20phổ kế huỳnh quang tia x để phân tích thành phần của vật liệu ứng dụng trong khai thác và chế biến khoáng sản

ĐỀ TÀI Thiết kế chế tạo hệ phổ kế huỳnh quang tia X để phân tích thành phần vật liệu ứng dụng khai thác chế biến khoáng sản Thời gian thực hiện: 2008 - 2009 Cơ quan chủ trì: Viện Khoa học vật liệu Cơ quan phối hợp: Trung tâm Phân tích thí nghiệm địa chất, Cục Địa chất Khống sản Việt Nam Tổng cơng ty Khoáng sản Thương mại Hà Tĩnh Phân viện Vật liệu quí Chủ nhiệm: TS Lê Quang Huy Cán tham gia: PGS.TS Đào Trần Cao, ThS Nguyễn Thế Quỳnh, TS Huỳnh Thị Hà, KS Ngơ Thị Hòa Tổng kinh phí: 550 triệu đồng Mục tiêu: - Thiết kế chế tạo hệ máy Phổ kế huỳnh quang tia X có đầu thu làm lạnh pin nhiệt điện, nguồn kích thích mẫu đèn phát tia X cơng suất nhỏ kèm theo chương trình phân tích định lượng thành phần nguyên tố phương pháp tham số (Fundamental Parameters-FP) Hệ máy có cấu hình tương đối đơn giản, gọn, dễ sử dụng có chất lượng tương đương với loại trung bình hệ máy thương mại nước chế tạo, phù hợp với điều kiện sử dụng nước - Hệ máy thử nghiệm ứng dụng để phân tích thành phần vật liệu cho doanh nghiệp thăm dò, khai thác, chế biến khoáng sản ổn định chất lượng nâng cao hiệu sản xuất Nội dung nghiên cứu: - Lựa chọn nhập linh kiện từ nước ngồi để lắp ráp, chế tạo hệ máy phù hợp với mơi trường trình độ u cầu sử dụng nước - Thiết kế, chế tạo số phần lại hệ máy để lắp ráp thành hệ máy hoàn chỉnh, bao gồm: + Thiết kế, chế tạo nguồn nuôi chiều cho nguồn nuôi đèn phát tia X, chế tạo viết chương trình cho phần điều khiển số thị cho dòng đèn tia X (phần cải tiến để đặt dòng ni đèn tia X phần mềm) + Thiết kế chế tạo buồng đặt mẫu, mâm chứa mẫu phân tích (thay đổi kích thước buồng đo để đo mẫu kích thước lớn hơn) + Nghiên cứu tối ưu chế tạo phận lắp ghép đetectơ với đèn tia X buồng chứa mẫu (tối ưu hóa để giảm phơng tán xạ sử dụng phin lọc sơ cấp) + Thiết kế chế tạo phận bảo vệ an toàn cho hệ máy người sử dụng + Nghiên cứu sử dụng chương trình phân tích định lượng xây dựng chương trình phân tích cho số đối tượng cụ thể - Lắp ráp, chạy thử, đo đạc thông số quan trọng hệ máy thử nghiệm vài qui trình phân tích định lượng thành phần hóa học số vật liệu như: quặng, Ilmenít, Zircon, - Biên soạn hướng dẫn tài liệu sử dụng Kết đạt được: Về khoa học, công nghệ: - Nghiên cứu tìm qui trình chế tạo máy phổ kế huỳnh quang tia X sử dụng đầu thu tia X cần làm lạnh pin Peltier, nguồn kích mẫu đèn phát tia X cơng suất nhỏ chất lượng tương đương loại trung bình giới - Đã chế tạo thành công điều khiển, dòng anode bảo vệ an tồn cho đèn tia X kỹ thuật số chương trình Khảo sát, đo đạc thơng số hệ máy XRF5006-HQ02 chế tạo đưa chế độ hoạt động tối ưu - Đã xây dựng qui trình phân tích định lượng thành phần Rutil Về ứng dụng: - Hệ máy ứng dụng để phân tích mẫu Rutil số doanh nghiệp chế biến khống sản qui trình phân tích nghiên cứu Kết đào tạo: 01 học viên cao học bảo vệ thành cơng luận văn có liên quan đến đề tài Những đóng góp đề tài: - Đã đưa qui trình chế tạo máy phổ kế huỳnh quang tia X ứng dụng cho cơng nghiệp khai thác chế biến khống sản nước, góp phần chủ động tự chế tạo thiết bị phân tích đại nước - Đưa qui trình phân tích định lượng nhanh thành phần vật liệu Rutil Việt Nam Sản phẩm khoa học: - Một hệ máy phổ kế huỳnh quang tia X có đầu thu tia X làm lạnh pin nhiệt điện, nguồn kích thích mẫu đèn phát tia X chương trình phân tích định lượng thành phần nguyên tố theo phương pháp tham số Các thông số kỹ thuật hệ máy sau: + Đầu thu tia X: đêtectơ Si-PIN có độ dày 500m, diện tích tích cực 6mm2, cửa sổ Berilium mỏng 12,5m làm lạnh pin Peltier tầng + Nguồn kích thích mẫu đèn phát tia X có anode Rh, điện gia tốc cực đại 50kV, công suất cực đại 50W (liên tục), dòng anode đèn điều khiển kỹ thuật số chương trình, độ ổn định 0,2%/4 làm mát quạt gió + Bộ xử lý xung kỹ thuật số với nhiều số tạo dạng xung, hệ số khuếch đại điều khiển chương trình nhiều chức khác + Bộ phân tích biên độ đa kênh, thay đổi từ 256 đến 8192 kênh + Độ phân giải lượng hệ máy: cỡ 160eV đo vạch Mn-K + Buồng đo có đường kính 116 mm, chiều cao 70 mm, phân tích mẫu lớn + Mơi trường phân tích khơng khí chân khơng + Ngun tố phân tích được: từ A1 đến U (13 Z 92) + Vùng hàm lượng đo được: từ vài chục pp đến cỡ 100% + Chương trình phân tích định lượng thành phần nguyên tố phương pháp tham số (XRF-FP) + Kích thước (cao x rộng x sâu): 29 x 54 x 56 cm + Khối lượng: 40kg + Tiêu thụ điện: 200W - Quy trình chế tạo thiết bị - Tham gia Hội nghị Khoa học Địa chất - Khoáng sản Việt Nam tháng 10 năm 2010: “ Ứng dụng phổ kế huỳnh quang tia X để phân tích thành phần vật liệu khai thác chế biến khoáng sản” - Đang chỉnh sửa để gửi đăng tạp chí Phân tích hóa, lý sinh học: “Phân tích nhanh thành phần Rutil nhân tạo phương pháp huỳnh quang tia X.” Địa áp dụng đề nghị áp dụng: - Công ty Cổ phần công nghệ Tứ Hổ - Công ty Cổ phần Titan Thái Ngun, Tập đồn Ban Tích - Tổng cơng ty Cổ phần luyện kim Thanh Hóa Kiến Nghị: - Tiếp tục hồn thiện qui trình phân tích định lượng cho vật liệu Rutil - Xây dựng qui trình phân tích quặng sắt để làm dịch vụ cho Tổng cơng ty Cổ phần luyện kim Thanh Hóa  ... chất - Khoáng sản Việt Nam tháng 10 năm 2010: “ Ứng dụng phổ kế huỳnh quang tia X để phân tích thành phần vật liệu khai thác chế biến khoáng sản - Đang chỉnh sửa để gửi đăng tạp chí Phân tích. .. quang tia X ứng dụng cho cơng nghiệp khai thác chế biến khoáng sản nước, góp phần chủ động tự chế tạo thiết bị phân tích đại nước - Đưa qui trình phân tích định lượng nhanh thành phần vật liệu. .. máy XRF5006-HQ02 chế tạo đưa chế độ hoạt động tối ưu - Đã x y dựng qui trình phân tích định lượng thành phần Rutil Về ứng dụng: - Hệ máy ứng dụng để phân tích mẫu Rutil số doanh nghiệp chế biến