1、双能量铁矿浆品位仪在铁磁选选矿中应用 【摘要】 本文主要介绍了双能量矿浆品位仪在铁磁选选矿中应用的技术性能、工作原理、系统构成和标定方法及应用效果。 【关键词】 射线双能量矿浆品位仪 矿浆品位仪主要用于铁矿石处理工艺中矿浆铁品位的在线检测和控制。可对原矿、精矿、尾矿中的铁品位、铁和沙石含量、矿浆浓度等参数进行瞬时检测和累计计量,并可参与工艺过程的自动控制,也可用于其他重金属矿浆的品位检测。矿浆品位仪工作原理是双能量射线特征吸收法。两种不同能量的射线穿过矿浆时,铁元素对其中的一种射线产生特征吸收。另一种射线用来检测矿浆中固体成分的总量。由微机对两种射线透过矿浆时产生的复杂的透射谱线进行解谱,通过
2、求解联立方程,就可分别求得矿浆中铁、沙石和水的含量,从而可求得铁的品位、各种成份的质量厚度、矿浆密度、浓度等参数。 1 铁矿浆测量的几种基本方法及优缺点分析 铁选矿厂矿浆品位的测量主要有以下几种方法 1.1 X荧光分析法 国内外对铁品位的测量一般采用x荧光分析法。X荧光法对铁元素有较高的灵敏度。X荧光的穿透能力特别弱,在液体中的穿透距离小于1mm。用仪表测量x射线时,只能测到物料表层发出的X射线。X荧光大多用在化验室进行铁品位测量。当X荧光用于铁矿浆流的在线测量时,就碰到很多困难。测量受到矿浆中物料颗粒度的影响,在生产过程中,很难将工艺条件控制得使粒度保持不变。测量受到矿浆浓度的影响,现场工艺
3、条件很难使浓度保持恒定。矿浆中铁以外的其他元素对铁的X荧光的吸收能力不同,当矿浆中其它元素的组成成分变化时,测量也受到影响。 1.2 X荧光和吸收联合测定 为了准确测定矿浆的浓度,澳大利亚研制了X荧光和吸收联合测定法。利用中能射线吸收技术,解决了浓度测量的适应性问题。但X荧光测量的在线应用时存在的问题仍未得到彻底解决。 2 双能量射线吸收法的测量原理 采用双能量射线特征吸收法。两种不同能量的射线穿过矿浆时,铁元素对其中的一种射线产生特征吸收。矿浆中的铁元素对该能量的射线吸收特别灵敏,该种射线用于检测铁含量时精度特别高;另一种射线用来检测矿浆中固体成分的总量。第二种射线的能量选择的使各种元素对其
4、吸收能力(质量吸收系数)都是一样的,所以测量不受物料成分的影响,就可分别求得矿浆中铁、沙石和水的含量,从而可求得铁的品位、各种成份的质量厚度、矿浆密度、浓度等参数。由于采用了两种射线,可同时准确测出铁含量和固体总量,所以测量铁品位时不受矿浆浓度变化的影响。 3 双能量铁矿浆品位测量系统的工作原理 双能量铁矿浆品位仪采用两种能量的射线,一种元素是137Cs它衰变产生射线的能量是0662MeV,另一种元素是241Am它衰变产生射线的能量是0059MeV。 物质对射线的吸收符合下面的公式: I(x)=I(0)e-d (1)其中, I(0)为被物质阻挡前,射线的强度; I(x)为被物质阻挡后,射线的强
5、度; 为物质对射线的总质量吸收系数; d为吸收物质的质量厚度,单位:gcm2。 根据上式两种射线透过被测矿浆得到: n1=n10exp(一11dl一12d2一13d3) (2)n2=n20exp(一21dl一22d2一23d3) (3)PW=A/F+BF(n1)+C (4)F=F(N10,N20,n1,n2,TS,BD1,BD2,D) (5)式中,A,B,C,D公式系数。 4 双能量矿浆品味仪的构成(如图1) 5 仪表的标定方法 标定即是通过对物料取样、化验的方法,确定出实际系统的公式系数,即式9中的系数A,B,C及Kd。标定的方法是对样品数据进行数学回归处理,以求得最佳系数。本品位仪标定所使
6、用的数学回归方法为常用的最小二乘法。 6 双能量矿浆品位仪的实际使用情况 我国鞍山调军台选矿厂是亚洲规模最大,自动化程度最高的选矿厂。该厂于1997年进口3套品位仪,该仪表的测量原理为X荧光分析。该仪表比较适合用于实验室分析,在现场取出样品送到实验室,对样品进行加工处理,在标准条件下测量可以得到精密的结果。但安装到生产线上直接测矿浆时精度就受到影响,特别是我国矿山生产的条件特别恶劣,工艺参数不稳定。当矿浆的粒度、浓度,矿石的性质发生变化时,容易产生误差。虽经国外专家多次来厂调试,均没有解决问题。在此背景下,广东大顶选矿厂车间经过对鞍山调军台浮选车间考察,广东大顶选矿厂车间精矿安装一台我公司生产
7、的双能量矿浆品位仪,在仪器正式投入使用前,对其进行了严格的标定。运行后进行了对照(见表1),广东大顶矿浆品位仪调试标定过程对于其他各现场来说,效率和效果都是非常卓越的。仪表标定累计取得标定样本百余个,品位标定范围在59一64,合格样本率接近100,拟合曲线线性相关性大于0.9,可以说非常理想。对照验收取样30多个,一次性达到验收标准。在等待验收的过程中,矿浆品位仪投入正常应用,参与自动控制,在指导生产方面发挥积极的作用。得出绝对值平均误差为:0.31%满足生产技术要求。 7 结语 本系统基本满足了用户的使用要求,测量精度除受取样标定时的人为因素影响外,正常使用过程中基本不受外界环境温度、湿度等因素的影响。对放射源本身的衰变影响,在软件上进行了必要的时间修正,可确保至少5年稳定运行,当系统测量不准时,只需进行再次取样标定即可。第 5 页 共 5 页
