摘要：中子活化在線分析儀主要應用于水泥廠內生料配料過程控制與礦山進場原材料的檢測。本文介紹了中子活化多元素分析儀的基本原理，重點介紹了在線分析儀的應用情況和所取得的效果。

關鍵詞：礦山中子活化多元素分析儀應用

  一、引言

  石灰石作為水泥生產的主要原料，它的質量及其變化對水泥廠的產品質量和經濟效益都有決定性的影響。而進廠石灰石的質量，取決于許多因素。目前絕大多數的石灰石礦山采用人工化驗的方法分析原料化學成分來指導開采配礦，為了保證石灰石原料符合要求，只好大量剝離覆蓋層，挑選高品質石灰石，至使石灰石礦利用率很低。

  采用中子活化水泥元素在線分析儀，可以很好的解決配礦中總挑選高品質石灰石，石灰石礦利用率低的問題。因為，中子活化水泥元素在線分析儀可以實時、連續(xù)檢測入預均化堆場的石灰石成分，利用在線分析儀檢測結果，調整高、低品質石灰石礦采點的搭配比例，從而實現礦山優(yōu)化配礦，提高了低品質石灰石的利用率，延長了礦山的使用壽命。

  二、檢測原理

  分析儀采用中子活化瞬發(fā)γ分析（PGNAA） 技術。慢化后的熱中子照射水泥物料，物料中各元素原子核與中子發(fā)生熱中子俘獲反應，放射出不同能量的特征γ射線，通過檢測特征γ射線的能量辨識物料中元素種類，通過檢測特定能量γ射線的強度得出元素含量。

  在線中子活化分析儀安裝在破碎機下的皮帶上，每一分鐘檢測出原料的化學成分：鈣、硅、鐵、鋁、鎂。鉀、鈉等元素，計算機系統(tǒng)根據入磨對應批次的化學成分，計算出石灰石中含量的檢測值，通過光纖通訊傳送給計算機檢測系統(tǒng)。

  三、水泥礦山質量控制中存在的問題及解決方法

  本文以河南省中國聯(lián)合水泥集團某水泥廠為例。該水泥廠在使用在線分析儀前，礦山配礦是采用離線式分析石灰石成分來指導開采，在石灰石庫頂上安裝自動取樣器，取樣器取得大量的石灰石樣品，將樣品進行破碎、縮分后，采用化學分析化驗，根據化學分析結果對礦山進行開采、車輛調度。這種配礦方式存在以下幾點問題：

  1、化學分析頻次低且分析結果滯后。通常化學分析對試樣制備的要求較復雜，從取樣、縮分、壓制、成樣，再進行化學分析，到分析出結果至少需要兩個小時，即使在短期內完成配礦調整，但至少有兩個小時上千噸的石灰石進入預均化堆場，這已造成質量波動，給工藝配礦增加很大難度。

  2、取樣的代表性差。正常生產時，破碎機的臺時產量在1100-1300t/h左右，兩個小時至少要運輸大概2000噸的物料，而皮帶上的物料來自不同的爆孔，石灰石原料波動較大。生產時，一般自動取樣器大概取到100kg左右的物料，而化驗分析僅使用物料的極小部分，用極小部分的樣品檢測值，來反映整個物料的信息，代表性差。如果采用代表性不強的數據來指導配礦，會造成進入預均化堆場的石灰石品質較大的波動，從而也影響了水泥后續(xù)的生料配料質量。

  為了解決分析頻次低、分析滯后及代表性問題，為了降低工藝調整難度，降低生產成本，用戶經過多方調研，引進丹東東方測控技術股份有限公司中子活化水泥元素在線分析儀用在線分析儀。經過長時間的運行證實，在線分析儀檢測數據準確可信，能夠穩(wěn)定運行，能夠指導礦山配礦開采作業(yè)，降低了預均化要求，降低成本，提高了低品質石灰石的利用率，延長了礦山的使用壽命，提高了產品的合格率。

  四、礦山在線分析儀應用效果

  DF-5701中子活化水泥元素在線分析儀安裝在礦山石灰石破碎機后的輸送皮帶上，連續(xù)檢測當前石灰石的質量，并將分析儀的數據反饋到礦山調度，根據預均化料堆石灰石質量控制指標和當前料堆的分析結果，指導礦區(qū)的調整，以滿足料堆的要求，減少入廠石灰石的標準偏差。

  當在線分析儀安裝在礦山石灰石破碎機后的輸送皮帶上，我們在現場進行長時間的精度檢測，使用全分析化驗與DF-5701中子活化水泥元素在線分析儀檢測的數據進行比較得知，其測量精度完全達到廠家要求。以2016年3月25日至3月27日的生產統(tǒng)計數據為例，見列表1、2：

  通過上面數據對比表明：在線分析儀檢測數據與化驗室全分析數據具有很好的一致性。在線分析儀運行穩(wěn)定，效果理想。

  該在線分析儀自投入使用后，現場采礦、配礦工程師根據在線分析儀檢測數據及時調配采礦點及車輛的調配，廢料的合理搭配，既保證了進場原材料的質量，又減少礦山廢料的排放，減少了工作人員的工作強度，取消了礦山取樣化驗工作，降低了實驗室成本。經過一個多月的穩(wěn)定運行，該現場的礦山氧化鈣控制指標從46%提高到47%，保證了進場原材料的質量，生料配料石灰石配比從92%下降到89%左右。

  在后續(xù)的生料配料控制過程當中，因為可以實時檢測石灰石品位，根據石灰石品位的變化來實時調整石灰石配比，保證了生料配料控制過程中原料成分穩(wěn)定，減少了波動，將低品位石灰石利用最大化，降低了生產成本。

  五、 總結

  DF-5701在線分析儀在該水泥廠的成功使用，不僅降低了人工取樣化驗工作量，而且提高了企業(yè)自動化水平。在線分析儀在使用過程中解決了分析頻次低、分析滯后及代表性差的問題，通過進行石灰石優(yōu)化配礦，進一步增加對低品位礦石的利用率，從而降低了工藝調整難度，降低生產成本，降低剝采費用，實現了合理搭配廢料，延長礦山使用年限。

  DF-5701中子活化水泥元素礦山檢測在線分析儀的成功投運，提高了企業(yè)生產、質量管理水平，能夠充分挖掘企業(yè)潛力，提高企業(yè)市場競爭力，為企業(yè)帶來巨大的經濟效益。

  參考文獻

  [1]中子活化多元素分析儀使用手冊。2009年2月5日.

  [2]中子活化多元素分析儀說明書第三代。2014年12月.