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及時(shí)分析冰銅成分，有效控制冶煉過(guò)程
介紹
從硫化礦石中提取金屬是一個(gè)復(fù)雜的、多步驟的過(guò)程。一個(gè)穩(wěn)定和流暢的生產(chǎn)工藝能用低成本生產(chǎn)好的產(chǎn)品。過(guò)程控制是必要的,以確保為每個(gè)步驟預(yù)所有關(guān)鍵因素都維持在規(guī)定設(shè)置點(diǎn)/范圍內(nèi)。采礦及冶煉生產(chǎn)普遍使用各種XRF光譜儀技術(shù)來(lái)優(yōu)化他們的生產(chǎn)過(guò)程。

本應(yīng)用文件描述Mount ISA公司如何使用奧林巴斯DELTA手持式光譜儀(HHXRF)實(shí)現(xiàn)快速，可靠即時(shí)的冰銅成分，提高生產(chǎn)效率, 優(yōu)化粗銅生產(chǎn)過(guò)程控制。
在冶煉過(guò)程控制中使用奧林巴斯手持式光譜儀的優(yōu)點(diǎn)包括:

? 快速、可靠和準(zhǔn)確的現(xiàn)場(chǎng)分析
? 最少的樣品制備
? 易于使用，即時(shí),現(xiàn)場(chǎng)品位鑒定
? 實(shí)時(shí)監(jiān)視冶煉過(guò)程來(lái)提高整體的生產(chǎn)力
? 提高成本效益和增加產(chǎn)品價(jià)值

應(yīng)用細(xì)節(jié)
一般來(lái)說(shuō),銅提取過(guò)程包括以下步驟:粉碎硫化銅礦石(比如黃銅礦)，泡沫浮選法選礦，使富集成為銅精礦,一般含銅(Cu)品位為20 - 30%。然后石英沙與銅精礦混合，經(jīng)閃速熔煉、氧化還原和陽(yáng)極澆鑄，最終產(chǎn)品(含量> 99.0%純銅)送往精煉廠生產(chǎn)含量> 99.9%的銅。
冰銅品位和熔煉礦渣中金屬含量是影響隨后的冶煉加工階段(如氧化還原和精煉)和整體生產(chǎn)力的兩個(gè)最重要的因素。冰銅中銅的品位低意味著銅還原不足和冰銅中鐵(主要成分:鐵硫化物(FeS)的含量影響氧化還原反應(yīng)。冰銅中的銅的品位應(yīng)該> 48%,鐵應(yīng)< 10%。冰銅品位可以通過(guò)改變輸入空氣或富氧空氣的總氧比來(lái)調(diào)整。不適當(dāng)?shù)恼{(diào)整導(dǎo)致生產(chǎn)率降低，如銅渣和/資源浪費(fèi)(工時(shí)和能源)。產(chǎn)生這種損失的的原因之一是缺乏正確分析測(cè)方法。
為了更好的了解奧林巴斯DELTA手持式光譜儀在銅冶煉過(guò)程控制中的應(yīng)用, 銅冶煉廠采取了一系列樣本監(jiān)控冰銅成分。樣品直接奧林巴斯DELTA手持式光譜儀測(cè)試，沒(méi)有進(jìn)行任何的樣品制備。因?yàn)闃悠返母邔?dǎo)熱性能和分析儀處理高溫樣本的功能,我們不需要等待樣品冷卻，在爐內(nèi)取出樣品幾秒鐘后，就可以獲得所取冰銅樣品的成分。
結(jié)果

圖1所示。冰銅中銅和鐵的含量ICP-OES(實(shí)驗(yàn)室測(cè)定) VS 奧林巴斯DELTA手持式光譜儀
冶煉過(guò)程中，使用奧林巴斯DELTA手持式光譜儀進(jìn)行即時(shí)品位分析,操作員確認(rèn)將冰銅轉(zhuǎn)入氧化還原爐中時(shí)機(jī)。在這項(xiàng)研究中,個(gè)冰銅樣品含17%的鐵、56%銅，不符合轉(zhuǎn)移到氧化還原爐中Cu-Fe濃度標(biāo)準(zhǔn) (例如銅> 48%,鐵< 10%)。冰銅高濃度的鐵需要更高濃度的氧輸入(在空氣或富氧空氣)，充分燃燒硫和鐵氧化。也需要額外添加硅與鐵氧化物反應(yīng)，生成鐵礦渣。更多的空氣和二氧化硅,更多的鐵進(jìn)入渣相，導(dǎo)致冰銅中鐵濃度降低,因此,銅品位升高。隨后一系列樣本被采集后使用奧林巴斯DELTA手持式光譜儀分析，直到銅和鐵濃度達(dá)到所需的標(biāo)準(zhǔn)。
為了確認(rèn)奧林巴斯DELTA手持式光譜儀的測(cè)試結(jié)果,所有樣本隨后被送到實(shí)驗(yàn)室用電感耦合等離子體質(zhì)譜法(icp)分析。圖1顯示奧林巴斯DELTA手持式光譜儀現(xiàn)場(chǎng)分析結(jié)果與實(shí)驗(yàn)室ICP分析發(fā)所獲得的銅和鐵含量的基本吻合。應(yīng)該注意的是, ICP分析結(jié)果需要幾個(gè)小時(shí)后才能獲得，而奧林巴斯DELTA手持式光譜儀在拿到樣品幾秒鐘內(nèi)就獲得了近似的結(jié)果。結(jié)果證實(shí), 奧林巴斯DELTA手持式光譜儀技術(shù)適用于現(xiàn)場(chǎng)粗銅生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)測(cè)，但I(xiàn)CP不適合，因?yàn)镮CP需要的分析時(shí)間太長(zhǎng)。
結(jié)論
這項(xiàng)研究表明奧林巴斯手持式光譜分析儀可以現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)冰銅成分，幫助實(shí)現(xiàn)銅冶煉過(guò)程控制。這里描述的同樣的方法也適用于其他金屬或貴重金屬(如鋅、鐵和黃金)提取的過(guò)程控制。快速分析、結(jié)果可靠、重現(xiàn)性好、最少的樣品制備和操作簡(jiǎn)單是奧林巴斯手持式光譜分析儀的重要特點(diǎn)。