X型在線鐵品位分析儀在山東某鐵選礦廠中的應用

李德寶 張偉 王政 金鑫

摘要：介紹了在線鐵品位分析儀在山東某鐵選礦廠的應用實踐。對鐵品位分析儀的原理、構成、應用情況進行了介紹，通過實踐證明，設備運行穩定，實時監測品位的變化，起到了指導現場生產、減少損耗、及時穩定工藝的作用。

Abstract： This paper introduces the application practice of online iron grade analyzer in an iron concentrator in Shandong. The principle， composition and application of the iron grade analyzer are introduced. Practice has proved that the equipment operates stably， and real-time monitoring of grade changes plays a role in guiding on-site production， reducing losses and stabilizing the process in time.

關鍵詞：在線品位分析;熒光;鐵

Key words： online grade analysis;fluorescence;iron

中圖分類號：TD463;TD928.9? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）29-0162-02

0? 引言

鋼鐵是國民經濟的基礎，鋼鐵產量是衡量一個國家工業發展程度的主要標志。冶煉鋼鐵離不開選礦，在選礦過程，原料中各種成份的配比對產品質量起著關鍵作用[1]。國內用于測定鐵元素的常規方法為化學分析法，但其工序繁瑣，化驗周期長，工作效率嚴重滯后。需要專門的實驗人員采用特定試劑在實驗室進行，因此不能滿足現代化生產的要求。國際上也有采用雙能量吸收技術檢測鐵品位的儀表[2]，但受限于儀表自身存在輻射性原因，需要增設專門的安環部門，每天需定期巡檢、排查，且放射源保存、回收工作流程繁瑣，增加了相關管理部門工作量。

1? 產品簡介

1.1 測量原理

在線鐵品位分析儀采用高能 X 光管激發礦漿鐵元素顆粒產生特征的能譜，利用能譜分析方法及通過核物理運算方法分析被測量物質中的鐵元素的含量[3]。

1.2 儀表構成說明

在線鐵品位分析儀（不包含現場配套設備）包括分析主體、上位機、取樣系統等。

分析儀主體包括X射線管、探測器、高壓發生器、PLC控制單元、電控單元柜、射線管恒溫系統等[4]。

X射線管：發射出X射線。

探測器：接收被X射線管激發鐵元素的特征能譜，其還包含多道進行能譜分析及輸出。

高壓發生器：產生高直流電壓以驅動X射線管工作發出射線。

PLC控制單元：分析儀核心控制部分，用于控制分析儀正常運行。

上位機包括工控機、顯示器、板卡、應用程序、報警系統等。

取樣系統包括壓力取樣器、取樣器自動清洗等。

壓力形式的取樣器，專為壓力管道在線取樣設計。取樣原理是利用輸送管道內的介質壓力，實現從低液位到高液位檢測儀表的在線取樣。特別適合應用在工藝泵輸送管道的介質取樣。

1.3 儀表指標參數

儀表指標參數如表1所示。

1.4 用途

在線鐵品位分析儀是一種對選礦過程中鐵礦漿品位進行在線檢測的智能儀表。該儀表采用先進的熒光在線檢測技術，采用非接觸式測量，現場工藝環境適用性強，可實現實時在線檢測，該儀表長時間運行穩定、可靠，檢測精度高。

利用在線鐵品位分析儀實現在線檢測應用，可以做到：

檢測結果精確、快速，具備代表性，能夠及時指導生產;

提高產品質量;減少藥劑消耗，提高金屬回收率;

降低能耗物耗，降低人工取樣和化學分析成本。

在線品位分析儀的精確性、可靠性、穩定性是決定自動化控制的關鍵。

2? 技術特征

載流裝置與測量裝置分離，采用非接觸式檢測，載流裝置包括外部緩沖裝置和流體測量裝置，緩沖裝置內含有過濾網，可以過濾礦漿中的雜質，保證被測量的礦漿的可靠性，還可消除因礦漿中的氣泡及狀態發生變化對測量帶來的影響。流體測量裝置殼體采用上、中、下三部分組成，上部為測量裝置進礦口，中部為測量倉，下部為測量裝置出礦口，測量倉中部有窗口，在窗口裝有封閉膜，測量裝置殼體內安裝有射線管、探測器、信號處理器、高壓發生器等設備，探測器信號輸出端連接多道處理器，多道處理器信號輸出端連接工控機，通過軟件可得到特征能譜后，計算得出相應的品位值。產品采用單工藝點單獨流道測量方式，取樣器根據用戶使用條件及需求進行設計、選配。

3? 應用效果

3.1 工藝點情況

分析儀應用于山東某鐵選礦廠鐵精礦品位檢測，并將檢測結果（品位值）上傳至配套主機，實現顯示與數據存儲查詢等功能。生產班組可利用此實時檢測結果指導生產，實現生產工藝優化控制。現場工藝參數表如表2所示。

3.2 安裝設計方案

安裝示意圖如圖1所示。

礦漿取樣器安裝于現場總精礦壓力工藝管道之上，所取礦漿經由取樣閥門組及取樣管道利用管道內自身壓力輸送到緩沖裝置內，礦漿流經過緩沖裝置濾雜及穩流后向下自流流入到分析儀測量測量腔內。

經過測量腔具有代表性的礦樣經過測量后向下自流流入到取樣裝內，如需取樣對儀表進行標定或所取工藝班樣樣品，此取樣裝置根據程序設定所取具有代表性的合格樣品。

3.3 載流系統應用情況

載流系統主要包含取樣器及沖洗裝置，現場鐵精礦輸送管道為泵抽送方式，為用戶選配并設計了壓力取樣器，內部取樣刀口貫穿料流橫截面，避免料流分層對取樣代表性產生影響，取樣器擁有自動沖洗程序功能，通過控制取樣閥門的開關實現上、下沖水的功能，實現對取樣器內部取樣刀及來礦管道的沖洗，防止取樣機構及來礦管道的堵塞，通過PLC程序控制氣動膠管閥，可以實現取樣器采樣的定時開關等功能。

3.4 緩沖系統應用情況

分析儀緩沖系統分為緩沖區、混合區、溢流區三部分，緩沖區使來礦經過一定的緩沖，混合區可使來礦能夠充分混合均勻，避免出現分層現象。使分析儀所測量的礦漿品位與現場實際的品位一致，溢流區是將未完全檢測的礦漿以自流的方式返回現場工藝點，避免了樣品的污染、浪費。

3.5 取樣及回礦方式

現場鐵精礦工藝點采用壓力管道取樣器取樣，壓力方式流入緩沖裝置、分析儀，由于現場分析儀安裝于車間中部，故檢測后的礦漿及緩沖裝置溢流區的礦漿通過自流方式返回鐵精礦泵池。

3.6 應用情況

分析儀對鐵精礦中的鐵品位監測，鐵精礦作為鐵選礦廠工藝流程中最終點，直接影響成品的效益。分析儀在現場應用半年以來，精度及趨勢性方面良好，且對照效果滿足用戶要求。對照趨勢如圖2所示。

4? 結論

在線鐵品位分析儀在山東某鐵選礦廠已經連續使用半年多，在這段時間內，分析儀運行穩定，維護量少，充分發揮了品位及時顯示、穩定生產的作用，對提高產品合格率，降低成本起到了較大作用。①在線鐵品位儀分析儀能夠實時準確的分析出礦漿中鐵元素含量，避免了人工化驗的滯后性，減少人為因素的影響。整個系統工作穩定，維護量少，節省了人力和維護成本，確保了生產穩定性。②在線鐵礦漿品位儀在鐵的選礦方面具有廣泛的適應性，在鐵的選礦中推廣應用的前景非常廣闊。

參考文獻：

[1]林春強.在線礦漿品位分析儀的設計與現場應用[D].大連理工大學，2013.

[2]侯朝勤.鐵礦漿品位在線分析系統的研制[J].同位素，2003（Z1）.

[3]周洪軍.X熒光在線品位分析儀在鹿鳴選礦廠中的應用[J].有色冶金設計與研究，2015（03）.