载流射线分析仪的现状与发展

　　1　历史的回顾

　　冶金、化工生产过程中的液流(包括矿浆流和溶液流)的载流(On-stream)射线分析仪为我们提供了一种强有力的工具,它可以促进生产工艺不断改进和完善。使用载流射线分析仪可以研究工艺过程操作条件变化后对产品产量、质量、原材料消耗的影响,由此可以决定如何自动控制工艺过程,并使过程最佳化,从而达到提高回收率、降低原材料消耗的目的。

　　国外早在50年代末期就开始研究如何将实验室用X射线荧光光谱仪用于选矿过程连续分析,美国一个应用研究实验室(ARL)1960年在一个铜选矿厂首先进行了工业实验并取得成功。1961年,ARL设计了第1台矿浆载流射线分析仪。1968年,芬兰奥托昆普(Outokumpu)公司研制成功的库里厄300载流射线分析仪在芬兰皮卡萨米矿投入运行。稍后,澳大利亚阿姆德尔(Amdel)公司ISA载流射线分析仪在澳大利亚新南威尔士选矿厂应用[1]。其它制造商的产品,如瑞典波利登(Boliden)公司BOXRAY分析仪、美国丹佛(DENVER)公司XRA分析仪、美国德州核子(Texas Nuclear)公司7200分析仪、加拿大包恩德-克列格(Bonder Clegg)公司分析仪在70年代或80年代进入市场。

　　国内从1974年起开始研制载流射线分析仪,西北矿冶研究院、马鞍山矿山研究院、北京矿冶研究总院等先后研制了多种类型的载流射线分析仪,并已在国内约20个选矿厂使用。本文将就以下一些用户关注的焦点:在流分析、近流分析与集中式分析,波长色散与能量色散,同位素源与X射线管,X射线荧光与γ射线荧光,矿浆与溶液,论述载流射线分析仪的现状和发展。

　　2　在流分析、近流分析与集中式分析

　　最早的奥托昆普公司库里厄300分析仪采用典型的集中式(Centralized)分析,由安装在生产现场的各个矿浆流道上的一次矿浆取样器将试样送到中心分析室,一个分析仪探头可对最多14个流道(在随后改进的多取样系统里,流道数可扩展到28个)的矿浆进行分析。集中式分析的优点是流道数多,便于管理。但也有以下缺点:矿浆取样管线长,容易堵塞,维护量大;设备庞大、结构复杂、总投资大;分析过程是间断的,对同一流道来说,前后两次分析数据的间隔时间可能需要数十分钟。

　　阿姆德尔公司的早期产品则是典型的在流(In-stream)分析,它在被测矿浆流的管道系统中加进一个被称为“分析区”的取样槽,分析仪探头直接插入“分析区”的被测矿浆流中,因而不需要矿浆取样和输送系统,维护量也大大减少。尽管因分析过程需要,分析数据要60 s左右时间才更新一次,但因一个流道固定使用一套探头,所以对多个流道来说,分析过程仍可看成是连续的。系统规模可按实际流道数配置,并可随意增减,较为灵活,对流道数不多、分析数据要求连续的中小型选矿厂较为适用[2]。