[发明专利]一种测定磷矿浮选工艺过程产物元素组分的LIBS在线检测方法

说明书

本发明提供了一种测定磷矿浮选工艺过程产物元素组分的LIBS在线检测方法，包括以下步骤：矿浆取样，获取矿浆样品等离子体光谱数据，并取少量样品用于化学分析，使用偏最小二乘法对光谱数据和元素组分浓度建立回归模型，然后对待测矿浆样品进行检测，将得到的光谱数据带入回归模型，得到待测矿浆的元素组分浓度，最后进行矿浆回收。本发明首次将LIBS技术应用于磷矿浮选工艺过程，实现了对过程产物元素组分的实时在线检测，相对于传统的荧光光谱分析法，此方法具有分析速度快、无需样品制备、检测精度高等优点，可为前端浮选药剂的加入以及工艺流程的优化提供实时指导。

技术领域

本发明涉及在线检测技术领域，具体是一种测定磷矿浮选工艺过程产物元素组分的LIBS在线检测方法。

背景技术

磷矿是我国重要的战略资源，但我国磷矿平均品位较低，其中80%的中低品位磷矿石尚未得到有效的开发利用，磷矿浮选工艺流程中还有需要亟待解决的关键问题，其中元素组分检测是磷矿浮选工艺过程中判断磷矿品位、指导工艺流程中一项非常重要的技术指标之一，但是目前磷矿浮选工艺过程中无在线检测设备，仍需每天在原矿、精矿、尾矿处定时人工取样，经摇样、烘干、压片后进行荧光光谱分析，获得P、Mg、Fe、Al、Si等元素组分的含量。此方法的缺点是采制样代表性差、步骤繁琐、分析检测速度慢、实验数据获取滞后、需专人负责、成本较高，对前端工艺流程浮选药剂的加入没有指导意义，因此，在生产过程中存在精矿产品质量稳定性较差的问题，极大的影响了企业的生产成本和产品质量控制。

激光诱导击穿光谱技术（Laser Induced Breakdown Spectroscopy，LIBS），是一种新兴的元素分析技术，具有实时在线、非接触、无需样品制备、可远距离分析、多元素同时快速检测等优点，是光谱分析领域内的一种前沿性分析手段，目前在磷矿浮选工艺上还没有相关应用。

发明内容

本发明为解决磷矿浮选工艺过程中存在的上述各种缺陷，提供了一种测定磷矿浮选工艺过程产物元素组分的LIBS在线检测方法，该方法具有分析速度快、数据实时反馈、检测精度高、无需样品制备、样品无浪费等优点，对优化浮选工艺流程具有一定的指导意义。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种测定磷矿浮选工艺过程产物元素组分的LIBS在线检测方法，所述方法包括以下步骤：

S1、矿浆取样；

S2、利用LIBS方法获取矿浆等离子体光谱数据，同时取少量同通道、同时段的矿浆样品用于化学分析，获取P、Mg、Fe、Al、Si等元素组分的浓度值；

S3、将光谱数据和对应的元素组分浓度值作为偏最小二乘法的训练集样本，建立光谱强度和浓度的回归模型；

S4、对待测矿浆进行LIBS在线检测，将光谱数据带入回归模型，得到待测矿浆元素组分浓度，完成矿浆元素组分的检测；

S5、矿浆回收

所述矿浆取样是使用不同的取样器分别从原矿、精矿、尾矿工艺流程中截取不同时间段的矿浆样品，通过管道输送至多路缩分器的分配箱。

所述S2包括通过使用激光器激发分配箱流下的稳定矿浆液柱、光谱仪采集矿浆等离子体特征光谱数据，光谱数据包括元素的特征谱线强度、谱线位置。

所述S3的回归模型为偏最小二乘回归模型，输入变量是预处理后的谱线强度和元素组分的浓度值。

所述S5矿浆回收包括将原矿矿浆输送到原矿生产流程，精矿矿浆输送到精矿浓密池消泡桶，尾矿矿浆输送到尾矿池，实现矿浆无浪费。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过采用取样器、多路缩分器实现自动取样，解决了传统人工取制样代表性不强、耗时长等问题，大大节约了取样时间和人力成本；