周洪军，陈树军，林洪征，温晓光，张伟，尹兆余，于浩，邵得奇

（丹东东方测控技术股份有限公司，辽宁丹东 118002）

X荧光在线品位分析仪在鹿鸣选矿厂中的应用

周洪军，陈树军，林洪征，温晓光，张伟，尹兆余，于浩，邵得奇

（丹东东方测控技术股份有限公司，辽宁丹东 118002）

根据鹿鸣现场要求同时检测Cu、Mo元素的特点，对X荧光在线品位分析仪进行了针对性设计与改进。伊春鹿鸣选矿厂的应用实践证明，该设备运行稳定，能实时监测品位的变化，起到指导现场生产，及时稳定工艺的作用。

X荧光；在线分析；铜钼；磨浮

在选矿工艺中，监测各个工艺点的实时品位意义重大。传统的人工取样、制样、化验的方法具有工作劳动强度大，人力物力财力耗费严重，指导工艺存在滞后等缺点。X荧光在线品位分析仪能够实时检测多个工艺点的品位变化，并给出分析数据，现场工人可以根据分析数据及时调整生产，稳定工艺，提高产品质量和金属回收率，减少化验数量，降低劳动强度，节约成本，能较好地解决传统方法带来的问题[1-2]。

鹿鸣矿业是集钼矿采矿、选矿于一体的大型有色金属矿山企业。拥有位居国内前列的单一钼矿资源，钼金属资源储量751.8 kt。矿山生产规模为日处理矿石50 kt，年处理矿石15 000 kt。鹿鸣矿业于2013年引进了X荧光在线品位分析仪,实时检测5个工艺点的品位变化。本文拟对该项目中采用的X荧光在线品位分析仪的设计与应用进行分析介绍。

1 分析仪的设计原理及针对性改进

1.1 基本原理

莫塞莱早在1913年详细研究了不同元素的特征X射线，确立了原子序数Z与X射线波长之间的关系，即不同元素的同名特征X射线光谱的波长的平方根的倒数与原子序数成正比[3]。

式中：Q为常数；σ为屏蔽常数。

X荧光在线品位分析仪即是采用高分辨率的探测器，并利用新型的核电子技术和多种核分析技术，通过分析物料中各种元素所被激发出的特征X射线能量和强度，进而分析被测量物质中的元素种类和含量。

1.2 分析仪构成

X荧光在线多元素分析仪包括探测系统(移动行走装置、探测器腔体、气动装置等）、主机系统(包括信号处理主机、工业控制计算机、应用程序、报警系统等)、载流系统(包括分析流道、自动取样装置、搅拌器等)、电控系统(包括PLC控制单元、组态控制触摸屏、电控单元柜)4大部分，同时根据现场矿浆情况选配矿浆取样器[4]。如图1所示。

图1 分析仪结构

1.3 放射源的选择

由于鹿鸣现场要求同时检测Cu、Mo元素,依据理论及实践经验,为了更好地激发矿浆中的Cu、Mo元素，在该项目分析仪的设计上增加计数率,减小误差,分析仪的激发装置采用双源的结构，放射源同时选择Am-241和Pu-238，强度为50 mCi。

1.4 分析仪改进

本台分析仪在原有分析仪的基础上进行了升级改造,由原先的单道改升级为多道,因此阈值标定工作即可由软件来完成,软件界面等功能也进行升级,操作更加方便,界面更加友好。分析仪与主控室的数据传输改为光纤传输。算法上增加了数据平滑算法以及稳峰算法等,提高了仪器的稳定性。

多道相对于以前的单道,最大计数率有了明显的提高,从3 Kcps提高到10 Kcps；电路板体积明显变小,结构紧凑,并采用独立的屏蔽铝盒封装,很好地提高了其电磁兼容性能；设计红绿黄3种颜色9个指示灯,以便判断多道是否正常运行,出故障时能够快速定位；与上位机数据传输采用网口形式,使数据传输更加稳定。

2 工艺情况

现场工艺流程及取样点位置见图2。

如图2所示，分析仪设置了5个取样点，分别为1系列钼快速浮选精矿、2系列钼快速浮选精矿、1、2系列钼快速浮选精混合样、钼精矿、钼精扫选尾矿。分析仪位于浓密机下平台位置，1系列钼快速浮选精矿、2系列钼快速浮选精矿、两个系列钼快速浮选精混合样、钼精矿通过自流取样器进行取样，样品通过管道自流到分析仪。钼精扫选尾矿取样点设置在压力管道上，通过压力取样器进行取样并引入到分析仪中。1系列钼快速浮选精矿、2系列钼快速浮选精矿、1、2系列钼快速浮选精混合样3种矿浆一起流入到泵池中，通过渣浆泵返回到擦洗3泵池，钼精矿自流到泵池中，通过渣浆泵返回到钼矿精浓密机中，钼精扫选尾矿自流到泵池中，通过渣浆泵返回到选铜前浓密机[5]。

图2 现场工艺流程及取样点位置

泵池的上方设置有液位传感器，当泵池的液位高时，系统通过控制变频器自动调高渣浆泵的频率，当液位达到警界位时，系统自动关闭取样器，切断引流。当泵池的液位变低时，系统通过控制变频器自动调低渣浆泵的频率，当液位过低时，系统自动关闭渣浆泵，以防止渣浆泵空转。由于现场钼快速浮选精矿、钼精矿多为泡沫性质来矿，因此在回矿泵池上方加有泵池冲洗水，防止渣浆泵长期抽送泡沫给泵带来不必要损耗。

现场分析仪下方安装了事故泵,直接回到钼扫选工艺点,以防止现场回矿泵池出现事故时造成矿浆浪费及对现场卫生带来不必要的污染。自动取样器的取样刀口贯穿料流横截面,避免料流分层对取样代表性的影响,取样器设置自动冲洗功能,通过控制气动阀门的开关实现上冲水和下冲的功能,实现对取样器取样刀及来矿管道的冲洗,防止堵塞,通过PLC程序控制气动阀可以实现取样器的定时开关等功能。

3 标定

X荧光在线品位分析仪是一种相对分析的仪器，在工厂中安装后进行调试时,必须对仪器进行标定。标定质量的好坏,直接关系到品位分析仪的精度。因此,标定样品采集时,应该符合工艺的实际情况,保证取样的代表性及取样数量（至少30个有效样品）,品位范围覆盖整个工艺的变化情况,同时也要保证标定样品品位化验的精度。

标定时,首先拟定几个数学模型,利用回归分析程序,输入标定样品计数率以及对应的化验品位,求出每个数字模型的各项系数,将几个数字模型进行对比,选取相关系数大的,标准偏差小的数学模型,并输入到软件中，至此，标定工作完成。标定效果的好坏还需要实践检验，根据实际情况再增补数据，逐步完善数学模型，提高数学模型的适应性。

从目前情况来看,X荧光分析仪的显示值与化验值比较接近,由于现场品位范围跨度大,个别数据存在较大偏差,但是整个趋势非常明显，相关系数都在0.98以上,足以指导现场生产。具体情况如表1、表2、图3、图4所示。

表1 一系列钼快速浮选精矿含钼数据 %

图3 一系列钼快速浮选精矿含钼趋势

表2 一系列钼快速浮选精矿含铜数据 %

图4 一系列钼快速浮选精矿含铜趋势

4 结论

目前，该X荧光在线品位分析仪在鹿鸣矿业现场已经连续使用1年多，在此期间内，分析仪运行稳定，维护量较少，做到了对品位变化的实时监测，对指导现场生产，提高产品合格率，降低成本，稳定生产起到了较大作用。

[1] 赵洪涛.荧光在线品位分析仪在高锍磨浮铜镍分选工艺中的应用[J].有色冶金设计与研究，2014(5):56-58.

[2] 季枫.在线多元素分析仪在红岭铅锌矿的应用[J].世界有色金属, 2014(8):45-47.

[3] 吉昂.能量色散X射线荧光光谱[M].北京：科学出版社,2011：2-4.

[4] 尹兆余.一种工业在流多元素分析仪表的设计[J].中国采选技术十年回望与展望,2012:636-637.

[5] 张伟.多元素分析在钼精矿生产工艺中的应用实践[J].有色金属（矿山部分）,2009(11)：75-78.

Application of X-ray Fluorescence On-line Analyzer in Luming Concentrator

ZHOU Hongjun,CHEN Shujun,LIN Hongzheng,WEN Xiaoguang,ZHANG Wei,YIN Zhaoyu, YU Hao,SHAO Deqi
(Dandong Dongfang Measurement&Control Technology Co.,Ltd.,Dandong,Liaoning 118002,China)

Elements(copper and molybdenum)are required to be measured at the same time in Luming site;X-ray fluorescence on-line grade analyzer shall be designed and improved specifically.Application and practice in Yinchun Luming Concentrator proves that this equipment runs steadily and can monitor grade variation in time,and plays the role of instructing site production and stabilizing the process.

X-ray fluorescence;on-line analysis;copper and molybdenum;grinding and flotation

TP273

B

1004-4345(2015)03-0045-03

2015-03-23

周洪军（1980—），男，工程师，主要从事在线仪表研发工作。