Рентгенофлуоресцентный аналитический комплекс

ООО «Вэктис Минералз» проектирует и поставляет аналитические комплексы определения содержаний химических элементов в продуктах на основе рентгенофлуоресцентного метода анализа.

В первую очередь аналитический комплекс предназначен для организации оперативного аналитического контроля продуктов обогащения обогатительных фабрик, перерабатывающих руды цветных и черных металлов, однако комплекс находит свое применение и в гидрометаллургических процессах для определения концентрации химических элементов в растворах.

Основными преимуществами аналитического комплекса являются оперативность получения результатов точного количественного анализа, количество контролируемых элементов. Это позволяет быстро реагировать на изменения, происходящие в технологическом процессе. При отсутствии потокового анализатора для наилучшего управления технологическим процессом необходимы частые лабораторные анализы, стоимость которых непомерно высока.

Отличительной чертой аналитического комплекса также является низкий объем капиталовложений в создание аналитического контроля и короткий период ввода в эксплуатацию за счет возможности применения имеющейся на предприятиях системы пробоотбора – прободоставки.

Основу аналитического комплекса составляет высокопроизводительный рентгенофлуоресцентный потоковый анализатор PX-2100 (PERI Inc, США), специально разработанный для анализа элементного состава технологических потоков пульпы или растворов электролитов в режиме реального времени.

В анализаторе реализован энергодисперсионный метод с применением детектора высокого разрешения. Для возбуждения флуоресцентного излучения пробы используется рентгеновская трубка, таким образом, анализатор не содержит радиоизотопных источников, что значительно уменьшает опасность облучения при эксплуатации.

Описание рентгенофлуорестцентного аналитического комплекса

Структурно аналитический комплекс для определения содержания химических элементов в твердой фазе пульпы (водно-минеральной суспензии), позволяет производить измерения 10 пульповых потоков и состоит из следующих компонентов.

Оборудование первичного пробоотбора (первичные пробоотборники на технологических потоках, трассы прободоставки и возврата проб в процесс после измерения).

Первичный пробоотборник направляет часть технологического потока в мультиплексор с целью проведения вторичного пробоотбора и измерения. Для различных случаев существует широкий спектр, хорошо себя зарекомендовавших первичных пробоотборников, как для напорных, так и самотечных технологических потоков. В зависимости от требований технологического процесса, первичный пробоотбор может быть непрерывным с автоматической промывкой или без промывки. В период между измерениями первичный поток может быть остановлен и произведена автоматическая промывка линии прободоставки. Также управляемый пробоотбор предоставляет возможность использования одной трассы прободоставки для двух различных потоков первичной пробы.

При модернизации системы аналитического контроля на действующих предприятиях в большинстве случаев аналитический комплекс использует имеющуюся систему пробоотбора и прободоставки. Такое решение позволяет существенно сократить капиталовложения и время ввода в эксплуатацию. Однако при поставке на новые предприятия, ранее не имеющие систем аналитического контроля или по требованию Заказчика может поставляться система пробоотбора – прободоставки. Описание такого типового решения приведено ниже.

Мультиплексор служит для направления единовременно в ячейку измерения выбранного потока пробы, а также для сбора сменных комбинированных проб.

Пневматические исполнительные механизмы мультиплексора направляют выбранный поток в резервуар, обеспечивающий стабильный поток пробы через ячейку измерения анализатора.

Мультиплексор обеспечивает питание измерительной ячейки потоком пробы, деаэрирование пульпы и очистку пробы от имеющегося мусора для предотвращения засорения ячейки измерения. Таким образом, мультиплексор направляет на измерение один из нескольких потоков, постоянно протекающих через него. Наличие первичной пробы и производительность потоков отслеживаются в целях диагностики.

Последовательность измерений программируется, что позволяет чаще измерять самые важные потоки, второстепенные потоки могут контролироваться с большей периодичностью. Время между сменой проб используется для измерения внутреннего эталонного образца, что позволяет провести самодиагностику и автоматическую коррекцию дрейфа. Сбор составной сменной пробы по всем потокам является дополнительной функцией мультиплексора.

Рентгено-флуоресцентный анализатор PX-2100, в измерительную ячейку которого самотеком поступает проба, обеспечивает проведение анализа, в процессе которого источник первичного рентгеновского излучения облучает пробу.

Испускаемое пробой вторичное рентгеновское излучение различной энергии, в зависимости от присутствующих в пробе элементов, регистрируется детектором. Интенсивность рентгеновского излучения в каждом энергетическом диапазоне вычисляется многоканальным анализатором. Результаты первичных интенсивностей в каждой энергетической области от многоканального анализатора передаются в блок обработки. Спектр анализируется при помощи компьютера и на основе регрессионных калибровочных уравнений вычисляются содержания элементов.

Информация о содержаниях химических элементов в пробе передается в систему АСУ ТП и регистрируется в базе данных анализатора PX-2100. Проба, прошедшая через ячейку измерения, возвращается в технологический процесс и далее цикл повторяется для следующего потока.

Калибровочный пробоотборник позволяет в процессе измерения осуществить отбор представительной и воспроизводимой пробы пульпы для лабораторного анализа. Калибровочные данные можно считать из анализатора и вместе с результатами лабораторного анализа передать в программу калибровки для составления или корректировки калибровочных уравнений.

Демультиплексор служит для направления небольшого потока технологической пробы, прошедшего через измерительную ячейку анализатора, в определенную точку технологической схемы.

Технические характеристики аналитического комплекса

Количество анализируемых потоков:

— До 10 технологических потоков, рекомендуемое количество 8 на один анализатор

Определяемые химические элементы:

— От титана (Ti) до урана (U) (атомные веса от 22 до 92), а также содержание твердого в пульпе

Количество определяемых элементов:

— Одновременно определяется содержание до 10 элементов в каждой технологической пробе

Диапазон измерения содержания химических элементов:

— Обычный диапазон измерения содержаний химических элементов для пульп составляет 0.01 % - 100% от массы твердой фазы.

Время измерения пробы:

— Время измерения пробы составляет 30 - 60 секунд

Цикл анализа:

— Цикл анализа для 8 технологических потоков составляет от 12 до 20 минут в зависимости от времени измерения каждой пробы