張麗紅

摘要：我國的選礦廠自動化的發(fā)展水平遠(yuǎn)沒有化工、電力等行業(yè)的自動化發(fā)展快，更落后于發(fā)達(dá)國家。選礦工業(yè)存在的普遍問題是能耗高、效率低、勞動強(qiáng)度大、選礦技術(shù)指標(biāo)低，而且隨礦石的性質(zhì)及工藝流程操作的不穩(wěn)定，很難達(dá)到預(yù)期的控制指標(biāo)。解決這些問題的重要途徑之一是開發(fā)研究適合選礦工藝生產(chǎn)過程的技術(shù)、設(shè)備、儀器儀表，實(shí)現(xiàn)選礦過程的自動化。

關(guān)鍵詞：Courier 6SL分析儀；礦山；應(yīng)用

影響選礦質(zhì)量的因素有細(xì)度、濃度、品位。傳統(tǒng)的人工采樣存在以下的幾點(diǎn)問題，人工取樣耗時長、樣品具有代表性不強(qiáng)、礦樣容易受污染、化驗(yàn)結(jié)果需要時間長不能直接指導(dǎo)工藝流程等諸多因素，制約選礦工藝的發(fā)展。Courier 6SL在線分析儀可及時準(zhǔn)確的測量礦漿的濃度、品位，有效的指導(dǎo)工藝流程、節(jié)約藥劑、控制產(chǎn)品指標(biāo)及提高尾礦回收率起到關(guān)鍵的作用。是實(shí)現(xiàn)選礦自動化的重要標(biāo)志。以下將介紹Courier 6SL在線分析儀的基本原理、組成結(jié)構(gòu)、使用方法及使用過程中存在的問題。

1.原理

1.1基本原理

礦漿載流X射線型分析儀是采用X射線管產(chǎn)生的X射線作為激發(fā)源，X射線管用電子方法產(chǎn)生X射線，X射線照射到樣品上激發(fā)出被測元素的特征X射線，每一種元素在元素周期表都對應(yīng)一種特征的輻射能量即特征波長?；谶@種原理，各種元素可被互相區(qū)分出來，通過確定每一種元素獨(dú)自的熒光射線強(qiáng)度，可獲得樣品中與被測元素含量成正比的信號，所測信號再轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式并應(yīng)用于分析計算，最后得出樣品所含元素的品位值。

1.1Courier 6SL分析儀工作原理

Courier 6SL分析儀系統(tǒng)是基于波長色散X-射線熒光（WDXRF）原理。如圖1為分析儀的探頭框圖。樣品由取樣器經(jīng)取樣管道到達(dá)多路器，測量時由多路器切割樣品進(jìn)入多路器樣品槽。因各取樣點(diǎn)的礦流都匯集在多路器處，根據(jù)各通道開啟的順序，依次循環(huán)進(jìn)行測量。礦漿樣品從樣品槽進(jìn)入測量樣品盒，在測量盒內(nèi)對樣品進(jìn)行輻射和元素含量測量。測量原理是，X-射線管產(chǎn)生一次X-射線，當(dāng)X射線照射到樣品上激發(fā)出被測元素的特征射線，經(jīng)分光計調(diào)整傳遞所測元素的熒光，通過探測器換算成電脈沖，再由前置放大器將電脈沖放大后，由脈沖處理單元（PPU）進(jìn)行整形、放大、計數(shù)，最后將數(shù)據(jù)交處理結(jié)顯示到顯示器中。

2 分析儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

Courier 6SL系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)如圖2所示。

分析儀的整個系統(tǒng)主要由取樣系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、返回系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)組成，Courier 6SL系統(tǒng)包括以下幾點(diǎn)：

（1）一次取樣系統(tǒng)：取樣器、取樣管道、取樣泵、取樣沖洗水組成。

（2）二次取樣系統(tǒng)多路器和分離器（MXA，DMA）：每一組多路器由1-6個取樣通道組成。多路器包括自動班取樣系統(tǒng)，通過設(shè)定班取樣時間按設(shè)定間隔自動班取樣。多路器測量槽下橡膠閥，可以截取一小部分被測樣品進(jìn)行分析，除去金屬泡沫經(jīng)測量軟管至分析儀探頭裝置進(jìn)入測量單元。信號分離器把樣品流量通過校準(zhǔn)抽樣器又導(dǎo)回至返回管道。

（3）分析儀探頭（PRR，CCA）：包括高壓X射線管，樣品盒，參比樣和帶動參比樣動作的機(jī)械結(jié)構(gòu)，前置放大器，安全聯(lián)鎖保護(hù)裝置的氣路及相應(yīng)的電子元器件，信號處理單元，對X-射線冷卻的循環(huán)水和冷卻裝置。

（4）取樣標(biāo)定裝置（CSA）：用于收集標(biāo)定樣品裝置。

（5）探頭控制裝置：（PCS）：控制多路器動作，控制測量單元及微處理器，信號的接收及遠(yuǎn)傳轉(zhuǎn)換單元，樣品處理設(shè)備和分析儀探頭的電源，各控制部件的連接端子，帶有控制維護(hù)開關(guān)、高壓射線電源指示燈。

（6）分析儀本地操作站（CLI）：分析儀操作參數(shù)的處理，維護(hù)測量樣品盒的保護(hù)窗口及更換膠卷、操作標(biāo)定取樣裝置

（7）數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳。可將分析儀的數(shù)據(jù)與在線分析儀控制室建立通訊，操作員監(jiān)控報警信息、開啟關(guān)閉一次取樣器、觀察分析數(shù)據(jù)、測量通道開啟或轉(zhuǎn)換至旁路狀態(tài)、開關(guān)取樣泵；與中心控制室建立通訊，中心控制室內(nèi)根據(jù)在線分析儀及時調(diào)整工藝指標(biāo)。

3數(shù)據(jù)模型建立

在線分析儀測量的數(shù)據(jù)精確與否，主要取決于數(shù)據(jù)模型的建立。在庫里厄系列在線分析儀中，所有標(biāo)定樣品都符合正態(tài)分布，即隨機(jī)抽取的所有樣品都是能夠代表現(xiàn)場生產(chǎn)的工藝指標(biāo)。

標(biāo)定數(shù)據(jù)模型主要注意以下幾點(diǎn)：

（1）從標(biāo)定取樣裝置接取的標(biāo)定樣品不能受到污染，在接取樣品前將標(biāo)定取樣裝置用清水沖洗，保證接取的樣品與測量盒內(nèi)的樣品流是一致的。

（2）取樣范圍，采集不同時期不同礦石品位，工藝流程改變，藥劑改變后等各種生產(chǎn)因素變化后的樣品，大量收集標(biāo)定樣品進(jìn)行標(biāo)定。

（3）依據(jù)奧托昆普標(biāo)定說明書建立數(shù)據(jù)模型，如何選擇模型則根據(jù)標(biāo)定樣品中是否有影響被測元素的其他金屬，礦漿的濃度變化范圍。烏山工藝流程中主要金屬元素有Mo、Cu、Fe等，因此選用多元線性模型作為標(biāo)定模型。

（4）取樣、化驗(yàn)結(jié)果、建立數(shù)據(jù)模型，將模型下裝到分析儀。

以上為數(shù)據(jù)模型的建立過程，完成分析儀的標(biāo)定。

4作用

Courier 6SL分析儀支持3組多路器，每一組多路器有6個通道。在烏山選礦廠因工藝原因只投入原礦通道、混合精礦2個通道、尾礦通道4個取樣點(diǎn).原礦和尾礦一次取樣器采用美國熱電公司的縮分取樣器開放、可視、避免取樣器堵塞。礦漿經(jīng)取樣泵和取樣管道到達(dá)多路器等待測量。每次測量都經(jīng)沖洗測量槽、放礦消泡、測量、排空幾個步驟，以免不同通道的礦漿互相污染。

Courier 6SL分析儀設(shè)計具內(nèi)部聯(lián)鎖功能，進(jìn)行維護(hù)和任何打開測量樣品盒等操作時，安全聯(lián)鎖會自動切斷X射線管的電源，避免誤操作造成高能X射線造成人體輻射損傷，正常工作時探頭發(fā)射的X射線的被前端測量盒封閉，不會產(chǎn)生輻射傷害，保證人身安全。

Courier 6SL通訊功能可將分析儀的數(shù)據(jù)與在線分析儀控制室建立通訊，操作員監(jiān)控報警信息、開啟關(guān)閉一次取樣器、觀察分析數(shù)據(jù)、測量通道開啟或轉(zhuǎn)換至旁路狀態(tài)、開關(guān)取樣泵；與中心控制室建立通訊，中心控制室內(nèi)根據(jù)在線分析儀及時調(diào)整工藝指標(biāo)

5分析儀的好處和存在的問題及改進(jìn)措施。

5.1分析儀好處

（1）降低成本：節(jié)約勞動力以及減少在登高取樣過程中的危險程度，減少化驗(yàn)時間，最佳控制藥劑添加量。如下表所示。

（2）提高回收率。中心控制室根據(jù)在線分析儀分析的數(shù)據(jù)，調(diào)整礦量、水量、控制風(fēng)量以及藥劑添加量等各種生產(chǎn)工藝因素，達(dá)到理想回收值。

5.2存在問題及改進(jìn)措施

（1）取樣器容易堵塞。礦漿中含有雜質(zhì)，或者礦石顆粒堆積堵塞取樣器。采取的措施是更換取樣器使用美國熱電公司所分取樣器，開放、可視、便于清理。

（2）分析儀多路器到測量盒的軟管容易堵。增加氣管和細(xì)水管，堵塞時及時用氣管和水管清理。

影響選礦質(zhì)量的因素有礦質(zhì)的品位、礦漿的濃度和細(xì)度、選礦過程的藥劑添加量、風(fēng)量等不斷變化，依靠傳統(tǒng)的化驗(yàn)分析方法，分析周期長，分析結(jié)果滯后于生產(chǎn)，無法作為指導(dǎo)生產(chǎn)的依據(jù)。Courier 6SL分析儀能夠?qū)崟r反映礦漿品位，指導(dǎo)生產(chǎn)提高回收率減少藥劑浪費(fèi)。使用它可以研究各種工藝條件變化帶來的質(zhì)量的影響，對提高選礦工藝的自動化水平有重要的指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]Courier 5i SL在線分析儀在選礦生產(chǎn)中的應(yīng)用[J]. 沈現(xiàn)磊，張棟. 中國礦山工程. 2018（02）