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S6 JAGUAR 快速控制鐵礦石品位

S6 JAGUAR 快速控制鐵礦石品位
麥奇克/Microtrac  2022-05-10  |  閱讀:1347

利用功能強(qiáng)大的臺式WDXRF — S6 JAGUAR快速控制鐵礦石品位

鐵礦石是一種重要的礦物質(zhì),,在我們?nèi)粘J褂玫脑S多產(chǎn)品中十分常見,。鐵礦石主要有四種礦物:赤鐵礦Fe2O3(鐵含量為70.0%),磁鐵礦Fe3O4(鐵含量 72.4%),褐鐵礦(2Fe2O3 ?3H2O(鐵含量為59.8%)和菱鐵礦FeCO3(鐵含量為48.2%),。此外,,針鐵礦(FeO(OH)經(jīng)常與赤鐵礦一起被發(fā)現(xiàn)。


鐵含量超過60%的優(yōu)質(zhì)礦石通常被稱為直運(yùn)礦石,。對于品位較低的礦石,可以在礦場附近進(jìn)行選礦,。


這包括:

1. 重力分離

2. 磁選

3. 浮選分離

4. 篩分分類


選礦過程增加了鐵含量,,但也顯著降低了Si, Al, P和S,。這些元素一方面對鋼鐵產(chǎn)生有害影響,,另一方面對冶煉廠的運(yùn)行產(chǎn)生有害影響,。


為什么在礦石樣品中使用熔片?

比較兩種制備方式,,熔片和壓片的SIO2校準(zhǔn)曲線時,標(biāo)準(zhǔn)偏差存在差異,。校準(zhǔn)曲線如下:

SiO2分布在樣品中,,如下圖所示,。雖然樣品被研磨了2分鐘,,但樣品仍然顯得不均勻。


如果一個Si原子被來自X射線管的電子激發(fā),,則Si發(fā)出的熒光輻射將在返回表面的途中被吸收。Fe的原子也是如此,。在特定的深度下,吸收足夠大,,以至于光譜儀不會"看到"超出該深度的元素,。此深度稱為飽和深度,。由于兩種元素的熒光輻射不同(Si為1.7keV,F(xiàn)e為6.4 keV),,因此Si的飽和深度低于Fe。圖中顯示了Si (1μm) 和Fe (60μm) 的飽和深度,。這樣,樣品里的Fe看起來比Si更"均勻",。


對于像熔融片這樣的完全均勻的樣品,,則沒有礦物效應(yīng)。我們認(rèn)為這種制備方法會提供最準(zhǔn)確的結(jié)果,。該制備方法是我們的推薦方法。然而,,由于稀釋比例較大,因此熔片的檢測限與壓片的檢測限相比會較高,。范圍過于廣泛的校準(zhǔn)可能會導(dǎo)致校準(zhǔn)曲線的偏差更大,。這是由于樣品中存在不同的礦物學(xué),。相似基體的最終產(chǎn)品也可以用該曲線進(jìn)行校準(zhǔn)、測試和結(jié)果計算,。


熔片校準(zhǔn)曲線可以分析來自不同礦山的不同礦物材料。


在較大的礦山中,,鐵礦石被裝載到載有100多噸礦石的火車車廂中?;疖嚳赡苡?00多個車廂。用于測試的樣品通常與火車一起送往中央實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析,,通常使用基于ISO 9516標(biāo)準(zhǔn)的XRF方法,。這種方法適用于鐵礦石中多達(dá)22種元素,。在大型港口的自動化實(shí)驗(yàn)室中,樣品通常以熔融片的形式制備,。結(jié)果反饋較慢,通常需要超過36小時,,這可能導(dǎo)致選礦廠的問題一直持續(xù),,數(shù)小時后才能發(fā)現(xiàn),。


緊湊型臺式 WDXRF 儀器 S6 JAGUAR能否滿足過程控制要求,?并是否有可能在生產(chǎn)現(xiàn)場的自動化實(shí)驗(yàn)室通過簡單的壓片方法快速提供準(zhǔn)確的結(jié)果呢,?


儀器

S6 JAGUAR是一款緊湊型臺式WDXRF光譜儀,,具有400 W激發(fā)功率。它配備了具有緊密耦合光路的HighSense測角儀,,3個分光儀晶體和2個探測器,,用于輕元素的流氣計數(shù)器和用于中間及重元素的HighSense探測器,,為主要元素(如Fe)提供優(yōu)異的線性度。與同類產(chǎn)品中的其他儀器相比,,S6 JAGUAR對每個元素都具有出色的靈敏度,因此具有很高的分析精度,。由于采用了HighSense測器,,它涵蓋了從ppm到100%的整個濃度范圍  ,,這對于鐵礦石中的鐵等元素至關(guān)重要。


對于具有高樣品量的工業(yè)過程和質(zhì)量控制實(shí)驗(yàn)室,,可以使用帶傳送帶和22位 EasyLoad 樣品盤的在線系統(tǒng)。憑借其獨(dú)特的 SampleCare 技術(shù)和真空泵,,它還提供了最低的運(yùn)營成本和更穩(wěn)定的儀器正常運(yùn)轉(zhuǎn)時長。


制備

為了快速進(jìn)行過程控制,,可以使用自動化系統(tǒng)將樣品制備為壓片。在本報告中,,樣品是手動制備的。由于樣品制備簡單且直接,,在取樣后幾分鐘內(nèi)即可獲得分析結(jié)果,。將15克樣品與3克用于XRF粘合劑的微蠟粉混合,并在15噸下壓制15秒制成壓片。


測量和校準(zhǔn)

來自礦山的代表性樣品以熔融片的形式制備,,然后使用標(biāo)樣或符合ISO 9516標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建的校準(zhǔn)曲線進(jìn)行測試評估,。第二步,,此"認(rèn)證"結(jié)果用于創(chuàng)建基于壓片的校準(zhǔn)。這種新校準(zhǔn)的樣品稱為二級標(biāo)準(zhǔn)品,。校準(zhǔn)范圍可用于含量大于50%的Fe2O3或用于最終產(chǎn)品,例如>90%的Fe2O3,。通過這種工作流程,礦物學(xué)對精度的影響減少了,,并且根據(jù)礦場的礦石類型進(jìn)行了校準(zhǔn),。


由于這是一個過程控制方法,,因此元素范圍有限,包括Mg,,Al,,Si,P,,S,K,,Ca,, Mn 和Fe,。在這其中,關(guān)鍵元素是 Si,,Al,,P,S和Fe,。理想情況下,,通常情況下,,測量時間不到10分鐘,以便選礦廠根據(jù)此結(jié)果對工藝進(jìn)行實(shí)時調(diào)整。


每個元素都有對應(yīng)的儀器參數(shù)來進(jìn)行分析:輕元件在最大功率下以低電壓激發(fā),,而從Ca開始的所有重元素用50 kV的條件激發(fā)。對于Mg元素,,選擇XS-55晶體,;對于元素Al和Si,使用PET晶體,,對于元素范圍Ca到Zn,使用LiF200,。測量參數(shù)列于表1中,。


S6 JAGUAR的一個令人興奮的改進(jìn)是HighSense XE探測器,。該探測器取代了舊的閃爍計數(shù)器。由于  S6 Jaguar的高計數(shù)能力和線性度,,它不會達(dá)到飽和。與傳統(tǒng)的閃爍計數(shù)器相比,,其分辨率優(yōu)于一倍,,因此元素間干擾效應(yīng)顯著降低,精密度極其,。Fe的校準(zhǔn)曲線見圖1,圖2顯示了高達(dá)1.7 MCPS的壓片掃描計數(shù)率.


結(jié)果

為了證明S6 JAGUAR在鐵礦石選礦廠過程控制中的性能,,對兩個樣品進(jìn)行了21次測試,一個是低品位礦石,,一個是高品位礦石,。觀察到的Fe2O3的分析精度非常好,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于1%,,對Mg,P和S等元素的分析也非常出色,,可以密切監(jiān)測鐵精礦的產(chǎn)品質(zhì)量,。結(jié)果示于表2和表3中。

結(jié)論

S6 JAGUAR是一款臺式WDXRF系統(tǒng),,可以與許多落地式WDXRF系統(tǒng)競爭,。緊湊尺寸的高性能源于尖端技術(shù)組件和創(chuàng)新幾何設(shè)計光路的智能組合;包括HighSense XE探測器,,緊密耦合的光路和400 W X射線管,。本報告重點(diǎn)介紹了S6 JAGUAR在鐵礦石分析方面的出色表現(xiàn) ,。S6 JAGUAR通過精確監(jiān)控鐵礦石成分實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的過程控制,。使得S6 JAGUAR可以作為現(xiàn)場過程控制工具來增強(qiáng)選礦過程,易于使用,,安裝要求低,,且提供了全自動實(shí)驗(yàn)室的接入途徑,再加上可快速獲得測試結(jié)果,,S6 JAGUAR為選礦廠實(shí)現(xiàn)了增值,,并可迅速收回成本!


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