[发明专利]用于钨浮选精矿品位在线检测的光纤拉曼系统及方法

说明书

本发明公开了一种用于钨浮选精矿品位在线检测的光纤拉曼系统及方法。本发明基于拉曼光谱技术，设计了钨浮选中浮选槽泡沫层拉曼光谱在线测量装置，构建了泡沫层矿物的拉曼光谱数据在线处理系统，从而提取实时采集的钨浮选泡沫层拉曼光谱相关特征并构建精矿品位在线定量计算模型，最终在线获取钨浮选精矿品位结果。本发明所设计的光纤拉曼系统基于不同钨精矿品位下的拉曼光谱特征向量建立钨精矿定量分析模型，在浮选过程中实时获取泡沫层中的钨精矿品位值，能够在线监测钨浮选中重要生产和考核指标，为钨浮选全流程控制提供了重要参数。

技术领域

本发明涉及在线光谱检测技术领域，具体涉及一种用于钨浮选精矿品位在线检测的光纤拉曼系统及方法。

背景技术

矿物浮选是钨原矿应用最广泛的一种选矿方法，通过极其复杂的物理化学反应过程进行矿化起泡。应用矿物浮选技术是为了提高钨原矿品位，达到钨矿还原冶炼的要求。钨浮选中精矿品位是精选工序中有用物质的含量，是钨浮选中重要的工艺指标。在线实时获取钨浮选精矿品位能够指导浮选过程中药剂的合理添加和工况参数的设置，使得浮选过程处于最优生产状态。

钨浮选中产生形态和大小不等的各种气泡来携带矿粒，是一种包含有气、液、固的三相复杂体，其流动性强且容易破裂。钨精矿品位与矿物泡沫状态直接相关，同时也是浮选过程中加药和液位控制的重要指标。现有的钨精矿品位分析方法只能离线获取检测值，即人工舀取少量泡沫并晒干，将矿物粉末应用化学方法化验得到精矿品位数据。这种方法受人为干扰较大、化验过程复杂、成本较高，往往一天只能化验一份样本，难以实时指导钨浮选中的加药和工况参数调整，直接影响最终钨精矿的回收率。少数浮选企业应用X射线荧光光谱技术直接测量浮选槽泡沫的矿物品位，但对待检测泡沫样品的制备要求较高，且由于仪器会产生X射线，从而检测过程中具有较强放射性影响，对检测环境的密封性和使用者的安全操作要求较高，提高了单次检测成本和复杂度。拉曼光谱是一种对样本制备要求较低的非接触式光谱检测技术，获取光谱速度快，且不受水的影响，从而能够直接检测精选过程中泡沫层钨矿品位值，具有实现钨浮选精矿品位在线检测的潜力。

发明内容

本发明的目的在于解决钨浮选中精矿品位难以在线检测的问题，设计了一种用于钨浮选精矿品位在线检测的光纤拉曼光谱系统，同时针对系统给出了其在线检测钨精矿品位的方法。

本发明的技术方案是，

一种用于钨浮选精矿品位在线检测的光纤拉曼系统，包括激光发生装置、光谱装置和工业计算机，所述的激光发生装置产生激光并竖直的照射至钨浮选槽内的浮选泡沫层上以激发泡沫层矿物产生拉曼光谱，所述的光谱装置采集浮选泡沫层被照射后产生的拉曼光谱，所述的工业计算机通信连接至光谱装置并接收采集的拉曼光谱信息。

所述的系统，所述的激光发生装置和光谱装置通过光学装置来发射激光和收集光谱，所述的光学装置包括复合型拉曼光纤探头和光学准直透镜，所述的复合型拉曼光纤探头设置于浮选槽上方并竖直朝向泡沫层，所述的光学准直透镜固定于复合型拉曼光纤探头下，所述的激光发生装置通过复合型拉曼光纤探头朝向浮选泡沫层发射激光，所述的光谱装置通过光学准直透镜和复合型拉曼光纤探头采集拉曼光谱。

一种用于钨浮选精矿品位在线检测的方法，包括以下步骤：

步骤S1：设置采集钨浮选泡沫层拉曼光谱的系统；

步骤S2：在预设时间区间内，设定固定的光谱积分时间，从此时间区间内获得泡沫层样本的多个拉曼光谱采样结果，从而构成拉曼光谱集合；

步骤S3：持续采集一段时间内泡沫层样本的拉曼光谱，基于步骤S2构建多个拉曼光谱集合，同时人工采集与拉曼光谱集合相对应的钨精选泡沫层样本，基于ICP-MS方法获取其精矿品位值；

步骤S4:对各个集合中所包含的拉曼光谱进行预处理，滤除拉曼光谱的随机噪声及扣除其荧光散射背景信号；