及时分析冰铜成分，有效控制冶炼过程
介绍
从硫化矿石中提取金属是一个复杂的、多步骤的过程。一个稳定和流畅的生产工艺能用低成本生产好的产品。过程控制是必要的,以确保为每个步骤预所有关键因素都维持在规定设置点/范围内。采矿及冶炼生产普遍使用各种XRF光谱仪技术来优化他们的生产过程。

本应用文件描述Mount ISA公司如何使用奥林巴斯DELTA手持式光谱仪(HHXRF)实现快速，可靠即时的冰铜成分，提高生产效率, 优化粗铜生产过程控制。
在冶炼过程控制中使用奥林巴斯手持式光谱仪的优点包括:

• 快速、可靠和准确的现场分析
• 最少的样品制备
• 易于使用，即时,现场品位鉴定
• 实时监视冶炼过程来提高整体的生产力
• 提高成本效益和增加产品价值

应用细节
一般来说,铜提取过程包括以下步骤:粉碎硫化铜矿石(比如黄铜矿)，泡沫浮选法选矿，使富集成为铜精矿,一般含铜(Cu)品位为20 - 30%。然后石英沙与铜精矿混合，经闪速熔炼、氧化还原和阳极浇铸，最终产品(含量> 99.0%纯铜)送往精炼厂生产含量> 99.9%的铜。
冰铜品位和熔炼矿渣中金属含量是影响随后的冶炼加工阶段(如氧化还原和精炼)和整体生产力的两个最重要的因素。冰铜中铜的品位低意味着铜还原不足和冰铜中铁(主要成分:铁硫化物(FeS)的含量影响氧化还原反应。冰铜中的铜的品位应该> 48%,铁应< 10%。冰铜品位可以通过改变输入空气或富氧空气的总氧比来调整。不适当的调整导致生产率降低，如铜渣和/资源浪费(工时和能源)。产生这种损失的的原因之一是缺乏正确分析测方法。
为了更好的了解奥林巴斯DELTA手持式光谱仪在铜冶炼过程控制中的应用, 铜冶炼厂采取了一系列样本监控冰铜成分。样品直接奥林巴斯DELTA手持式光谱仪测试，没有进行任何的样品制备。因为样品的高导热性能和分析仪处理高温样本的功能,我们不需要等待样品冷却，在炉内取出样品几秒钟后，就可以获得所取冰铜样品的成分。
结果

图1所示。冰铜中铜和铁的含量ICP-OES(实验室测定) VS 奥林巴斯DELTA手持式光谱仪
冶炼过程中，使用奥林巴斯DELTA手持式光谱仪进行即时品位分析,操作员确认将冰铜转入氧化还原炉中时机。在这项研究中,个冰铜样品含17%的铁、56%铜，不符合转移到氧化还原炉中Cu-Fe浓度标准 (例如铜> 48%,铁< 10%)。冰铜高浓度的铁需要更高浓度的氧输入(在空气或富氧空气)，充分燃烧硫和铁氧化。也需要额外添加硅与铁氧化物反应，生成铁矿渣。更多的空气和二氧化硅,更多的铁进入渣相，导致冰铜中铁浓度降低,因此,铜品位升高。随后一系列样本被采集后使用奥林巴斯DELTA手持式光谱仪分析，直到铜和铁浓度达到所需的标准。
为了确认奥林巴斯DELTA手持式光谱仪的测试结果,所有样本随后被送到实验室用电感耦合等离子体质谱法(icp)分析。图1显示奥林巴斯DELTA手持式光谱仪现场分析结果与实验室ICP分析发所获得的铜和铁含量的基本吻合。应该注意的是, ICP分析结果需要几个小时后才能获得，而奥林巴斯DELTA手持式光谱仪在拿到样品几秒钟内就获得了近似的结果。结果证实, 奥林巴斯DELTA手持式光谱仪技术适用于现场粗铜生产过程监测，但ICP不适合，因为ICP需要的分析时间太长。
结论
这项研究表明奥林巴斯手持式光谱分析仪可以现场监测冰铜成分，帮助实现铜冶炼过程控制。这里描述的同样的方法也适用于其他金属或贵重金属(如锌、铁和黄金)提取的过程控制。快速分析、结果可靠、重现性好、最少的样品制备和操作简单是奥林巴斯手持式光谱分析仪的重要特点。