Измерение спектра отражения является доступным и эффективным методом для сокращения интервала пробоотбора в централизованных рентгенофлуоресцентных потоковых анализаторах. Эта инновационная технология значительно улучшает контроль над технологическими процессами и автоматическое регулирование на флотационных контурах.
Обычно управление флотационными контурами основано на оперативном анализе проб, отбираемых из пульпопроводов. Для спектрального анализа цветных металлов широко применяются централизованные рентгенофлуоресцентные анализаторы, такие как модели Courier 5 и Courier 6 от Metso Outotec.
Отражательная спектроскопия, являясь новой технологией, предоставляет возможность более частого получения данных о составе пульпы. Этот метод особенно полезен для анализа потоков концентрата основной флотации и конечного концентрата, содержащих достаточное количество элементов для точных измерений. Использование отражательной спектроскопии позволяет значительно сократить интервал пробоотбора для элементного анализа. Например, при применении этого метода в сочетании с анализатором Courier интервал пробоотбора может быть уменьшен с 10–25 минут до всего лишь 10 секунд. Это обеспечивает почти непрерывный поток данных, что способствует более оперативному отслеживанию изменений качества концентрата и повышению эффективности автоматического управления процессом.
Измерение спектра отражения
Технология измерения спектра отражения основана на способности минералов поглощать свет в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне. Благодаря своей доступности и простоте использования, она позволяет проводить измерения с коротким интервалом пробоотбора на нескольких пульпопроводах одновременно. Однако интерпретация данных спектра, особенно в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах, может быть сложной, так как на спектр могут влиять различные характеристики пульпы. Для точного анализа спектра требуется регулярная калибровка с использованием рентгенофлуоресцентного анализатора.
Устройство быстрого измерения включает измерительные зонды, установленные в вторичном пробоотборнике блока мультиплексора Courier, а также анализатор, который фиксируется сбоку мультиплексора. Централизованная конструкция анализатора Courier обеспечивает практически непрерывное измерение спектра отражения на нескольких пульпопроводах. Типичная установка данного устройства представлена на рисунке 1.
Для преобразования данных измерения спектра пульпы в оценку содержания элементов используется калибровочная модель. Эти данные передаются в распределенную систему управления (РСУ) аналогично традиционным результатам анализатора Courier.
Обеспечение точности измерений
Калибровка спектра отражения осуществляется с помощью рентгенофлуоресцентных проб анализатора пульпы Courier. Статическая модель калибровки помогает установить зависимость между спектрами отражения и содержанием элементов в используемом наборе калибровочных данных. Однако в условиях непрерывного процесса такие модели сохраняют свою точность на длительный срок лишь в редких случаях. Помимо изменений содержания элементов в пульпе, на спектры отражения также оказывают влияние другие факторы, такие как:
- гранулометрический состав,
- изменения минералогии,
- содержание твердых частиц.
В реальных условиях эксплуатации показано, что для поддержания точности измерений необходимо регулярно проводить калибровку анализаторов спектра отражения.
Решение задачи поддержания актуальности калибровочной модели
Для этого используется метод рекурсивного обновления калибровочной модели. Суть метода заключается в том, что при получении очередного результата анализа с использованием рентгеновской флуоресценции выбирается соответствующий спектр отражения, а новая пара калибровочных проб обновляет модель. Для обеспечения актуальности модели более старые пробы постепенно исключаются.
Непрерывное измерение содержания элементов
Одним из главных достоинств анализа спектра отражения является значительное сокращение интервала пробоотбора при измерении содержания элементов. Пример колебаний качества в пульпопроводе медного концентрата, показанный на Рис. 2, иллюстрирует, как периодические изменения качества, которые происходят с интервалом в три минуты, невозможно зафиксировать с использованием рентгенофлуоресцентного анализа. Однако при применении быстрого измерения в сочетании с анализатором Courier такие изменения становятся четко видимыми.
Значительное ухудшение качества концентрата свидетельствует о проблемах на предыдущем этапе процесса. Быстрое измерение позволяет своевременно обнаружить резкие колебания качества и оперативно принять меры для восстановления нормального режима работы.
Технология быстрого измерения может быть также использована для улучшения управления техпроцессом. Например, в автоматическом управлении качеством она способствует повышению производительности путем сокращения интервалов между действиями контроллера. Это позволяет контроллеру быстрее реагировать на колебания качества и поддерживать целевые показатели процесса, применяя управляющие сигналы с меньшим воздействием. Примером может служить отчет об увеличении содержания меди в концентрате основной флотации, контролируемом с использованием технологии быстрого измерения (Кейонен и др., 2017).
Выводы
Отражательная спектроскопия представляет собой относительно недорогой и удобный способ сокращения интервала пробоотбора для централизованных рентгенофлуоресцентных потоковых анализаторов. Для тех процессов, где периодические анализы потоковых рентгенофлуоресцентных анализаторов используются в качестве источника калибровки для спектра отражения, применяется автоматическая калибровочная схема. Это позволяет поддерживать актуальность калибровочной модели, учитывая изменения гранулометрического состава, содержания твердых частиц или минералогии пульпы. В результате непрерывные измерения качества концентрата могут значительно повысить эффективность контроля и автоматического управления техпроцессом.
Литература
И. Кейонен, О. Хаависто, Й. Мартикайнен, В. Суонтака и Б. Мусуку: «Повышение эффективности контроля качества с помощью оперативного элементного анализа». Конференция по вопросам флотации, 13-16 ноября 2017 г., Кейптаун, Южная Африка, 2017.
