Courier6SL分析仪在矿山中的应用

张丽红

摘要：我国的选矿厂自动化的发展水平远没有化工、电力等行业的自动化发展快，更落后于发达国家。选矿工业存在的普遍问题是能耗高、效率低、劳动强度大、选矿技术指标低，而且随矿石的性质及工艺流程操作的不稳定，很难达到预期的控制指标。解决这些问题的重要途径之一是开发研究适合选矿工艺生产过程的技术、设备、仪器仪表，实现选矿过程的自动化。

关键词：Courier 6SL分析仪；矿山；应用

影响选矿质量的因素有细度、浓度、品位。传统的人工采样存在以下的几点问题，人工取样耗时长、样品具有代表性不强、矿样容易受污染、化验结果需要时间长不能直接指导工艺流程等诸多因素，制约选矿工艺的发展。Courier 6SL在线分析仪可及时准确的测量矿浆的浓度、品位，有效的指导工艺流程、节约药剂、控制产品指标及提高尾矿回收率起到关键的作用。是实现选矿自动化的重要标志。以下将介绍Courier 6SL在线分析仪的基本原理、组成结构、使用方法及使用过程中存在的问题。

1.原理

1.1基本原理

矿浆载流X射线型分析仪是采用X射线管产生的X射线作为激发源，X射线管用电子方法产生X射线，X射线照射到样品上激发出被测元素的特征X射线，每一种元素在元素周期表都对应一种特征的辐射能量即特征波长。基于这种原理，各种元素可被互相区分出来，通过确定每一种元素独自的荧光射线强度，可获得样品中与被测元素含量成正比的信号，所测信号再转换成数字形式并应用于分析计算，最后得出样品所含元素的品位值。

1.1Courier 6SL分析仪工作原理

Courier 6SL分析仪系统是基于波长色散X-射线荧光（WDXRF）原理。如图1为分析仪的探头框图。样品由取样器经取样管道到达多路器，测量时由多路器切割样品进入多路器样品槽。因各取样点的矿流都汇集在多路器处，根据各通道开启的顺序，依次循环进行测量。矿浆样品从样品槽进入测量样品盒，在测量盒内对样品进行辐射和元素含量测量。测量原理是，X-射线管产生一次X-射线，当X射线照射到样品上激发出被测元素的特征射线，经分光计调整传递所测元素的荧光，通过探测器换算成电脉冲，再由前置放大器将电脉冲放大后，由脉冲处理单元（PPU）进行整形、放大、计数，最后将数据交处理结显示到显示器中。

2 分析仪系统结构组成

Courier 6SL系统组成结构如图2所示。

分析仪的整个系统主要由取样系统、测量系统、返回系统等结构组成，Courier 6SL系统包括以下几点：

（1）一次取样系统：取样器、取样管道、取样泵、取样冲洗水组成。

（2）二次取样系统多路器和分离器（MXA，DMA）：每一组多路器由1-6个取样通道组成。多路器包括自动班取样系统，通过設定班取样时间按设定间隔自动班取样。多路器测量槽下橡胶阀，可以截取一小部分被测样品进行分析，除去金属泡沫经测量软管至分析仪探头装置进入测量单元。信号分离器把样品流量通过校准抽样器又导回至返回管道。

（3）分析仪探头（PRR，CCA）：包括高压X射线管，样品盒，参比样和带动参比样动作的机械结构，前置放大器，安全联锁保护装置的气路及相应的电子元器件，信号处理单元，对X-射线冷却的循环水和冷却装置。

（4）取样标定装置（CSA）：用于收集标定样品装置。

（5）探头控制装置：（PCS）：控制多路器动作，控制测量单元及微处理器，信号的接收及远传转换单元，样品处理设备和分析仪探头的电源，各控制部件的连接端子，带有控制维护开关、高压射线电源指示灯。

（6）分析仪本地操作站（CLI）：分析仪操作参数的处理，维护测量样品盒的保护窗口及更换胶卷、操作标定取样装置

（7）数据远传。可将分析仪的数据与在线分析仪控制室建立通讯，操作员监控报警信息、开启关闭一次取样器、观察分析数据、测量通道开启或转换至旁路状态、开关取样泵；与中心控制室建立通讯，中心控制室内根据在线分析仪及时调整工艺指标。

3数据模型建立

在线分析仪测量的数据精确与否，主要取决于数据模型的建立。在库里厄系列在线分析仪中，所有标定样品都符合正态分布，即随机抽取的所有样品都是能够代表现场生产的工艺指标。

标定数据模型主要注意以下几点：

（1）从标定取样装置接取的标定样品不能受到污染，在接取样品前将标定取样装置用清水冲洗，保证接取的样品与测量盒内的样品流是一致的。

（2）取样范围，采集不同时期不同矿石品位，工艺流程改变，药剂改变后等各种生产因素变化后的样品，大量收集标定样品进行标定。

（3）依据奥托昆普标定说明书建立数据模型，如何选择模型则根据标定样品中是否有影响被测元素的其他金属，矿浆的浓度变化范围。乌山工艺流程中主要金属元素有Mo、Cu、Fe等，因此选用多元线性模型作为标定模型。

（4）取样、化验结果、建立数据模型，将模型下装到分析仪。

以上为数据模型的建立过程，完成分析仪的标定。

4作用

Courier 6SL分析仪支持3组多路器，每一组多路器有6个通道。在乌山选矿厂因工艺原因只投入原矿通道、混合精矿2个通道、尾矿通道4个取样点.原矿和尾矿一次取样器采用美国热电公司的缩分取样器开放、可视、避免取样器堵塞。矿浆经取样泵和取样管道到达多路器等待测量。每次测量都经冲洗测量槽、放矿消泡、测量、排空几个步骤，以免不同通道的矿浆互相污染。

Courier 6SL分析仪设计具内部联锁功能，进行维护和任何打开测量样品盒等操作时，安全联锁会自动切断X射线管的电源，避免误操作造成高能X射线造成人体辐射损伤，正常工作时探头发射的X射线的被前端测量盒封闭，不会产生辐射伤害，保证人身安全。

Courier 6SL通讯功能可将分析仪的数据与在线分析仪控制室建立通讯，操作员监控报警信息、开启关闭一次取样器、观察分析数据、测量通道开启或转换至旁路状态、开关取样泵；与中心控制室建立通讯，中心控制室内根据在线分析仪及时调整工艺指标

5分析仪的好处和存在的问题及改进措施。

5.1分析仪好处

（1）降低成本：节约劳动力以及减少在登高取样过程中的危险程度，减少化验时间，最佳控制药剂添加量。如下表所示。

（2）提高回收率。中心控制室根据在线分析仪分析的数据，调整矿量、水量、控制风量以及药剂添加量等各种生产工艺因素，达到理想回收值。

5.2存在问题及改进措施

（1）取样器容易堵塞。矿浆中含有杂质，或者矿石颗粒堆积堵塞取样器。采取的措施是更换取样器使用美国热电公司所分取样器，开放、可视、便于清理。

（2）分析仪多路器到测量盒的软管容易堵。增加气管和细水管，堵塞时及时用气管和水管清理。

影响选矿质量的因素有矿质的品位、矿浆的浓度和细度、选矿过程的药剂添加量、风量等不断变化，依靠传统的化验分析方法，分析周期长，分析结果滞后于生产，无法作为指导生产的依据。Courier 6SL分析仪能够实时反映矿浆品位，指导生产提高回收率减少药剂浪费。使用它可以研究各种工艺条件变化带来的质量的影响，对提高选矿工艺的自动化水平有重要的指导意义。

参考文献：

[1]Courier 5i SL在线分析仪在选矿生产中的应用[J]. 沈现磊，张栋. 中国矿山工程. 2018（02）