[发明专利]没有危险的散装材料分析器系统

说明书

对相关申请的交叉引用 

本申请要求于2006年5月10日申请的欧洲专利申请号06405196.4、于2007年3月12日申请的序列号为11/684,972的美国专利申请，以及于2006年8月9日申请的序列号为60/836,379的美国临时专利申请的优先权，其中序列号为11/684,972的美国专利申请是于2006年6月26日申请的序列号为11/474,477的美国专利申请的部分继续申请。所有在先申请的全部内容在此引入以供参考。 

技术领域

本发明通常涉及光谱成像，更具体地涉及动态工艺中散装材料(bulk material)的光谱成像。 

背景技术

在工业应用中利用和生产散装材料，所述工业应用比如水泥生产，废料处理以及工艺废物处理。散装材料可被表征为用在工业应用中的材料，所述材料在为了下游生产中更容易处理的目的而被粉碎或以其他方式减小尺寸之后，在诸如传送带之类的连续移动装置上以大体积传送该材料。散装材料可以进一步被表征为被成比例地组合以及处理以形成另一种材料(比如预混合的材料)的原材料，以均匀或不均匀的形式混合的原材料(比如后混合材料)，废料材料和工艺废物的合成组合。散装材料还可表征为具有低单位值(即重量小于一吨的个体量基本上具有非常小的商业价值)的材料。为了实现经济的处理，大量材料被传送至下游生产单元，其中相对有价值的矿物成分被分离，或者粉碎处理将大块减小至可处理的颗粒尺寸，以用于化学，湿法冶金或高温冶金处理阶段。因此，没有一个颗粒具有比它的邻居更多或更少的价值(不像经历与大量材料分离的如同包含的贵重金属或宝石高价值颗粒)，并且全部材料被“散装”处理。典型的散装材料包括不均匀的一块块粗粉碎矿井或采石场散装材料，比如石灰石的矿石，铝土矿，铜，锌，铅，铁，硅石，磷酸盐岩，钾碱，粘土，稀土。类似传送的其它散装材料包括废料材料，白垩，煤和焦炭，氧化铝，泥灰岩，黄铁矿，飞灰，工艺废物等。在工艺流中利用这种散装材料，其中从源连续地、成批地或者在延长的时间  段内馈送或供给散装材料。 

在利用散装材料的一些工艺中，从分配源(比如料仓或筒仓)传送组分或原材料，将其混合在一起并且经过处理来形成新的材料。典型地，利用传送带，将散装材料大量地传送通过这些过程。传送带包括两个端部滑轮，具有连续的耐受力强的柔性橡胶，胶布或金属复合带，其以连续的无终止循环绕着滑轮旋转。给滑轮提供动力，以固定或可变速度将带以及在带上加载的散装材料通常向前移动至另一个带转载点，或者用于该具体制造工艺中的其它带系统。传送大量散装材料的许多工艺使用气动运送管或气动滑板在处理点之间转移散装材料。 

在散装材料的传送和处理过程中，为了控制的目的，有必要分析散装材料的精确或平均的化学或矿物含量和组成。当散装材料被混合，研磨或处理以形成新的材料时，这些分析尤其有必要。在工艺废物的情况中，散装材料的表征在诊断工艺的有效性和监控污染物方面可能是有效的。获取散装材料的移动流的物理和化学状态的足够精确和详细的知识会比较困难并富有挑战性。 

如上面指出的，水泥处理的特征在于散装材料的处理和形成。通过在干燥条件(干法工艺)中混合和相互研磨不同的原材料成分可以形成水泥，或者可以在水(湿法工艺)中进行。在图1中描述了用于水泥制造工艺的流程图。在该水泥制造工艺的典型版本中，一个或多个进料器100-102将粉碎的原始成分引入到传送带105-107上。进行组合以最终形成水泥的原始成分的类型取决于生产的水泥的类型和所利用的原始成分的组成。典型的原始成分包括石灰质材料(比如石灰石，泥灰岩，白垩，牡蛎壳，霰石等)，泥质材料(比如粘土，页岩，板岩，矿渣，飞灰，沙子，砂石等)，含铁材料(比如轧屑，铁矿石或硫化铁矿)，氧化铝(比如铝土矿或富含氧化铝的材料)和对水泥特性有贡献的某些添加剂。在世界的某些地方，包括石灰质成分的石灰石，泥灰岩等也可以包括足够比例的泥质材料，比如氧化铝和氧化铁，从而使得仅需要添加硅质材料。硅质材料可以类似地包含泥质材料，从而使这种硅质材料可以包括需要的氧化铝。每种原始成分可以具有不同的质量颗粒尺寸(mass particle size)。例如，一种原始成分可以具有较大的相对颗粒尺寸，而另一种原始成分可以具有小得多的平均颗粒尺寸。结果，就不同的化学性质以及广泛不同的颗粒尺寸来说，这些成分的总体混合物  可以不同。