减少了对煤炭进行洗涤处理中使用的水量，从而减少了对废水处理的需要。此外，“清洁”煤炭的更高热值增加了锅炉的容量。另外，总灰量减少且更少的显热(sensible heat)损失至水分和底灰中。烟道气脱硫(FGD)的能量需求可高达燃煤工厂的电力产量的10%。FGD系统通常具有更好的运转和更低的功率损失及更清洁的低硫煤炭。恒定的低硫水平使得FGD系统更容易遵从EPA的每小时硫排放限制。因此，据预期，由本文所公开方法预期的能量效率的增加可提供每千瓦碳足迹的直接减少。本文所公开方法提供了从煤炭除去污染物的成本有效的方法，这种煤炭在燃烧时将显著减少发电的污染和碳足迹。
[0026]作为背景，材料中的X射线吸收是材料密度和原子数的函数，其也是入射X射线能量的函数。给定的材料件将会根据入射X射线的能量而不同程度地吸收X射线。原子数不同的材料会有差异地吸收X射线。例如，原子数较高的材料对X射线的吸收将远比原子数较低的材料更容易。此外，给定材料在一定X射线能量范围内的吸收曲线会不同于另一种材料在相同能量范围内的吸收曲线。穿过材料的X射线透射由等式?=Ntl^合出，其中N(t)是在初始的Ntl光子行进穿过密度为P的材料的厚度t之后剩余的光子数。质量衰减系数η是给定材料的性质且依赖于光子能量。值η P是指给定材料的线性吸收系数(U)。对于大多数材料来说系数y的值已由研宄人员确立且这些值依赖于入射X射线光子的能量。大多数元素的 U / P ( = Π)的值可见于 the Nat1nal Institute of Standards andTechnology(NIST)的互联网网站。所述值的列表详尽涵盖了所有稳定元素的各种光子能量值(例如，千电子伏，简称为KeV)。给定材料的P值就是其以克/cmH十的密度，且可见于许多教科书中，也可见于NIST网站。Νω/Χ之比是光子穿过厚度为t的材料的透射率，且通常以百分比给出，即光子传输透过所述材料的百分比。
[0027]材料的吸收曲线可证明足以用于鉴定和分选。然而，通过荧光信息可提高鉴定过程中的确定性。当X射线通过材料时，某些能量高于组分元素电子激发能的X射线被吸收，而受激发的原子中的一些能量作为带荧光的光子再次发射。具有足以将电子从原子射出的能量的这种X射线吸收的急剧跳跃被称为“吸收边沿(absorpt1n edge)”。荧光辐射是各向同性的并且具有比该吸收边沿更低的能量。本发明利用具有高于硫的吸收边沿的能量的X射线，但不利用X射线荧光。
[0028]在本发明的某些实施方式中，材料分选方法包括:提供样品，将样品块减小至适当尺寸，设定检测阈值，和根据分选参数来分选样品。本文公开了用于实践所公开方法的各种实施方式。作为背景，针对各种X射线测定系统的美国专利包括于2009年7月21日授予Sommer 等的 7，564，943 ;于 2006 年 8 月 29 日授予 Sommer 等的 7，099, 433 ;于 2000 年 2 月I日授予Sommer等的RE36537 ;于1998年4月14日授予Sommer等的5，738，224 ;于2010年2月16日授予Klein的7，664，225 ;于2002年I月15日授予McHenry等的6，338，305 ；于2009年6月2日授予Vince等的7，542,873 ;于2007年4月3日授予Laurila等的7，200, 200 ;于1998年10月6日授予Connolly等的5，818，899 ;于1984年12月4日授予Page等的4，486，894 ;于1978年5月16日授予Watt等的4，090，074 ;和于1983年3月22日授予Massey等的4，377，392，本文通过参考并入其每一篇的全部内容。
[0029]现参考图1，图中显示了从煤炭分选污染物的方法的一个实施方式。该方法从提供样品100开始。样品由煤炭块的混合物构成。某些块具有较大的污染物夹杂物，而其它则没有或仅有极小的夹杂物。通过说明性而非限制性的方式，污染物的实例包括硫、汞、硅酸盐、碳酸盐、铁、钙和铝等。然后样品经过调整尺寸102步骤以便将样品块的尺寸减小至适当尺寸，如本文所进一步说明般。为设定分析参数，选择代表最厚的块或最厚的床层深度的个体样品件进行照射104。最厚床层深度(thickestbed depth)是指用于进行处理的机器的床层深度。如本领域技术人员所知的，床层(bed)是指样品所通过的机器部分。因此，在本文公开的某些实施方式中，所述方法包括测定样品的最厚床层深度的X射线吸收。如下完成排出阈值(eject1n threshold)的测定106:首先如所公开的那样以一定范围的X射线能量照射最厚的样品块或最厚的床层深度，并使用最大信号来标定检测器阵列中的像素。在该方法的某些实施方式中，X射线能量范围是大于硫的K吸收边沿的X射线能量范围。检测器阈值可定义为来自不带任何污染物夹杂物的煤炭样品的最厚区域的信号电压的百分比(例如，80% )。然后将排出阈值设定为测量循环期间的信号低于检测器阈值的像素读数的百分比。具有小于阈值的水平的像素信号的数目设定了排出的污染物的最小尺寸。25像素/cm的检测器能检测0.4mm的物体。基于单次低像素读数的排出能将污染物减少至10ppmo尽管基于像素的排出可用于从基岩提取金，对于煤炭的更典型的需求可为在典型的650像素信号/平方厘米样品中具有带有低信号的250像素。其后，如本文所公开的，进入传感区108的样品受到照射，由此进行X射线透射的测量110。在测定X射线透射后，下一步是测定是否达到排出阈值112。如果达到排出阈值，则发生样品的排出114。如果未达到排出阈值，则为不排出样品116。
[0030]在某些实施方式中，提供样品可包括提供来自煤矿的原煤。在其他实施方式中，样品可为已执行过某些清洁方法或步骤的煤炭。在其它实施方式中，待执行本文所公开方法的样品可以是含有污染物的任何矿石材料。例如，可对含金矿石执行本方法以便分离金。在某些实施方式中，本文所公开方法可用于针对加工矿石的矿物和金属的开采应用中。开采的矿石通常是具有金属夹杂物的硅酸盐。金属夹杂物具有较高的线性X射线吸收系数。因此，如果将金矿破碎，则通过使用本方法可检测并排出小的金夹杂物。
[0031]就样品的尺寸调节(sizing)而言，破碎较大的矿块或减小其尺寸从而将其调节至适当尺寸以如本文所述般通过X射线机器或装置进行处理的方法在工业上是公知的。本领域普通技术人员熟悉这类易于商购的破碎机或尺寸调整机。在本发明的某些实施方式中，有利的是将样品调节尺寸为厚度为1cm以下的块。在本发明的其它实施方式中，适宜的是将样品调节尺寸为厚度为3英寸、2英寸或I英寸以下的块。尺寸通常不是分选出的煤炭的质量因素，这是因为煤炭在用于发电厂之前通常被研磨成细粉(常称为煤粉)。此外值得注意的是，煤炭比黄铁矿和硅酸盐更易断裂。在某些实施方式中，将煤炭厚度减小至小于5cm使其更易使用。
[0032]在本发明的某些实施方式中，所用的X射线能量范围取决于样品的厚度或床层深度的厚度。在某些实施方式中，X射线能量范围可为约6KeV?约lOOKeV。在其它实施方式中，X射线能量范围可为约8KeV?约20KeV。在其它实施方式中，X射线能量范围可为约50KeV?约lOOKeV。在其它实施方式中，X射线能量范围高于所排出元素的吸收边沿。在其它实施方式中，可使用的X射线能量是本申请的表中所提供的那些X射线能量。各种装置可适于供给本文所公开方法中所用的X射线能量和X射线检测器。在本发明的某些实施方式中，此类装置可以是可商购自Nat1nal RecoveryTechnologies, Inc., Nashville, TN的第二代zSort机。在其它实施方式中，适当的X射线装置可获自 Feldstrasse 128, 22880 ffedel, Hamburg,德国的 Commodas Mining GmbH，称为CommodasUltrasort。它使用与机场行李扫描器类似的双能量检测算法。在所述方法的其它实施方式中，可使用能够从尺寸为1cm?0.004cm的煤炭混合物中排出小污染物的装置。在其它实施方式中，适合的X射线传感装置可以是商购自Nat1nal RecoveryTechnologies, Inc., Nashville, TN的型号为DXRT的装置。X射线传感器可以是双能量装置。在本发明的其它实施方式中，X射线装置可以是宽带X射线装置，例如，可商购自Nat1nal Recovery Technologies, Inc.，Nashville, TN 的乙稀循环型装置(vinyl cyclemodel)。在本发明的其它实施方式中，X射线传感装置可适当装配有惰性空气过滤系统以确保煤尘被除去而不会被大意点燃。因此，使用来自其它装置的燃烧废气是能确保避免点燃的安全预防措施。在本发明的其它实施方式中，包括使用加热器以减少ROM煤炭中的水分和来自柴油机的废气。
[0033]在某些实施方式中，双能量检测器的使用允许不依赖煤炭厚度而测定相对组成。在本发明的某些实施方式中，不必进行复杂模式的煤炭样品的匹配尺寸测定，但优选的是样品块的尺寸小于煤炭样品的平均床层深度。换言之，本文所公开的方法通过X射线吸收的差异来工作以对材料进行鉴定并可靠地为快速排出器械装置提供信号。
[0034]就测定排出阈值106而言，申请人注意到排出(eject1n)仅是样品块物理分离的几种合适方法之一。在本发明的某些实施方式中，分离可通