智能化矿山基础建设-荧光分析仪在线检测

2020-04-22张伟明朱秋飞

铜业工程 2020年1期

周坤，张伟明，朱秋飞

（江西铜业集团有限公司城门山铜矿，江西九江 332000）

1 引言

传统化验检测手段需经过取样、制样、化验等工序，最快也需要两个小时才能得知化验结果，检测周期长，取样工作量大，取样代表性不强［1］。为实现生产流程实时监控，以便操作工及时调整流程，以及后续智能化矿山发展需求，城门山铜矿选矿厂于2017年9月正式引用BOXA载流X荧光分析仪检测二期选厂的现场流程。

2 仪器介绍

2.1 分析仪简介

BOXA载流X荧光分析仪是北京矿业研究总院自动化所自主研制的大型矿浆品位分析系统。该分析仪采用波长色散与能量色散相结合的X荧光光谱分析方法［2］，实时测量矿浆中的金属元素。分析仪的测量对象是矿浆，矿浆是一种悬浊液，相对于粉末样，生产线上的矿浆光谱散射本底更加复杂，并具有多变性和不确定性。X射线荧光光谱本底扣除方法目前有很多相对成熟的技术，选择一种适用于分析仪的本底校正方法，经过实验室对比验证和工业试验精度考察，确认该方法可行，满足选矿生产过程中的矿浆品位实时监测，达到指导生产的目的［3］。

2.2 分析仪精度

分析仪可以测量矿浆内金属Cu的品位，测量范围在 0.001%～50%，相对误差 0.001%～15%［4］，为验证仪器精度，城门山铜矿选矿厂进行了实验室验证与现场验证两种验证形式，验证结果见表1、表2。

表1 实验室验证数据

表2 生产班样验证数据

由表1、表2可以看出荧光分析仪的精确度满足实际生产需求，可以及时反映出生产现场的变化情况。

3 在城门山铜矿应用的特色-国内首例非金属品位测量

城门山铜矿选矿厂每周取两次标定样，每周利用标定数据对仪器模型进行更新。自2017年9月投用使用至今，荧光分析仪一直保持着良好的运转，综合投用率达90%以上。另外由于城门山铜矿原矿含硫较高，在生产铜精矿的同时，也对硫进行了浮选，所以现场也须关注矿浆内硫的品位情况。但荧光分析仪只能检测金属元素的含量，硫属于非金属无法直接测量，为此城门山铜矿技术人员根据对本矿矿石性质的研究，发现矿物中硫的含量与铁的含量有很强的正相关性，于是便根据铁、锌的计数率创建模型检测硫的品位，至今运转正常。利用荧光分析仪测量非金属硫品位在国内是首次试用，对日后选硫工艺智能化具有里程碑意义。

4 效果评估

4.1 给浮选操作人员提供有效及时的信息

城门山铜矿选矿厂现有一台荧光分析仪，七个流道信息分别检测生产流程中七个关键点的品位，检测周期为15min，每个小时可以提供4次检测分析数据在浮选现场大屏幕上，操作人员通过查看分析数据可以及时、准确、直观的了解生产动态。

4.2 稳定生产流程

浮选操作工通过对原矿性质变化、各个关键点的品位波动情况的及时关注，即可正确的调整药剂、液位、刮量等生产工艺。不仅保证了铜、硫精矿的质量、回收率，也控制了药剂用量，确保药剂的合理性，避免了浪费，达到生产作业的前馈控制和事中控制［5］的目的，保证了浮选作业的稳定。

4.3 为选矿厂产品质量提供了先进的科学检测手段

实践证明，自X荧光分析仪投用以来，不仅降低了取样工的劳动强度，改善了操作环境［6］，而且分析仪测量样品频率高，代表性强，从而很大程度上提高了检测（取样）质量，进一步缩小理论品位与实际品位的差别，确保最终产品的质量［7］。

4.4 提高矿山生产的经济效益

荧光分析仪的应用，不仅加强了城门山铜矿选矿厂的内部管理，提高了劳动生产率，而且稳定了浮选作业，提高了产品的质量和金属回收率，具有良好的经济效益，自2017年投入使用以来，2018年全年铜、硫金属回收率较2017年分别提高0.04%、1.86%（详情见表3），多回收铜金属7.66t，硫金属4624.7t，具有显著的经济效益和环保效益。