора.

3.3л основе ситового анализа руд различных местороияе-ния получены функция распределения частиц исследуемых проб по крупности и функция, устанавливающая зависимость интенсивности рентгенофлуоресцеятяого нэлученкя определяемого элемента от равмеро» частиц крупнозернистых гроб, о исполіяеваянем иотосья выведено соотношение для расчета поправки, зносимой в ревультзты ФА, при квмекеяии тарамйтров распределения частиц контролисуемызс материалов по крупности. Данное выражение содер.чят небольшое число переменных параметров, которые испольвуются при вычислена . повволя-8т получать значения поправок а соответствующим вкаком ( ± ^ относительно линии регрессии, что э совокупности упрошзет процесс эго применения для практических'' целей. Получены (выведены) и исследованы аналитические вырви*вил зависимости интенсивности ректгенофлуоресцаягного - излучения опредэдяемзго элемента ст расстояния проба-детектор, здажвости. скорости перемещения iroofi, поэводяисше оценивать рассеивание результатов аналияа дэикуякзк:'

- « -

жвлевовудных материалов при иадоиввзш указанных фокгороь.

4 Рааработанн методические основы диадькомотричеекого определения содержания углерода в продуктах сгорания твердого топлива тєшювш: алектростанцяй., базирующиеся на измерении частоты генератора, ь кмвСатедьннй контур которого подключен коаксиальный емкостный датчик, ввподкяемкй пробай волы, уплотнение которой (а также-вввад ив датчика после анщщва) осуществляется ультраевуко-вымк колебаниями.

Б. На основании проведенных исследований найдены пути устранения шш.ушкежїнкя факторов, влияюдах.на рееультаты диздъкомеч-рического определения содержания углерода е продуктах сгорании твердого топлива, оптимизированы условия проведения анализов, предложены, обоснованы и реаянаавакы способы, улучшающие метрологические характеристики применяемого катода:

способ, в котором намерение аналитического параметра производится при достижанки давления на пробу волы в емкостном датчике в 0,1-0,3 кг/сіі; способ, основанный на row, что намерение частоты генератора, к. которому подключен- емкостккй коаксиальный датчик с уплотненной пробой - волы, выполняется после снятия давления на волу- в- датчике; способ, заключающийся в том, что, с целью устранена временного дрейфа ревультатоа вналива, дополнительно -измеряется емкость датчика, заполненного воздухом, и в качестве аналитическо-го-параметра берется величина, отношения емкости датчика с пробой к емкости датчика с воздухом; способ учета влияния колебаний же лева, в воде -на результаты дизлькометричееких намерений содержания углерода, - осна-вавный на том, что проса дополнительно облучается рентгеновскимдналучекием, _: измеряются-интенсивности рентгенофлуо-ресцевтного излучения желееа в алалквируешй пробе валы и эталонном образце, находится величина отношения намеренных иктенснв-Есстей, с учетом которого из- семейства-аналитических графиков выбирается требуемый график; способ поточного анализа угольной волк е& содержание углерода, в котором в качества аналитического пара-)к»тра берегся величина ог-новавня частот, намеренных при поочередном к -раздельной годгдагч»зпш к генератору неватухаших колебаний коаксиального датчика с «охай и доетлшгтелького конденсатора.

б. Получены (выведены) к нгсгайоаьны аналитические вдаеаавая

ваэивишетк-намеряемого Еар&ыагтрз (чазтатк геавракэрв, в кагзбе-

тельнкй контур которого яодкдяшв ёнхоетвай датчик с вробозй) с~

коЕке-нтрации углерода, наполнителя, аввашостк исследуемых прес

- 5 -угольной ЭОЛЫ.

7. Кайден принципиально нозкй ч аффективный подход к решению дроблены стабилизации основности агломерата, базирующийся на управлении дозированием компонентов агломерационной пикты до результатам реятгенофлуоресценгного акадивв исходного сырья, посту-яакяего в питающие буккера, которые- работают поочередно: одна группа бункеров заполняется материала..! с одновременным проведением анадивов, ив другой группы буккеров материал расходуется, ва-тем группы бункеров меняются ролями, причем, складирование исходных яэлеворудкшс материалов в шихтовые бункера осуществляется строго послойно загрузочной машиной, совершавшей поступательные перэмеаенкя над бункерами.

HOBHBHS бОЛЫШЖСТЕЗ йауЧНЫХ ПОДОЖЄНіїЛ И T8XKH4SCKKK сепяякй,

.тоедло»гнных а диссертации, подтверждена 4.0 авторскими свидетельствами на изобретения.

Практическая значимость, работгы состоит в разработке я внедрении средств и методик инструментального контроля желееорудного сырья на содержание основных элементов и продуктов сгорания твердого- топлива на содериаяке углерода, а частности:

разработаны и испытаны методики рештенофдуоресцентного акали» крупнозернистых желееор^гдкьа материалов на ссдеряаяие гегльцяя.жэ-дева, марганца и других элементов я методики дяэлькомэтрического определения содержания углерода а продуктах сгорания твердого топлива, обеспечйваккяе точность и скористь определений, удовлетворяющие требованиям производства;

разработал гсомпде-кс ренггеаафлуореецентннх аиалквкторов для контроля состава яелеворудных материалов и комплекс дкалькометря-чэскик анализаторов для определения содержания углерода в угольной еоле, которые могут быть кспольвовакы а качестве дзтчгнгов оперативного контроля указанных эьше материалов;

разработаны автоматический: комплекс отбора, подготовки и Подачи пробы (d—Б. О ш) ъ анализатор с- конвейерным питателем; автоматический: комплекс отпора, подготовки и подачи пробы (d ,= .0 мм) б анализатор с роторным питателем и уборки проанализированной проба эизгкторнкм устройством; автоматические системы аналитического контроля продуктов сгорания т^*рдого топлива тепловых электростанций ка содержание углерода;

рееработагш способы применения реаультатоз РФА шкгтойкх ивдевс-

- t> -щурках материалов в организации производства агломерата постоянной ооковкостк.

Внедрение .рееудь тягов .работы. Автоматические системы рентте-кзфлуоресдаятЕОГо контроля содержания сксвдв кальция, диоксида крешшя, яелееь, м&ргвнца в компонентах агломерационной шихты, ие-тодакк акалива «елееорудных материалов испытаны и внедрены на ряде агломерациокнык фабрик металлургичеких к горно-обогатительных ком&икатсв (Коммуварский, Мариупольский металлургические комбинаты, НЬво-КриБороиский ГОК). Диадькометрические енадиеаторы для SKcnpeooHoro определения содержания углерода в продуктах сгораняя твердого топлива и приспособленные к ним методики испытаны к внедрены на ряде тепловых электростанций (Луганской, Старобе-аегской, Томь-Усикской, Беловской, Южно-Кувбасской и др. - всего Солее 10 теплових електростанцій). Автоматические системы аналитического контроля продуктов сгорания твердого топлива не содержание углерода прошли опытные испытания и внедряются не Луганской, Како-Яувбасской тепловых алектростаяцкях.

На аащкту выносятся следующие ревуяьтагы и положения.-

1. Ыетодкческке основы аналитического контроля химического состава сшучшс железорудных материалов с применением ректге-ковсшго излучения к методические основы даэдькаметрическото определения содержания углерода-в продуктах сгорания твердоготоплива.

2. Результаты теоретического и експериментального исследова-вия авкояоыеркостей иамененкя интенсивности ревтгекофлуорёсцевт-ного кввучеиия определяемых элементе» от расстояния проба-детектор, крушгасти чаотиц,, хлвлности, скорости перемещения анализируемых проб крееулм&ты теоретических к экспериментальных исследо-ааккй вавиои&ссти яэыерязмого параметра (частоты генераторе) от концентрации углерода, наподнжгеля, влажности -исследуемых -проб ео-льс

3. Комплекс способов, учитывающих или уменьшающих влияние различных факторов на рееудътаты.ГФА, сыпучих лелеворудньк материалов и иизлькомегрического определения содержания -углерода б воле; способы учета влияния влажности, крупности частиц, непостоянства расстояния проба-детектор, мощности первичного излучения рентгеновской трубки, распределения частиц анализируемых руд по размерам; способы учета колебаний содєриания жеяеев в воле при определения углероде и временного дрейфа, способ оптимизации уп-

- 7 -гсткении пробы в емкостном датчики; способ лоточного контроля -залы ка содержание углерода.

4. Комплекс оредстз рентгенофлуоресцентиого анализа, зкдкзчз»> -шнй анализатор: непрерывного действия с «аэнвейерпыми a ротсрннуя питателями, две модификации автоматических систем зкалиткчеексг: контроля сыпучих мэдеворудкых материалов яа содержанке ссяавныз. элементов (кальций, кремний, далеео, маргамец); комплекс срепст? диэлькометрического определения содержания углерода в продукта?, сгорания твердого топливе тепловых электростанций, вкяпчяаззай тр:* квэделк аналиватороа, две модификации автоматический сизте-м экспрессного контроля летучей золы на содержание углерода.

5. Способ к комплекс устройств, по подготовке образцов ив пс-рошково? ~ра6ы для рентгенофдуоресцентмого зналгаа на беэдкфрак-ционной аппаратуре.

6. Способы стабилизации основности агломерата, основанные на управлении дозированием компонентов агломерационной шюггы по результатам РФА исходного сырья, поступающего а яиктонае отделение згламерадианой фабрики.

Апробация работы. Основные результаты я поло.-аения диссертаци-окігай работа доломеа» и обсужденье на шестой республиканской конференции по контроля праідаЕОдства в иетаддоабрабатыаакщгй прсаавя-декностк, Днепропетровск, 1972 г.; ка, Одивнадцатом всесоюзном со-вееркии по резтгенвЬекой' спектроскопии,. Ростов-на-Дсяу, 1975 г.; на научных конференциях КешуЕавстеага горжм>йтядвургячяского института эа 1970-19Э? г.; кз Дэйжгаздгзггом коллоквиума- ЗЗД Министерства черной металлургии, Челябинск, 197Т г.; яа васедшиш секция НІС ВКИМ Чермет, itocraia» 1977 г.; на Двенадцатом всесовэ-ком совенаяии по рентгеновской спектроскопия, Ленинград, 1978 г.; на Шестой международной конференции стран-членов СЗВ и СЕРЮ по автоматизации производственных процессов черяой металлургии, Будапешт, 1979 г.; на Второй всесотяой конференции по аналитической химии, іЬсква, 1S80 г.; ка Тринадцатой всесож- —Л конференции по рентгеновской спектроскопии, JfiiBOB, 1981 г; на Всесоюе-аой научно—технической конфэренцяи, Швоіголоцк, 1984т-, за Чэтьд>~ надцатом всесмзэном еавекания по : "нттековскои спектроскопии, Иркутск, 1984 г. ; яа Первом асеаоювном советики, Орел, 1SS8 г. ; не. научно-технический: советах Луганской, Старобеаевекой , Шно-Kys-баеокой, їалоаской и др. тепловик электростанций ва 19НЄ-1В89Г. г.

Рентгеновский бзвдкфракциокяый анализатор для контроля сыну-

чих гвзлзворудньпс материалов демонстрировался на ВДНХ УССР к отмечен дипломом Е^орой степени. Диэлькомегриче-ский анатяатор содержания углерода е продуктах сгорания твердого топлива с ультразвуковым способом уплотнения пробы, являгацхйся датчиком автоматических систем аншктическогс контроля летучей воды на содержание углерода, демонстрировался ив ВДНХ' СССР к отмечен серебряной медалью, а также дипломом второй степени.

Публикации. Ш материахам диссертации опубликовано 16Б науч-иьа работ, ив когорык 40 авторских свидетельств на изобретения, бродюры, 14 тевксоз докладов на научных конференциях и соведаниях.

Объем к структура работы. Диссертационная работа состоит иэ введения, восьми глав с выводами по каждой из них, обиих еыводое и предложений, списка литература, включающего 177 источников, придовеяий с актами внедрений к протоколами испытаний; содержит 98 рисунков к 76 таблиц; обший объем рвботьі с приложениями 5SS страниц.

Для'контроля руд и продуктов их переработки кв содержание требуемых адамантов применяются, главным .обраеом. такие фиви-чеаки»-методы, как оптикоспекгральный, ядерно-физические и рент-гвясфауоресцевтный. Ядерно-фиеические- и реятгенофлуоресцэнтныя методы анализа могут быть применены для совдания автоматических систем вксвресс-контрояя качества указанных вьспе продуктов. Первые позволяют решить многие частныз аналитические евдачи, ко ке могут обеспечить контроля состава жедеворудкого сырья по всему анадккируемому ряду элементов. Питому для еязлиее жвлёеорудкых материалов наиболее перспективным является ректгенофшуоресиектньй метод.

К настоящему времени разработана довольно обширная номенклатура аппаратуры, преимущественно лабораторного тиле, и методики анализа, которые в совокупности обеспечивают Еысокке экспресоность и точность анализов готоеьк проб. Однако, существующие иетода отбора, подготовки и доставки проб, в особенности порошковых, требуют Евтраты большого труда и времени, что сводит вачзатую ка нет достоинства уникальной и дорогостоящей аппаратуры., которое оокзд&да лаборатории гредприятий черной металлургии содругяэетаа тегамкэтввс стран. В СДЙ, Англии, OFr, Японии и др.

- э -

странах поили по пути создания специализированных ксмшгексаэ. включавших в'себя сложное и многообразное оборудование, повзояяю-цзз осусествлят» отбор, высушивание, иемолйчеиие пробы и др. операции, необходимые дія подготовки образца к зналиэу; подача приготовленного образца в вакуумирапанйый ажЕЛиватор я его замене другим осуществляется также автоматически,

В СССР были предприняты попытки осулвстзить контроль технологических потеков концентрата я аглошихты яз содержание железа непосредственно на транспортном конвейере. Однако ив-ва трудностей технологического характера аналкевторы подобного тзотэ. для непрерывного контроля состава в желзеорудзых jr другие материалах не наділи озоего прмиэяекия. Еолыше затруднения вовникахт при анализе движуитягся материалов на содержание легких элементов, поскольку для его осупзстзления беэдифрвкциоккыы рентгенсфдуорэскентяым методом необходимо, помило воего, выбирать геометрию измерений , которая обеспечивала бы млккмахьное и постоянное расстояние между детектором иэлуче-ний и позерхкосты материала. Для некоторых элементов (алгаикий, кремний, фосфор и др.) ато расстояние не должно превышать нескольких миллиметров.- При яепрерілзяом агтежве б потоке трудной проблемой является теки* учет влияния гимнчгското и гранулометрического состава, кгпастоянатгз содерявкпя эязмваати материалов и т. д.

Аналогичное положение складывалось и яа тепловых электростанциях при контроле содержания углерода в продуктах сгорания таэр-дого топлкза. Более того, здесь до разработок Кокмуиарвкого горно-металлургического института (КГЫй) лги непосредственном участии и под руководством автора, практически к» примазалась инструментальные методы да*»-в лабораторних условиях и, глазякм образом, для укааанкнх целей испольвовзлйзь стандартны» метода аязлива (ГОСТ 11022-76), обегая прадояяетедьнсстъ гкпаяяекяя ката-рья (эклвчйя.отбор « подготовку проб) составляет за менее 3 часов.

Задача янструмейталаного определения аліментного состава различных материалов металлургического производства, особенно в потоке сыпучих материалов к садер«^а."ия углерода в дродуктах сгорания твердого топлива, не долучила своего полного разрешения до йзетоящэго времени- Поэтоку валгюй и актуальней задачей является создание таких акалнваторов, установок и автоматических линий, з такие разработка пріянюаойлеявах к ним методик и способов, кото-

- ID -:;ы^ь обеспечивали 6ь? необходимые скорость и точность акалиеоь. .оедание аяадкветороз непрерывного действия, автоматических дастем аналитического контроля металлургического сырья н& содержите осноьньж. єлементсв, датчиков и систем акспресаного определения углерода в продуктах сгорания твердого топлива, тепловик электростанция связано с необходимостью решения весьма сложных гэдач, обусловленных как особенностями технологического процесса. Tat; к особенностями применяемых методов аналитического контроля. Возникает твюмг необходимость в раэработта якспресенкк методик к способов, устраняющих клк умгныввяпзвс влияние рее личных факторов яь ревулътаты кемереиий, в разработке методик и способов контроля состава келеворудкых материалов к вкспрессного контроля содержания углерода s воле; в неучений условий применения к эксплуатации средств автоматического контроля на металлургических, горко-обогатительных комбинатах, на тепловых электростанциях с целью создания унифчцирмзакяьк екадкгаторав к систем. Решению еткх еадвч и поевяЕрка настаивая ребота.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ШЮЛШШЕЕТАЛЬВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛШШ-РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ К4 РЕЗУЛЬТАТЫ РСА

Веобгсдазвам уехавшем рентгеновского анализа издается установление вавгшкыостк аналитической лилии от концентрации определяемого элемента. Ксоледрлаккя показьзакт, что указанная вависимостз для существующих диапазонов содержания элементов (Si, С&; Fe, N4 к др. J в большинстве случаев изображается прямыми дикикын. Су-щестаевнэе ішшше на эту эазиеимость оказывают атомный номер на^ подннтедя, наличие ызшзющис элементов н 'пробах и т. д. Аналив химического состава яедеваых руд икотах месторождений России, Украины к др. стран Содружества, а таїаи продуктов кк переработка: по называет, что кэ .всех видов мемагементных влияний при рентгеноф луореецэктком определении гиыкческого состава этих материалов мо гут учитываться только аффекты поглощения к недоли кия линий.

Получено аналитическое выражение .для расчете- поправки на погд шгние флуоресцавкик определяемого элемента различными компонент" ьяі изтркцы. Исследования показали, что при определении концентра дик. лалева в же лев орудном сырье необходимо вводить поправки н содержание оксида, кальция и - кислорода. Поправка на содермани кислорода назмедаа талько в ток случае, если известны содержат

зсйх остальных компонентов анализируеша npcd, поскольку г шолород яаходятоя на пороге возмоїсїсєтєй рентгеновского акадиз.--Зто ослсжнязт оярвдолеїзів содерзания квлеза в аелезорудкл: мл --риалах, оод-.рдащяэс различные типы рудного минерала железа. ,и ЗиеиьигЕЯЯ гогрешзооги рзнтгеяофлусреедезтного аяшгааа суд pas-лттечх типов целесообразно применят^-., яеетяое первичное излучена» доказано, что антеноввкоста флуоресцэвпия кальция нрактзчееіс-\пло зазаснт от матричная ксипшеитов срл йиаяазэ продуктов ode-лэджая, а при анотп^е исходных руд гзобхоягмо вводить попрззк*; на кремшй з случае йолысш: колеоаняЛ его содержания-

Яамэзеняе расстояния уезду пробей и детектором, из-за гнэтг-тольясго поглощзЕзм воздухом, будет олльло вдижгь яа дггасасяа-яост;ь реяїгенсфлуоресцоигного. Езяучяаия определяема: элементов, оаебаїтао а малими атсмзЕма Еомарама. Зазгмкдость регистрируема?. язїєесстеостя or расотайЕЕя проба-детезтср сез учета зкраетрсянк иэрвичпого гвлучения корпусом детектора имеет злд

ї.іаДіі. | *"" '*»» . _d9

ссз в

гдэ I - Енгенсшзяоет» фиусресцезиаі определяемого алзмен-та» излучаемая с едтгжя яоверхяоетп образца зо всех яаправла-жнгх; cLSj -алемана поверзаоета екна детектора? д - коеффзшскт зоглсщекия хараетеркетизасяого ивлучзЕая вхядугся; 0 - еже-

дэляегсл расмерамг чегяуоа з еява детектора.

Произведя в зцрвиаягп .¹,.; замену пере&евних

___— ад

я учитывая, что

:гзлзгчви влеяущае зкрааевпе завшзадаата янтезеявностл от гас ам лрейа-дзтектер

I US at

>- ^COBtr»«< ' / \ ГП ./ . ЕЕ!

.б:

йзряюшие (5) kcsho цраавези к шдУ» удобному для расчета

S - шнтегрышзая показательная функция.

Для учета екрадаровки вервтаногс излучения корпусом детектора зздразжш-и (5) неосхсдеио ввеозги ішсжатель

S - ; ,

г —g2- г . ^w-

где В - поверхность образца, є которой флуоресимздпя определяемого ьлекента может подаст» внутрь детектора; В, -рабочая поверхность, то есть часть поверхности, на которую ЕЕзяадгает пврайчиое кздуиекиа рентгеновской трубки.

Для круглого окяа детектора буз&и шать

S = П К² , се:

S, = Г₀ /й^а -Г* + R^a srosiK ~jp~ + -^ , ' (9)

где Вії,- параметры zrosejsmousefi S и S соответственно. 511641: согяйсбс выражений (6)-(9) показали, что при безднфрвкци-онаоы озределгши легкие, елементов ( Kg, Al, Si, Р), попользуется участок кривой с кеяйслве резкой вавикимостыо регистрируемой ин-тенсЕшооти от расстояния прооа-дегеЕтор. Это наклвдквьет ггасткие тресоьвшя ва качество бгзлкжгруедай ловзрхноеаи образца к стабилизации указавшего расстояния. С ето целью в рентгеновских ане-ддааїораз: устагшвлешг вдравгшшздие к уштотнящие взяке и ролике. Иаяаюашноогь вюрачаото кзлутадая крупнозернистых проб сильно їіїіЕжсгт от распределения чаотлц по размерам. Чтобы получить выра-ачнге два расчета поираккг, шоокной в результаты анализа при &s*s«»shz цедиаматров раецраделйнвя чйстиц контролируемых материала ко paswepau, ве^окодцмо акать, во-перзых, функцию распределения частиц со врузаоога в, su-вторні, функцию, усяанззлкваэдую аа

- її -

шїсемость Ентенгапавостя ранггеясфгуоресдггггпого излучения определяемого елемента о* размеров частиц алализируенса крупнозернистых проб. Рвецрэделекае частиц до размерам можно найти, воспользовавшись данными татового анализа. Исследования показали, что доля материала, прошедшего через набор сят с отверстиями, размеры ко-торах равны X , Х_г ... X , ыогит ожть определена из соотнопетая

—— = 1 - К Ш -у'"- , ( 1С

где ш - масса' пробы, прошвдеей порез сего с отаеретигаві X ; Й - ойдая касса npoSs, Ероягдшеі черга дробгиыщй аппарат; X - пазмер зазора в дробилт-яом глпара-їе и, следовательно, мак-сш.гзльиай размер частиц Яровы, прошедшей через дрехйшсу; К - некоторые коэффициент, завиояЕїй or мехбнвяескях свойств руды. подвергеяч*йся дроблених) (прочность, твердость, И т. д.)

Используя соотношение (10) .исгаго найти фупкцг» распределения частиц пробн по ркзмэрйи, которая будет аметь следуящий зад

Р <х) *= 0 при х < г ,

з xV - х:

----=³. і

р (х) * ,,_r",W ...... ".*.": . ._Д₇_ . jpr ли

2" - _ .

шаж и in

,*is

р (х) = 0 щв- х > т

,СП)

Завиезмоеть интенсивности рвяттезофлуоресцватного излучения определяемого елемента от размеров чветгяц можео внразгть так

I = А 4 В [ 5=25 ] , (_2>

где А и S - коэффициенты, завиеязсие от иакческого а фазового состава анализируемого образца, «го вхазаоатк. Г.. ..?нек:іе ВБфаэкения (12) эффективно при Езмененст химического а фазового составов проб з узких, пределах. Используя выражения (11) ж (12), можно найти средние зяа-чешя ян .иивноетя для совокупности частиц, размеры которш. лежат в интервалах, от некоторого х . до

%_t, от Xj до х_а л г.д. х кз подученной сиегекм уреідажйі яайта до— еффаияеятн А и В.

- 14 -При изменения: параметров распределения частиц по іфушости

произойдет изменение ннтенсквлсс ;, равное ,

X X

гсезс max

L I = | I (z) р,(зО си - I (х) p_t(x) dx (і:

j 2

с; и іГі mlr.

Используя выракекке (13)» можно вичислить величину поправки на изменение Ектевсивноекї реЕтгено&луоресцентного излучения определяемого елемента. вызванную изменением распределения частиц вна-джщруеыог пробн по размерам к проводит* корректировку результатов измерений.

В таблице і приведет; результаты вычисления поправок &І по выражению (13) для руд с одинаковым содержанием оксида калыия. ( по две проба), во с различными параметрами распределения частиц по размерам.

їаблице 1.

При анализе различных иатеряелов в потоке на результаты рзнтгенофлуорзсиеЕтнш. определений существенное влияние охазнваст непостоянство ех вдекаостк. Так, изменение влахмоетк в желе-зорудпш. окоеяг в интервала от 0 до 10 55 приводит к сзмміеіппс интенсивности вторичного излучения определяемого елемента ( кап-рї&гзр, кальция ) на 8 - 10 g отн. Получено (выведено) аналитическое выражение зависимости интенсивности рентгенофлуоресцентно-го излучения определяемого олемевта от влажности проб. Известно, что при зозбуздевзм вторичного излучения монохроматическим пер-» влчвьзі излучением ішзду интенсивностью и концентрацией определяв-його елемента еущгезвуєт зависимость вида

^li -

гдо С и С_н - концентрации определяемого елемента и напол-яатвяя и древе;

ііі а - поглоцзюцяв характерносте* определяемого элемента ^ кзпояизгселя по оякяаешта к возбуткданякму я зоабуздаемсму излучениям; X - коефйщлент, яо зависящий: оч концентрация искомого елемента ж состава нкполяктзля.

Прл увяззгешпі irpoSK ^одсй содержание элемента і л наполнителя Н яргмут „зЕачания С* я С', а кнтенсдвностъ флуоресцентного излучения определяемого элг.чеята будет равна

т _ К „, ,. ft . тг,--.

- _а С» + <х С» + ot, С ' ^а , ^vi-^5;

v~,z С - концентрация воды в аналкзлруемай пробе; а_ - погяоцаицзл характеристика зори по отаюпеякэ к всвйуедав-щему и Еогвуздагмочу калученгкм.

Воспользс/вйзпзсь свойством аддитивности ковфїетріевтсв поглсщютя, ггслучтж сгэдуистз значения для концентрация С и О',

вярэгекяя (15)

с; = С_д ( 1 - С_в) (16)

С учзгом соотаспекзй (16) 2 (17), зцракзпие (15) прдмэт вгд X ( 1 - о_в )

і_я = -т^е_{к + вА)} (1-й_з)+трг₃- \ vie)

Раздали внрагепнэ (14) на (13), получим

-з ¹ " S

Коеф^змдепт D разея

_D = . , Ч _ . ₍₂₀₎

В формуле (19) 0 < С < *, D > О к, следозатэльио, 1₁ > 1_а, т.е. угелячевта ялегосодеркеяия з провех Ензава«т укешжепи» изтеяскзности спектральной линии определяемого елемента.

Завжсизгасть интенсивности от влазности , окгсиввеиая впракенп-

ем (19) і црезерялоеь вкерериыентадьно при определении содержания хвльцая, кавеза к др. л&меитов в железорудных материалах. Нвбдадаяось хорошее ссглзоие расчетах и вкспершентельвых данных ют ааманеаяи влажности в интервале от 0 до 8 Й. При больших влакаоетях ( К > 8 - 1035) анализируемого материала вксперамеЕтаяьше дшше анечктельно отклоняется от теоретических. Это обусловлено, во-ввдймему, ухудшением состояния павврхноетн дктаущейоя пробк: при увеличении влакности в ней везкжятст различного рода тресдаы. резрывы, наплыьа н т.д.

Получено соотношение для определения оптимальной скорости перемещения анализируемой пробы.

где d_Q- ипряна облучаемого участка движущейся пробы, с*- дисперсия, обусяоаиеаявя негоыогеияостыэ пробы. N,- число импульго», эарегестрарованкш: пэрссчетыым устройством за время t.

Рбочати па форэдле (21) пскаахвают, что миешлпльноє значение дасхщрсст пра ояределекаЕ содеряакяя кальц&я соответствует скорости леремозегаая пробы хгринэрво 7-5 Ю"^г м/с. -При. вжгпегвшентельаах есо!ЗД02Ш5ях оатималыгое япачггае скорости леремйке-шія пробы Цзх.сдатея яа адарвад (7-в) 1Cf*u/c. Таким образец, екопедатин-тельгне к расче-.-а:е детзкэ хорошо сотлаоуатоя.

ЇАЗЙШМКЛ ННЕОДМС РД СШУЧЖ МАТЕРИАЛОВ

Разработана иехедкчемие основи рентгенофлуоресцектЕОГо
еаадкзз даи-кушихоя калеворудкьа материалов на содержание кальция,
кремния, иаргэкца, »адгзз, еуіцнссгь которкг зяклвчается в том,
что, кз-за трудностей геммологического характера (непрзршзность
загрузки прщхзводсгвешого конвейера материалом, перебои в подаче
материала, Еэроззаети иа его поверхности, болыгиэ колебания
гроаулоизїркческого состава, непостоянства поверхностной плотнос
ти изтердала и т.д.), а такяе физических принципов
рентгенофлуоресцентиого методе (аиалиг на елементи с ыалнмк атом-
кьаи некереда), затрудшітеих прямеяение аналитического контроля
екпучза еелггорудшгг иатериалоз непосредственно на цроизвод-
ствепкоы конвейере, .для практической реализаций такого контроля,
обеенещгваюзего ааобходаше вкспрвссность и точность определений

- 17 -( с применением разработанных частных методик и способов. .

необходимо производить шунтирование основного технслсгическсгс

потека, т.е. осуществлять отвод от нега представительной часта

материала, его автоматическую подготовку и формирование в

постоянный потек на дополнительном конвейере (илг. роторном

питателе), с помощью которого он вводятся в спектрометрический

блек анализатора!

Разработаны методики определения хрэмкяя, серы, магния, в которых выделение рвктгеаофяуореецентногез излучения определяемого элемента производят одновременно напряжением питаная рентгеновской трубка со стороны высоких енертнй я величиной поглощающего слоя воздуха меяду оОрглчом и детектором со стороны низких еяергий, а также применением в яяниккоста ої определяемого олеыентв фильтров на окна детекторов.

Разработана методика рентгенефлуоресцентного определения содержания железа н марганца, совместно присутатвукппи. s авалязхру- . амых железорудных материалах, сущность которой закатается в том» что первичное рентгеновское излучение от трубка с молибденовым анодом попадает на кобальтовую мязень, далее характеристическое излучение кобальта направляется на исследуемый образен, возэуждая з нем флуоресценцию марганца^ которая регистрируется полупроводниковым детектором, перед окном которого установлен хромовый фильтр для ослабления флуоресценции железа, возбужденной тормозным спектром, рассеянным кобальтовой мишень»? при определении содержания железа убирается фильтр, а кобальтовая миденъ заменяется" на медяув. Для получения Солее высокой- точности рассчитывалась поправка на поглощение флуоресценции определяемых элементов ксль-вдюм. т.е. использовала исправленные интенсивности по формуле

II = I„ ( U » С. „] , . ,~>ъ\

Та Га CaO \CCJ

где 0. - концентрация оксида кальция в пэобе; .. а - коэффициент поправки на 1 % СаО, определяемый экспериментально на образцах с известный химическим составом. При реятгенефлуоресцентвом определении содержания железа в келез-яых концентратах корректировка на поглощение ОаО не зуяяа. При определении марганца в концентрате ( дпапззон колебаний марганца 1-3 %, железа до 60%) стандартное отклонение между результатами РФД и даннымн .химического анализа составила ~-0,23^-

J:pr спроделеша: содержонші легких єлеменгоа в голезорудаоїі

?-jj>k^r- опробован спосоС, в коюрс. б качестве аналитического параметра берут величину атноаення интенсивности лишаї определяемом оЛєиєетб е интенсивности К_а - линии аргона, содержащегося s слое ьоздуха мекду пробей и детектором. ОпосоО позволяет устранить колебания расстояния ыеаду пробой и детектором, непостоянство мощности ііервкчноіо излучения рентгеновской трубит, неровности нг поверхности англизируемой пробы.Стандартное отклонение результатом рентгенофлуоресцектЕогс анализа 17 проб железорудных: смесей еь содержание диоксида крешшя от даяшл. химического анализа составило 0,4 Й - при использовании прямых измерений интенсивности к О.аа % - с применением отношения I / 1_Аг. Разработеь способ учете влияния влзкносге на результаты рент-генофлуоресцентвого анализа двакітцетося материала, в котором изменение интенсивности за счет колебаний влакаости компенсируете* изменением авъ.ензс& плотности анализируемого материала, поступающего кз бункера под раскатываицие и уплотіїяайде валки анализатора. Способ реализован на рентгеновском анализаторе с конвеиернш питателем. Эффективность применения способа была проверена експериментально на келезоруднки смесях яри определении в шх содержания оксида кальцкя, влажность в которых изменялась в интервале і

-9% .Стандартное отклонение результатов К6А от данных химического анализа составило:0,32 % - при анализе без учета .влаашос-ти и 0,23 % - при анализе о учетом влияния влажности.

Предложен еще один способ учета влияния распределения часи анализируемых руд по крупности на результаты РФА, в котором уче^ влияния указанного фактора осуществляют изменением ссютношети целкой и крупной фракций лгроб путем изменения зазора меод

валками дробильного устройства. Б процессе реализации способ; было проанализировано одиннадцать типов руд Первсмвископ месторождения на содержание СаО. Стандартное отклонение результатов ЕФА от данных химического анализа составило: 0,35 % - при анализе по известному способу (d = 5,0 мм); 0,21 % - при анализе по предложенному способу.

Для стабклнзедаи акелезорудаого сырья по его гранулометри ческоиу составу можно применить способ, в котором при достижении заданной крупности частицы выеодятся из золи .помола, а крупнозер ннстая честь пробы продолаает измельчаться (селективное измель ченне). В КШИ разработано несколько модификации измельчителей

CX ^

- 19 - '$& ,

обеспечкваицих селективность яемельченпя знайязігруемсй пвозч. '- .

мельчители могут бкть применены не только з подсистемах тгеоепс;

готовки, но и в лабораторных условиях (компактные я простые ":?>-

новки) предприятий черной металлургия, научно-ясслетаяа-

тельскях институтов и др. организаций для измельчения сісупг

материалов, влакность которых не превышает "3,056.,,

исследование особенностей анализа, угольной голы-

Дивльксматргчеекка метод основан на зависимости электрическое проницаемости анализируемой проби, загояндащея измерителышг конденсатор (датчик), от изменения кокцеїггргции определяемого элемента. Так как диэлектрическая проницаемость лтда; измерительного конденсатора влияет на его электроемкость, то последняя будет оказшзать влияние на величину частоты колебательного контура, в цепь которого включен измерительный конденсатор. и которкй з свен очередь подключен к генератору. Повтсму частота такого генератора мскет быть выбрана в качестве аналитического параметра для определения содержания углерода в угольной золе.

Чтобы получить надежные я достоверные результата доследований в процессе разработки методик даальксметрического определения содержания углерода в продуктах ггорания твердого топлива тепловых электростанций возникает необходимость в оценке погрешности разовых зжлереняи, а изучения стабильности получаемых результатов з течение длительного времени. Такие иоеледовашія были проведены на дивлькометрических анализаторах с механическим способом уплотнения пробы в essKocTBOM датчике. Эксперимент спланирован таким образом, чтобн для обработки его данннх мояно было применить комплексний метод исследовании, позволявший определить не только сотую погрешность разового измерения, во и ее составлдаадие: погрешность, обусловленную особенностями методики приготовления oopas-цеа из порошковой пробы золы (<тг=0,12 % ); погрешность, характеризуючу» временно* дрейф (<х,- 0,16 ); погрешность вызванная эффектом зз агата действия двух первых факторов (а - 0,15 % !; погрешность, характеризующую ьосігроизведаїоеть дяэлькеметрзческе-го азаля?.зтора на одном и том же образце (б = 0,01^ %). Суммарная погрэоЕКзсаь, рассчитанная по формуле

_,л

і а а 4

- 20 -окавалась равной 0,3 %. С прЕменгкием ультразвукового способа уплотнения пробы в коаксиальном еык^сткоы датчике суммарная погрешность составила величину О,5 %.

Получено (виведено) аналитическое внракение зависимости чаототн генератора, к которому подключен емкостный датчик с пробой, от концентраций углерода

Г =

в + а.

ТГ (24) г

где ї - частота колебательного контура генератора-дивлькомет-рического анализатора, в измерительном конденсаторе (датчике) которого отсутствует анализируемая проба; С_А и С_н - концентрации определяемого елемента (углерода) и наполнителя соответственно; р_д и р_к -их плотности. Коаффиниенты А ж В характеризуют физические свойства анализируемой пробы к зависят от крупности частиц, влажности, степени уплотнения пробы в датчике, размеров "пустот* между частицами зады.

Исследования показали, что относительное стандартное отклонение -мввду теоретическими (расчетными) н вкспериментальныыи значениями аналитических параметров (частот) составило ~ \,Ъ S, т.е. наблюдается достаточно хорошее согласие меаеду теоретически»! и вкйперявиеятедьными давними.

Проведены исследования влияния наполнителей анализируемых проб; на результата измерений (на искусственных образчах -и реальны: пробах золы). Колебания химического еостева реальных проб золз ііугавской " TSC иогут привести к появлению погрешности в 0»72 вбе (при <г « 0,в9 вбс). Из гяжелкх наполнителей в рввявшк пробах «тин Луганской Т&С в больших количествах присутствует железо ( в вида соединения PeSi ж др-)- от 5 до 12. Автором предлежав способ учета влияния колебаний железа в зояе на результаты да&лькометркческих измерении содержания углерода, освовавнн* на том, что проба дополнительно, облучается рентгеновскими лучами, измеряются интенсивности реятгенсфлуорео-центного излучения-келеаа в анализируемое пробе золы и еталонний образце, находився величина отношения измеренных интенсивноетей, о учетом которого ив семейства аналитических графиков (уравнений регрессии) выбирается требуешй график для определения содержания

- 21 -углерода в данной пробе золы.

Проведена проверка аффектявяоити применения предложенного способа на реальных пробах зола Луганской TSC. Стандартное отклонение результатов даэльксметрического анализа от данных химического метода при определении содержания углерода а *51 пробе золы, составило 0,78 при использовании известного способа (единый аналитический график) и 0,53 при применении разрабо-танного способа (и делении диапазона колебазхи железа в пробах золы на три поддиапазона).

На результаты диэлькакетрического анализа оказывает влияние непостоянство гранулометрического, состава исследуемых проб золы. Так уменьшение крупности частиц анализируемых проб золы от 2S0 „ мкм до 50 месл хтргтотат w умень^енив грздпг:задратпч5ско.и: погрешности о 1,2$ або до 0,6$ або. При - выполнении диэлькометрического анализе., с целью повышения его точности, вааашм является получение однородных по„ гранулометрическому составу проб золы. Такие пробы моапо получить, применив селективное измельчение.

Существенное влияние на измеряемый параметр оказывает непостоянство влажности анализируемы! проб золы. Бали проведены теоретические ж эмпирические исследования закономерностей влияния алая-ности на измеряемую частоту диалькометрическ^го анализатора .Получено (выведено) аналитическое выражение ззвисзмоетя частота f от Елажйоети G

X = i_o( 1 - D С_в ) , < (25) ^s

где f - частота колебательного контура генератора дивлыкзмет— рлчееюэго анализатора, в емкостном датчике которого находится сухая (без влаги) проба, D - коэффициент, зависящий от крупности частиц, степени уплотнения пробы и т.д.

Изменение влаяаости от 0 до в% изменяет частоту- генератора на 12 - 14$ отя. Исследования показали, что наблюдается хорошее согласие расчетных и экспериментальных данных. На практике мокно указать немала случаев, когда колебания злакяссти в продуктах сгорания твердого топлива носят низкочастотный хзрактер или влажность изменяется в небольших пределах в течение длительного времени.Так,в летучей золе пыяеугольных котельных агрегатов тепловых электростанций влакность не превышает 0,5$. Поэтому тзкиз пробы золы мэгут подвергаться контроли на содержание углерода без внесения в результаты пкм&рения каких-либо корректив. В тех я»

- 22 -случаях., когда влажность изменяется б больших пределах зали вше-

ненкя влажности носят высокочастотной характер, возшпсает необходимость в непрерывном контроле ее содержания.

Разработана способы, устраняющие ели уывнышшцне влиянае различит: факторов а результати измерений. Так реализован способ, сущность которого заключается з той, что измерение частоты генератора, служащей аналитическим параметре*!, производят после снятия давления на scuiy в коаксиальном ешсоетиом датчшее, причем опташальтй интервал вргиеьк после снятия давления на дробу до измерения частоти генератора дотлел составлять не менее 5с. Применение споооба позволяет повысить точность разовых анали-гса по сраанеЕию с известным (наличие уплотнящего пуансона в дстчкке) - в 1,3 pasa. Цри проведении енализов на днальксмет-ричгскш анализаторе с ультразвуковым способом уплотнения пробы измерение частоти осуществляется через Э - 4- с после отключения гензратора ультразвуковых колебаний. Применение такого способа позволяет улучшать результата анализа на 15 - 18Й.

йэ-за изменения температурній, регошов ж влагскости среды, а также температурных, реаамоь измерительной аппаратуры, результаты анализа в течение длительного времени на будут постоянными. С цель» устранения вткг факторов разработай способ, сущность которого заключается в той, что догкишштелько изнерявт емкость датчика, заполненного воздухом, и в качестве аналитического параметра берут величину огное&кия емкости датчика с пробой к емкости датчика с воздухом. Эффективность применения втого способа осуществлялась яа реальных пробах золы ЛТЭС, максимальная крупность частжц котернх не превышала 200 .мкм, влажность 0,5. Стандартное .оаклапеаие дивльксметрического анализа от классического химаческого составило 0,72 # - при кслольаоваяки известного способа -и 0,54 - при применении предлокенного способа.

Для уменысенЕя погрешности диальвометркчееккх определений содержания углерода при выполнении поточного контроля продуктов сгорангя твердого топлива мокао предлокить способ, в котором в качестве аналитического параметра берут величину отношения частот, измвранзЕа: при поочередном и раздельном подключении к генератору коаксиального детчика с пробей аолп и дополнительного конденсатора, емкость которого определяют по соотношению

О = С, -г-r-g— ,

О *_t -г ._г

где С - емкость датчика без золы; Ї - частота генератора, измеряемая при отсутствии золы з дзттакс; і ж ±^ - частота генератора, измеренные пря раздельном палячий в датчике проб золз» соответственно С' минимальным л максимальным содержанием углерода

в H3S.

.іолученпце результати говорят о большой перспективе тавдъке-метрического метода анэляза прз контроле содержания углерода а продуктах сгорания твердого топлива тепловых электростанция.

РАЗРАБОТКА АНАЛИЗАТОРОВ ДЯР ЭКСПРЕССНОЕ КСНЇРОЛЯ СОСТАВА СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

:. Ііс.ммунареком горяо-мегаллурпгаееясм институте яа основания проведенных авторе?* исследований, с учгтал выявленных з процессе лепыгзЕия недостатков лабораторных мэкятоз рентгелофлуоресцектяых спектрометров и диэльконетряческпх приборов, был разработан комплекс промышленных бездифракциопянх анализаторов для екснреесного контроля келезоруднсго сырья на еодераапзіа основных элементов л комплекс дкэяькометрачееких анализаторов, предназначенных для експреесного определения содержался углерода в продуктах сгорания твердого топлива тепловых электростанций.

Ренттенофлуоресцвнтные анализаторы различаются .преяде всего, конетрукаияьга применяемых питателей (коявеСер или ротор), а такгк; ойтюряруиятаи устройствами л количеством спектрометрических Олекса; электронные блоки - идентичны. Измерение ИЯТЄЯСКЕНОСТЯ ВТО-рячяого излучения определяемого элемента во всех анализаторах производится по методу парного канала. Результаты анализа выявится з процентах и фиксируется на ленте при помощи цифропечатз»-щей машинки.

Анализаторы с конвейерным питателем вклшаят в йебя бункер объемом до 20 да, снабженный проборкхлхгаелем и вертикальной задвижкой яа рнходном окне, выравниваяцяэ и уплотняющие валки, спектрометрические блеет, привод конвейера и рыхлителя.

Вращающийся горизонтальны* полудник, на которкЭ нанеозн материал (реперний- образец), содериаши определяемые элементы, обеспечивает поочереднуг" регистрации- квантов характеристического излучения от анализируемой пробы и еталона одним и тем 2» дзтек-

- 24 -тором, каждого спектрометрического блока. Электрические ншульсы, усишгнньге предварительным к широкополосным усилителями, поступают на вход амплитудного дискриминаторе, настроенного кв шж характеристического излучения определяемого элемента. Специальные электронные коммутаторы с помощи блоке управления рввреишот проховде-ние импульсов или в сумматор эталона, иди в сукматор образца (в эавиэтгаости от того, что находится под облучением - репер или анализируемая проба). Црк еалодыеятш импульсами установленной емкости сумматора эталона происходит остановка счета в обоих каналах каждого спектрометрического блока. Для разового аналиеа необходимо около ББ-60 кг пробы, крупность частиц которой достигает -Е,0 мм.

Аналиазторьг с роторным питателем состоят ив уэла еагруэки, пробоподшооэго устройства, уплотняющих роликов, спектрометрических блоков по определению требуемых алемэнтоЕ, счетно-редащюс стоек, пробоуборочного агрегата. Конструкция роторного питателя позволяет располагать детекторы иЕлучения и рентгеновские трубки на иккиыальвьк расстояниях от анвлиэкруемой пробы, что является необходимым условием анализа на легкие элементы. С целые полной автоматизации аиаливатсра, устранения попадания пробы на окне детекторов, рентгеновских трубок и др. деталей, а также на поверхность эталона уборка пробы осуществляется при помощи устройства, разработанного в КГМИ с участием автора.

Црвлушдийся ротор, примерно на воловину диска окружности которого в рабочее углубление нанесен материал, содераїзідйй аналиекру-еше элементы, а на вторую часть рабочего углубления подается контролируемая проба, обеспечивает поочередную регистрацию квантов характеристического рентгеновского излучения одним и т&м же детектором в каждом спектрометрическом блоке. Работают электронные блоки каждого спектрометрического канала аналогично работе влектронкьЕ блокоЕ аналкеагоров с конвейерными питателями. Источниками первичного ивлучевия является рентгеновские трубки праст-редьного типа 0.0О0Б БЯ-Е. Рентгеновские трубки снабиены медными насадками для интенсивкого отвода тепла, что повволяет увеличивать анодный ток до 250-300 икА. Детееторами ив лучения являются проточные пропорциональные счетчики с аргон-метвновь*! наполнением. Дая рэвоБОГО аналиаа необходимо до 1 кг пробы, максимальная кйупность частиц которой ие древызает і. D им. Продолжительность

анализа 100 с.

Дкэлькометричеекяй вналнватор с мегехнчеокям уплотнением пробы состоит ке емкостного коаксиального датчика, генератора uesa-тухающих колебаний высокой частоты, измерительного блока, блока выдачи информации, блока тгааяия. Елок выдачи информации снабгяен цифровой индикацией и дифропечвтвхщей лзшиякой. Емкостный датчик состоит иэ наружного цилиндрического потенциального электрода, в котором коамсиааько закреплен внутренний электрод на диэлектрическом основании. Емкостный датчик включен в схеьу генератора. Для разового аиалнвв необходимо до 100 г пробы еояы, крупность частиц которой не превышает ЗШ мхм. Продолжительность разового анализа ( бее подготовки .пробы и образца) 1 с.

Раарабатан анализатор для определения содержания углерода в аоле со тоне-кевьм упгстхяггсгзи, воторкй включает в себя цилиндрический корпусе приемной воронкой, потенциальный цилиндрический электрод и централь вый электрод, образующие емкостный датчик, включенный в схему генератора, .инековьй уплотнитель с подпружиненной конической головкой, выходную течку для вывода пробы. Наличие шнека и подпружиненной конической головки обеспечивает равномерную додачу пробы в емкостный датчик о постоянным ее уплотнением.

Соадан диэлытаметрический аввляэатор содержания углерода в воле с ультраевукавым способом уплотнения ее в коаксиальном емкоот-. рем датчике. Анааяеатор состоит вэ -го&емаенного внешнего конического и внутреннего цилиндрического потенциальных электродов с рткиднъм днищеы. С внешшк электродом жестко соединён ультразвуковой магнитоетрякцконный преобрнаователь. Емкостный датчик вшго-«ен в схему генератора, частоте которого подается на счетно- решающее устройство, которое в свою очередь управляет работой ультразвукового ыагиитоетрикцноявого преобраеоввтеля, ведает команду на проведение аналява, открытие днища для удаления пробы и его возвращение в рабочее положение.. Уплотнение пробы и её удаление после аналиеа осуществляется при помощи ультраввуковьж колебаний. Информация о процентном содержании углерода в аяалиеируемой.пробе эолы с программного блока попадает в блок вывода информации и фиксируется на твбло аналиввтора.

Рентгеновские вналиваторы с конвейерными и роторными питателями, а также дивлъкометрнческие аналяеаторы со шнековими питателями и ультразвуковым способом уплотнения пробы в ёмкостном датчике

- 2В -могут быть применены в качестве даччиког автоматических систем анадатиче-еквго контроля состава сыпучих материалов.

ДЛЯ РЕНГТЕШВСКИ ЕЩЦИЬРАНЦЙСВШХ ЛНИЕОРОВ »

С пельо согсращэная обязей продолшггельвости ренттеиофдуоресцэнт-вого анализа на беадифр&іппиннол аппаратуре, сниаюния трудоемкости пригогаааэккз обравцов в удучаэзиш кзчемва ах поверхности ватером предлежав способ, еагааочакгїійся в еееыаке избытка порошкового сыпучего материала в капоту без тЕ^тельшэго дозирования, срезании его иалида-юв ножом, устоноЕхегиьм а определённой высоте от верхней кромки кшазты, с последушадм упяптнениаы ьналквируеюй позе рхкостл.

На основании способа рверв&пвя комплекс простых устройств и приспособлений по подготовка образцов, которые могут быть примэ-Я'їньі при выполнении рентгеноііїлуоресцеЕГЕШС анализов на бездкфрак-пиеявей аппаратуре. Каждое устройство состоит из корпуса, держэ-, тв.и обраацов, срегагадэго 2 ушгатнявцего приспособлений. Реэлича-тсл устройства кок^'р: ,щкей держателей образцов, еррэаищцш ко-ш*& я уплотнителями. Для уплотнения пробы в казэте применены ли-їо гв-ооі цвлкядричосиэй форьш, либо подпружиненные приспособления различной конструкции.

Для устранения фактора сше^яея пробы в кювете при уплотнении во валками последние .выполнены с принудительный приводом а виде фрикционных передач. Для фиксации кявег в углублениях держателя применены подпружиненные дугообразные скобы, контактируилие с поверхностью кольцевой выточгаг, выполненной на Соковой поверхности кюветы. Такие устройства вое подают повысить качества образцов, удучмавт условия обслуживания при их эксплуатации.

О цадью уменьшения гаСарихоа устройства (по длине), повышения его производительности при приготовлении обравцов в большом количестве рекомендуется устройство, состояние ка кругового корпуса, врза^шздгося дискового держателя с гнездами для кювет с пробой, среааетрго пола, двух валков, выполненных в виде усечённых конусов; первыГ валок установлен вше, а второй - на уровне верхней кроыкя кюветы. Валки вращается принудительно.

Рзеработаяо устройство для приготовления обравцов с сриги-з&ггшм среэахзцш- приспособлением, которое выполнено в зидэ но-

из с вубьяья со стороны рекущгй кромки н установленного с возможностью возвратно - поступательного деремеп^ЕЯя э горизонтальной плоскости; привод ео.^гз осуществляется ексцентриком, ИЙОЇКО соединённым посредством вала с фрикционным диском, s тагак- - пружиной. Такая конструкция нома обеспечивает гьсское качество поверхности образца.

Создано устройство для приготовления оСраецов с простой конструкцией держателя и надежной фиксацией кювет. Указанная цель достигается тем, что держатель етзет вьйолнеи в виде двух частей, одна кв которых, подвижная, еекреплека к другой, осяовкоЯ, части с вовиояностьи пвяорота в горизонтальной плоскости кх рэвъема вокруг гарнира, ь скобы фиксаторов изяояенкя яяхвет гкполвепы в , виде ответных кольцевым проточкам гопзет Еыступов ка цилиндрических паверхвостят углубдаяи* для кстет.

Дан устранения фактора сиєдєеия пробы в кювете при срегаяии номом л предотвраг^ш-я просыпания её при уплотнении разработало устройство с подвитой касадкой для теветы, выполненной в виде подпружиненного кольца, установленного соосво кквете и с возможностью перемещения вдоль наружной поверхности кюветы по посадке в направлении перекегрния уплотнителя образцов, при втом нижняя рабочей поверхность среевйчвго яожа расположена выше уровня верхней плоскости кольца иа 0,3 - 0,5 мм. Уплотнитель образцов вкполнея з виде пластинки с вертикальным штокам и пружиной. Шток с пластинкой установлен с возшзиностьо гертикальното перемещения. Пластни-ка при контакте с кольцом перемещает его в сторону держателя но посадке вдоль наружной поверхности кюветы, а проба иэ кольца вдавливается при этоы в кювету.

Проведена проверка эффективности применения разработанных устройств на реальных псроикозых яэдезорудяаг изтерпалсд ( рудах, концентратах, их смесях, агломератах ). "Каждое устройство позволяет вначительно сократить продолжительность проведения анализов пригс-товляб?мых ogpasi?oa и повысить точность ренгеяофлуореснеятяых определений в сравнении с рутинним способом приготовления образцов.

На основании методических требований, параметров я характе-

-28 -ристнк рентгеновских анализаторов с коввайерными питателями, а также методам рентгенофдуоресцзнтного контроля ледееорудяьвг материалов, разработанных автором, в ыастерекшс отраслевой научно-исследовательской лаборатории Коммуяарского горно-металлургического института создана автоматическая система, аналитического контроля, обеспечивтащяя необходимые экспрессноеть и точность определений. Такая система РИД включает в себя рентгеновский бее-дифракциошшй анализатор непрерывного действия я лробоподготови-тельный комплекс (подснстема пробоприготолдення). Подсистема про-болриготовления состоит- ив двух пробоотборников маятникового типа, двух подающих конвейеров, валковой дробилки (вторая ва-пасная), сбрзеьввиирго конвейера. В состав систеш* РФА входят" два рентгеновских аналивеиора.

Частные пробы массой три-четыре кг отсекаются пробоотборяикоіїі от общего потока, и через щшешь» воронки попадают на конвейер, с помощью которого подастся в дробилку. Измельченная до максимальної крупностк частиц 6,0 мм проба накапливается в бункере анализатора до определенного, уроаня- (он задается- датчиком наполнении), соответствующего общему - НО дм . После этого работающие пробо-. отборн«к, подавший: кснзейер- и- дробилка автоматически останавливаются и одновременно включается сбраеыавжадйй конвейер и конвейер анализатора. После прекращения ашшазе конвейер вяаливаторз, а таге сбрасмимш?й конвейер кагомщгически остааавдшвавтся и последовательно включаются (черев каждые 3 - 4 с) дробилка, подающая конвейер к пробоотборник (одной идя другой лайда). J3 даль-неипем цикл повторяется. Продолжительяость одного виалива, включая отбор я подготовку пробы, составляет около 3 мин.

Разработана автоматическая система ревггенофдуоресцентного анализа иалеэоруднвдг материалов на содержание диоксида кремния, оксида кальция, иадееа, марганца, вгапачаюш&я в себя пробоотборник, подавший конвейер, виброгрохот, дробилку, сократите.!», сбрасывагсщнй конвейер, сушильный агрегат, измельчитель, анализатор непрерывного действия с роторным питателем, пробоубороч-ное елккторное устройство. Дробилка ваводского изготовления типа СМ-1Б6. Сократіггель выполнен в виде цилиндрического стакана с от-крывамдяыся дном, катогчй гакреплен на враіцаїшвися штанге н периодически подводится под потов материала, выходящего иа дробилки, до тех пор, пока яе заполнится полностью этим материалом.

Высушивание материала осуществляется на установив', раарабо-

- 29 -тайной в КГШ с участием шзгора Нагревательные элементы (ТЗШ) обеспечивают температуру желоба в 105-110 С. ІЬтеркал, подлезидкй сушке, с помощью специального вибропргтода равномерно распределяется по обогреваемой поверхности желоба и, контактируя с его поверхностью, высушивается. Продолжительность сушки определяется опытным путем в вавясямости от колебаний влажности материала. После окончания суакк снова включается виброггривод и материал подается равномерным потоком с жалоба в приемную емкость измельчителя, равработеЕвсго в ЕГЩ. Для колкого высушивания пробы кассой - 1 кг (столько пробы необходима для разового анализа) при её первоначальной влажности 10S достаточно двух-трех минут времени. Продолжительность иэкйльчения одной-такой пробы около одной мину-, ты. Влажность материала, поступающего в намельчитель, не должна

npSSLSSSL CS, ' КруПКОСхЬ ЧоОтНЦ - iQ,Xi мм.

Вывод пробы ив аналиввтора в техяологич&скйй поток, - а также очнетва ротора, утшзтняшЕвто ролика, детекторов ивлученти, рентгеновских трубок проиввадится с - помощью ' ежекторного устройства. Простота устройства пробоудаления обеспечивает высокую надежность работы анвлкеатора к соедает благоприятные условия для проведения рентгенофлу'ореоцентного аналява на нём. Продолжительность разового виалива, выполненного с помощью такой системы, включая отбор и подготовку пробы, составляет 10 - 12 мин.

Разработана автоматическая система аналитического контроля продуктов сгорания твердого топлива тепловых алектростанций на содержание углерода Основными увлаии системы является циклон, соединенный вовеготборной грубой с вертикальным га&оходом и поме-прнннй в специальный kojiqtc, вывод которого соединен трубопроводом с системой очистки. К пылеогводяярму патрубку никлона прикреплен ёмкостный датчик с клапаном для сброса волы. Уплотнение пробы в емкостном датчике осущэствляется ультразвуковыми колебаниями.

В овяеи с непостоянством подачи волы в циклон происходит переполнение емкостного датчика и циклона пробой, что сказывается на результатах намерений. К тому же при втом военигеает потребность в . очистке циклона от излишков пробы волы. Для исключение этих недостатков раврвботан второй вариант автоматической системы контроля содериання углерода в воле уноса котлоагрегате тепловой электростанции, в которой перед емкостным дагчиком установлен объемный доввтор о откидным дном о електроприводом. Объемный Доватор сваблен датчиком уровня воды, циклон, кроме того, оборудо-

- зо -

ван электровибратором. Электронно-вычислительное устройстве обеспечивает работу система в заданной технологической последовательности.

Системы автоматического контроля содержания углерода в золе унсса палеугольных котлоагрегатов позволяют получать своевременную игфорлациз о поточном реягоге и оперативно вмешиваться в быет-рспротекакщкй технологический процесс.

прошненные испытания и внедрение средств и методик

Автоматические системы рентгенардуорвецентяого анализа движущихся кругшезернястнх келезорудных материалов яа седерзашт кремния, кальция, хелега, марганца были, сметгеированы и испытаны на аглофабриках Мариупольского, Ксшунарского металлургических комбинатов, на аглофабрика Ково-Нркворояажого ГОКа. Известно, что одной хз наиболее важных задач металлургического яередела является стабилизация основности агломерата. Так как основными дричш-.нами непостоянства основности агломерата, влиякпима на его качество, являются колебания содержаний оксида кальция и диоксида кремния в шахтовых железерудаых материалах, что объясняется, главньш образом, несовершенством технологий дозирования флюсов а других компонентов в эти материалы и их усреднения, то особое внимание было уделено методикам определения содвркания этих еле-ментоз на перечисленных выше агломерационная фабриках, а также -железа, являющимся важнейшим показателем технологического процесса на всех его етапах.

В период контрольных и технологических испытаний автоматической системы рештенофлуоресцеятвогс контроля крупнозернистых (d=-5,00 мм) железорудных материалов на содержание оксида кальция и келеза на агдофаорике Мариупольского металлургического комбината выборочно отобрано и проанализировано двумя методами (рентге-нофлуоресцентнш ж химическим) 158 разовых проб. Рассеяние точек относительно линия регрессия характеризуется стандартным отклонением о = 0,35 - при определенги оксида кальция и с =^-0,78% -при контроле содержания жзлева. Распределение ггогреинастей разовых анализов руднофшосовых смесей на содержание оксида кальция а келеза приведено в табл.2.

-31-.

Таблица 2

Середивы интервалов

# Врывовенкики считаются результаты, которые не удовлетворяет гипотез» об однородности измерений.

Проверка гипотезы о нормальні»! распределении псгрешостей по критерию ІЬіроона показала, «то

К с." ^{9>37 <} К ^{( а}' ^{г) = 15>5} '

2^ _ге = 11,24 < rj; («, f) = 15,50 ,

для заданного уровня значимости а « 0,05 и числа степеней свободы = S - 3 = 8» где S - число груші (частичных интервалов) выборки; Т.^г - значение критерия, определяемое по екеперименталъ-нем лазкам; X - табличное значение критических точек распределения. То есть, рхспериыенталыпге данные в обоих случаях подтверждают гипотезу о нормальном распределащш генеральной совокупности.

Сопоставление показаний рентгеновского анализатора с давзшмв химического анализа проб, отобранных от общеЯ струя, указывает вв явно внраненнш связи мекду результатами указанных методов. Наряду с этим ввблюдеется заметный разброс точек относительно линий регрессии, указывающий на го, что показания рентгеновского анализатора зависят не только от содержания определяемы* влемептог в пробах, но и от других факторов, не остающихся ггостояенюе во времени. Для определения степени и формы искажающего влияния прочих факторов на основании экспериментальных данных были получены не только линии регрессии, но в внчислены коа|фи-

циеята корреляции, корреляцжявше ОТЯОИЙЯИЯ.

Кееф&щяенты корреляция, епредэляжцие теевоту связи йежду пока-занилки анализатора и седерясанаем определяемых влемеятов по данная химического анализа 158 проб, составила еєличинн х*_Са= 0,86 и r_pa= = 0,78. Проверка зна'-^моетя найдезнзх коэф|аациентов корреляция показала, что

r_Ce =0,86 >r_oom =0,321;

^. = Л8 > Г₀₎₀₀₁ = 0,321;
для числі степеней свобода.х = в. - .2 =' 156,. Следовательно, в
обеих случаям менее, чем с 0,155-«м риском сделать ошібку мн можам
принять гипотезу о наличии корреляционной связи между тгоказаняязш
анализатора и данными химического анализа. ,

Известно, что в случае ' прямолинейной регрессии коеЗфицяеет корреляции по а<Зсол2)тной величине равен ксггреляшонному отноаеяизо.. К. Величина К^а, отвечающая на вопрос, какая часть полно! хслеоле-мости N обусловлена изменчивостью концентрации определяемых еле-мек-ов, оказалась равной KJ! = 0.?2 аЙ = 0,61. Это указывает на то, что изменчивость показаний рентгеновского анализатора на 23 при- определении кольцу, і :; на 39 при определении содеркания аеле-за обусловлена влиянием .факторов, изыенякщихсл независимо ст С.

Я числу важнейших эксплуатационных характеристик системы ФА относится стабильность получаемых с ее помощью результатов анади- . за. Так как система-технически сложна, а условия ее эксплуатации тяжелы, стабильность работы системы (при вксплуатации ее в течение длительного времени) заслуживает специального изучения, что бндр проведено з рамках технологически испытаний. Для этих целей в каадгв смену отбирали одну-две пробы железорудных смесей, содержание оксида кальция и иелеза в которых контролировалось химическим методом. При накопления 30 - 40 анализов за 12 - 15 дней методами математической статистики рассчитывали линии регрессии.. Полученные графики сравнивались с градуировочиыми, При сопоставлении каждого графика с градуировсчнш презвде всего проверяли гипотезу их параллельности. В качестве критерия проверки данной гипотезы бралась величина

ъ - ъ.

(27)

t-

где Ь_; и Ь_а - угловые коеффщиакты рассматриваемых линий регрессии; З_а __ь - среднее отклонение рааности между нами. Результаты

аасдздсаааза ара опрвделавин садврвааая эясаса кальция представ- .

- 33 - V.

леа. в табл. З. Так как звачезки t₄ , іеейденяке ка вясперкменгаль-

взпе. данню: для каждого случая иеньие табличного t для урсядая гпача-

0,05 и тасла степеней свобода f « n.+n - 4, то все лявги

пости а

регрзссик макао считать яараляельпшхі. Далее проверялась гяпотеяа

о совпадении (совмещении) рассмагразаемкх графиков. З качестве

критерий проверки гипотезы о соЕпадеши двух- пряиа ввята велиш-ра

(28)

Ь'-Ь'

где Ь* - величина, взятая в качестве оценки углового Еовффяциеята; Ь"- средневзвешенное значение; S ,__ь,,- среднеквадратичеекое сткло-вение разности меаду ими. Результаты нсследований представлена в той ае -абл.З. Поскольку значения t₂, получензке из вксперпмзЕ-талъвых данных, меньве табличного, t для уровня значимости о . « - 0.05 2 "^слг crcneHuS'с-іоиодаї f=n +а - 4, то графика мсекзо считать совпвдавдиыи. Из таал.З следуем, что автоматическая система Рй4 в течение длительгого времена (в вкспервмвятах более 5 иееяцев) обеспечиваем ностеянстзо своеВ градуировки в ггределах первоначальной (кздгйровотксй) дисзерсва. А ото заачат, чїо пра непре-

Таолпза 3

\

ржзвом рентгенсфдуорес-цектнеи ксзчроле келезорудных смесей можно длительное время пользоваться еденкы градуировочяш графиком, предварительно построенным по технологическим пробам, ЛроаНаЛЙЗИ-рСВвНЕЫМ ІИМЯЧЄСХИМ МвТОДОМ.

При аспольвованки результатов РФА келесорудных материалов для регулирования основности агломэрата во избежание частых п малоэф-фективяых изменений рамсда известняка и другие компонентов це-

лоооойрвзао осуществлять регулирование леть в расчете ^на низкочастотные изиапмшя содэрканкя оксзда кальция. В втой связи разработан способ, шззоляадаа стаб&лізгсрозать основность агломерата. Сузаость способа закпочается в тш, что в то время, как одна группа бункеров заполняете* материалом ₄о одновременным прсведештаа анализе- при поиазд система PSA, из другой группы бункеров материал расходуется. Затем вти группы буккеров меняется ролами. Тек как груїша бункеров заполнилась материалом црз псіига загрузочной маишш, соверигждай поступательные персмедеши над данньаи буакараыи, то мохыо считать, что хтакт-чєсееїї состав материален в хакдам кз гал одинаков. Знание о средком содерязЕка оксида кальция в халезерудапс сносях группы бункераз позволяет прозоддгъ своевре-маину» корректировку шихты при ее составления. На Кокаунарскои, Мариупольском металлургических и Нещо-Кртзрожскси горло-обогатительном' коыбзватах были испаханы и пзродали в оксалуаяацею автоматические састеиы PffiA, в'которнх е. качаетае- датчпхев . анаяетического контроля прйкеаэда анализаторы с зоторвааі ппгателгы для шргдслвнЕЯ окоада кальция, дгокездз кращий и др. елемезтел в Еихтоас: капазорудшд материалах. В у?ебд. і щеводоги сївоевд» иотролопгчееізза ' характеристики іентгенойлуорес^сіадого определения еадарзаазія оксида кальеря п дасаоалз крсмцші в юдаадыг'жэлгзорудаах материала? ЕШЗНа.

Тайязца 4-

Определяема», величана

члзлёнецэ значзггія определяв-ілгх велечяа

SIOm

0,0673

о.аб

1 .Дсимрсял, харакжвркзукцая рзосея-аао точек сгавэоагйлъио лугпги раг-

0,1933

рОССЙИ

2.Стандартное отхлоавикг іиеаду P^s ~

аулыатааа K5A и дангЕ&гп кзакгга -

лаза, % Э.Соелыекввдратаивекая погргшаость

.іимечєского ан&лквз, J8 4. СродавкЕедратЕчссігал погрешность

?ФА , *

З продеоов взеплуахадви вЕТоматкчасетх сяизтем РйА в усло-вгях амюиерацзаншк фаргк Маряупадьагаго, Коимушрского ме-таллурпгчосівх в Коао-Крзшзрозекого гарио-ейогамиеяьвого комбинатов возникла необходимость в изученаи предотядятедьпЬсти проб, отобразнкг г/робоотборшпгец от ейщзго технологического потока, продоташтельностж сакрацаяЕсйг пробы, поступающей ка анализатор. Для в*шг целей ваяззоруднае материалы загру-

- 35 -кали в свределепну» группу девгровочвых бункеров. Одповрэ-

ременко с головки сбрасывающего конвейера автоматической системы Р5А пронгвсдеди отбор всей ггрсба, поетупавдеА па него после дробления. Кроме того, пробу после соїгрзтятеля также полностью отбирали. Отобраідше пробы разделывались по общепринятой методеке и подвергалась ийсгческям анализам на содержание оксида кальция и дкексзда крешня. Во вреш. выгрузки материала из дозировочных бункеров указанной вгае группы для его дальнейшего технологического передела через кгзкдне 3 ива производили отбор пробы касееЗ не менее 10 кг. Эти пробы теккє подвергалась химическим анализам. Средние значения результатов химических анализов, полученные раздельно по пробам, отобранным с головки

СбРаСЫЗаИШеГО КОЯВеЙЯря. Я тятечга НОСЛ? соїгрзтїгтодл д прд

разгрузке дозировочных бункеров, сравнивались меяду собой. Результаты исследований, проведенных на аглофабржке ЫМК им. Ильича, приведены в табл.5-

Таблица 5

Концентрации опрэделяеккх элементов, #~

Пробы отобрази проб остб СрЗИКОМ

Проба отобрзгга

COJtpsMITQJlSM

Проби отодрана' пра внтр.геке кз дезнрза. бункеров

Определяемые

елементи

СзО

SiOz

СаО

SlOa

СзО

SiOz

4,2

10,7

4,0

10,8

4,15

11,0

l-arasu ооразом, на ренггенофяуоресцекп-ікй анализатор ззт»-катической системы поступают представительные пробы келезоруд-кых смесей.

Контрольные и експлуатациснкнз нопитгппя дпидькомгтря-чсских алзлизатороз с меданичесіет! способом уплотнения проб в егссостзсм коаксиальном датчігке проведены на ряде теплових влоктростсядвтй стран Содружества: Лугвкоксй, СтерсбешевсксЛ, Кйзю-КузбпсексЗ, Текь-Усннскол., Беловсгжй и др. Крупность частиц проб золы но всех случаях не прзкгизлв 300 шгч, а ях алакяостъ - не более 0,558. Прежде всего исследовались метрологические характеристика дивлькометрического метода анализа на пробах угольной золи, отобранных раздельно с каздого работающего котлозгрегата и каящого циклона. Результаты исследований

- 36 -но трем тепловая электростанциям предстявлаяы в табл.6.

Применение для каадого коглеьгрегата отдельного аналиіичес-кого графика требует информации и принадлежности поступившей для анализа проба золы ж данному комоагрегчту, наличия значительного количества енаяятйчвсках графглз (ели уравнений регрессии), повышенного внимания аналитика, проводящего такие анализы, что, в совокупности, усложняет процесс текуцгго контроля. Поэтому представляет несомненный интерес провести исследования возможности приыене-некия для аналитических целей единого градуировочного графика по всем котлоагрегатам и циклонам каадоя. тепловой электростанции. С втой целью были проведены сравнения между собой лютий регрессий-, описывакщях корреляционную связь мезеду результатамі дилькометричес-кого и химического определений содержания углерода в золах, отобранных с различна! котлоагрегатов и циклонов тепловой электростанции. Исследования показали, что линий регрессии обшего градуЕровоч-ного графика и аналитических графиков для каждого котлоагрегате и циклона конкретной ТЭС являются взадаозэые-

_Табляца_6_

5+к, *

няемьвся. Поатсму при даэлхкоиетрнческом опраделенда содержания углерода в пробах золы, отобранных с различных котдоагрегатов и цикловсв, мояю пользоваться едквнм аналитическим графиком или единым уразнеянем регрессия.

- 37 -В те#л.7 представлены результаты днвлькомегрического определения, содержания углерода, в продуктах сгорания твердого топлива различных теплоьах влектростанциЖ с применением единого аналитического графики.

Таблица 7

тепловая 8j.e:t-тросганция

К-во І Диапазон проб ] содержаний.

ЗОЛЫ

о .%

« і

Для.контроля за котлоагрегатами., рчоотакщими со столь гпачн-тельннм недожогом, такая точность (табл.7) измерений.еодеряншыг углерода в продуктах сгорания, твердого топлива с применением 'единого градуировочного графика для конкретной ТЭС вполне достаточна.

На Ведовской тепловой влектростаиции (ЗЗТЭС) проведены аналогичные испытания диелъкеметрического. анализаторе о ультраавуковіш способом уплотнения пробы в ешсоегнсм датчике. Стандартное отклонение результатов дивлъкометрзгчеекого метода -анализа от данных классического хикжческого анализа с ггртагеЕенпем- единого аналитического графика составило величану 0,46% яра среднеквадратичеекой погрешности химического анализа 0,25.

Проверка возможности регулироввкия топочного режима котлоагрегате о применением результатов экспрессного инструментального контроля содержания углерода в угольной золе была осуществлена не двух котлоагрегатах Юкно-КузЗасской тепловой 'электростанции. При работе етих котлоагрегатов в течение двух суток и регулировании топочного реккма по результатам, полученным с пскодью дйбдькємєт-рического анализатора, удэлось снизить среднее еодеражпие недакс-га углерода по котлу ї 6 на 1,73$. а яо котлу V 9 - на 1%. Диалъкометрические анализаторы для экспрессного определения содержания углерода в продуктах сгорания твердого топливе внедрены на более чеы 10 тепловых влектростанпкях страв Содру-

кэетвв.

Автоматические системы дивлькомстричеекюго контроля содержания углерода в продуктах сгорания твердого топлива испытаны не Луганской теплозой электростанции. Выборочно отобрано 19 проб золы. Стандартное отклонение результатов диелъкеметрического анализа от данных химического анализа составило 0,37» яри колесания-содеряения углевода в юзтепвале i?.4«,-J>fi.

-'38 -томатичоскея система такаоз обеспечивает достаточно высокою точность раэознх определений содержания углерода з угольной еоде. .чизлогнчкая слетела дискретно-непрерывкого контроля летучэй эолы а» содержание углерода монтируется на Шко-Кузбасской тепловой электростанции.

Похожие диссертации на Автоматизированный экспресс-контроль состава сыпучих материалов железорудного сырья на содержание основных элементов с применением РФА и продуктов сгорания твердого топлива на содержание углерода с применением диэлькометрического метода

Концентрационные зависимости фото- и рентгенолюминесценции активированных оксидных лазерных материалов и люминесцентный контроль их состава Базилевская Татьяна Анатольевна

Применение методов множественной линейной регрессии и проекции на латентные структуры в спектрофотометрическом анализе многокомпонентных смесей : лекарственных и витаминных препаратовШелпакова, Анна Сергеевна

Определение карбоновых кислот C1 - C3 в газовой фазе с применением метода пьезокварцевого микровзвешиванияПопова Надежда Николаевна

Изучение возможности применения метода вольтамперометрии на границе раздела двух несмешивающихся растворов электролитов для определения неорганических ионов в водных растворахДунаева, Анна Аркадьевна

Определение полихлорированных бифенилов в природных и биологических объектах Байкальской природной территории с применением методов скоростной хроматографии и масс-спектрометрииНиконова, Алёна Александровна

Газохроматографический анализ этилового спирта с применением метода бинарных фаз переменной ёмкостиМитин Александр Вячеславович

Применение хроматографических методов в сочетании с органолептическим анализом для определения показателей качества коньяковЧеркашина, Юлия Александровна

Применение электрохимических методов для оценки интегральной антиоксидантной способности лекарственного растительного сырья и пищевых продуктовТурова Елена Николаевна

Концентрирование благородных металлов комплексообразующими сорбентами ПОЛИОРГС. Применение в комбинированных методах анализаМоходоева Ольга Борисовна

Применение лазерного атомно-флуоресцентного метода в анализе веществ высокой чистоты с атомизацией проб ионным распылениемДашин, Сергей Александрович