及時分析冰銅成分，有效控制冶煉過程
介紹
從硫化礦石中提取金屬是一個復雜的、多步驟的過程。一個穩定和流暢的生產工藝能用低成本生產好的產品。過程控制是必要的,以確保為每個步驟預所有關鍵因素都維持在規定設置點/范圍內。采礦及冶煉生產普遍使用各種XRF光譜儀技術來優化他們的生產過程。

本應用文件描述Mount ISA公司如何使用奧林巴斯DELTA手持式光譜儀(HHXRF)實現快速，可靠即時的冰銅成分，提高生產效率, 優化粗銅生產過程控制。
在冶煉過程控制中使用奧林巴斯手持式光譜儀的優點包括:

? 快速、可靠和準確的現場分析
? 最少的樣品制備
? 易于使用，即時,現場品位鑒定
? 實時監視冶煉過程來提高整體的生產力
? 提高成本效益和增加產品價值

應用細節
一般來說,銅提取過程包括以下步驟: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，經閃速熔煉、氧化還原和陽極澆鑄，最終產品(含量> 99.0%純銅)送往精煉廠生產含量> 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)和整體生產力的兩個最重要的因素。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。冰銅中的銅的品位應該> 48%,鐵應< 10%。冰銅品位可以通過改變輸入空氣或富氧空氣的總氧比來調整。不適當的調整導致生產率降低，如銅渣和/資源浪費(工時和能源)。產生這種損失的的原因之一是缺乏正確分析測方法。
為了更好的了解奧林巴斯DELTA手持式光譜儀在銅冶煉過程控制中的應用, 銅冶煉廠采取了一系列樣本監控冰銅成分。樣品直接奧林巴斯DELTA手持式光譜儀測試，沒有進行任何的樣品制備。因為樣品的高導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，在爐內取出樣品幾秒鐘后，就可以獲得所取冰銅樣品的成分。
結果

圖1所示。冰銅中銅和鐵的含量ICP-OES(實驗室測定) VS 奧林巴斯DELTA手持式光譜儀
冶煉過程中，使用奧林巴斯DELTA手持式光譜儀進行即時品位分析,操作員確認將冰銅轉入氧化還原爐中時機。在這項研究中,個冰銅樣品含17%的鐵、56%銅，不符合轉移到氧化還原爐中Cu-Fe濃度標準 (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，生成鐵礦渣。更多的空氣和二氧化硅,更多的鐵進入渣相，導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，直到銅和鐵濃度達到所需的標準。
為了確認奧林巴斯DELTA手持式光譜儀的測試結果,所有樣本隨后被送到實驗室用電感耦合等離子體質譜法(icp)分析。圖1顯示奧林巴斯DELTA手持式光譜儀現場分析結果與實驗室ICP分析發所獲得的銅和鐵含量的基本吻合。應該注意的是, ICP分析結果需要幾個小時后才能獲得，而奧林巴斯DELTA手持式光譜儀在拿到樣品幾秒鐘內就獲得了近似的結果。結果證實, 奧林巴斯DELTA手持式光譜儀技術適用于現場粗銅生產過程監測，但ICP不適合，因為ICP需要的分析時間太長。
結論
這項研究表明奧林巴斯手持式光譜分析儀可以現場監測冰銅成分，幫助實現銅冶煉過程控制。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)提取的過程控制。快速分析、結果可靠、重現性好、最少的樣品制備和操作簡單是奧林巴斯手持式光譜分析儀的重要特點。