李 杰 胡 城

(馬鋼南山礦業(yè)公司和尚橋鐵礦)

XRF手持分析儀在某鐵礦應(yīng)用的可行性分析

李 杰 胡 城

(馬鋼南山礦業(yè)公司和尚橋鐵礦)

介紹了XRF手持分析儀檢測鐵礦石中全鐵含量的技術(shù)與方法，同時通過XRF手持分析儀與化學(xué)滴定法測試礦石品位數(shù)據(jù)進行了對比，分析了XRF手持分析儀在某鐵礦使用的可行性，并提出了相關(guān)建議。試驗對比結(jié)果表明：XRF手持分析儀測定結(jié)果在半定量分析和定量分析之間，其含量誤差可能會達到10個百分點左右，雖然其無法替代試驗室設(shè)備，但通過添加比例系數(shù)，可滿足現(xiàn)場地質(zhì)找礦和礦巖分界的需要。

鐵礦 XRF手持分析儀 化學(xué)滴定法 鐵品位

我國的地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)，從一開始均采用化學(xué)分析(滴定法)的手段對礦石樣品進行測試，這種方法一直沿用到現(xiàn)在依然是一種非?？煽康姆椒?，但是其測試速度慢、對測試人員、測試環(huán)境要求高，無法實現(xiàn)現(xiàn)場快速分析。簡單、快速的了解礦石品位，在礦山開采過程中尤其重要。掌握礦石的品位變化能更好的分析采礦和選礦生產(chǎn)過程中存在問題，及時采用有效的控制手段，保證設(shè)備之間的協(xié)調(diào)，關(guān)鍵工藝的合理運用，才能保證精礦產(chǎn)量和品位不會波動，為礦山經(jīng)濟帶來最大的經(jīng)濟利益。為驗證XRF手持分析儀在某鐵礦現(xiàn)場使用的可行性，將XRF手持分析儀的檢測數(shù)據(jù)與化學(xué)滴定法測試數(shù)據(jù)進行了對比分析。

1 XRF手持分析儀簡介

XRF手持分析儀是一種手持式X射線熒光光譜儀，由一體化高壓和端窗微型X光管、準(zhǔn)直濾光系統(tǒng)、探測器、信號放大器、多道分析器和PDA微電腦系統(tǒng)構(gòu)成。其分析原理為：當(dāng)樣品中鐵元素的原子受到高能X射線照射時，即發(fā)射出具有一定特征的X射線譜，測定譜線的強度，并與已知的標(biāo)樣強度進行比較，就可知道該元素的含量，即可以進行定量分析。XRF手持分析儀的優(yōu)點是體積小，便攜、方便野外工作，分析速度快且無需等待，操作簡單，對操作人員限制很小，現(xiàn)場分析無需制備樣品，可直接在待測礦物表面進行測定。

2 試驗方法

XRF手持分析儀定位于野外原位快速分析，由于野外前處理工具缺乏，樣品的不均一性會影響到樣品的測試結(jié)果，故只能在野外進行定性分析。XRF手持分析儀對測定粒度較小的試樣比較準(zhǔn)確，對于大塊礦石需破碎處理，這樣可保證樣品的均一性。試驗采用常規(guī)的方法制備樣品，即鉆孔取樣(大塊礦石)→破碎縮分(采用四分法)→干燥→磨樣(-0.074 mm)→制樣→測定試樣。每個樣品用XRF手持分析儀對待測試樣進行3次測試，測試時間為30 s，求其平均值。試驗從2013年11月7日開始進行，到2013年11月28日完成了752個樣品的測定。

3 試驗結(jié)果及數(shù)據(jù)對比分析

以選廠化驗室采用化學(xué)滴定法化驗數(shù)據(jù)作為標(biāo)準(zhǔn)來分析結(jié)果，用分層抽樣法對試驗數(shù)據(jù)進行分析。分層抽樣法就是將總體單位按其屬性特征分成若干類型或?qū)?，然后在類型或?qū)又须S機抽取樣本單位。分層抽樣的特點是由于通過劃類分層，增大了各類型中單位間的共同性，容易抽出具有代表性的調(diào)查樣本。該方法適用于總體情況復(fù)雜，各單位之間差異較大，單位較多的情況。

3.1 鐵品位≤11%時的誤差結(jié)果分析

從試驗數(shù)據(jù)中隨機抽取20個鐵品位≤11%的數(shù)據(jù)進行分析，分析結(jié)果見圖1。

由圖1可見，XRF手持分析儀分析和尚橋鐵礦鐵品位≤11%時的樣品，其數(shù)據(jù)無明顯規(guī)律，存在的正負(fù)誤差較大。

3.2 11%<原礦鐵品位<28%時的誤差結(jié)果分析

從試驗數(shù)據(jù)中隨機抽取20個11%<原礦鐵品位<28%的數(shù)據(jù)進行分析，分析結(jié)果見圖2。

圖1 原礦鐵品位≤11%樣品XRF手持分析

圖2 11%<原礦鐵品位<28%樣品XRF手持分析

由圖2可見，選廠化驗結(jié)果高于XRF手持分析儀測試結(jié)果，為了便于分析2組數(shù)據(jù)之間的差異，用origin軟件對數(shù)據(jù)進行分析。

假定圖2選廠化驗結(jié)果曲線為k1，分析儀測試結(jié)果曲線為k2，用曲線擬合方式合并曲線，比例系數(shù)k≈1.2，即得到k1=1.2k2，其結(jié)果見圖3。

圖3 添加比例系統(tǒng)k后XRF手持分析儀

由圖3可見，添加了比例系數(shù)k后，2組數(shù)據(jù)間的誤差明顯減少，基本與化學(xué)分析法化驗精度要求相符，對礦石開采有較大的指導(dǎo)意義。

3.3 鐵品位≥28%時誤差結(jié)果分析

從試驗數(shù)據(jù)中隨機抽取20個鐵品位≥28%的數(shù)據(jù)進行分析，分析結(jié)果見圖4。

圖4 原礦鐵品位≥28%樣品XRF手持分析

由圖4可見，XRF手持分析儀分析和尚橋鐵礦鐵品位≥28%時的樣品，數(shù)據(jù)無明顯規(guī)律，存在的正負(fù)誤差較大。

以上試驗數(shù)據(jù)表明，某鐵礦礦石品位分析結(jié)果在一定程度上反映了XRF手持分析儀測定數(shù)據(jù)的精確性，當(dāng)原礦鐵品位≤11%時，無明顯規(guī)律，誤差較大；當(dāng)11%<原礦鐵品位<28%時，誤差相對較?。划?dāng)原礦鐵品位≥28%時，誤差較大;這可能與儀器內(nèi)設(shè)定測試對象工作曲線有關(guān)，因為該鐵礦屬極貧礦山，礦體邊界品位為15%，礦床平均品位為21.66%，開采過程中較少出現(xiàn)原礦品位大于28%的礦石。

4 建 議

(1)在采場采用XRF手持分析儀做定量分析時，因不能測定磁性鐵含量，需要用磁鐵做大概的定性分析，即磁性鐵大致含量。

(2)XRF手持分析儀對于在采場應(yīng)用有一定的局限性，但可用于選廠精礦品位的測試，因為磁選精礦中一般磁性鐵含量較高，在生產(chǎn)過程中磁性鐵含量數(shù)值無需單獨標(biāo)出。

5 結(jié) 語

(1)無論是化學(xué)滴定法，還是X熒光法各有優(yōu)勢，也各有缺點，所以只有針對不同的分析要求和測試條件，采用不同的分析方法和分析儀器才能真正達到準(zhǔn)確測試的目的。

(2)以選廠化驗室化驗結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)，XRF手持分析儀測定結(jié)果在半定量分析和定量分析之間，其含量誤差可能會達到10%左右，雖然其無法替代試驗室設(shè)備，但通過添加比例系數(shù)，可滿足現(xiàn)場地質(zhì)找礦和礦巖分界的需要，精確的定量分析只能在試驗室中做出來。

2015-01-30)

李 杰(1963—)，男，高級工程師，243033 安徽省馬鞍山市雨山區(qū)。