[其他]同位素X萤光载流测定矿浆浓度的方法

说明书

本发明是一种用同位素X萤光载流测定矿浆浓度的方法。

在现代冶金选矿生产中，浓度的监测对选别作业是一项极为重要的工作。合理的控制浓度，对于提高产品产量和质量有着重要意义。浓度监测要求快速和准确。通常采用人工用浓度壶取样测定或烘干称重方法来确定浓度的方法，劳动强度大、速度慢、不能满足连续生产的需要。

已有的利用同位素测定浓度的方法，通常称为r吸收法，应用对象仅限于原子序数≤30的元素。测量范围10～60%（重量百分浓度，以下同）。用来测量稀土等重元素的矿浆浓度时，误差一般都超过工业生产所允许的指标范围。〔重元素含量较高的矿浆浓度自动测量，选矿检测与控制快报，86、3、2期，中国选矿科技测试技术及自动控制情报网〕。

γ吸收法是利用γ射线穿透待测物质，并与该物质相互作用而被吸收，引起透射强度的变化这一特性来确定浓度的。它所采用的放射源是高能r源，探测方式在采用⁶⁰Co源时用电离室，一般强度为370MBq，半衰期5.26年。采用闪烁计数器时用¹³⁷Cs源，强度为185-1480Bq，半衰期33年。辐射剂量较大，对人身体有害，需要特殊防护。所采用的装置易受环境条件的限制，它只能测封闭管道中的矿浆浓度，探头体积重，且要避人安放。仪器的安装调试、标定都较困难。

本发明的目的是提出一种测量范围广、灵敏度、准确度高，又对人体无害的同位素X萤光载流测量矿浆浓度的方法。

本发明利用的是一般在X萤光分析中作为干扰谱线处理的反散射峰强度与矿浆浓度之间存在的关系特性。激发源采用低能光子源²³⁸Pu，半衰期86年，有利于现场应用。它的辐射剂量很低，国际卫生组织规定＜50mR/h，本放射源在20mm外为10mR/h，同样距离下只有¹³⁷Cs源的1.25%，在使用时不用特殊防护，对人体无害。它的应用对象不受原子序数大小的限制，可以测量含各种元素的矿浆浓度，浓度范围0～100%，特别是对重元素、高品位低浓度时的矿浆测量，灵敏度和准确性是其它方法不能比拟的。

本发明的要点是：采用低能光子源²³⁸Pu，源强370～1110MBq，激发矿浆样品，使之产生特征X射线和反散射线。

反散射射线强度与矿浆浓度存在着单值对应关系，浓度越低，反散射强度越高。

根据矿浆浓度与反散射强度之间存在的单值对应的非线性关系，确定数学模型为：

C＝A·Is^B

式中：

C：表示待测的矿浆浓度;

Is：为单道分析器所测量的反散射峰的强度;

A、B均为常数，不同测量对象，不同的浓度范围，用仪器标定后可用回归方法确定其数值。

仪器的标定：

根据不同的测量对象和所需要的浓度范围配制一套已知浓度的标样。标样可取一定重量的矿粉，加适量的水配成。用1/2吋矿浆泵打循环实现动态测量，测得一定浓度下的散射强度值，根据数次测量的平均值用回归方法便可确定其常数值。

本发明所测量的对象是流动的矿浆样品，矿浆可由泵或用引流方式使之进入样品盒。将探头系统（包括²³⁸Pu源）置于样品盒上，初级射线一经投射到流动的矿浆表面，就有反散射粒子被探测器所接受，其脉冲经电压前置放大，主放大后送经单道分析器，定标器和单板计算机接受、纪录，并作数据处理直至给出测量结果。本发明采用的仪器装置比较简单，结构紧凑，由于它是分流取样，方便灵活，可安装在任何场合，不受环境条件的限制。使用和标定都很方便。测量结果由单极机以数码显示及打印输出。

单板机用汇编语言，程序流程见附图。

如图所示整个程序由以下四个部分组成：

1.初始化模块

该部分的作用是设置好一切工作参数，为系统工作做好准备。

2.中断管理模块

本程序采用了三重中断结构，三个中断源分别为CTCD＃、1＃通道和PZDA口，每个中断源申请中断后，转入各自的中断服务程序。

3.数据处理模块

数据处理部分的计算函数式为：

Y＝AX^B

其中X为脉冲数，A、B为实验系数，考虑到直接计算比较复杂因此采用了查表的方法。

4.报警、打印、显示及延时模块

为了在显示的同时仍能进行准确的延时，程序采用了插入的方法使显示程序和延时程序并行执行。