XRF手持分析仪在某铁矿应用的可行性分析

李 杰 胡 城

(马钢南山矿业公司和尚桥铁矿)

XRF手持分析仪在某铁矿应用的可行性分析

李 杰 胡 城

(马钢南山矿业公司和尚桥铁矿)

介绍了XRF手持分析仪检测铁矿石中全铁含量的技术与方法，同时通过XRF手持分析仪与化学滴定法测试矿石品位数据进行了对比，分析了XRF手持分析仪在某铁矿使用的可行性，并提出了相关建议。试验对比结果表明：XRF手持分析仪测定结果在半定量分析和定量分析之间，其含量误差可能会达到10个百分点左右，虽然其无法替代试验室设备，但通过添加比例系数，可满足现场地质找矿和矿岩分界的需要。

铁矿 XRF手持分析仪 化学滴定法 铁品位

我国的地质矿产行业，从一开始均采用化学分析(滴定法)的手段对矿石样品进行测试，这种方法一直沿用到现在依然是一种非常可靠的方法，但是其测试速度慢、对测试人员、测试环境要求高，无法实现现场快速分析。简单、快速的了解矿石品位，在矿山开采过程中尤其重要。掌握矿石的品位变化能更好的分析采矿和选矿生产过程中存在问题，及时采用有效的控制手段，保证设备之间的协调，关键工艺的合理运用，才能保证精矿产量和品位不会波动，为矿山经济带来最大的经济利益。为验证XRF手持分析仪在某铁矿现场使用的可行性，将XRF手持分析仪的检测数据与化学滴定法测试数据进行了对比分析。

1 XRF手持分析仪简介

XRF手持分析仪是一种手持式X射线荧光光谱仪，由一体化高压和端窗微型X光管、准直滤光系统、探测器、信号放大器、多道分析器和PDA微电脑系统构成。其分析原理为：当样品中铁元素的原子受到高能X射线照射时，即发射出具有一定特征的X射线谱，测定谱线的强度，并与已知的标样强度进行比较，就可知道该元素的含量，即可以进行定量分析。XRF手持分析仪的优点是体积小，便携、方便野外工作，分析速度快且无需等待，操作简单，对操作人员限制很小，现场分析无需制备样品，可直接在待测矿物表面进行测定。

2 试验方法

XRF手持分析仪定位于野外原位快速分析，由于野外前处理工具缺乏，样品的不均一性会影响到样品的测试结果，故只能在野外进行定性分析。XRF手持分析仪对测定粒度较小的试样比较准确，对于大块矿石需破碎处理，这样可保证样品的均一性。试验采用常规的方法制备样品，即钻孔取样(大块矿石)→破碎缩分(采用四分法)→干燥→磨样(-0.074 mm)→制样→测定试样。每个样品用XRF手持分析仪对待测试样进行3次测试，测试时间为30 s，求其平均值。试验从2013年11月7日开始进行，到2013年11月28日完成了752个样品的测定。

3 试验结果及数据对比分析

以选厂化验室采用化学滴定法化验数据作为标准来分析结果，用分层抽样法对试验数据进行分析。分层抽样法就是将总体单位按其属性特征分成若干类型或层，然后在类型或层中随机抽取样本单位。分层抽样的特点是由于通过划类分层，增大了各类型中单位间的共同性，容易抽出具有代表性的调查样本。该方法适用于总体情况复杂，各单位之间差异较大，单位较多的情况。

3.1 铁品位≤11%时的误差结果分析

从试验数据中随机抽取20个铁品位≤11%的数据进行分析，分析结果见图1。

由图1可见，XRF手持分析仪分析和尚桥铁矿铁品位≤11%时的样品，其数据无明显规律，存在的正负误差较大。

3.2 11%<原矿铁品位<28%时的误差结果分析

从试验数据中随机抽取20个11%<原矿铁品位<28%的数据进行分析，分析结果见图2。

图1 原矿铁品位≤11%样品XRF手持分析

图2 11%<原矿铁品位<28%样品XRF手持分析

由图2可见，选厂化验结果高于XRF手持分析仪测试结果，为了便于分析2组数据之间的差异，用origin软件对数据进行分析。

假定图2选厂化验结果曲线为k1，分析仪测试结果曲线为k2，用曲线拟合方式合并曲线，比例系数k≈1.2，即得到k1=1.2k2，其结果见图3。

图3 添加比例系统k后XRF手持分析仪

由图3可见，添加了比例系数k后，2组数据间的误差明显减少，基本与化学分析法化验精度要求相符，对矿石开采有较大的指导意义。

3.3 铁品位≥28%时误差结果分析

从试验数据中随机抽取20个铁品位≥28%的数据进行分析，分析结果见图4。

图4 原矿铁品位≥28%样品XRF手持分析

由图4可见，XRF手持分析仪分析和尚桥铁矿铁品位≥28%时的样品，数据无明显规律，存在的正负误差较大。

以上试验数据表明，某铁矿矿石品位分析结果在一定程度上反映了XRF手持分析仪测定数据的精确性，当原矿铁品位≤11%时，无明显规律，误差较大；当11%<原矿铁品位<28%时，误差相对较小；当原矿铁品位≥28%时，误差较大;这可能与仪器内设定测试对象工作曲线有关，因为该铁矿属极贫矿山，矿体边界品位为15%，矿床平均品位为21.66%，开采过程中较少出现原矿品位大于28%的矿石。

4 建 议

(1)在采场采用XRF手持分析仪做定量分析时，因不能测定磁性铁含量，需要用磁铁做大概的定性分析，即磁性铁大致含量。

(2)XRF手持分析仪对于在采场应用有一定的局限性，但可用于选厂精矿品位的测试，因为磁选精矿中一般磁性铁含量较高，在生产过程中磁性铁含量数值无需单独标出。

5 结 语

(1)无论是化学滴定法，还是X荧光法各有优势，也各有缺点，所以只有针对不同的分析要求和测试条件，采用不同的分析方法和分析仪器才能真正达到准确测试的目的。

(2)以选厂化验室化验结果为标准，XRF手持分析仪测定结果在半定量分析和定量分析之间，其含量误差可能会达到10%左右，虽然其无法替代试验室设备，但通过添加比例系数，可满足现场地质找矿和矿岩分界的需要，精确的定量分析只能在试验室中做出来。

2015-01-30)

李 杰(1963—)，男，高级工程师，243033 安徽省马鞍山市雨山区。