一种浮选泡沫层硫化锑矿物品位检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于光谱分析领域，具体涉及一种浮选泡沫层硫化锑矿物品位检测方法。
【背景技术】
[0002] 矿物浮选是矿物加工中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。应用矿物浮选是为了提高原矿品位，达到矿物还原冶炼的要求。多 年来矿物浮选主要靠技术工人通过观察浮选槽中泡沫的特征，手动调节浮选操作，而调节 过程由于人员的轮换以及调节的主观性，不能对泡沫特征进行准确的判断，从而导致操作 的主观性和随意性较大，使得浮选过程难以处于最优生产状态。
[0003] 浮选过程中产生形态和大小不等的各种气泡来携带矿粒，浮选泡沫是包含有气、 液、固的三相复杂体，流动性强，容易破裂。浮选过程中浮选槽泡沫中有用物质的含量，即矿 物品位是一个重要的指标。矿物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。现有浮选槽矿物品位绝大多数只能离线获取，即人工S取少量泡 沫并晒干，将矿物粉末应用化学方法化验得到矿物品位数据。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，难以通过各浮选槽矿物品位实时指导 浮选中的加药和其他参数的调整，直接影响最终有用矿物的回收率。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X射线荧光光谱仪对样品制备要求 较高，且由于仪器产生X射线激发物质产生光谱，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性要求较高，造成使用成本和难度大大增加。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于解决浮选过程中浮选槽泡沫中矿物品位难以检测的问题，提出 了一种浮选泡沫层硫化锑矿物品位检测方法。
[0005] 本发明的技术方案是，提出一种浮选泡沫层硫化锑矿物品位检测方法，包括以下 步骤：
[0006] 步骤一：采集不同硫化锑含量的浮选槽泡沫样本若干份，实验室中采用ICP方法 确定泡沫样本中的硫化锑精确含量，按照0. 1%的精度递增的关系选择不同硫化锑含量的 泡沫样本以及同一含量选择10份样本作为初始建模样本；
[0007] 步骤二：按照硫化锑含量递增原则测量同一含量中每份样本的拉曼光谱20次，多 次获取同一样本拉曼光谱是为了消除测试样本中硫化锑分布不均匀性从而获取每份样本 的代表光谱；
[0008] 步骤三：对每份样本采集到的20次拉曼光谱进行预处理，即滤除噪声和基线校 正，得到每次测量的标准拉曼光谱；
[0009] 步骤四：对预处理后的标准拉曼光谱数据建立硫化锑含量预测模型；
[0010] 步骤五：获取待检测浮选槽泡沫样本的拉曼光谱并输入工业计算机；
[0011] 步骤六：工业计算机对采集到的拉曼光谱进行预处理并输入硫化锑含量预测模型 进而获取硫化锑含量预测结果；
[0012] 优选地，所述的步骤四的具体步骤包括：
[0013] 步骤（1):基于拉曼光谱标准数据库匹配硫化锑谱峰对应拉曼波数，确定硫化锑 拉曼效应所产生的特征峰所在波数范围，选取此范围内拉曼光谱数据；
[0014] 步骤（2):基于PauTa准则剔除每份样本20次测量结果中特征峰峰值过高或过低 的光谱数据并对剩余光谱测量结果求取平均，作为此份样本的代表光谱；
[0015] 步骤（3):对相同硫化锑含量下10份样本的代表光谱求取平均，作为此含量硫化 锑的代表光谱；
[0016] 步骤（4):基于PCR(主成份回归）建模方法对不同含量的硫化锑代表光谱建模从 而得到硫化锑含量预测模型。
[0017] 本发明的技术效果在于，通过测量不同品位浮选槽泡沫样本的拉曼光谱并建立定 量预测模型，获取浮选槽泡沫的拉曼光谱并带入预测模型中得到矿物品位，有效的解决了 矿物浮选过程中浮选槽泡沫中矿物品位难以在线测定的问题，测量精度能够达到工业现场 要求。本发明解决了X射线荧光光谱技术检测浮选槽泡沫品位放射性危险高、样品制备复 杂的问题，具有设备简单、检测精度高、对样本制备无特殊要求的特点。本发明针对浮选槽 泡沫中矿物分布非均匀问题提出了基于PauTa(莱茵达）准则的异常光谱剔除算法，并基于 多元散射校正算法消除测量过程中仪器的波动以及在模型建立中应用PCR(主成份回归） 方法降低光谱数据维数，大大提高了定量预测模型精度和与预测速度，能够满足浮选槽泡 沫中矿物品位检测对测量精度和速度的要求。
【附图说明】
[0018] 图1是矿物品位预测模型建立的流程图；
[0019] 图2是检测锑浮选过程中浮选槽泡沫层矿物品位的全流程框图。
【具体实施方式】
[0020] 拉曼光谱是一种对样本制备要求较低的光谱检测技术，获取光谱速度快，最重要 的是泡沫中水成份的拉曼光谱很弱，从而在检测浮选槽泡沫矿物品位过程中处理样本较简 单，十分适合于浮选过程浮选槽泡沫的矿物品位检测。
[0021] 如图1与图2所示，浮选槽泡沫层矿物品位检测方法具体实现如下：
[0022] 浮选槽泡沫中硫化锑的含量也称为浮选槽泡沫层矿物品位，采集浮选过程中浮选 槽泡沫层不同矿物品位样本若干份，实验室中采用ICP(InductivelyCoupledPlasma感应 耦合等离子体）方法确定泡沫样本中矿物品位精确值并按照〇. 1 %精度递增的关系筛选出 不同矿物品位的泡沫样本以及同一矿物品位选择10份样本作为初始建模样本库。
[0023] 由于泡沫内所含矿物硫化锑含量显著存在不均匀性，选择对同一份样本测量20 次并综合测量结果以获得此份样本的代表性光谱。由标准拉曼谱库可以查询得到，硫化锑 的强峰主要位于0-400CHT1范围，从而测量时选择这个范围内获取拉曼光谱。在测量过程 中，由于拉曼散射信号较弱、仪器本身存在设计缺陷和采集过程中外界干扰的影响，从而采 集到的拉曼光谱会叠加噪声信号，而噪声是一种无用信息，通常对有用信息的提取造成影 响。为了消除噪声的影响，采用基于惩罚最小二乘方法对拉曼光谱平滑。
[0024] 设x为采集到的拉曼信号，z为平滑后的信号，它们的波数范围均为n，z相对于x 的失真程度可以用二者之间的误差平方和表示，如公式（1)所示。
【主权项】
1. 一种浮选泡沫层硫化锑矿物品位检测方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一：对若干预先收集的浮选槽泡沫层样本采集拉曼光谱，对每份样本采集到的拉 曼光谱预处理，对预处理后的标准拉曼光谱数据建立硫化锑含量预测模型； 步骤二：获取待检测的浮选槽泡沫层样本的拉曼光谱并输入工业计算机； 步骤三：工业计算机对采集到的拉曼光谱进行预处理并输入硫化锑含量预测模型进而 获取待检测泡沫层硫化锑含量预测结果； 步骤四：输出预测结果。
2. 根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述的步骤一中的采样步骤为：预先 采集不同硫化锑含量的泡沫样本若干份，实验室中采用ICP方法确定泡沫样本中的硫化锑 精确含量，按照〇. 1%的精度递增的关系选择不同硫化锑含量的泡沫样本以及同一含量选 择10份样本作为初始建模样本。
3. 根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述的步骤一中的采集拉曼光谱步 骤为：按照硫化锑含量递增的测量同一含量中每份样本的拉曼光谱20次。
4. 根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于，采用基于惩罚最小二乘方法对每份 样本的每一次拉曼光谱测量结果进行平滑处理。
5. 根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于，采用基于多项式迭代拟合算法对每 份样本的每一次拉曼光谱测量结果进行基线校正处理。
6. 根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述的步骤一中的硫化锑含量预测 模型建立步骤包括： 步骤（1):基于拉曼光谱标准数据库匹配硫化锑谱峰对应拉曼波数，确定硫化锑拉曼 效应所产生的特征峰所在波数范围，选取此范围内拉曼光谱数据； 步骤⑵：基于PauTa准则剔除每份样本20次测量结果中特征峰峰值过高或过低的光 谱数据并对剩余光谱测量结果求取平均，作为此份样本的代表光谱； 步骤（3):对相同硫化锑含量下10份样本的代表光谱求取平均，作为此含量硫化锑的 代表光谱； 步骤（4):基于偏最小二乘建模方法对不同含量的硫化锑代表光谱建模从而得到硫化 锑含量预测模型。
【专利摘要】本发明公开了一种浮选泡沫层硫化锑矿物品位检测方法。本发明基于拉曼光谱技术，在测定标准样本基础上建立硫化锑矿物品位定量计算模型，通过将采集到的泡沫层拉曼光谱数据提取特征值并代入已建立的定量计算模型最终得到硫化锑的矿物品位。本发明所阐述的检测方法通过提取不同品位下给定泡沫层样本的拉曼光谱数据的特征值建立硫化锑定量计算模型，获取浮选槽泡沫层中的硫化锑含量。浮选槽内泡沫层中硫化锑矿物品位是浮选过程的重要生产和考核指标，直接决定硫化锑回收率，为锑浮选全流程控制提供了重要指标。
【IPC分类】G01N21-65
【公开号】CN104655607
【申请号】CN201510046250
【发明人】阳春华, 蔡耀仪, 徐德刚, 吴晨曦, 李原鹰, 朱红求, 李勇刚, 桂卫华
【申请人】中南大学
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年1月29日