智能化礦山基礎建設-熒光分析儀在線檢測

周 坤，張偉明，朱秋飛

（江西銅業集團有限公司 城門山銅礦，江西 九江 332000）

1 引言

傳統化驗檢測手段需經過取樣、制樣、化驗等工序，最快也需要兩個小時才能得知化驗結果，檢測周期長，取樣工作量大，取樣代表性不強［1］。為實現生產流程實時監控，以便操作工及時調整流程，以及后續智能化礦山發展需求，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研究總院自動化所自主研制的大型礦漿品位分析系統。該分析儀采用波長色散與能量色散相結合的X熒光光譜分析方法［2］，實時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，生產線上的礦漿光譜散射本底更加復雜，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，選擇一種適用于分析儀的本底校正方法，經過實驗室對比驗證和工業試驗精度考察，確認該方法可行，滿足選礦生產過程中的礦漿品位實時監測，達到指導生產的目的［3］。

2.2 分析儀精度

分析儀可以測量礦漿內金屬Cu的品位，測量范圍在 0.001%～50%，相對誤差 0.001%～15%［4］，為驗證儀器精度，城門山銅礦選礦廠進行了實驗室驗證與現場驗證兩種驗證形式，驗證結果見表1、表2。

表1 實驗室驗證數據

表2 生產班樣驗證數據

由表1、表2可以看出熒光分析儀的精確度滿足實際生產需求，可以及時反映出生產現場的變化情況。

3 在城門山銅礦應用的特色-國內首例非金屬品位測量

城門山銅礦選礦廠每周取兩次標定樣，每周利用標定數據對儀器模型進行更新。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轉，綜合投用率達90%以上。另外由于城門山銅礦原礦含硫較高，在生產銅精礦的同時，也對硫進行了浮選，所以現場也須關注礦漿內硫的品位情況。但熒光分析儀只能檢測金屬元素的含量，硫屬于非金屬無法直接測量，為此城門山銅礦技術人員根據對本礦礦石性質的研究，發現礦物中硫的含量與鐵的含量有很強的正相關性，于是便根據鐵、鋅的計數率創建模型檢測硫的品位，至今運轉正常。利用熒光分析儀測量非金屬硫品位在國內是首次試用，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的信息

城門山銅礦選礦廠現有一臺熒光分析儀，七個流道信息分別檢測生產流程中七個關鍵點的品位，檢測周期為15min，每個小時可以提供4次檢測分析數據在浮選現場大屏幕上，操作人員通過查看分析數據可以及時、準確、直觀的了解生產動態。

4.2 穩定生產流程

浮選操作工通過對原礦性質變化、各個關鍵點的品位波動情況的及時關注，即可正確的調整藥劑、液位、刮量等生產工藝。不僅保證了銅、硫精礦的質量、回收率，也控制了藥劑用量，確保藥劑的合理性，避免了浪費，達到生產作業的前饋控制和事中控制［5］的目的，保證了浮選作業的穩定。

4.3 為選礦廠產品質量提供了先進的科學檢測手段

實踐證明，自X熒光分析儀投用以來，不僅降低了取樣工的勞動強度，改善了操作環境［6］，而且分析儀測量樣品頻率高，代表性強，從而很大程度上提高了檢測（取樣）質量，進一步縮小理論品位與實際品位的差別，確保最終產品的質量［7］。

4.4 提高礦山生產的經濟效益

熒光分析儀的應用，不僅加強了城門山銅礦選礦廠的內部管理，提高了勞動生產率，而且穩定了浮選作業，提高了產品的質量和金屬回收率，具有良好的經濟效益，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，具有顯著的經濟效益和環保效益。

表3 城門山銅礦生產情況

5 結語

（1） 熒光分析儀在城門山銅礦選礦廠的應用取得了較好的經濟效益，穩定了生產，提高了金屬回收率。

（2） 自動化程度高，操作維護簡單，勞動強度低且提高了勞動生產率。

（3） 分析結果準確，可直接作為生產報表。

（4） 減輕了工人的勞動強度，改善了工作環境，有明顯的社會效益。

（5） 設備運行安全，無環境污染。