天然射线灰分仪在精煤灰分检测中的应用

淮北矿业集团涡北选煤厂是一座特大型炼焦煤选煤 厂，具有两个独立的分选系统，均采用原煤 ( 0. 5 ～ 50 mm) “无压三产品重介质旋流器分选— ( － 0． 05 mm) 煤泥浮选—浮选尾煤压滤”分选工艺进行生产，精煤产品由重介精煤、粗精煤泥和浮选精煤三部分组成。精煤产品灰分是选煤厂与用户之间结算的主要依据之一，也是考核煤炭产品质量的重要指标，因此精确测定其含量意义重大。

1 应用背景

2016 年 8 月之前，混精煤( 重介质旋流器分选出的精煤与浮选精煤混合) 灰分主要通过人工快速灰分化验法测定，数据滞后一小时，效率低，不能及时指导生产。同时煤样代表性受加压过滤机排料连续性的影响较大，存在一定的系统误差。另外，人工化验数据多、现场采样环境差、职工劳动强度大，为选煤生产带来不便。因此，迫切需要一套适用于混精煤产品灰分的实时动态检测方法。结合 NGAM-2008 天然射线灰分仪在东滩选煤厂、西南地区多个选煤厂原煤灰分测定方面的成功应用［1-2］，将 NGAM-2008 天然射线灰分仪运用于该混精煤灰分的测定。

2 天然射线灰分仪

NGAM-2008 天然射线灰分仪利用煤中矿物质 发射 的 天 然 γ 射 线，对其中的灰分进行快速检测［3-4］，无放射源，简单、安全、可靠，使用年限长，且皮带上煤流的宽度、厚度对天然 γ 射线的测量无影响，真正实现全断面测量。

2． 1 工作原理及结构组成

放射性元素在自然界中普遍存在，煤炭中这些微量的放射性元素发射的天然 γ 射线与周围物质相互作用时，天然 γ 射线的能量就向低能方向聚集，从而形成低能峰，其谱线形状和峰面积与煤成分构成有关。γ 射线探测器通过探测 γ 射线的粒子通量，快速检测出煤的灰分。

NGAM-2008 天然射线灰分仪由 γ 射线探测器、环境辐射屏蔽体、射线能谱分析处理仪、煤流负荷称重装置、主机、通讯模块及灰分解析软件等单元组成，见图 1。

γ 射线探测器接收到煤流发出的 γ 射线粒子信号后，将其转换为电信号，供射线能谱分析仪分析、处理、计算。分析仪计算的信息通过通讯模块传输到控制室的主机上，主机运行灰分解析软件，解析射线能谱分析仪上传的核探测数据，从而计算出灰分。

2． 2 测量精度

NGAM-2008 天然射线灰分仪可实现灰分与产量一体化测量，灰分测量精密度见表 1。

3 使用效果

为检验 NGAM-2008 天然射线灰分仪的检测精密度，分析连续 6 d 的灰分仪检测值和人工化验值，结果见表 2。

说明 NGAM-2008 天然射线灰分仪灰分测量精密度满足被测煤样灰分小于 15% 时的要求。

在精煤皮带上安装 NGAM-2008 天然射线灰分仪后，运行平稳。生产中，参照灰分仪的动态数据，及时调节选煤生产参数，提高了混精煤合格率，提高了精 煤 产 率，混精煤合格率从 67． 82% 提 高 到78. 89% ，精煤产率从 57． 03% 提高到 57． 35% ，按照年入洗原煤 330 万 t，精煤价格 800 元/t 计算，可以多盈利 844． 8 万元，为选煤厂创造了巨大的效益。

4 结 论

NGAM-2008 天然射线灰分仪日常维护量小，无辐射、安全可靠，精密度高。相比人工化验，灰分仪检测结果可实时显示，人工操作劳动强度大大降低。不但给生产操作带来极大便利，而且测量精密度较高，为 0．16% ，满足煤样灰分含量小于 15% 时的检测要求。采用天然射线灰分仪进行精煤灰分的在线实时检测，是提升选煤厂自动化水平的重要手段，对于提高企业的经济效益和社会效益具有积极作用。