Kaligehalt

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Allgemeines

Trotz moderner Fördermethoden muss der Abbau stets optimiert werden

Technik

Wie sich diese Messaufgabe vor Ort unter realen Bedingungen umsetzen lässt

Lösung

Diese  Lösungen zur Kaligehaltbestimmung bietet Ihnen RGI

Ihre Spezialisten für berührungslose Messungen

Als  international aktiver und renommierter Hersteller, Lieferant und Dienstleister für Geräte, Anlagen und Systeme zur berührungslosen Erfassung verschiedener Prozessparameter (z.B. Dichte und Feuchte) vorwiegend von Schüttgütern (z.B. Kohle und Kalisalz), wollen wir unseren Kunden die effektivsten Lösungen für Ihre Prozesse anbieten.

Durch  die Analyse der Kundenprozesse und der Einsatzbedingungen vor Ort werden letztlich die möglichen technischen Lösungen definiert. Wie diese aussehen können, erfahren Sie in diesem Abschnitt.

mobirise, pixabay

Kaligehalt

Kalisalze  kommen heutzutage vorwiegend als Mineraldünger in der Landwirtschaft zum Einsatz.

Sie  werden zunächst im Untertagebergbau gefördert und anschließend weiterverarbeitet.

Allerdings  ist dieser Abbau stets von Natriumchlorid begleitet, wobei pro Tonne gewonnenem Kali fallen mehr als 3 Tonnen Abraumsalze mit 96 % Anteil Kochsalz an, der Kaligehalt selbst liegt nur zwischen 20 und 35 %.

Daher  ist es wichtig, den Kaligehalt vor Ort zu ermitteln, um die ertragreichsten Abbauzonen zu finden. 

Für  gewöhnlich hat Kalidünger eine Reinheit von mehr als 90 Prozent, was einem Kaliumanteil von rund 60 Prozent entspricht und daher zu der Bezeichnung „60er Kali“ führt, hingegen findet das hochreine 99er Kaliumchlorid oder Industriekali in der chemischen Industrie und Medizin Verwendung, während bei chloridsensiblen Agrarpflanzen Dünger zum Einsatz kommt, der hauptsächlich aus Kaliumsulfat besteht.

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Wie wird der Kaligehalt ermittelt?

Das  natürlich vorkommende Kalium besteht aus Isotopen, wobei eines davon das radioaktive Isotop K-40 ist.

Dieses  sendet 2 verschiedene Arten von Strahlen aus:
●  ß-Teilchen sind Elektronen und können daher keine großen Materialschichten bestrahlen 
 γ-Strahlen sind elektromagnetische Wellen wie Röntgenstrahlen und können Wände durchdringen.

Beide  Arten von Strahlen weisen jeweils zu messende Vorteile auf:
● ß-Strahlung wird viel stärker emittiert, so dass die Messung in kurzer Zeit genauer sein könnte und es kann auch von Vorteil sein, dass für die Messung nur wenig Material benötigt wird, obwohl natürlich eine kleine Stichprobe nicht so repräsentativ ist wie eine größere. 
● γ-Strahlung bestrahlt sogar 1 m Salz. Die Messung kann als repräsentativ für eine Kugel mit 2 m Durchmesser angesehen werden, wenn der Detektor eine 4-pi-Geometrie messen kann. Wenn diese Menge nicht verfügbar ist, hilft es, nur eine halbe Kugel mit einer sogenannten Oberflächensonde zu messen. Eine Messung noch kleinerer Mengen würde einen Fehler bei Änderungen der Schüttdichte  oder Dicke enthalten 

Jede  der beschriebenen Methoden hat daher ihre bevorzugten Einsatzbereiche:
● Für eine gute Repräsentativität und in Fällen, in denen eine Stahlwand bestrahlt werden muss, reicht die Messung mit der Gammastrahlung aus.
● In Laboratorien und auf kleinen Schichten hingegen muss die ß-Strahlung gemessen werden.

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Die Technik

Beide  beschriebenen Messmethoden erfordern einen jeweils anderen Detektortyp:
● γ-Strahlung wird normalerweise mit einem Szintillationszähler gemessen, dessen empfindlicher Teil ein NaJ-Kristall ist 
● Die Messung der ß-Partikel kann mit einem Zählrohr oder wiederum mit einem Szintillationszähler erfolgen.

Da  die ß-Strahlen von sehr dünnen Schichten absorbiert werden, muss das Zählrohr aus dünnem und leichtem Material wie Aluminium bestehen, wobei Korrosion und mechanische Empfindlichkeit wesentliche Nachteile darstellen

Ein  anderer Weg ist die Verwendung eines Kunststoffszintillationsmaterials, welches zwar nicht so billig ist wie ein Zählrohr, aber empfindlicher und robuster, weshalb Geräte mit Kunststoff-Szintillationszählern für die ß-Messung in Laboranalysatoren und für kontinuierliche Messungen an Filtern eingesetzt werden.

Anwendungen für die γ-Messung hingegen sind nicht abzählbar, weshalb sie auf oder in Trichtern, oder Solebehältern oder wo immer genug Salz vorhanden ist, anzutreffen sind. 

Eine  spezielle Anwendung ist die Messung von γ-Strahlung auf einem Band, dessen Material nicht ausreicht, um die Sättigungsschichtdicke zu erreichen. 

Die  einfache Messung der K-40-Strahlung wird durch die Variation der Schüttdichte und der Schicht beeinflusst, weshalb auch die Beladung gemessen werden muss - entweder mit einer radiometrischen oder einer elektromechanischen Bandwaage, damit das so ermittelte Gewicht dazu verwendet werden kann, den Fehler durch die wechselnde Beladung des Förderbandes zu korrigieren.

Hinweis

Nicht  zu vergessen an dieser Stelle sind zwei weitere Kaliummeter aus der RGI-Produktpalette:
● Der erste ist ein Oberflächenmesser, der gegen die Wand gehalten wird.
● Das andere tragbare Instrument ist ein Bohrlochmessgerät, dessen Sondenstab zur Messung der Kali-Konzentration in ein zuvor angelegtes Bohrloch in der zu vermessenden Wand versenkt wird.

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