基于中子活化技术的水泥原料在线检测装置-数字水泥.PDF

基于中子活化技术的水泥原料在线检测装置 大陆科技 基于中子活化技术的水泥原料在线检测装置 梅义忠 田益华 徐军伟 （南京大陆中电科技股份有限公司） 摘要：本文介绍了一种先进的水泥原料在线检测装置的技术原理、系统构成及系 统特点，并提出该装置在水泥厂的应用方案和应用前景。 关键词：物料 成分 在线检测 水泥是国民经济发展、生产建设和人民生活不可缺少的基础性原材料，近年来出 现了水泥投资过热的现象，为了指导水泥产业的健康发展，国家六部委联合发文，指 出目前水泥总量中 75% 以上是由落后工艺生产，而且大量立窑水泥企业石灰石矿资源 利用率只有40% 。同时《水泥工业产业政策（讨论稿）》也明确指出“加快技术进步， 鼓励采用先进、适用的装备提升技术水平，进一步缩小与世界先进水平的差距”，“国 家要加强国内水泥矿山的管理，鼓励地方和企业合理、有效地利用矿产资源”。 石灰石作为水泥工业生产的主要原料，它的储量、品位、及其质量变化规律，对 水泥工业的产质量和经济效益都有决定性的影响。只有充分合理地利用现有储量，扩 大生产规模，采用先进的技术和装备才能跟得上水泥工业的步伐。这就要求在稳定主 要成分的前提下，通过合理配矿最大程度地利用低品位矿石，减少剥离带来的资源浪 费和环境污染，进而延长矿山的生命周期。 在解决矿山这个问题上，现在大多数新型干法水泥生产线都普遍采用预均化堆场 进行原料预均化。虽然这样也可以延长矿山服务年限，消除原料长周期的波动，降低 原料成分波动的振幅，缩小标准偏差。但是就目前5000t/d新型水泥熟料干法生产线， 2， 预均化堆场有长形有盖、长形无盖和圆形三种方案。占地面积约在9500~11500m ， 工程总投资约在1000~2200万元。这从投资、运行和维护等多个方面大大增加了水泥 的生产成本，同时预均化设施的大面积占地也影响了水泥厂的扩大再生产。 近年来新型干法水泥生产线的自动化水平越来越高，生产规模也日趋大型化。目 前传统的质量控制模式和后置检测装置不能及时地反应水泥生产中物料的成分变化， 造成控制结果调整滞后，质量波动幅度较大。为了生产优质的熟料和高标准的水泥产 品，水泥行业迫切需要采用新的检测技术来满足质量控制的要求。 目前，由南京大陆中电科技股份有限公司经过数年攻关研发的物料成份在线检测 装置已经成功在工业现场投运，该装置能够满足水泥原料的自动在线检测的要求，可 以彻底改善矿山管理、堆场优化和配料控制等不同阶段的生产过程。下面对装置的基 数字水泥网提供下载 １ www.D 基于中子活化技术的水泥原料在线检测装置 大陆科技 本原理、装置基本构成、装置特点及应用进行简要介绍。 1．装置的基本原理 该装置采用核检测方法，利用快中子及经过慢化后的热中子照射水泥原料，原料 中的各元素与中子发生热中子俘获反应(n, γ)及快中子非弹散射反应(n,n’ γ) ，这两种 瞬发核反应都在微秒级时间内完成，放射出不同能量的特征γ射线，通过检测特征γ 射线的能量可辨识出原料中元素的种类，通过检测特定能量γ射线的数量从而辨识出 元素的含量。核反应原理如图1 所示。 Www.D 图1 核反应原理 2 ．装置基本构成 图2 装置基本构成 装置总体由测量及屏蔽单元、谱分析及控制单元和数据处理单元三部分构成。测 量单元主要完成对γ射线能量的获取和信号放大；谱分析单元主要负责对获得的γ射 线进行识别处理，解析出元素的含量；控制单元主要是对中子发射及高压等部件进行 数字水泥网提供下载