铜精矿的矿物分析系统

技术领域

本发明专利申请针对用于在将干铜精矿注入转炉或熔化炉之前通过x 射线衍射(XRD)对干铜精矿的矿物学种类进行检测和量化的系统。具体地，其针对通过x射线衍射(XRD)对熔炼炉中的铜精矿在线实时地进行矿物学分析的装置，该装置允许对用于硫化铜(Cu

背景技术

为了正确高效地进行转化操作，基本的是在干精矿物料被放入熔化炉之前了解干精矿物料中发现的矿物的质量和数量。目前，所有铸造厂在将干铜精矿放入炉之前常常会对所述精矿进行取样。前述样本被送至实验室，并经过x射线荧光。这是显示样本中存在的Cu、Fe和S的百分比的一种基本分析技术。通过质量平衡和化学计量来确定矿物成分(mineralogy，矿物学)。

很少用XRD进行矿物成分测量，因为样本被送至实验室并进行划分，以得到不超过挤出的总样本的10g的代表样本。通常，考虑到炉的自然操作时间，得到结果的过程较慢。在工厂操作者接收到结果时，已经完成许多铜精矿了。因此，测量既不及时也不具有代表性。

与本发明最接近的是专利登记CL42.629中描述的方案，其针对一种用于矿物浓度的在线测量和分析系统，用以确定矿物的成分、粒度或铣削程度、硫化物缔合的类型及其释放度。这通过浮选过程进行，浮选过程包括测量室，测量室由不锈钢管构成，不锈钢管垂直地定位在测角仪的中心，测角仪放置在水平平台上。在所述测量室的一侧，放置有x射线发射管，在另一侧，放置有用于所述x射线的检测器。发射管和检测器均位于由所述水平平台限定的统一平面上。测量室包括与其纵向轴线平行的窗口以及位于所述窗口前面关闭测量室的门。门和窗口均具有直径为20mm的开口，桨流样本通过开口从选矿厂进入浮选过程。所述桨流按照由所述钢管限定的纵向轴线的方向自下而上产生。在所述开口上方，x射线从发射管引入，然后被所述检测器接收。所述开口用薄的透明材料密封，以避免所述桨流通过窗口泄漏。为了保持所述透明材料，存在两个柱状物，一侧一个，相对于所述测量室彼此交错，使得这两个柱状物中的一个装载有所述透明材料，另一个柱状物在使用时缠绕。

与本发明的区别非常清楚，在登记CL42.629的情况下，对从浮选过程出来的具有精矿的桨在使精矿进经受干燥之前进行测量，一旦精矿干燥，其比例就会变化。因此，在其进入炉之前实时了解其真实的质量和数量是参考登记根本没有解决的问题。

另外，专利公开US2002094060描述了从含有晶质的颗粒物的流中持续提出样本并通过x射线衍射有效持续地对样本进行分析的方法和装置。提取的样本的流供给至不断移动的运送器上，并且其表面光滑且平坦，以检测并分析x射线衍射图案，以提供对晶质的组成分析。在向运送器供给另一样本之前不断从运送器上提取样本。相比于涉及分立样本的前述技术的实验室分析，本发明特别适用于对水泥相和水泥熔渣相的组成进行分析，并且提供有效连续、基本实时的分析。

与本发明不同，前述公开针对与本发明的技术领域(水泥行业)不同的技术领域，并且没有描述系统可以设计成安装在熔化炉的入口前以确定待熔化精矿中存在的矿物的质量和数量，也没有持续取样。

因此，需要下述方案，该方案允许在干铜精矿被注入熔化炉(如“El TenienteConverter”)之前对干铜精矿的矿物学种类进行检测和量化，并且还能够对熔炼炉(bathsmelting furnace)中的铜精矿进行在线实时的矿物学分析。

发明内容

根据实施方式，提供了一种用于在将干铜精矿注入转炉或熔化炉之前通过x射线衍射(XRD)对所述干铜精矿的矿物学种类进行检测和量化的系统，所述系统在线实时地对所述铜精矿进行矿物学分析，其中，所述系统包括位于管中的入口旁路，所述管将干精矿注入熔炼炉，所述入口旁路与x射线衍射设备连接，来自所述注入管的所提取样本流动通过所述x射线衍射设备，从所述x射线衍射设备起，存在与所述注入管连接的返回旁路，所述返回旁路允许已经被x射线衍射器辐照的所述样本朝向所述熔化炉返回正常的注入流。

附图说明

图1：示出了将如何安装形成本发明的系统的一部分的x射线衍射器的说明图。

图2：示出了形成本发明的系统的一部分的x射线衍射设备内的精矿样本的运输的平面图示。

图3：示出了解释通过x射线进行矿物学测量的理念的图示。

图4A-图4B：示出了标准XRD设备的操作的图，其中由图4B提出的系统可以分开。

图5：示出了与具有通过衍射产生的识别矿物和强度峰的高度或与其被测量的次数相关的计数的角度的图对应的衍射图。

具体实施方式

本发明的系统包括入口旁路1，入口旁路位于将干精矿注入熔炼炉的管中。入口旁路1与x射线衍射设备3连接，提取的样本从所述注入管2流动通过x射线衍射设备。从x射线衍射设备3起，存在与注入管2连接的返回旁路4，返回旁路允许经x射线衍射器3辐照的样本朝向熔化炉返回正常的注入流。其还可以沉积在容器中，之后被手动并入生产线。

系统包括位于入口旁路1旁边的入口阀，入口阀在期望时启用，以供干精矿的通过注入管2流动的一部分朝向x射线衍射设备3转向以进行取样。其将被远程控制并在线提供数据。系统在5分钟至20分钟的时间范围内运行以进行取样。优选地，期望的是每15分钟提供测量。分析次数低归因于衍射仪技术——传感器是曲线的且无移动部分。这意味着系统仅拍摄瞬间衍射图，因此该步骤使测量时间较少。另外，这种类型的技术降低了失败的可能性。待测量的铜精矿样本通过入口旁路1持续通过x射线衍射设备3，为此入口阀被启用，入口阀以自动方式进行控制。这确保了样本的代表性。

提供的数据是样本中存在的相关矿物成分(黄铜矿、黄铁矿等)及其浓度，如图5所示。另外，所述数据用于针对存在的种类及其浓度创建时间变化图。

被选取以形成系统的一部分的x射线衍射设备3具有转台5，转台中用于样本的入口区域6靠近入口旁路1。当转台转动5时，样本通过衍射区域 7，样本在衍射区域被辐照并继续其朝向用于样本的出口区域8的路径，出口区域靠近出口旁路4。设备还可以包括封闭的物料管，物料管对x射线是透明的或半透明的(聚酰亚胺胶带、ABS、铝、玻璃或其他)。

被提出以进行取样的干精矿的数量的估计由限制铜精矿的暴露于x射线的区域或样本的衍射区域7的圆的半径限定：(a-b)/2。暴露于x射线的铜精矿样本的厚度：h。

暴露于x射线的铜精矿样本的体积(V

例如，如果x射线衍射设备3的样本保持单元的直径为14[mm]，样本的厚度为0.5[mm]，则多样本系统(30个样本)的每个样本保持器将具有8[mm]的直径和0.3[mm]的厚度。

如果a＝5[cm]，b＝3.6[mm](a-b＝1.4[mm]样本保持单元直径)并且 h＝0.1[mm]。

则：V

注入CT的干铜精矿的密度：

平均＝1.9[g/cc]范围：1.2至2.2[g/cc]

则，暴露于x射线的质量：

M

假设两秒后，经受x射线的铜精矿样本的质量完全变化，则15分钟后，暴露于x射线的质量将是：131.6[g]。也就是说，其将具有质量远大于45[min] 的典型测量的衍射图。

每天(24[h])测量的质量：12.64[kg]

每月测量的质量：379.2[kg]

本发明的系统还包括与x射线衍射设备连接的标准数据计算机，标准数据计算机允许从设备读数并解译所需的矿物学数据。要进行测量，需要理解x射线衍射是唯一允许对矿物学种类进行检测和量化的技术。在原子能级，其限定矿物的对于每个种类是独特的晶体结构或平面。使用x射线是因为其波长(λ)允许晶体结构衍射x射线(图3)。

从图3可以看出，λ的值是固定的，并且由选取的x射线管的阳极或对阴极确定。“d”的值由样本的矿物含量确定，衍射角度θ是测量的变量。布拉格定律将变量λ、d和θ联系起来。粘土环9根据来源，检测器根据布拉格布伦塔(Bragg Brentano)的几何定律检测角度。

当矿物样本被[x]射线辐照时，所述射线被衍射，以每个物种不同的角度改变它们的传播方向。使用安装在标准数据计算机中的专用软件，可以区别存在哪些以及多少种类。