张红标，周吉合，汤国翔

（江西铜业集团有限公司贵溪冶炼厂，江西 贵溪 335424）

铜精矿由铜矿石通过选矿工艺提炼而成，是铜冶炼企业的主要原料之一。我国铜冶炼企业对铜精矿的需求量大，除进口国外铜精矿资源外，还需要国内精矿资源供给［1］。目前，江西铜业集团有限公司贵溪冶炼厂（以下简称贵冶）铜精矿年需求量为200余万t，其来源于江铜公司自产矿、国外进口矿、国内混合矿（在贵冶简称为地方矿）。

铜精矿交易属大宗商品交易，为更好地掌握精矿品质情况，满足生产与结算需求，在货物到达工厂后需要进行检验。检验工作的好坏不仅关系到企业的经济命脉，而且在一定程度上还是影响企业的生存和可持续发展的大事［2］。

原料检验过程发现异常，往往会将异常原料送化验分析，依据分析结果判定后续检验工作是否正常开展。化验分析结果耗时长，容易造成检验工作停滞，造成供货车辆积压，不利于原料供需双方的利益。

为满足原料风险防范的要求，实现对原料品质快速检测，防止异常原料入厂，贵冶原料部引入奥林巴斯光谱分析仪辅助原料检验，并结合检验需求对其性能进行调试完善。光谱分析仪使用后，实现了原料品质快速分析，提升了检验效率，降低了检验风险。

1 原料检测现状

1.1 铜精矿成分复杂

中国的矿产资源贫瘠，可利用矿物品位低、粒度细［3］，且矿种品质参差不齐。近年来，混合铜精矿供应量日益增多。供应商将不同品质的铜精矿按一定的比例配成达到预期品位的混合铜精矿。在检验过程中，时常发现混合矿中会掺杂一些含铜固废，如铜冶炼湿法渣、铜屑、废旧电路板等，铜精矿成分越来越复杂。

1.2 作假手法隐蔽性增强

铜精矿中含有高价值的铜金银元素，一些不法供应商往往通过掺杂作假等方式进行谋利。如在不易被取到样品的区域填埋低品位含铜物料或在容易取到样品的区域填埋高品位含铜物料（如铜屑、海绵铜等）。

随着混矿业务的发展，铜精矿作假手法也越来越隐蔽。异常原料无论是从颜色或粒度上都几乎与正常原料一致，质检员通过目测、感官等手段鉴定铜精矿作假变的越来越困难。

1.3 快速分析技术高速发展

目前，随着我国科技不断突飞猛进，高新技术的不断发展，X射线用于元素分析技术快速发展，日趋成熟。手持式光谱分析仪广泛应用于冶金、地质，有色、环卫，环保、矿山等各个领域［4］。

2 手持式光谱分析仪应用探讨

2.1 性能概况

贵冶目前使用的为奥林巴斯DP4050型手持光谱分析仪，如图1所示。手持式光谱分析仪是一种基于XRF（X Ray Fluorescence，X射线荧光）光谱分析技术的光谱分析仪器，主要由X光管、探测器、CPU以及存储器组成。由于其具有重量轻、精度高、性能可靠等特点［5］，使得铜精矿质量判定格外便捷。快速精确的分析结果，可大幅度缩短分析周期，大幅降低昂贵的分析成本，对重大决策快速制定有着重要的作用。

图1 奥林巴斯DP4050型光谱分析仪

2.2 测量原理

由X射线管发出的X射线照射在被分析样品上，激发样品中所含元素的内层电子获得能量跃迁，同时次外层电子向内层跃迁，并释放出试样中分析元素的特征X射线，通过特征X射线的能量判断样品中存在的元素，特征X射线的峰面积计算元素的含量。特征X射线由探测器接收，通过数字信号处理器和PDA计算处理，把最终结果显示在屏幕上。

2.3 仪器校正

便携式XRF测试仪的核心部分是便携式矿石元素分析仪［6］，为确保仪器测试结果精确，需要对仪器进行校正。将分析仪原始测试数据与化验分析数据比对，寻找分析仪各元素检测参数，依据参数建立工作曲线。

贵冶原料部组织技术骨干对铜精矿样品开展调查比对，并联合奥林巴斯分析仪厂家对铜精矿元素测试曲线进行调试，寻找曲线分布规律，建立铜精矿快速检测工作曲线，如图2、图3所示。

图2 Cu元素XRF分析工作曲线

图3 Ag元素XRF分析工作曲线

2.4 分析仪稳定性检测

选取同一份样品，在相同人员，相同条件下重复检测，并对检测数据统计分析。主要目的在于检查分析仪的稳定性。按照上述要求，随机抽取样品，并对抽取的样品重复检测三次，数据统计分析见表1和表2。

由表1、表2可知，奥林巴斯手持式光谱分析仪测量偏差在允差范围内。

表1 分析仪Cu元素稳定性检测 %

表2 分析仪Ag元素稳定性检测

2.5 手持式光谱分析仪的应用探讨

1.为确保检测结果的准确性，奥林巴斯手持光谱分析仪使用前需要进行标定。具体方法：开启分析仪，将探头对准316不锈钢光谱标样进行检测。测量值在光谱分析仪标样范围内即可。

2.奥林巴斯手持光谱分析仪单次检测时间为25 s，25 s后，测量数据基本上不再发生变化。

3.为充分验证手持光谱分析检测结果的准确性，分别采用分析仪快速分析与化验分析两种方法对已知含量的国家标准样品进行检测比对，结果如图4、图5所示，由图可知，Cu元素的差值在1%左右，Ag元素基本吻合较好。这已满足铜精矿质检定性判定需求。

图4 分析仪测试与化验分析Cu品位比对

贵冶原料部将奥林巴斯光谱分析仪主要应用于地方矿初检及异常判定上。主要目的在于充分发挥光谱分析仪的作用，防止异常原料入厂，维护工厂利益。贵冶原料部还完善了汽车铜精矿检验流程：初检必须使用快速分析仪对汽车铜精矿品质波动情况进行检测。具体要求：对同一供货单位车辆在系统中按比例随机抽取车辆进行挖洞。挖洞位置在系统中按照棋盘式布点随机抽取。使用快速分析仪对挖洞处上、中、下部位进行检测。不同部位品质波动超出允差范围报异常评审处理。如使用快速分析仪对A、B、C三家供货单位进行品质检测，检测结果见表3。

表3 某单位快速分析仪Cu元素检测结果%

由表3可知，A单位供货精矿上、中、下部位Cu含量波动值在允差范围内，符合验收要求。B、C两家单位精矿中部、底部Cu品位明显低于其它部位，品质波动较大需要进行异常评审。

3 效果评价

在铜精矿检验中应用快速分析仪，可实现铜精矿品质快速分析，为异常判定提供了数据支撑，提升了检验效率。同时在铜精矿检验风险防范方面发挥了重要作用。如××年××月，贵冶原料质检人员使用快速分析仪检测铜精矿品质情况时，发现距离车厢底部30～40 cm处精矿品位较低。经快速检测，发现该货物其它部位Cu品位为26%、Ag品位为220 g/t，异常区域Cu品位为3%～6%、Ag品位为40 g/t。分别取样送化验分析，化验结果与快速分析仪结果一致。该供应商存在埋点作假行为，已按合同要求对其进行了处罚。

据统计，在快速分析仪的辅助下，贵冶近三年共发现国内地方铜精矿异常300余车，查处精矿底部埋点有意作假行为40余起。

4 结束语

在利益驱使下，一些不法供应商总是千方百计不择手段地投机钻营、弄虚作假，企图侵占企业的经济利益。快速分析仪在铜精矿检验中投入应用，提升了检验效率，降低了检验风险，为工厂的生产与长远发展提供了技术支撑，丰富了同行业铜精矿检验风险防范应对措施。