智能化礦山基礎(chǔ)建設(shè)-熒光分析儀在線檢測

周 坤，張偉明，朱秋飛

（江西銅業(yè)集團(tuán)有限公司 城門山銅礦，江西 九江 332000）

1 引言

傳統(tǒng)化驗(yàn)檢測手段需經(jīng)過取樣、制樣、化驗(yàn)等工序，最快也需要兩個(gè)小時(shí)才能得知化驗(yàn)結(jié)果，檢測周期長，取樣工作量大，取樣代表性不強(qiáng)［1］。為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程實(shí)時(shí)監(jiān)控，以便操作工及時(shí)調(diào)整流程，以及后續(xù)智能化礦山發(fā)展需求，城門山銅礦選礦廠于2017年9月正式引用BOXA載流X熒光分析儀檢測二期選廠的現(xiàn)場流程。

2 儀器介紹

2.1 分析儀簡介

BOXA載流X熒光分析儀是北京礦業(yè)研究總院自動(dòng)化所自主研制的大型礦漿品位分析系統(tǒng)。該分析儀采用波長色散與能量色散相結(jié)合的X熒光光譜分析方法［2］，實(shí)時(shí)測量礦漿中的金屬元素。分析儀的測量對象是礦漿，礦漿是一種懸濁液，相對于粉末樣，生產(chǎn)線上的礦漿光譜散射本底更加復(fù)雜，并具有多變性和不確定性。X射線熒光光譜本底扣除方法目前有很多相對成熟的技術(shù)，選擇一種適用于分析儀的本底校正方法，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室對比驗(yàn)證和工業(yè)試驗(yàn)精度考察，確認(rèn)該方法可行，滿足選礦生產(chǎn)過程中的礦漿品位實(shí)時(shí)監(jiān)測，達(dá)到指導(dǎo)生產(chǎn)的目的［3］。

2.2 分析儀精度

分析儀可以測量礦漿內(nèi)金屬Cu的品位，測量范圍在 0.001%～50%，相對誤差 0.001%～15%［4］，為驗(yàn)證儀器精度，城門山銅礦選礦廠進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證與現(xiàn)場驗(yàn)證兩種驗(yàn)證形式，驗(yàn)證結(jié)果見表1、表2。

表1 實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證數(shù)據(jù)

表2 生產(chǎn)班樣驗(yàn)證數(shù)據(jù)

由表1、表2可以看出熒光分析儀的精確度滿足實(shí)際生產(chǎn)需求，可以及時(shí)反映出生產(chǎn)現(xiàn)場的變化情況。

3 在城門山銅礦應(yīng)用的特色-國內(nèi)首例非金屬品位測量

城門山銅礦選礦廠每周取兩次標(biāo)定樣，每周利用標(biāo)定數(shù)據(jù)對儀器模型進(jìn)行更新。自2017年9月投用使用至今，熒光分析儀一直保持著良好的運(yùn)轉(zhuǎn)，綜合投用率達(dá)90%以上。另外由于城門山銅礦原礦含硫較高，在生產(chǎn)銅精礦的同時(shí)，也對硫進(jìn)行了浮選，所以現(xiàn)場也須關(guān)注礦漿內(nèi)硫的品位情況。但熒光分析儀只能檢測金屬元素的含量，硫?qū)儆诜墙饘贌o法直接測量，為此城門山銅礦技術(shù)人員根據(jù)對本礦礦石性質(zhì)的研究，發(fā)現(xiàn)礦物中硫的含量與鐵的含量有很強(qiáng)的正相關(guān)性，于是便根據(jù)鐵、鋅的計(jì)數(shù)率創(chuàng)建模型檢測硫的品位，至今運(yùn)轉(zhuǎn)正常。利用熒光分析儀測量非金屬硫品位在國內(nèi)是首次試用，對日后選硫工藝智能化具有里程碑意義。

4 效果評估

4.1 給浮選操作人員提供有效及時(shí)的信息

城門山銅礦選礦廠現(xiàn)有一臺(tái)熒光分析儀，七個(gè)流道信息分別檢測生產(chǎn)流程中七個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的品位，檢測周期為15min，每個(gè)小時(shí)可以提供4次檢測分析數(shù)據(jù)在浮選現(xiàn)場大屏幕上，操作人員通過查看分析數(shù)據(jù)可以及時(shí)、準(zhǔn)確、直觀的了解生產(chǎn)動(dòng)態(tài)。

4.2 穩(wěn)定生產(chǎn)流程

浮選操作工通過對原礦性質(zhì)變化、各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的品位波動(dòng)情況的及時(shí)關(guān)注，即可正確的調(diào)整藥劑、液位、刮量等生產(chǎn)工藝。不僅保證了銅、硫精礦的質(zhì)量、回收率，也控制了藥劑用量，確保藥劑的合理性，避免了浪費(fèi)，達(dá)到生產(chǎn)作業(yè)的前饋控制和事中控制［5］的目的，保證了浮選作業(yè)的穩(wěn)定。

4.3 為選礦廠產(chǎn)品質(zhì)量提供了先進(jìn)的科學(xué)檢測手段

實(shí)踐證明，自X熒光分析儀投用以來，不僅降低了取樣工的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了操作環(huán)境［6］，而且分析儀測量樣品頻率高，代表性強(qiáng)，從而很大程度上提高了檢測（取樣）質(zhì)量，進(jìn)一步縮小理論品位與實(shí)際品位的差別，確保最終產(chǎn)品的質(zhì)量［7］。

4.4 提高礦山生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益

熒光分析儀的應(yīng)用，不僅加強(qiáng)了城門山銅礦選礦廠的內(nèi)部管理，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，而且穩(wěn)定了浮選作業(yè)，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和金屬回收率，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，自2017年投入使用以來，2018年全年銅、硫金屬回收率較2017年分別提高0.04%、1.86%（詳情見表3），多回收銅金屬7.66t，硫金屬4624.7t，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。

表3 城門山銅礦生產(chǎn)情況

5 結(jié)語

（1） 熒光分析儀在城門山銅礦選礦廠的應(yīng)用取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，穩(wěn)定了生產(chǎn)，提高了金屬回收率。

（2） 自動(dòng)化程度高，操作維護(hù)簡單，勞動(dòng)強(qiáng)度低且提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。

（3） 分析結(jié)果準(zhǔn)確，可直接作為生產(chǎn)報(bào)表。

（4） 減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了工作環(huán)境，有明顯的社會(huì)效益。

（5） 設(shè)備運(yùn)行安全，無環(huán)境污染。