8.4. Особенности измерения состава твердых и суспензионных материалов

Контроль твердых и суспензионных материалов производится при рудоподготовке, обогащении и окусковании металлургического сырья. Автоматический контроль состава сырьевых материалов и промпродуктов является одной из наиболее трудноразрешимых задач в обогащении полезных ископаемых и в процессах шихтоподготовки в металлургии. Высокоточные классические методы определения состава вещества с помощью химического анализа непригодны вследствие большого запаздывания. Например, длительность анализа на содержание меди, свинца и редких металлов составляет 2-4 часа, тогда как по условиям ведения технологических процессов результат должен выдаваться с запаздыванием не более нескольких минут, а иногда – долей минуты.

Для автоматического регулирования технологических процессов применяются приборы для экспресс-анализов проб и приборы для непрерывного автоматического контроля. Эти приборы используют различные методы: магнитный, радиоизотопный и рентгеноспектральный.

Магнитные анализаторы применяются в практике переработки ферромагнитных руд и позволяют определять концентрацию минералов, обладающих заметной магнитной восприимчивостью. Непосредственное измерение магнитной восприимчивости позволяет определить концентрацию магнитного железа, если объем магнитодиэлектрика и его гранулометрический состав постоянен.

Для автоматического непрерывного контроля содержания магнитного железа в руде и промпродуктах используют индуктивный вариант магнитного анализатора. В этом случае сырье пропускается между двумя катушками. Степень магнитной связи катушек будет зависеть от содержания магнитного железа. Точность измерения зависит от степени стабилизации уровня и крупности сырья.

Для более точного измерения используется экспрессные анализаторы пробы, основанные на пондеромагнитном варианте магнитного метода. В этом случае измеряют степень притяжения нормированной измельченной пробы к постоянному магниту. Время измерения не превышает 4 минуты, а точность сравнима с точностью химического анализа.

В случае использования магнитного метода для определения содержания магнитного железа в суспензионных материалах (пульпах) требуется дополнительно контролировать и учитывать в результате измерения плотность суспензий, т.е. соотношение твердой и жидкой фазы.

Радиоизотопный метод, основанный на поглощении анализируемым материалом -лучей, используется для определения содержания элементов с большим атомным номером, например, железа, свинца, вольфрама, ртути. На результат измерения влияет гранулометрический состав, влажность, наличие примесей. Относительная погрешность даже в условиях экспресс-анализа составляет 10-15%.

Радиоизотопный метод, основанный на применении плотности распределения нейтронов, возникающих при облучении материалов  или  излучением, дает более высокую точность. Так, содержание марганца в пробах по этому методу определяют с точность 0,5%.

Рентгеноспектральный метод широко используется для дискретного или непрерывного определения содержания металлов в сухих продуктах или в пульпах. Анализируемый материал облучают рентгеновскими лучами. Возбужденные атомы материала испускают вторичные рентгеновские лучи, которые регистрируются специальными детекторами. По спектру вторичного излучения можно судить о составе материала. Точность анализа высокая. Время анализа может быть уменьшено до единиц секунд. Для анализа спектра широко используются микро ЭВМ.