钼原矿动态计量的应用研究
钼原矿石的计量数据是公司内部经营结算和生产调控的重要依据。其动态计量的应用研究一直是公司计量技术研究的重点，在动态计量设备的选型、动态计量精度的控制、标定方法的探索、核辐射安全防护方面都做了前瞻性的分析和研究。
1前言
钼原矿石的计量数据是公司内部经营结算和生产调控的重要依据。钼原矿在生产工艺过程中以连续动态散状固体物料形式存在,其生产现场动态计量的应用研究一直是公司计量技术自动化、信息化的研究重点,其计量准确性也是动态计量的重中之重。
2钼原矿动态计量设备的选择
在多年的生产实践中,从应用核子秤到电子皮带秤再到核子秤作为钼原矿计量设备的探索不断,核子秤的应用是自1993年开始使用至今,新型电子皮带秤的研究是在2007年,对核子秤和电子皮带秤的计量性能和实用性对比,最终选择使用核子秤,公司现有核子秤共计15台,其中大厂11台、中厂4台。
2.1核子秤和电子皮带秤工作原理比较
核子皮带秤是基于铯137发射的γ射线穿过被测介质时,其强度的衰减服从指数规律。即当γ射线能量一定时,其强度的衰减与矿石组分、密度和射线方向上的厚度呈指数关系。通过对载有物料时的射线强度进行连续测量,并与空皮带时的射线强度测量比较,主机根据核子秤的负载信号、空带电压、负载常数、输送机的速度计算出输送机上物料的瞬时流量和累积流量工艺参数。电子皮带秤是矿石重量通过称重传感器将皮带上的矿石重量信号送入数字转换器转换为数字量送入积算器，积算器将重量信号和速度信号进行处理，得到矿石的瞬时流量和累计重量工艺参数。
2.2 核子秤和电子皮带秤实用性比较
核子秤突出优点是现场适应能力强、维护方便简单，缺点是放射源辐射危害；电子皮带秤的突出优点是人身无伤害，缺点是现场运行环境高，日常
维护工作量大。由于安装原矿计量设备的磨浮车间现场环境差，粉尘、石子，皮带磨损、跑偏和维护量大的特点严重限制了电子皮带秤的现场应用。故
公司目前为止一直在使用核子皮带秤作为钼原矿计
量设备。
3 钼原矿动态计量精度的控制
计量精度的控制是确保核子秤运行的计量误 | 尘、异物，信号是否正常；控制仪表显示是否正 |
差控制在±1%内，对超误差运行及时调整控制。 | 常；电气线路连接有无脱落、虚接；计量系统显 |
通过长期的实践证明，消除和减小影响计量精度 | 示有无异常等。作业人员管理控制重点是规范核 |
的因素通过实物标定法可以有效控制精度在±1% | 子秤标定、校零操作程序和动作标准；真实测定 |
内，同时在核子秤日常管理上进行控制，更有利 | 钼原矿石含水率；详细记录给矿皮带有无跑偏、 |
于核子秤计量精度长期平稳控制在要求范围内。 | 下矿是否均匀、断矿；巡查核子秤计量作弊行为 |
3.1 核子秤计量精准影响因素 | 等。 |
影响核子秤计量精准的因素有核子秤自身内 | 4 钼原矿动态计量标定方法研究 |
部因素和生产现场运行的外部因素。主要表现为： | 钼原矿在生产工艺过程中以固体散装物料动 |
放射源、前置放大器、电离筒等内部构件的损坏 | 态形式存在，其动态计量结果是通过标定修正工 |
和矿石堆积形状、矿石水分含量、给矿皮带跑偏、 | 艺参数来控制计量误差。动态计量核子秤的标定 |
下矿不均匀、断矿等外部因素影响。 | 一直是个难题，标定装置的自主研发更是我们研 |
3.2 核子秤的实物标定控制 | 究的重点。 |
实践证明消除和减小核子秤计量精度的内外部影响因素，最好的途径是核子秤的实物标定，可实现计量偏差的修正，准确的将核子秤的计量精度控制在±1%内，满足核子秤计量要求。由于公司核子秤计量数据工艺参数的重要性，我公司的核子秤标定周期调整为一季度，核子秤标定前计量误差偏大，标定后计量误差减小，符合计量精度要求。下面选取标定前后计量误差对比数据，如表 1 所示。
表 1 核子秤标定前后数据对比
秤号 | 标定前 | 标定前误差 | 标定后 | 标定后误差 |
吸收参数 | （%） | 吸收参数 | （%） | |
1# | 160 | +5.49 | 157 | +0.63 |
3# | 160 | - 3.09 | 162 | - 0.036 |
5# | 159 | - 1.61 | 157 | - 0.22 |
6# | 127 | - 4.8 | 133 | - 0.89 |
0# | 145 | +2.94 | 141 | - 0.036 |
从标定前后数据对比，可以看出，标定前核子秤计量误差在±3%左右波动，标定后核子秤计量误差控制在±1%以内，满足核子秤计量精度要求，符合核子秤检定规程要求，体现了核子秤标定在计量误差控制中的重要作用。
3.3 核子秤的日常管理控制
核子秤计量精度的平稳控制离不开设备日常管理控制和作业人员管理控制。
设备日常管理控制关键是针对核子秤故障频发点，如放射源有无泄漏或丢失；电离筒有无灰
4.1 标定装置的设计
矿石的静态称重数据是为了校准核子秤的动态计量数据的准确性。通过计算得出，单次标定矿量要求在 1.5t 左右。即在标定过程必须先完成
1.5t 矿石的静态称重作为标准量。问题是单次标定矿量 1.5t 取矿、下旷、静态称重都是难题，为此，我们自主研发电子料斗秤来完成标准量的称重和自动下旷。
电子料斗秤标定装置的设计重点：（1） 定料斗秤的量程
根据核子秤检定条件要求，检定用的物料应不小于最小累计负荷 Tmin，计算公式如下：
Tmin≥t1×Qmax= 360035 ×120t/h=1.2t
式中：t1—皮带运行 1 圈所需的时间为 35s；
Qmax—核子秤的最大流量 120t/h。
在此，选 Tmin≥1.5t，即料斗的作用是容纳 1.5t
左右的矿石。
（2） 定传感器的量程和精度称重传感器是电子衡器的心脏，其精度、稳
定性直接影响秤的精度。传感器选择原则：
1） 固定载荷 （料斗） + 变动载荷 （原矿石）
≤0.6×传感器的额定载荷 X×传感器个数；即
0.2t+1.5t≤0.6X×4X≥0.71t。
2） 依据国际Ⅲ级 1.5t 电子衡器要求，其分度值 e 为 1Kg，新制作秤综合误差应小于 0.5e。即
0.5×1Kg=0.5Kg，取传感器精度为 0.03%，则单个
传感器误差为：y=±1500×0.03%=±0.45。
4 个传感器总误差为：Y=± 0.45 =±0.225
姨4
显然 0.225 小于 0.5，经上述计算，可选量程为 1t，精度为 0.03%的 4 个传感器。
确定了料斗秤量程可以根据质量 = 体积×密
度的公式计算出料斗的体积，进一步设计出料斗的外形尺寸。称重显示仪表品种多，满足重量轻，体积小，速度快，操作简单的特点。
4.2 标定装置的检定
对最大秤量 2t，分度值 1kg 的Ⅲ级电子料斗秤检定，校定项目有外观检查、空秤检定、偏载检定、鉴别力测试及重复性测试，检定数据如表 2
所示。
式中：K'—修改的吸收参数；
K—旧吸收参数。
就可以确定负载常数 K 的值，并可认为核子秤的精度已满足要求。
（1） 现场实物标定过程
1） 电瓶车开至给矿圆盘底下，将圆盘内矿石
下入电子料斗秤计量料斗内，仪表显示加料至 1t
左右时，停止下矿。清理计量料斗周围矿石，等仪表显示值稳定后，记录标准量值。
2） 此时，使用对讲机通知核子秤计量人员消除核子秤 （所标定的核子秤） 的累积矿量。校正空载电压，依据核子皮带秤校准规范进行零点校准。操作完后，使用对讲机通知下矿。
3） 驱动电瓶车至下矿口，抽取移动式电子料
斗秤下方活动挡板，模拟正常供矿，放净矿石并均匀分布于核子秤皮带上，核子秤进行计量，记录数值。
4） 对比显示量 （核子秤计量值） 与标准量
（移动式电子料斗秤计量值），依据公式计算相对误差，如果误差在允差范围内再重复标定两次记录数据；如果超差且在核子秤稳定情况下，则调整吸收参数，重新标定，直至计算相对误差在允差范围内，再重复标定两次记录数据。
5） 填写技术档案，记录实际参数。
应用料斗秤标定核子秤的简图如图 1 所示。
计量的准确性和核子秤实物标定过程时间长，人员多，劳动强度大，组织困难，易发生安全事故的问题，每年可节约人力 120 余人次，人工费及材料费共累计节约 2 万元以上，有效节约成本，提高效益。使公司计量管理向自动化方向又迈进了一步。
5 钼原矿动态计量核辐射研究
核子秤的应用给企业带来经济效益，但其放射源的安全问题确不能忽视。金钼股份核子秤放
射源为 Cs137，其对人体有着极大的危险性，它可破坏人体的组织，也会引起恶性肿瘤，甚至会使
各类生物遗传基因产生突变，使细胞染色体遭到破坏。放射源潜在危险有放射源的丢失或被盗、放射源的泄漏、作业人员超剂量辐射等。如果不对放射源的整个进行有效监管，很可能发生人员伤亡事故，甚至发生恶性的区域污染事件。为此，我们对核辐射安全防护和实时监测做了研究。
5.1 5.1核辐射安全防护的研究
人体一年 可 承 受 最 大 安 全 辐 射 剂量 为
1000μSv。为了预防人体在一年内辐射累计剂量超标，对核辐射进行防护隔离，减少辐射接触。依
据国家标准 GBZ 125- 2009 《含密封源仪表的放射卫生防护要求》 放射源应有屏蔽防护措施，距离放射源 1m 处的周围辐射剂量应当小于 2.5μSv/h。
为此，在原有放射源外围再做一个方锥形的防护罩，使距离放射源 1m 内任何人无法近距离接触放射源，实现距离防护。
使用便携式放射源辐射剂量检测仪对放射源临界距离 1m 处的周围选取 10 点进行核辐射剂量检测，取 10 个测量值的平均值，现场检测数据如表 4 所示。
