RFA-Handanalysator für die Kohleindustrie zur Mineralexploration, Qualitätskontrolle, Vermischung und Verarbeitung

Da die RFA-Technologie die wichtigsten leichten Elemente (Schwefel (S), Silizium (Si) und Aluminium (Al)) messen kann, ist dieses Gerät für die tägliche Entscheidungsfindung unverzichtbar geworden. Die Entscheidungen beruhen auf der direkten Messung von Schwefel und der Möglichkeit, sowohl den Aschegehalt als auch den Heizwert auf der Grundlage der Summe des Anteils der leichten und anorganischen Hauptelemente (Magnesium (Mg), Silizium (Si), Aluminium (Al), Kalium (K), Kalzium (Ca) und Eisen (Fe)) zu schätzen. Der RFA-Handanalysator kann sowohl beim Abbau und der Verarbeitung von Kraftwerkskohle als auch von Kokskohle eingesetzt werden.

Darüber hinaus misst der RFA-Handanalysator sofort über 30 Elemente und ermöglicht so die Charakterisierung des Spurenelementgehalts, die Verwendung der Lithogeochemie zur Korrelation der Stratigraphie und die Identifizierung von Markerhorizonten innerhalb einzelner Kohleflöze und dem umgebenden Gestein. Der Einsatz des RFA-Handanalysators kann in der gesamten Wertschöpfungskette des Bergbaus von Vorteil sein, angefangen bei den Explorationsbohrungen über die routinemäßige Qualitätskontrolle in bestehenden Bergwerken bis hin zur nachgelagerten Mineralverarbeitung und der Lieferung des Endprodukts.

Daten in Echtzeit ermöglichen eine Entscheidungsfindung in Echtzeit, wodurch die Produktivität gesteigert wird und Kosteneinsparungen durch eine bessere Auslastung von Geräten und Personal erzielt werden. Die Implementierung eines erfolgreichen RFA-Programms mit Handanalysatoren hat sich bei vielen Routinearbeiten im Bergbau bewährt, beispielsweise bei Folgendem:

• Unterstützung der Exploration im Frühstadium bei der ersten Sichtung
• Optimierung von Bohraktivitäten – zur effizienteren Verlängerung oder Fertigstellung von Bohrungen und Einsparung von zusätzlichen Mobilisierungs- und Bohrkosten
• Verbesserung der Erz-/Abfallcharakterisierung während der Erzerkundung und der Optimierung der Abbautätigkeiten durch Misch- und Haldenkontrollen
• Unterstützung bei der Kartierung und visuellen Definition von Erzkörpern
• Verfeinerung und Feinabstimmung der Mineralprozesskontrolle und metallurgischen Entscheidungen und Untersuchungen
• Schnellen In-situ-Analyse des Endprodukts an jedem beliebigen Punkt
• Abfallcharakterisierung, einschließlich der Kennzeichnung von saurem Grubenwasser (AMD) und Materialmanagement

Analytische Leistung und Anwendungen

Die RFA-Handanalysatoren der neuesten Generation von Olympus zeichnen sich durch viele fortschrittliche Eigenschaften aus, die hervorragende Ergebnisse in nahezu Echtzeit liefern. Dazu gehören digital gesteuerte Rh-Anoden-Röntgenröhren, automatische Filterräder mit mehreren Positionen und großflächige Silizium-Driftkammer-Detektoren (SDDs) in Verbindung mit der proprietären Axon Technology mit hoher Zählrate. Diese Merkmale sorgen für präzise, genaue Ergebnisse, kürzere Testzeiten, niedrigere Nachweisgrenzen und eine verbesserte Leistung bei den leichteren Elementen (Mg, Al, Si, P, S), die für die Kohleindustrie wichtig sind.

Dadurch kann der Kohlegeologe eine Reihe verschiedener geochemischer Geräte einsetzen, darunter:

• Eine fast vollständige Gesteinsgeochemie, die die meisten wichtigen Haupt- und Spurenelemente abdeckt, die für die Lithogeochemie und die Gesteinstypisierung verwendet werden
• Die direkte Schwefelanalyse, um langsame und teure Ofentechniken zu vermeiden
• Die Möglichkeit der Verwendung von Ersatzstoffen für leichte Elemente zur Schätzung des Aschegehalts (Ascheausbeute) und häufig zur indirekten Berechnung des Heizwerts (CV)

Die Abbildungen 1 und 2 veranschaulichen die Leistung, die mit einer großen Anzahl verschiedener Kohlenstandards (zertifizierter Referenzmaterialien) erzielt wurde. Abbildung 1 zeigt, wie eine Kombination aus Ersatzstoffen für leichte Elemente sowie Kieselsäure allein effektiv zur Schätzung des Aschegehalts (Ascheausbeute) verwendet werden kann.

Untersuchungen der Bergwerke Sebuku und Jembayan

Die erstklassigen Kraftwerkskohlebergwerke Sebuku und Jembayan befinden sich in Kalimantan, Indonesien. Aufgrund der abgeschiedenen Lage und des Umfangs der Aktivitäten bestand die Notwendigkeit, neue Methoden zur schnelleren Bestimmung der Kohleklassifizierung in nahezu Echtzeit zu erproben. Die Untersuchungen mit dem RFA-Handanalysator wurden an Grubenwänden und Materialhalden durchgeführt, um eine Methode zur Schätzung des direkten Schwefelgehalts und der Ascheausbeute als Teil der routinemäßigen Bergwerkaktivitäten zu entwickeln. Die brauchbare Kohle wird dann vor Ort gemischt und gewaschen, um die richtige Qualität zu erhalten, bevor sie auf Lastkähne verladen und zu den großen Kraftwerken in der Region transportiert wird. Abbildung 3 zeigt einige der Untersuchungsdaten, die zu Beginn dieses Projekts vom Geologenteam in Sebuku und Jembayan entwickelt wurden und eine gute Übereinstimmung zwischen RFA, Schwefel, Aschegehalt und Heizwert aufweisen.

 

Abbildung 3: Daten zur Bewertung der Eignung des RFA-Handanalysators im Bergwerk Sebuku. Das obere Diagramm zeigt die RFA-Daten im Vergleich zu den Labordaten für den direkten Schwefelgehalt, das mittlere Diagramm zeigt den Aschegehalt im Labor im Vergleich zu den Si- + Al-Werten im Labor, und das untere Diagramm veranschaulicht den Trend zwischen dem Aschegehalt im Labor und dem Heizwert (CV).