载流X荧光品位分析仪在西藏玉龙铜矿的应用.pdf

2 0 1 7 年增刊有色金属 选矿部分 1 7 7 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 3 9 载流x 荧光品位分析仪在西藏玉龙铜矿的应用 孙学方1 ，张海荣2 ，王志成2 ，何绍伟2 1 ．北京矿冶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 0 1 6 0 ；2 ．西藏玉龙铜业股份有限公司，西藏昌都8 5 4 0 0 0 摘要西藏玉龙铜业股份有限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l 临时样方式，具有很大的 局限性、盲目性。为了实时的监测生产过程中的各工艺点的品位，及时给现场工人提供准确的工艺参数，玉龙铜业公司引进 了北京矿冶研究总院研制的B O X A l i t 型载流X 荧光品位分析仪。本文介绍了B O X A I I I 型载流x 荧光品位分析仪及其在现 场的实际应用。通过分析系统投用后的工艺数据，表明该品位分析仪能够指导现场工人进行实时操作，可以为选厂带来比较 明显的经济效益。 关键词选矿；品位分析仪；高海拔 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 7 7 - 0 5 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 ri nT i b e tY u l o n gC o p p e rM i n e S U NX u e f a n g ’，Z H A N GH a i r o n 9 2 ，W A N GZ h i c h e n 9 2 ，H ES h a o w e i 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 nM i 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 0 1 6 0 ，C h i n a ；2 ．T i b e tY u l o n gC o p p e rC o ．，L t d ．，T i b e tC h a n g d u8 5 4 0 0 0 ，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 fT i b e tY u l o n gc o p p e rC o ．，L t d ．，m a i n l y t h r o u g ha r t i f i c i a lv 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 db l i n d n e s s ．I no r d e rt om o n i t o rt h e r e a l t i m eg r a d eo fe a c hp r o c e s sp o i n ti 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 ea n da c c u r a t eP r o c e s s p a r a m e t e r sf o rw o r k e r so n - s i t e ．T i b e tY u l o n gc o p p e rC o ．，L t d ．，i n t r o d u c e dB O X A I I Io n s t r e a mX r a yf l u o r e s c e n c e g 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 eo 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 A I I Io 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 ，a n di t sp r a c t i c a la p p l i c a t i o no ns i t e ．B ya n a l y z i n gt h ep r o c e s sd a t a a f t e rt h es y s t e mi sp u ti n t ou s e ，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 g m o r eo b v i o u se c o n o m i cb 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 ；g r a d ea n a l y z e r ；h i g ha l t i t u d e 西藏玉龙铜业股份有限公司二选厂位于西藏昌 都地区，日处理量30 0 0t ，现场平均海拔45 0 0m 以 上，自然环境恶劣，工人日常生产操作劳动强度大。 目前选厂在浮选过程中对工艺流程的监测主要是通 过浮选工目测及实验室取班样化验的方式。但是人 工目测取决于操作工在平时工作中的经验，具有一 定的盲目性和不准确性；而实验室取班样化验又具 有滞后性，普遍存在对选矿工艺指标掌握不及时，精 矿产品品位波动较大的情况j 。为了保障精矿的产 品质量，提高整体回收率并降低药剂消耗，玉龙公司 引进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。该系统可以在线分析各取样点 的矿浆品位，为浮选工进行工艺操作和药剂调整及 时提供了实时数据支持，达到了指导生产、降本增效 的目的[ 2 引。 1 选矿厂工艺流程 西藏玉龙铜矿二选厂由S A B C 磨矿流程、硫化 矿选矿流程、氧化矿选矿流程组成，入选矿浆自 S A B C 的旋流器溢流进入硫化矿入选1 。搅拌桶，经过 硫化矿铜粗选、铜扫选后，尾矿先后进入2 ”搅拌桶、 3 。搅拌桶调整后，再进入氧化矿粗选。硫化矿的粗 选泡沫自吸进入硫化矿的精选I 、精选I I 作业，铜精 矿I 自精选I I 的泡沫溢流槽进人精矿泡沫泵池。硫 化矿精选I 的尾矿与硫化矿铜扫选的精矿泡沫返回 粗选。氧化矿粗选泡沫自吸进入氧化矿精选I ，氧化 收稿日期2 0 1 7 - 0 6 - 3 0 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 1 7 8 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年增刊 矿尾矿即为扫选尾矿、自流到尾矿库，铜精矿I I 自氧 化矿精选I V 泡沫堰自流至精矿泡沫泵池。整个流 程需要进行在线品位分析的点共5 个，包括原矿、硫 化矿精矿 铜精矿I 、硫化矿尾矿、氧化矿铜精矿 铜精矿I I 和氧化矿尾矿。 2 B O X A ．I I I 型品位分析仪的系统组成 及特点 B O X A I I I 型品位分载流x 荧光分析仪系统一 表1 T a b l e1 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，并配置所需的大屏幕数据发布 系统等。分析仪系统的典型结构如图l 所示M 引。 该项目采用的B O X A I I I 型载流x 荧光分析仪， 其系统的技术参数见表l 。 B O X A I I I 型载流x 荧光分析仪提供配套的应 用管理软件和标定软件。标定软件用于数学模型的 建立和分析，应用管理软件安装于分析仪配套的一 体化工业电脑中，主要功能包括 图1B O X A - I I I 型品位分析仪结构图 F i g ．1 S t r u c t u r ec h a no fB O X A I I Ig r a d ea n a l y z e r B O X A ．I I I 型载流x 荧光品位分析仪典型参数 T y p i c a lp a r a m e t e r so fB 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 1 一次取样器控制分析仪主机控制单元提供 一次取样器的控制信号，用来控制每个矿浆流道取 样器的自动取样、冲洗和复位。 2 状态显示实时显示包括一次取样器、多路 万方数据 2 0 17 年增刊 孙学方等载流x 荧光品位分析仪在西藏玉龙铜矿的应用 1 7 9 器、探头在内的各个部件的工作状态、报警状态、维 护状态等。 3 数据存储与管理保存和管理载流分析系统 的测量数据、分析数据、标定数据和工作状态数 据等。 4 参数配置用户参数输入、模型输入、标定取 样设置、用户管理、通讯参数设置。 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。 3 ．1 主机位置选择 综合选厂的工况条件，并考虑到操作维护的便 利，该系统将主机位置设计在硫化矿精选平台的右 侧。将主机放置在此地的优点 1 该位置的空间相对充足，满足主机的安装空 间要求； 2 该位置的空间相对振动较小，对仪器的运行 更有帮助； 3 该位置距离硫化矿精矿、氧化矿精矿、硫化矿 尾矿距离最近，有助于取样设备的集中管理。 o 。●圈薯。，i u 堇霪j 二、享。‘一，。’、 薏隧赛26 1j ．宴 r 一一。 a ●●- - - ≥暖图 需／ 萋 ‘ UU 。。1 ． ． ，l l 一 夕．t l J 秽二析仪探头 昌 o t n 昌 o n 1『 i 。_ 。 i ⋯ 1 r昌 套 1 蔓- 一莲争。霉一{ 鬟t 譬_ 薹≯莲簧 甍 鲞 ≥叠 图2B O X A I I I 型分析仪系统立面布置图 F i g ．2 E l e v a t i o nl a y o u to fB O X A I I Ia n a l y z e rs y s t e m 3 ．2 一次取样器的设计 1 原矿点取样器的设计 考虑到S A B C 的溢流矿浆中易含有大量粗颗粒 以及杂质的影响，因此原矿取样器设计采用了T M C 型管道取样器，并在样品管路上设计除杂过滤箱，避 免样品中的杂质堵塞后续的分析设备或管路。 2 精矿点取样器的设计 铜精矿I 、铜精矿I I 均是自流到泡沫泵池。考虑 到精矿产品泡沫含量大、流动性差、易沉积的特点， 我们对于精矿点的取样器设计采用了移动刀口取样 器，取样时控制刀口切取整个精矿产品的瀑布面，可 以有效地截取样品流内各层的样品，保证取样的代 表性。 3 尾矿点取样器的设计 万方数据 - 1 8 0 有色金属 选矿部分 2 0 1 7 年增刊 硫化矿尾矿取样点在硫化矿扫选排矿箱出口至 2 搅拌槽人口之间的管道，两者之间的水平距离约 7 5 0m m 左右。而2 搅拌槽是自吸式的，该矿浆管道 正常情况下为接近满管状态，同时安装空间狭小，因 此此测量点的取样器也设计采用T M C 型管道取 样器。 3 ．3 样品的输送 由于各取样点的标高均低于分析仪的安装标 高，因此需要采用样品泵将各取样点的样品输送到 矿浆多路分配器。考虑到高原条件因素，该系统设 计采用5 台D N 4 0 的气动隔膜泵作为输送设备。在 进行样品输送设备选择、矿浆管路设计时主要从以 下几点进行考虑 1 样品泵的选择 气动隔膜泵是一种采用压缩空气驱动的体积 泵，具有结构简单、可靠性高，控制简单，同时具有吸 程和扬程等特点。其结构特点决定了其可以处理磨 损性很强的矿浆，也可以处理对剪切敏感的材料。 因此，在采用气动隔膜泵对矿浆样品输送的过 程中，不会对矿浆的粒度状态造成破坏，同时，设计 了简单而可靠的样品泵池，使得矿浆样品切线进入 圆筒型泵池，形成自搅拌作用，保证泵池内无残存和 泡沫溢出，可以保证在输送过程中不影响矿浆样品 的代表性。 2 样品管路的设计 在设计矿浆样品管路时主要考虑以下几点 矿浆样品不受污染。 代表性。 陟充分利用各取样点到样品泵的高差，创造好 的流动特性，防止管道堵塞。 陟返回管道畅通，避免矿浆倒灌回分析设备。 3 样品线的自动冲洗 为保障矿浆管路的运行可靠通畅，在每个取样 器上均设计有样品管路冲洗水自动控制阀门。每个 取样周期结束后由分析仪控制将取样器槽体、取样 刀口、样品自流管路、样品泵池、样品泵送管路、M X A 管路、返回管路等进行整体的冲洗，从而解决了由于 冲洗不及时而造成的管路矿浆淤积问题，提高了矿 浆管路的可靠性和可维护性。 4 现场应用 根据系统设计的方案，于2 0 1 6 年底顺利完成了 系统的安装与调试工作。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，因此在取标定样 本时应该符合工艺的实际情况，保证取样的代表性 及取样数量，样本品位范围应该覆盖整个工艺的变 化情况。在取得了相对充裕的标定样之后，从中选 取了一定数量的样本进行建模，模型建立后分析仪 可以正式投入使用进行实时品位测量。一般初始标 定模型的好坏还需要实践检验，根据实际情况需要 再取部分对比样本，对初始标定模型进行验证进而 也对初始模型进行校正，提高标定模型的适应性和 精度。根据实际工艺流程，原矿、硫化矿精矿、硫化 矿尾矿点的模型精度及考察情况如下所示 陟防止矿浆被搅拌、沉积和分层、从而影响样品 表2B O X A ．I I I 型品位分析仪模型精度分析 T a b l e2M o d e lp r e c i s i o na n a l y s i so fB O X A I I Ig r a d ea n a l y z e r 各测量流道的铜品位模型曲线见图3 ～图8 。 从模型精度分析数据可以看出，除了硫化矿尾 矿的由于品位偏低和化验精度不足而模型精度大于 6 ％外，其他点的模型精度均较高。同时从考察数据 来看，各流道的模型考察精度均较高，完全满足了选 厂的技术指标要求。此外，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。 5结论 目前，该品位分析仪系统已在玉龙铜矿运行近 半年时间，整体运行稳定。通过分析仪对工艺流程 的实时监测，起到了对生产操作的指导作用，也为企 业带来了明显的经济效益l6 | 。北京矿冶研究总院研 制的B O X A ．I I I 型载流x 荧光品位分析仪其性能、精 度和寿命已达到了国内外同类产品的领先水平。该 系统在玉龙铜矿的成功应用也为载流x 荧光品位分 万方数据 2 0 1 7 年增刊孙学方等载流x 荧光品位分析仪在西藏玉龙铜矿的应用 1 8 1 析仪在高海拔地区的应用与推广提供了参考和借鉴 意义‘7 I 。 1 ．8 1 ．6 1 ．4 零1 ．2 遣1 ．o 幡0 ．8 址o ．6 o ．4 O ．2 0 ．O 1 3 5791 11 3 1 5 1 7 1 92 l 2 3 2 5 2 7 样本数，个 图3原矿铜模型跟踪趋势图 F i g ．3T r a c k i n gt r e n dc h a r to fc o p p e rm o d e lo fo r e l234 5 6 7891 01 11 2 样本数／个 图4 原矿考察样跟踪趋势图 F i g ．4 T r e n dc h a r to fi n s p e c t i o ns a m p l eo fo r e 3579 1 1 1 31 5 1 71 9 2 1 2 3 2 5 2 72 9 样本数，个 图5硫化矿精矿铜模型跟踪趋势图 F i g ．5T r a c k i n gt r e n dc h a r to fc o p p e r m o d e lo fc o n c e n t r a t e 12345 67 891 0l l 1 21 3 样本数，个 图6 硫化矿精矿考察样跟踪趋势图 F i g ．6 T r e n dc h a r to fi n s p e c t i o ns a m p l eo fc o n c e n t r a t e 冰 道 争 婪 零 j 鹫 埒 粘 样本数／个 图7 硫化矿尾矿一C u 模型跟踪趋势图 F i g ．7T r a c k i n gt r e n dc h a r to f c o p p e rm o d e lo ft a i l i n g s 样本数，个 图8 硫化矿尾矿考察样跟踪趋势图 F i g ．8 T r e n dc h a r to fi n s p e c t i o ns a m p l eo ft a i l i n g s 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 - 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