Caracterización de cenizas de algunos carbones colombianos in situ por retrodispersión gamma-gamma

Abstract

La determinación del contenido de cenizas de carbón basados en la técnica de retrodispersión gamma-gamma, es una alternativa valiosa en la caracterización de carbones comparada con las técnicas convencionales, con la ventaja de ahorro de tiempo por ser una técnica no destructiva y por obtener los resultados prácticamente en tiempo real. En esta tesis se caracterizaron algunos carbones colombianos desde subbituminosos hasta bituminosos bajo volátil de las zonas Centro y Occidente del país por análisis próximo, último, poder calorífico y composición química de las cenizas (elementos mayores) y se realiza la determinación in situ del contenido de cenizas por la técnica de retrodispersión gamma-gamma, utilizando una sonda y un analizador superficial que permiten realizar análisis en grandes volúmenes de muestra y en el frente de explotación. La caracterización convencional de los carbones de las zonas de Cundinamarca, Boyacá y Valle del Cauca muestra que se dispone de carbones con un amplio intervalo con respecto a los parámetros lo que le atribuye propiedades diferentes. La técnica de retrodispersión gamma-gamma para los carbones estudiados presenta resultados cercanos a los reportados por el laboratorio, con factores de correlación mayores a 0,96 que son aceptables para este tipo de determinaciones nucleares, pero factores como el origen del carbón, la composición química de las cenizas por la presencia de altas concentraciones de Fe, Ca y Ti y la geometría de contaje afectan los resultados para la curva de calibración obtenida por esta técnica, por lo cual este método de análisis debe usarse con precaución para obtener resultados confiables elaborando curvas de calibración para cada región e incluso para carbones con diferente composición química de las cenizas. / Abstract. The ash determination of the coal by backscattered gamma–gamma technique is a valuable alternative in the coal characterization compared with the conventional techniques. The main advantage is time saving and non-destructive technique in order to obtain the results in real time. In this work some Colombian coals from subbituminous to low volatile bituminous of the central and western areas of the country were characterized by proximate analysis, ultimate, calorific value and ash chemical composition (major elements). Backscattered gamma–gamma technique for in situ determination of ash content is studied by using a coal face and stockpile ash probe that enable analysis in large sample volumes and at the front of exploitation. The conventional characterization of the coal areas of Cundinamarca, Boyacá, and Valle del Cauca shows that coal has a wide range of parameters that assigned different coal properties. The technique of backscattered gamma–gamma for the coals studied presents results near to the results reported by the laboratory, the linear correlation values obtained were higher than 0.96, that is acceptable for this type of nuclear measurements, but factors such as geological origen, the ash chemical composition by the presence of high concentrations of Fe, Ca and Ti and counting geometry affect the results of the calibration curve obtained by this technique, so this method of analysis should be used cautiously for getting quality results, and it is necessary to get different calibration curves for each region and even for coals with different chemical composition of the ash.