Способ рентгенофлуоресцентного анализа сернистости угля

(51) 01 23/22 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ рассеянного углем гамма-излучения, отличающийся тем, что дополнительно измеряют интенсивность флуоресцентного излучения кальция с энергией 3.7 кэВ, находят отношениеинтенсивности флуоресцентного излучения серы к интенсивности флуоресцентного излучения кальция, а содержание серы в угле определяют по величине найденного отношенияинтенсивностей флуоресцентного излучений серы и кальция совместно с отношением измеренной интенсивности флуоресцентного излучения кальция к интенсивности рассеянного углем гамма-излучения. Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении точности определения содержания серы в условиях значительной изменчивости вещественного состава и в части содержания кальция, нахождения отношенияинтенсивности флуоресцентного излучения серы к измеренной интенсивности флуоресцентного излучения кальция и определении содержания серы в угле по величине отношениясовместно с отношением измеренной интенсивности флуоресцентного излучения кальция к интенсивности рассеянного углем гамма-излучения.(72) Пак Дмитрий Юрьевич Пак Юрий Николаевич Пономарева Марина Викторовна Золотухин Сергей Владимирович(73) Пак Дмитрий Юрьевич Пак Юрий Николаевич(56) Ю.Н. Пак, М.В. Пономарева. К методике оптимизации параметров рентгенорадиометрического метода применительно к оценке сернистости углей. Труды университета КарГТУ,1996. вып. 1, с.252-255(54) СПОСОБ РЕНТГЕНОФЛУОРЕСЦЕНТНОГО АНАЛИЗА СЕРНИСТОСТИ УГЛЯ(57) Изобретение относится к физическим способам анализа вещества, а именно к определению сернистости угля. Задачеа изобретения заключается в разработке способа рентгенофлуоресцентного анализа сернистости угля. Способ рентгенофлуоресцентного анализа сернистости угля, заключающийся в его облучении низкоэнергетическим гамма-излучением и регистрации флуоресцентного излучения серы и Изобретение относится к способам анализа вещества с помощью гамма-излученя. Известен рентгенофлуоресцентный способ определения содержания серы в угле, основанный на его облучении низкоэнергетическим гаммаизлучением и регистрации рентгеновского флуоресцентного излучения серы с энергией 2,3 кэВ(Ю.Н. Пак, М.В. Пономарева. К методике оптимизации параметров рентгенорадиометрического метода применительно к оценке сернистости углей. Труды университета КарГТУ,1996. вып.1, с.252-255). Недостатком известного способа является сравнительно низкая точность определения сернистости угля, обусловленная значительным влиянием непостоянства вещественного состава. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является рентгенофлуоресцентный способ,заключающийся в регистрации наряду с рентгеновским флуоресцентным излучением серы и рассеянного углем гамма-излучения и определении содержания серы по величине отношения интенсивности флуоресцентного излучения серы к интенсивности рассеянного углем гамма-излучения (Ю.Н. Пак,М.В. Пономарева. К методике оптимизации параметров рентгенорадиометрического метода применительно к оценке сернистости углей. Труды университета КарГТУ, 1996, вып 1, с.252-255). Недостатком известного способа является невысокая точность, вызванная тем, что не учитывается вклад дополнительного возбуждения флуоресцентного излучения серы флуоресцентным излучением кальция, содержание которого в угле может меняться. Задача изобретения заключается в разработке способа рентгенофлуоресцентного анализа сернистости угля. Технический результат изобретения заключается в повышении точности определения содержания серы в условиях значительной изменчивости вещественного состава и в частности содержания кальция. Поставленная цель решается следующим образом. В процессе облучения угля низкоэнергетическим гамма-излучением радионуклидного источника железо-55 (5,9 кэВ) и регистрации флуоресцентного излучения серы (2,3 кэВ) и рассеянного углем гамма-излучения дополнительно измеряют интенсивность флуоресцентного излучения кальция (3,7 кэВ),находят отношение интенсивности флуоресцентного излучения серы к интенсивности флуоресцентного излучения кальция, а содержание серы в угле определяют по величине найденного отношенияинтенсивностей флуоресцентного излучений серы и кальция совместно с отношением измеренной интенсивности флуоресцентного излучения кальция к интенсивности рассеянного углем гамма-излучения. При рентгенофлуоресцентном анализе угля на серу, энергия К-края поглощения которого равна 2,4 кэВ, наиболее оптимальным источником первичного гамма-излучения является радионуклид железо-55, испускающий кванты с энергией 5,9 кэВ. В этом случае рентгеновская флуоресценция серы возбуждается не только за счет первичного гаммаизлучения, но и за счет флуоресцентного излучения кальция(Е 3,7 кэВ),возникающего при фотоэлектрическом поглощении первичного гаммаизлучения атомами кальция. Вклад избирательного возбуждения серы за счет рентгеновской флуоресценции кальция преимущественно зависит от концентрации кальция в угле. Отсюда отношениеинтенсивности флуоресцентного излучения серы к интенсивности флуоресцентного излучения кальция будет функцией, зависящей от содержания серы и кальция в угле. Минеральная масса угля преимущественно сложена легкими (, , ) и тяжелыми (Са, ) элементами. При использовании источника железо-55 с энергией 5,9 кэВ самым тяжелым элементом становится кальций,а железо(Ек 7,1 кэВ) по гамма-ослабляющим характеристикам становится сопоставимым с легким элементом алюминием. Поэтому учет дестабилизирующего влияния непостоянства кальция при рентгенофлуоресцентном анализе сернистости важен с точки зрения достижения высокой точности анализа. Для однозначного определения содержания кальция предложено измеренную интенсивность флуоресцентного излучения кальция нормировать на интенсивность рассеянного углем гаммаизлучения. Точное определение сернистости угля осуществляют по найденному отношениюинтенсивностей флуоресцентного излучений серы и кальция совместно с отношением измеренной интенсивности флуоресцентного излучения кальция к интенсивности рассеянного углем гаммаизлучения. Существенным отличием изобретения от прототипа является то, что дополнительно измеряют интенсивность флуоресцентного излучения кальция с энергией 3,7 кэВ, находят отношениеинтенсивности флуоресцентного излучения серы к интенсивности флуоресцентного излучения кальция,а содержание серы в угле определяют по величине найденного отношения интенсивностей флуоресцентного излучении серы и кальция совместно с отношением измеренной интенсивности флуоресцентного излучения кальция к интенсивности рассеянного углем гамма-излучения. Пример осуществления способа. Предлагаемый способ апробирован применительно к углям,содержание серы в которых менялось в диапазоне от 0,5 до 2,5. В качестве первичного гамма-излучения выбран радионуклид железо- 55 (5,9 кэВ). Во вторичном спектре выделяется аналитическая линия серы(2,3 кэВ), аналитическая линия кальция (3,7 кэВ) и рассеянное углем гамма- излучение (5,9 кэВ). Дополнительно измеренная интенсивность рентгеновского флуоресцентного излучения кальция 2 несет информацию о содержании кальция,вносящего вклад в избирательное возбуждение серы за счет рентгеновской флуоресценции кальция, а отношениеинтенсивностей флуоресцентного излучений серы и кальция является функцией,зависящей от содержания серы и кальция в угле. Однозначное определение содержания кальция проводят путем нормировки измеренной интенсивности флуоресцентного излучения кальция на интенсивность рассеянного углем гаммаизлучения. На пробах углей с известным содержанием серы строят зависимости отношенияинтенсивности флуоресцентного излучения серы к измеренной интенсивности флуоресцентного излучения кальция от содержания серы при различных содержаниях кальция (шифр кривых отношение измеренной интенсивности флуоресцентного излучения кальция к Способ Предлагаемый Прототип интенсивности рассеянного углем гаммаизлучения). С помощью предварительно построенных градуировочных зависимостей сернистость углей определяют следующим образом. На пробе угля неизвестной сернистости дополнительно измеряют интенсивность флуоресцентного излучения кальция, находят отношениеинтенсивности флуоресцентного излучения серы к интенсивности флуоресцентного излучения кальция, а содержание серы определяют по величине найденного отношениясовместно с отношением измеренной интенсивности флуоресцентного излучения кальция к интенсивности рассеянного углем гамма-излучения(шифр кривых). В таблице приведены сопоставительные данные о точности определения содержания серы в угле предлагаемым способом. В таблице приведены сопоставительные данные о точности определения содержания серы в угле предлагаемым способом ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ рентгенофлуоресцентного анализа сернистости угля, заклю чающийся в его облучении низкоэнергетическим гамма-излучением и регистрации флуоресцентного излучения серы и рассеянного углем гаммаизлучения,отличающийся тем, что дополнительно измеряют Отклонение результатов от химического анализа,абс. 0,21 0,17 0,28 0,25 интенсивность флуоресцентного излучения кальция с энергией 3,7 кэВ, находят отношениеинтенсивности флуоресцентного излучения серы к интенсивности флуоресцентного излучения кальция,а содержание серы в угле определяют по величине найденного отношения интенсивностей флуоресцентного излучений серы и кальция совместно с отношением измеренной интенсивности флуоресцентного излучения кальция к интенсивности рассеянного углем гамма-излучения.