基于石墨与黏土矿物的煤矸X射线识别机理

灰度值是光电智能煤矸分离中的一个重要识别特征。实际分选中，井下复杂的环境严重影响基于可见光分选的煤矸石灰度特征，如煤矸石表面附着的水分和空气中的煤灰等，而使用不可见光分选会产生厚度效应，原因是煤和矸石中各矿物组分的密度和厚度均不相同，较厚的煤和较薄的矸石产生的灰度特征相同无法分离。基于此，研究不同矿物的厚度与灰度值的关系。首先基于煤和矸石的矿物组分分析，制作石墨、石英、高岭土和蒙脱石4种单一矿物和利用单一矿物相互叠加的混合矿物样品；其次提出像素体积电子数(Ne-p)的概念，得到Ne-p和厚度关系，建立单一矿物和混合矿物的灰度函数关系，验证后得到输出灰度值和实测灰度值之间的Pearson相关性达98%以上；最后将混合矿物模型推导至单一模型，结果表明在某一单一矿物中加入另一种矿物会改变其原有的X射线吸收系数，这与加入矿物的量无关，各矿在7～21 mm厚度可被区分，揭示了X射线识别煤和矸石的机理。

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