姚良俊，田永红，周 哲

(洛阳栾川钼业集团股份有限公司，河南 洛阳 471500)

0 引 言

在选矿工艺中，各选别作业矿浆金属品位反映了产品质量与回收率等技术指标，是浮选工艺调整的主要依据。传统的矿浆金属品位检测采取人工取制样后化验，存在化验分析数据滞后，无法反映选别工艺的现状和变化趋势，造成产品质量和回收率波动较大。为此引进了奥图泰Courier 6i SL载流荧光分析仪，对选别作业矿浆金属品位进行在线检测，为浮选工艺控制提供实时的检测数据，以稳定选矿技术指标。

1 Courier 6i SL载流X荧光分析仪的组成与特点

1.1 系统结构组成

Courier 6i SL载流X荧光分析系统主要包括：一次取样器、矿浆多路分配器(MXA)、班取样器、一次取样样品返回、分析仪主机(操作柜和本地/远程操作站)、标定取样器CSA、二次取样样品返回、数据通讯系统组成，其组成结构如图1所示。

图1 Courier 6i SL系统结构示意图

1.2 主要性能与特点

1台Courier 6i SL支持24个矿流的检测，可同时测量铁、铜、钼、钨、铅等元素含量，具有以下优点[1]：(1)分辨率高，采用波长色散WDXRF技术，有效降低元素背景干扰；(2)稳定性高，自动测量内置参比样进行漂移校正。(3)检测含量范围0.004%～100%，检测限为3～30 mg/kg。(4)检测速度快，典型测量时间为15～30 s，样品的测量可自定义。(5)检测精度高，低含量元素相对标准偏差为3%～6%，高含量元素相对标准偏差为1%～4%。(6)自动化程度高，整个检测过程的取样、分析、数据发布自动进行，无需人为参与。

2 Courier 6i SL载流X荧光分析仪的设计

2.1 取样点设置与检测元素

根据工艺管理要求，共设置了原矿(3个)、粗精矿(2个)、粗扫尾(2个)、精选一尾、精扫尾、钼精矿共10个矿流，根据产品质量要求，设置了Fe、Cu、Mo、W、Pb共5个元素通道和1个金属浓度散色道。

2.2 一次取样器

一次取样采用气动刮刀管道取样器，取样器结构见图2，在矿浆管道中心设置一个垂直的不锈钢取样管(De50 mm×15 mm)，在取样管中心垂直方向开6～12 mm的缝(根据矿浆流速和取样量确定)，开口正对矿浆流入方向，矿浆流过取样器时在垂直方向全截面被截取，从而保证取样代表性。为防止取样口被杂物堵塞，设置了一个由气缸驱动的刮刀，每次取样前底部的取样阀自动打开，清理取样口，同时上下冲洗水阀打开，对取样管和样品输送管道进行冲洗，防止样品污染和管路堵塞。

图2 刮刀气动取样器

01—气缸；02—气缸安装板；03—防尘圈；04—压盖；05—上法兰；06—上法兰耐磨套；07—阀头；08—取样管；09—耐磨陶瓷；10—矿浆管；11—固定螺丝；13—取样阀；14—上给水阀；15—上给水阀连接板；16—样品输送管；17—下给水管；18—下给水管阀连接板；19—气阀箱；20—气缸活塞杆；21—刮刀；22—底座阀

3 分析仪的标定

3.1 标定样品

标定样品的取制样必须严格控制，并防止样品交叉污染；标定样品化学分析应采取盲样平行测定，且误差不得超过化学允许误差的50%，确保标定样品定值准确。所取样品要有代表性，各种矿石性质的标定样品都应覆盖，因此需要制定分析仪标定计划，可根据矿山不同时期配矿计划、分析仪预标定后检测数据波动来确定适宜的取样时机，短期内频繁取性质相同的样品意义不大。标定所需最少样品数量见表1。

表1 标定所需最少样品数

3.2 标定样品的变化范围和分布[2]

有效的标定应覆盖适宜的元素含量变化范围，元素含量变化范围至少满足表2要求，元素含量变化范围过小时会造成模型的稳定性和精度低。将标定样品元素含量划分为高H、中M、低L 3个区，高区、低区的样品数量15%，中区样品数量60%，其余10%随机。当期望在低区获得更高的精度时，可以通过适当增加低区样品数来实现。当存在元素相互影响时，如元素A和元素B相互影响,样品组合满足表3要求的可以提高精度。

表2 元素含量变化范围

表3 两种元素相互影响组合

3.3 标定模型的选择

3.3.1 简单线性模型

适用于矿浆浓度变化不大，矿石性质均匀，能吸收被测原始X荧光的共存元素含量较小。

Ai=R0+R1×Ni+R2×Nwsc

式中Ai为被测金属含量，Ni为被测金属脉冲计数，Nwsc为散射道脉冲计数，R0、R1、R2为对应的回归系数。

3.3.2 多元线性模型

适用于矿浆浓度和金属含量的变化范围有限，同时含有相互影响的元素，相互影响的元素只影响该关系面的位置。

Ai=R0+R1×N1+R2×N2+……Ri×Ni+Rwsc×Nwsc

式中Ai为被测金属含量，Ni为第i金属通道脉冲计数，Nwsc为散射道脉冲计数，R0～Rwsc为对应的回归系数。

3.3.3 脉冲乘积模型

适用于矿浆浓度变化较宽，浓度对被测金属脉冲计数有显著影响。

Ai=R0+R1×N1×Nwsc+R2×N2×Nwsc+……Ri×Ni×Nwsc+Rwsc×1/Nwsc

式中Ai为被测金属含量，Ni为第i金属通道脉冲计数，Nwsc为散射道脉冲计数，R0～Rwsc为对应的回归系数。

以上3种常用模型，可利用Outocal标定软件模拟，以钼精扫尾矿、钼精矿钼含量为例，3种模型参数对比见表4。

表4 3种模型参数对比

通过3种模型的对比，多元线性模型与脉冲乘积模型基本一致，基于稳定性和精度考虑，采用了多元线性模型。

4 分析仪应用效果

生产钼精矿化学分析结果与分析仪测量结果对比见表5，钼含量平均误差0.10%，相对标准偏差0.65%；铜含量平均误差0.007%，相对标准偏差10.62%；检测数据可及时反映选矿过程指标的现状和变化趋势，起到了及时指导生产的作用。

表5 钼精矿中钼、铜含量化学分析值与分析仪检测对比

5 结 语

实践表明，Courier 6i SL载流X荧光分析仪在浮选工艺控制上起到了“眼睛”的作用，操作人员可以根据在线检测数据掌握工艺指标的变化，及时进行工艺参数调整，在降低工艺指标波动、提高产品质量、降低药剂消耗方面作用显著，为选厂自动化、智能化奠定了基础。在线载流分析仪的应用是否成功，取决于取样系统的可靠性，标定工作质量和维护团队的力量。