Перспективы применения ядерно-физических методов анализа хромитовой руды и шихты
Перепечатка в Интернете и печатных средствах массовой информации запрещена.
С ростом мощности прокалочных печей и одновременным ухудшением качества хромитовой руды существующая система учёта содержания хрома в руде недостаточно эффективной, и назрела необходимость перехода на инновационную систему по автоматизированной корректировке состава шихты в режиме реального времени, осуществление которой невозможно без модернизации аппаратуры и приборов контроля, а также резкого увеличения экспрессивности и объёма анализов
Как это работает?
- Заводские лаборатории оснащаются приборами для экспресс-анализа руды и шихты с целью увеличения объёма и оперативности контроля, что позволяет своевременно учитывать изменения качества руды и определить оптимальную частоту коррекции для каждой технологической нитки
- Внедряется модернизированная аппаратура и приборы для контроля Cr2O3 в руде и шихте непосредственно на станции шихтоприготовления.
- Внедряется инновационная система автоматизированного управления процессом шихтоприготовления
- Повышается качество продукции
Описание:
Контроль качества хромитовой руды и состава шихты, поступающей на окислительную прокалку, всегда были в центре внимания технологов.
С ростом мощности прокалочных печей и одновременным ухудшением качества хромитовой руды существующая система учёта содержания хрома в руде недостаточно эффективной, и назрела необходимость перехода на автоматизированную корректировку состава шихты, осуществление которой невозможно без резкого увеличения экспрессивности и объёма анализов.
Изучение вещественного состава хромитовой руды и шихты с целью создания экспрессного метода определения хрома проводились в своё время ещё в 1963-1964 гг., когда было показано, что для хромитовых руд Донского месторождения при содержаниях хрома от 52.5 до 57.0% содержание железа практически постоянно (около 14.5%) и не мешает определению хрома в руде и шихте по гамма-излучению, возникающему при захвате ядрами хрома тепловых нейтронов. Однако, в связи со сложностью практической реализации предложенного метода и высоким качеством руды, поступающей на перерабатывающие заводы в тот период, работы по созданию экспресс-метода были прекращены и возобновились только в настоящее время, когда качество руды и её однородность значительно ухудшились.
Было показано, что как в период 1963-1964 гг., так и в настоящее время содержание железа в хромитах изменяется мало. Его содержание в рудах для всего рассмотренного периода связано с содержанием хрома выражением Fe2O3=4.25%+0.189Cr2O3%. Сумма Cr2O3+Fe2O3 однозначно коррелирует с содержанием Cr2O3, что позволяет в принципе применить не только метод, основанный на захвате нейтронов, но и более простой гамма-абсорбционный метод и прибор, специально разработанный и внедрённый на ряде предприятий.
Для оценки применимости гамма-абсорбционного метода для анализа хромитовой руды и шихты на содержание хрома на лабораторном гамма-абсорбциометре «ГАММА-1М» были промерены три партии порошковых проб хромитовых руд (130 шт) и партия проб шихты (50 шт) с известным содержанием Cr2O3 и Fe2O3. Навеска руды 25 г, навеска шихты 20 г, время анализа одной пробы 5-7 мин.
Для иллюстрации возможности метода проанализированы результаты измерений гамма-абсорбции для руды с различным содержанием Cr2O3. Установлено, что гамма-абсорбционные свойства руды и шихты однозначно коррелируют с содержанием Cr2O3, а разброс точек относительно средней линии практически не выходит за пределы 1% Cr2O3 (среднеквадратичная погрешность 0.45% Cr2O3) для руды и 0.5% Cr2O3 (среднеквадратичная погрешность 0.23% Cr2O3) для шихты.
Следует отметить, что среднеквадратичная погрешность химического анализа, с которым производилось сравнение, составила для руд (по 50 пробам) 0.39% Cr2O3 и для шихты 0.29% Cr2O3 (по 12 пробам).
Таким образом, точность, которую уже сейчас может обеспечить гамма-абсорбционный метод, соизмерима с точностью химического анализа и в большинстве случаев достаточна для целей оперативного управления технологическим процессом.
Положительные результаты проведённых исследований позволяют предложить следующую программу дальнейших работ:
- Оснащение заводских лабораторий инновационными приборами для экспресс-анализа руды и шихты с целью увеличения объёма и оперативности контроля, что позволит более своевременно учитывать изменения качества руды и определить оптимальную частоту коррекции для каждой технологической нитки.
- Внедрение инновационного прибора для контроля Cr2O3 в руде и шихте непосредственно на станции шихтоприготовления.
- Внедрение инновационной системы автоматизированного управления процессом шихтоприготовления.
Осуществление предложенной программы даёт возможность постепенно перейти от ручной корректировки состава шихты, выполняемой с большим запаздыванием, к инновационной системе по автоматизированной оптимизации её состава с учётом качества поступающей руды, что, в свою очередь, позволит сократить затраты тяжёлого ручного труда во вредных условиях и увеличить извлечение хрома из руды.