BOXA型载流X荧光品位分析仪在白音诺尔铅锌矿的应用.pdf

1 8 2 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年增刊 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 7 ．z 1 ．0 4 0 B O X A 型载流x 荧光品位分析仪在 白音诺尔铅锌矿的应用 孙学方1 ，第旺平2 ，赵建军1 ，王伟2 ，李连俭2 1 ．北京矿冶研究总院矿冶过程自动控制技术国家重点实验室矿冶过程自动化控制技术北 京市重点实验室，北京1 0 2 6 2 8 ；2 ．赤峰中色白音诺尔矿业有限公司，内蒙古赤峰0 2 5 4 7 3 摘要赤峰中色白音诺尔矿业公司二选厂最初对工艺流程的判断主要通过人工目测和每班取临时样方式，具有很大的 局限性、盲目性。为了实时地监测生产流程中各流道的品位，给现场工人的操作提供实时、准确的依据，赤峰中色白音诺尔矿 业有限公司引入T ；I t 京矿冶研究总院研制的B O X A 型载流X 荧光品位分析仪。本文介绍了B O X A 型载流X 荧光品位分析 仪，及其在现场的实际应用。通过分析仪投用前后半年内选矿厂的工艺数据对比，表明该设备能够指导现场工人进行实时操 作，为选矿厂带来比较明显的经济效益。 关键词选矿；品位分析仪；应用 中图分类号T D 9 2 8 ．9文献标志码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 7 S 0 - 0 1 8 2 - 0 7 A p p l i c a t i o no fO n - s t r e a mX - r a yF l u o r e s c e n c eG r a d eA n a l y z e r i nB a i y i n n u o e rL e a d ．z i n cM i n e S U NX u e f a n g 。，D IW a n g p i n 9 2 ，Z H A Om 咖n 。，W A N GW e i2 ，L IL i a n j i a n 2 J ．B e i j i n gK e yL a b o r a t o r yo fP r o c e s sA u t o m a t i o ni nh 以n i n g M e t a l l u r g y ，S t a t eK e yL a b o r a t o r yo fP r o c e s s A u t o m a t i o ni nM i n i n g M e t a l l u r g y ．B e i j i n gG e n e r a lR e s e a r c hI n s t i t u t eo fM i n i n ga n dM e t a l l u r g y ，B e i j i n g1 0 2 6 2 8 ， C h i n a 2 ．C h i f e n gZ h o n g s eB a i y i n n u o e rM i n i n gL i m i t e dC o m p a n y ，C h i f e n gI n n e rM o n g o l i aD 2 算刀，C h i n a A b s t r a c t T h ej u d g m e n to ft h eo r i g i n a lp r o c e s si nt h es e c o n dp l a n to fC h i f e n gZ h o n g S eB a i y i n n u o e rM i n i n g L i m i t e dc o m p a n ym a i n l y t h r o u g ha r t i f i c i a l v i s u a la n dt a k et e m p o r a r ye v e r yc l a s s ，w h i c hh a sl i m i t a t i o n sa n d b l i n d n e s s ．I no r d e rt om o n i t o rt h er e a l t i m eg r a d eo fe a c hc h a n n e li nt h ep r o d u c t i o np r o c e s s ，a n dp r o v i d er e a l t i m e a n da c c u r a t eb a s i sf o ro n s i t e o p e r a t i o n o fw o r k e r s ．C h i f e n gZ h o n g s eB a i y i n n u o e rM i n i n gL i m i t e dC o m p a n y i n t r o d u c e dB O X AC u r r e n tc a r r i e rX r a yf l u o r e s c e n c eg r a d ea n a l y z e rd e v e l o p e db yB e i j i n gG e n e r a lR e s e a r c hI n s t i t u t e o fM i n i n g M e t a l l u r g y ．T h i sp a p e ri n t r o d u c eB O X AC u r r e n tc a r r i e rX - r a yf l u o r e s c e n c eg r a d ea n a l y z e r ，a n di t s p r a c t i c a la p p l i c a t i o no ns i t e ．C o m p a r i s o no ft h ep l a n tp r o c e s sd a t ai nh a l fay e a rb ya n a l y z e rb e f o r ea n da f t e rt h r o w i n ，i ts h o w st h a tt h ee q u i p m e n tc a ng u i d et h er e a lt i m eo p e r a t i o no ft h ew o r k e r sa n db r i n gm o r eo b v i o u se c o n o m i c b e n e f i t st ot h ep l a n t ． K e yw o r d s f l o t a t i o n ；a n a l y z e r ；a p p l i c a t i o n ． 赤峰中色白音诺尔选矿厂在浮选过程中对工艺 流程的品位检测主要通过浮选工目测及人工取样化 验的方式。但是人工目测取决于操作工在平时工作 中的经验，具有一定的盲目性、不准确性；而人工取 样化验又具有滞后性，从而造成对选矿工艺指标掌 握不及时，造成铅精矿、锌精矿产品质量波动较 大⋯。为了提高铅精矿、锌精矿的产品质量，提高铅 精矿、锌精矿回收率并降低药剂消耗，选矿厂采用了 北京矿冶研究总院研制的B O X A - I I I 型载流X 荧光 品位分析仪。这套系统可以实时准确的检测各取样 点的矿浆品位，为浮选工进行工艺操作和药剂调整 提供了数据支持，达到了指导生产、降本增效的目 的‘2 | 。 1 选矿厂基本情况 赤峰中色白音诺尔矿业公司二选厂生产规模为 收稿日期2 0 1 7 - 0 4 - 2 4 作者简介孙学方 1 9 8 3 ． ，男，河北泊头人，硕士，工程师，主要从事选矿在线分析设备的产品设计、工程设计工作。 万方数据 2 0 1 7 年增刊孙学方等B O X A 型载流x 荧光品位分析仪在白音诺尔铅锌矿的应用 1 8 3 9 6 万t ／a 。矿石中主要金属矿物为方铅矿、闪锌矿， 其次为黄铁矿、黄铜矿、褐铁矿和磁黄铁矿等；非金 属矿物主要是钙铁辉石、石榴石，其次是石英、方解 石、角闪石等。物相分析结果表明铅的硫化相占 9 2 ．2 5 ％；锌的硫化相占9 0 ．3 7 ％；银主要以自然银或 单体银存在，其占有率为4 4 ．3 6 ％，方铅矿中含银 1 5 ．4 3 ％。 磨矿流程采用二段一闭路流程，磨矿产品细度 为一7 4 斗m6 0 ％～6 5 ％。一段磨矿产品进入一段砂 泵池，由砂泵扬送至旋流器，旋流器溢流经二段旋流 器分级，沉砂自流至球磨机进行二段磨矿；二段磨矿 产品进人二段砂泵池，由砂泵扬送至二段旋流器，旋 流器溢流自流至铅浮选搅拌槽进行调浆。 浮选流程采用优先选铅再选锌优选流程。铅、 锌浮选都采用一次粗选、四次精选、三次扫选流程。 矿浆由铅浮选前调浆槽自流至铅粗选作业，粗选精 矿进行分级再磨，分级磨矿后产品进行四次精选后 得到铅精矿，铅精矿自流至砂泵池，由渣浆泵扬送至 铅脱水浓密机，粗选尾矿进行三次扫选，扫选尾矿自 流至锌浮选前搅拌槽。 矿浆由锌浮选前调浆槽自流至锌粗选作业，粗 选精矿进行分级再磨，分级磨矿后产品进行四次精 选后得到锌精矿，锌精矿自流至砂泵池，由渣浆泵扬 送至锌脱水浓密机，粗选尾矿进行三次扫选，得到扫 选尾矿。 2 B O X A 型品位分析仪的系统组成 2 ．1 系统组成 B O X A 型品位分析仪系统一般由一次取样系 统、矿浆多路分配器、分析仪主机和矿浆返回系统组 成，并配置大屏幕数据发布系统等。分析仪系统组 成结构如图1 所示∞J 。 图1B O X A 型品位分析仪结构图 F i g ．1 S t r u c t u r e 、h a r to fB O X Ag r a d ea n a l y z e r 2 ．2 产品特点 B O X A 型分析仪最多可对2 4 个样品流同时测量 铜、铁、钼、铅、锌等元素含量和浓度，并可间接测量 硫的含量。分析仪的每个元素通道采用波长色散和 能量色散相结合的x 荧光分析技术。同时还具有以 下特点 1 参比自动执行和分析，用于补偿仪器的长期 漂移； 2 采用散射道补偿技术，用于计算浓度以及补 偿由矿浆浓度波动带来的误差； 3 测量范围0 ．0 1 ％～1 0 0 ％质量百分比。 4 大多数元素检测下限矿浆中元素含量3 3 0 制 恤g ／g o 5 灵敏度。对大多数元素，对于品位为1 ％的 含量水平，能够检测出0 ．0 1 ％的变化，可信度为 9 5 ％。 6 短期稳定性。特定工作场合下，测量稳定性 为0 ．3 ％。 7 长期稳定性。仪器长期漂移可通过自动测量 内置参比样进行补偿。 8 高分辨率。高分辨率的分光器可避免相邻元 素的谱峰重叠。 9 测量精度。较低含量的精度3 ％～6 ％；较高 含量的精度1 ％～4 ％ 万方数据 1 8 4 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年增刊 B O X A 型载流x 荧光分析采用的波长色散 能 量色散的分析技术，其原理见图2 ，与传统的波长色 5 0 斗膜片窗阵、、 散为主的x 荧光分析仪器相比，建模精度更高、测量 更加稳定‘引。 样品An2 5 L ／。i 。 分析仪探头 就地人机界面 1 m m 撇- ‘，， 控制有髓性臁流矿浆经过敏感嚣怂 制冷和温度控制系统 R i t t a l 机柜空调 口 样品控制 到} 1 出 ；扩展板2 } 每电 数据 图2B O X A 的波长色散 能量色散分析技术原理图 F i g ．2 B O X As c h e m a t i cd i a g r a mo fw a v e l e n g t hd i s p e r s i o n e n e r g yd i s p e r s i o na n a l y s i st e c h n o l o g y 3工程设计 整个系统的工程设计是根据现场分析仪室的位 置、各取样点的高差、坡度和矿浆性质等因素综合考 虑的。其中，取样、样品输送和返回系统的设计，要 保证矿浆输送顺畅，系统整体故障率低，能耗低。考 虑到生产管理和日常维护的便利性，该项目共设计l 套x 荧光在线品位分析仪 简称品位分析仪 ，分析 仪室设计在磨浮车间铅精选平台，0 8 - 0 9 、O E - O F 跨之 间，总体空间要求3 ．3 5m 4 ．4 5m 4 ．6m 分析仪 室图如图3 所示 。分析仪主机地面标高为5 ．3 0m ， 多路器平台标高8 ．0 0m 处，多路器矿浆入口的标高 约为9 ．9 4m 。 1 g { 2 ～一{ 一● 萤㈡ tl 图3 分析仪室布置图 F i g ．3A r r a n g e m e n tc h a r to fa n a l y z e rr o o m 系统设计原矿、铅精矿、铅尾矿、锌精矿、锌尾矿 以及总尾矿6 个测量点，在线检测其中的铅、锌元素 品位。根据现场的实际工况条件，在分析仪主机下 方的3 ．3m 平台集中安装5 台气动隔膜泵，总尾矿 取样器下方约一5 ．0m 平台处安装1 台气动隔膜泵。 各取样点的一次取样样品自流到各自的样品泵内， 然后利用气动隔膜泵将样品输送到多路器。分析仪 测量完之后的样品均自流返回工艺流程。分析仪的 实时测量结果通过D C S 系统发布至浮选车间大屏 上，以便浮选工及时获得生产数据，进行必要的生产 操作。系统的整体设计方案如图4 所示。 4现场应用 根据设计方案，于2 0 1 6 年9 月份完成系统的安 装调试，以及标定建模和校正工作，系统正式投入使 用并开始指导现场生产。 品位分析仪的测量精度很大程度上取决于所建 模型的精度，因此在标定阶段建模样本选取了系统 比较稳定、取样时间跨度不长的时间段所取的标定 样，以免矿石性质变化对标定样的影响。有了相对 充裕的标定样数据为基础之后，从中选取了一定数 量的样本进行建模，初步建模后并对各流道的模型 进行了取样对比和校正。下面以原矿、铅精矿、锌精 矿3 个取样点为例列举一下各测量点模型跟踪趋势 图及精度统计情况。 万方数据 2 0 1 7 年增刊 孙学方等B O X A 型载流x 荧光品位分析仪在白音诺尔铅锌矿的应用 1 8 5 零 迪 幡 鞋 图4 分析仪主机系统安装示意图 F i g ．4 T h ei n s t a l l a t i o nd i a g r a mo ft h ea n a l y z e rh o s ts y s t e m 样本数，个 图5原矿铅模型的跟踪趋势图 F i g ．5T r a c k i n gt r e n dc h a r to fl e a dm o d e lo fo r e 万方数据 1 8 6 有色金属 选矿部分 2 0 1 7 年增刊 零 遣 祷 婪 8 0 7 0 6 0 冰5 0 j 粤4 0 幡 枯3 0 2 0 1 0 O 冰 迪 幡 婪 样本数／个 图6 原矿锌模型的跟踪趋势图 F i g ．6T r a c k i n gt r e n dc h a no fz i n cm o d e lo fo r e l35 791 1 1 3 1 5 1 7 1 9 2 12 3 2 52 7 2 93 13 3 3 53 73 9 4 l4 3 4 54 74 95 l5 35 5 5 75 9 样本数，个 图7铅精矿铅模型的跟踪趋势图 F i g ．7T r a c k i n gt r e n dc h a ao fl e a dm o d e lo fl e a dc o n c e n t r a t e 样本数，个 图8铅精矿锌模型的跟踪趋势图 F i g ．8T r a c k i n gt r e n dc h a r to fz i n cm o d e lo fl e a dc o n c e n t r a t e 万方数据 2 0 1 7 年增刊孙学方等B O X A 型载流x 荧光品位分析仪在白音诺尔铅锌矿的应用 1 8 7 零 遵 幡 枯 零 理 幡 粒 图9 锌精矿铅模型的跟踪趋势图 图1 0 锌精矿锌模型的跟踪趋势图 F i g ．1 0T r a c k i n gt r e n dc h a r to fz i n cm o d e lo fz i n cc o n c e n t r a t e 表1 B O X A 型品位分析仪模型精度 T a b l e1M o d e la c c u r a c yo fB O X Ag r a d ea n a l y z e r7 ％ 流道 相对1 8 标准偏差 P bZ n 从表1 可以看出，除了锌精矿中由于铅元素的 品位过低，测量精度大于6 ％之外，其他的品位较高 的流道铅、锌元素的模型精度均较高，完全满足了选 矿厂的技术指标要求。从各流道模型跟踪趋势图也 可以看出当测量点的品位发生波动的时候，分析仪 模型可以及时、精确地反映出各元素品位的变化。 此外，对比了选矿厂投用B O X A 型品位分析仪 之前2 0 1 5 年的全年生产指标，以及系统投用后半年 的生产指标 如表2 和表3 所示 。可以看出在原矿 铅、锌平均品位相当的情况下，投用分析仪之后选矿 厂的精矿产率及回收率等主要指标均有了明显提 高。其中精矿铅品位平均提高了2 ．2 1 ％，精矿锌品 位平均提高了0 ．7 6 ％；回收率指标中铅回收率平均 提高2 ．4 6 ％，锌回收率平均提高了2 ．0 3 ％。通过数 据对比表明，B O X A 型品位分析仪的投用为现场浮 选操作提供了切实有效的指导作用，也为选矿厂创 造了明显的经济效益h 5J ，为铅锌矿选矿厂载流x 荧 光品位分析仪的应用与推广提供了参考和借鉴 意义‘6 | 。 万方数据 1 8 8 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年增刊 表3 T a b l e3 投用分析仪之后半年度生产指标情况 S e m i a n n u a ls t a t u so fp r o d u c t i o ni n d i c a t o r sa f t e rt h ea n a l y z e rh a sb e e np u ti n t ou s e／％ 5结论 现场实际应用的数据对比表明，北京矿冶研究 总院研制的B O X A 型x 荧光品位分析仪其性能、精 度和寿命完全达到了国内外同类产品的领先水平。 载流x 荧光分析仪的成功应用使选矿生产技术指标 创历史新高，取得了明显的经济效益。同时，该系统 的成功应用也为铅锌矿选矿厂载流x 荧光品位分析 仪的应用与推广提供了参考和借鉴意义。 参考文献 [ 1 ] 赵建军，曾荣杰．载流x 荧光品位分析仪的研究与应用 现状[ c ] ／／中国有色金属学会，全国选矿学术会议， 2 0 0 9 3 8 9 - 3 9 1 ． [ 2 ] 曾云南．现代选矿过程在线品位分析仪的研究进展[ J ] ． 有色设备，2 0 0 8 5 1 2 一1 5 ． [ 3 ] 田锐，冯斌，张彪．B O X A I I 型载流x 荧光分析仪 和B P S M ．I I I 型粒度分析仪在铜矿峪矿选矿厂的应用 [ J ] ．中国矿业，2 0 1 6 ，2 5 6 4 2 1 4 2 4 ． [ 4 ] 李杰，赵建军，于代林．B O X A 型载流X 荧光分析仪本 底校正技术的研究与实现[ J ] ．中国矿业，2 0 1 6 ，2 5 6 4 7 6 ．4 7 7 ． [ 5 ] 赵洪涛．荧光在线品位分析仪在高锍磨浮铜镍分选工艺 中的应用[ J ] ．有色冶金设计与研究，2 0 1 4 5 5 6 - 5 8 ． [ 6 ] 季枫．在线多元素分析仪在红岭铅锌矿的应用[ J ] ．世 界有色金属，2 0 1 4 8 4 5 4 7 ． 万方数据