基于原料鉀礦碘化鈉晶體測鉀儀的測鉀方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于鐘元素測定技術(shù)領(lǐng)域，具體地講，設(shè)及一種基于原料鐘礦艦化鋼晶體 測鐘儀的測鐘方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鐘鹽生產(chǎn)過程中鐘原料礦進(jìn)樣工段的任務(wù)是將鐘原料礦通過傳輸帶輸送到車間 進(jìn)行處理。實(shí)時(shí)、快速、準(zhǔn)確地動(dòng)態(tài)監(jiān)測進(jìn)樣工段傳輸帶上的鐘原料礦中鐘離子的含量，并 將其上傳至主工控機(jī)修改其它工藝參數(shù)，可提高鐘肥的采收率，并穩(wěn)定鐘肥品位。
[0003] 常規(guī)測量鐘離子含量的方法主要依靠人工現(xiàn)場取樣，W重量法、容量法或用離子 選擇電極、原子吸收等儀器進(jìn)行分析，運(yùn)些方法操作復(fù)雜繁瑣，所需時(shí)間長，不能在線連續(xù)、 實(shí)時(shí)測定，無法滿足鐘鹽的加工生產(chǎn)。放射性測量鐘含量是基于鐘的Ξ種天然同位素 39κ、 4化和"帥，僅4化具有放射性，它的半衰期為1.25 ΧΙΟ啤，豐度為0.012%。由于4化的半衰期 很長，故可認(rèn)為4化在鐘元素中的含量是固定的，所W可W通過對其放射性的測定，進(jìn)而推算 出總的鐘含量或者其它鐘同位素的含量。在 4化的衰變過程中，能夠放射出具有連續(xù)光譜的、 最大能量為1.33MeV的β射線，同時(shí)放射出能量為1.46MeV的丫射線。所W可W用測量 4叱放射 出的β射線或者γ射線來測定待測樣品中鐘的含量。γ射線能譜分析是核福射測量的最重 要的任務(wù)之一，而γ射線能譜分析儀是核福射能譜分析的最基本的儀器，它是測量記錄各 種條件下產(chǎn)生的微分脈沖幅度譜的連續(xù)曲線。一般都是同已知元素和含量的標(biāo)準(zhǔn)樣品比 較，或與已知元素和含量的標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合，定為何種元素，由峰下面積的大小可確定該元素 含量的多少。
[0004] 目前國外主要應(yīng)用的是在線單道能譜儀，將其安裝在鐘鹽進(jìn)樣工段帶式傳輸機(jī)的 上部，帶式傳輸機(jī)的下部裝一放射源(通常是i37Cs)"i 37Cs的丫射線經(jīng)過鐘原料礦時(shí)衰減一 部分，單道能譜儀接受到的脈沖計(jì)數(shù)在鐘原料礦中的鐘含量基本穩(wěn)定時(shí)固定在一個(gè)比較小 的范圍內(nèi)，但上述方法中傳輸帶上需裝有放射源，給現(xiàn)場的安裝和技術(shù)維護(hù)帶來隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種基于原料鐘礦艦化鋼晶體的 測鐘方法，該方法通過利用原料鐘礦艦化鋼晶體中的大尺寸的閃爍體，可對被測樣品中的 鐘離子的含量進(jìn)行快速、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的測定。
[0006] 為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：
[0007] -種基于原料鐘礦艦化鋼晶體測鐘儀的測鐘方法，包括步驟:A、測定本底樣品及 標(biāo)準(zhǔn)樣品，得到所述本底樣品W及所述標(biāo)準(zhǔn)樣品分別在750道至850道的平均計(jì)數(shù)率，并采 用最小二乘法計(jì)算擬合系數(shù);B、將原料鐘礦艦化鋼晶體測鐘儀安裝在傳輸帶上方;其中，所 述原料鐘礦艦化鋼晶體測鐘儀包括相對設(shè)置的閃爍體和光電倍增管、套設(shè)于所述閃爍體的 側(cè)壁上的光學(xué)組件、W及設(shè)置于所述閃爍體的與所述光電倍增管相對的表面上的光子聚集 件;C、測定被測樣品，得到所述被測樣品中鐘離子在750道至850道的平均計(jì)數(shù)率，計(jì)算得到 所述被測樣品中鐘離子的含量;其中，所述擬合系數(shù)的計(jì)算方法為：
[000引
[0009] 所述被測樣品中鐘離子的含量的計(jì)算方法為：
[0010]
[0011] 式中，Xi表示第i個(gè)所述標(biāo)準(zhǔn)樣品中氯化鐘的含量，W質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì);Yi表示第i個(gè) 所述標(biāo)準(zhǔn)樣品在750道至850道的平均計(jì)數(shù)率;η表示所述標(biāo)準(zhǔn)樣品的數(shù)量;a表示所述本底 樣品在750道至850道的平均計(jì)數(shù)率;b表示所述擬合系數(shù);Xwi端表示所述被測樣品中氯化 鐘的含量，W質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì);YWKS表示所述被測樣品中鐘離子的在750道至850道的平均計(jì) 數(shù)率；i的取值范圍為l<i<n。
[0012] 進(jìn)一步地，所述本底樣品為分析純氯化鋼。
[0013] 進(jìn)一步地，所述標(biāo)準(zhǔn)樣品為分析純氯化鐘和分析純氯化鋼的混合物。
[0014] 進(jìn)一步地，所述標(biāo)準(zhǔn)樣品的數(shù)量為7組。
[0015] 進(jìn)一步地，在所述7組標(biāo)準(zhǔn)樣品中，所述分析純氯化鐘的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別為2%、 4%、6%、8%、10%、12%、15%。
[0016] 進(jìn)一步地，所述本底樣品、標(biāo)準(zhǔn)樣品W及被測樣品的用量均為2000g。
[0017] 進(jìn)一步地，所述原料鐘礦艦化鋼晶體測鐘儀與所述傳輸帶上的被測樣品的距離為 3cm~6cm。
[0018] 進(jìn)一步地，在測定所述本底樣品、標(biāo)準(zhǔn)樣品W及被測樣品時(shí)，所述原料鐘礦艦化鋼 晶體測鐘儀中探測器的幾何位置均保持一致。
[0019] 本發(fā)明通過在鐘肥生產(chǎn)進(jìn)樣工段傳輸帶上方安置基于丫射線的原料鐘礦艦化鋼 晶體測鐘儀，可對傳輸帶上的鐘肥中的鐘離子的含量進(jìn)行快速實(shí)時(shí)的測定，從而可將測試 數(shù)據(jù)上傳至主工控機(jī)修改加水量的參數(shù)，提高鐘肥的采收率;本發(fā)明的方法利用原料鐘礦 艦化鋼晶體測鐘儀其中的大尺寸的閃爍體W及套設(shè)于所述閃爍體外的光學(xué)組件，可將測試 下限降至1%(WKC1的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)），將測試相對誤差降至不超過3%。同時(shí)，根據(jù)本發(fā)明 的測鐘方法還避免了目前使用的放射源造成的污染問題。
【具體實(shí)施方式】
[0020] W下，將詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。然而，可許多不同的形式來實(shí)施本發(fā)明， 并且本發(fā)明不應(yīng)該被解釋為限制于運(yùn)里闡述的具體實(shí)施例。相反，提供運(yùn)些實(shí)施例是為了 解釋本發(fā)明的原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使本領(lǐng)域的其他技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明的各種實(shí) 施例和適合于特定預(yù)期應(yīng)用的各種修改。
[0021] 本發(fā)明的測鐘方法是基于原料鐘礦艦化鋼晶體測鐘儀的測鐘方法，首先對所述原 料鐘礦艦化鋼晶體測鐘儀進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0022] 根據(jù)本實(shí)施例的原料鐘礦艦化鋼晶體測鐘儀包括探測器、信號分析系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處 理系統(tǒng)W及屏蔽室;其中，探測器用于在線或即時(shí)取樣探測 4叱衰變時(shí)放射的1.46MeV的丫射 線，w生成脈沖信號;信號分析系統(tǒng)用于將探測器探測生成的脈沖信號進(jìn)行分析，并產(chǎn)生能 譜信息;數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)采集信號分析系統(tǒng)產(chǎn)生的能譜信息，繪制成能譜曲線并將其與信號 分析系統(tǒng)內(nèi)置的標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行對比，計(jì)算并顯示鐘離子的含量;所述標(biāo)準(zhǔn)曲線為該原料鐘 礦艦化鋼晶體測鐘儀的脈沖計(jì)數(shù)率與鐘樣品中鐘離子的含量的關(guān)系曲線。
[0023] 具體地，探測器包括：閃爍體、光電倍增管、前置放大器、光學(xué)組件W及光子聚集 件;其中，閃爍體用于與射入其內(nèi)的丫射線發(fā)生光電效應(yīng)后產(chǎn)生光子;光電倍增管用于接收 閃爍體發(fā)射的光子，并將該光子轉(zhuǎn)換為脈沖信號；前置放大器用于放大光電倍增管中生成 的脈沖信號;光學(xué)組件設(shè)置于閃爍體的側(cè)壁上，W對閃爍體發(fā)射的光子進(jìn)行反射直至該光 子傳遞至光子聚集件處;光子聚集件設(shè)置于閃爍體的與光電倍增管相對的表面上，W將閃 爍體發(fā)射的光子及光學(xué)組件反射的光子進(jìn)行匯集并傳遞至光電倍增管的光陰極處。
[0024] 屏蔽室即套設(shè)于所述閃爍體外，本實(shí)施例的屏蔽室由至少2cm厚的鉛板制成，該屏 蔽室可對環(huán)境的福射起到良好的阻擋作用，從而進(jìn)一步保證了該原料鐘礦艦化鋼晶體測鐘 儀在使用時(shí)的測試準(zhǔn)確度。
[0025] 更為具體地，光學(xué)組件包括在閃爍體的側(cè)壁上依次疊層設(shè)置的反射膜和遮光膜。 其中，反射膜可對閃爍體發(fā)射的光子進(jìn)行反射，直至閃爍體發(fā)射的光子均被傳遞至光子聚 集件處;而遮光膜則可對外界的福射產(chǎn)生遮擋作用，W免外界的福射傳遞至閃爍體內(nèi)，從而 對閃爍體發(fā)射的光子造成干擾;優(yōu)選地，反射膜的材料可W是鏡面反光膜或是由氧化儀等 材料制備成的漫反射膜，而遮光膜呈黑色，W最大幅度地降低對外界的福射的吸收。另外， 設(shè)置于閃爍體與光電倍增管之間的光子聚集件的材料優(yōu)選為光學(xué)硅油，其可對閃爍體發(fā)射 的光子W及經(jīng)反射膜反射的光子進(jìn)行匯集，直至運(yùn)些光子透過該光子聚集件并傳遞至光電 倍增管的光陰極處。
[00%] 值得說明的是，在本實(shí)施例中，閃爍體為尺寸為Φ 130mm(直徑）X Φ 130mm(高度） 的圓柱形化I: T1晶體，所述化I: T1晶體是指滲雜有T1的化I晶體;而與之相應(yīng)地，光電倍增 管的直徑也為130mm，其光譜響應(yīng)范圍為300nm~650nm，較大的直徑使得光電倍增管與閃爍 體能夠完全相對，從而保證了閃爍體發(fā)射的光子穿過光子聚集件到達(dá)光電倍增管中，而無 需因光電倍增管與閃爍體的尺寸不對應(yīng)而需再次進(jìn)行匯集。本實(shí)施例的大尺寸的閃爍體可 有效提高該原料鐘礦艦化鋼晶體測鐘儀的測試精度，從而可大幅降低該原料鐘礦艦化鋼晶 體測鐘儀的測試相對誤差W及測試下限。
[0027]本實(shí)施例的信號分析系統(tǒng)包括線性放大器和多道脈沖幅度分析器;其中，線性放 大器用于將探測器探測生成的脈沖信號進(jìn)行放大，多道脈沖幅度分析器用于對經(jīng)線性放大 器放大的信號進(jìn)行甄別，并產(chǎn)生1024道的所述能譜信息。
[00%]具體地，多道脈沖幅度分析器通過RS-485接口與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行通訊。
[0029] 本實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)顯示模塊;其 中，數(shù)據(jù)采集模塊用于采集信號分析系統(tǒng)產(chǎn)生的所述能譜信息，并將所采集到的所述能譜 信息輸送到數(shù)據(jù)處理模塊;數(shù)據(jù)處理模塊將接收的所述能譜信息繪制成能譜曲線，并將該 能譜曲線與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)內(nèi)置的標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行對比，計(jì)算求得鐘離子的含量;數(shù)據(jù)顯示模 塊用于顯示求得的鐘離子的含量。
[0030] 本實(shí)施例的原料鐘礦艦化鋼晶體測鐘儀基于對鐘的天然放射性同位素4化的特征 丫射線的測量，來實(shí)現(xiàn)對鐘含量的測定。 4叱在衰變時(shí)，會放射出能量為1.46MeV的丫射線。丫 射線進(jìn)入閃爍體內(nèi)，與閃爍體發(fā)生反應(yīng)，使閃爍體內(nèi)的原子和分子電離和激發(fā)，在退激過程 中產(chǎn)生光子，運(yùn)些光子被收集到光電倍增管的光陰極上，發(fā)生光電效應(yīng)，光子變?yōu)楣怆娮樱?運(yùn)些光電子通過光電倍增管的倍增，最終在光電倍增管的陽極得到一個(gè)幾毫伏到幾伏的脈 沖信號，再通過前置放大器，將脈沖信號放大，然后將該脈沖信號輸入信號分析系統(tǒng)。信號 分析系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有線性放大器、多道脈沖幅度分析器