用于監控礦石的品質的方法和裝置的制造方法
【專利說明】用于監控礦石的品質的方法和裝置 發明領域
[0001] 本發明涉及用于監控被傳送至浮選精選的礦石的品質的方法。
[0002] 本發明還涉及用于相同目的的裝置。
[0003] 發明背景
[0004] 浮選法的化學過程例如取決于不同礦物的氧化狀態和量、電相互作用、漿料中的 化學成分和溶解的離子。源自不同礦床以及甚至源自相同礦床的硫化物礦石的礦物組成可 劇烈變化。
[0005] 在選礦廠所使用的浮選法中，廣泛地使用鉑電極來監控漿料的電化學性質。與此 同時，使用玻璃膜電極來測量漿料的pH。US 3883421和US 4011072提出了采用連續監控 漿料的氧化-還原電勢和pH的浮選法的例子。
[0006] 通常相對于參比電極來測量鉑電極和玻璃膜電極的電極電勢，所述參比電極例如 可以是氯化銀電極（Ag/AgCl)。因為測量電壓的設備僅確定電勢差，所以不可以確定單一電 極的電勢。
[0007] 圖1說明了根據現有技術的測量系統的原理。所述系統包含浸漬于溶液3中的工 作電極1和參比電極2,將要測量溶液3的性質。測量系統還包含運算放大器4,其產生用 于電壓表5的輸入信號。測量工作電極1和參比電極2之間的電壓E的差值，并由電壓表 5來指示測量結果。
[0008] 現有技術的測量設備的一個主要缺陷在于參比電極的不可靠性。除了其它方面， 這后面的原因包括傳感器元件受到源自礦石漿料的礦物顆粒的污染，以及由石灰（當存在 時）所致傳感器元件的表面的煅燒。
[0009] 發明目的
[0010] 本發明的目的在于克服現有技術中所面對的問題。
[0011] 更精確地，本發明的目的在于提供用于監控礦石的品質的改進方法，特別是當加 工多金屬或含金礦石時，其還可包含鐵的硫酸鹽或碳酸鹽（FeS0 4、FeC03)以及磁黃鐵礦 (pyrrhotine) (FexSy) 〇
【發明內容】
[0012] 根據本發明的方法的特征在于在權利要求1中所提出的。
[0013] 根據本發明的裝置的特征在于在權利要求6中所提出的。
[0014] 本發明基于以交叉靈敏度為特征的兩個或更多個工作電極的使用以及每對電極 之間的電勢差的測量，其中不需要參比電極。本發明人認識到可以通過實施基于以交叉靈 敏度為特征的金屬和晶態固體電極的電勢測定多傳感器系統以及兩個電極之間的電勢差 的成對測量來消除現有技術的缺點和弱點，所述兩個電極均不是參比電極。
[0015] 在本發明的一種實施方案中，該工作電極包含輝銀礦電極和鉑電極，并測量電極 之間的電勢差A (Ag-Pt)。
[0016] 在本發明的另一種實施方案中，該工作電極包含輝銀礦電極、鉑電極和鉬電極，并 且測量每對電極之間的電勢差，g卩：A (Ag-Pt)、A (Ag-Mo)和A (Pt-Mo)。
[0017] 在浮選精選過程之前，可以在一個或多個位置處監控礦石的品質和由所述礦石制 備的漿料的狀態。因此，可以基于工作電極之間的所測量的電勢差來調節選礦的條件，以便 在浮選過程中達到優化的條件。
[0018] 當測量輝銀礦電極和鉑電極之間的電勢差時，如果觀察到正的電勢差，那么可以 得出結論：當加工例如包含碳酸亞鐵或硫酸亞鐵的礦石時，在漿料中存在二價鐵的陽離子。 另一方面，如果觀察到負的電勢差，那么可以得出結論：當加工包含磁黃鐵礦的礦石時，在 漿料中存在硫離子。
[0019] 根據本發明的裝置包含以交叉靈敏度為特征的兩個或更多個工作電極，以及在不 使用參比電極的情況下確定每對電極之間的電勢差的工具。
[0020] 該工作電極例如可以包含由輝銀礦（Ag2S)、鉑或鉬制成的電極。
[0021] 在本發明的一種實施方案中，用于確定電勢差的工具包含計算單元，用于基于從 工作電極接收到的測量數據來計算各對電極之間的電勢差。
[0022] 所述裝置還可包含多傳感器單元，用于將測量數據從工作電極傳輸至計算單元。
[0023] 附圖簡要說明
【附圖說明】 [0024] 了本發明的實施方案，并與說明書一起有助于解釋本發明的原理。在圖 中：
[0025] 圖1為用于通過工作電極和參比電極測量氧化-還原電勢的系統的示意性說明。
[0026]圖2為根據本發明包含三個工作電極的測量系統的示意性說明。
[0027] 圖3示出輝銀礦電極和鉑電極的電勢之間的關系。
[0028] 圖4示出A (Ag-Pt)和鉬電極電勢之間的關系。
[0029] 圖5示出溶解形式的鐵（II)的濃度隨漿料pH值的變化。
[0030] 圖6示出Mo電極和Ag2S電極的電勢之間的關系。
[0031] 圖7以等值線的形式示出Mo電極的電勢與Pt和Ag2S電極的電勢之間的關系。
[0032] 圖8以等值線的形式示出電勢差A (Pt-Mo)隨電勢差A (Ag-Pt)和A (Ag-Mo)的 變化之間的關系。
[0033] 圖9以相對于參比電極測量的電極電勢的形式示出操作范圍的例子。
[0034] 圖10以在沒有參比電極的情況下測量的電極電勢差的形式示出操作范圍的例 子。
[0035] 發明詳述
[0036] 圖2示出用于不使用參比電極而監控溶液的電化學性質的裝置的例子。所述裝置 包含浸漬于溶液3中的三個工作電極6、7和8,將要測量溶液3的性質。在本發明的一種實 施方案中，工作電極6、7、8為輝銀礦（Ag 2S)電極、鉑電極和鉬電極。所述裝置還包含多傳 感器單元9,其例如可為EMF-16型，由美國Lawson Labs Inc?制造。多傳感器單元9連接 至用于計算并呈現所測量的數據的計算單元10。多傳感器單元9從電極6、7和8接收測量 數據，并將測量信號傳輸至計算單元10,其分別在電極6和7、6和8以及7和8之間成對 地產生電極電勢差。不需要常規的參比電極來產生電極電勢差，其例如可包含A (Pt-Mo)、 A (Ag-Pt)和 A (Ag-Mo) 〇
[0037] 應用這種方法用于監控礦石漿料的電化學性質的可行性起源于基于存在Na 2S時 在Ag2S電極表面上的化學反應而開發的電化學模型：
[0040] 用于這些反應的電極函數相應地由如下的方程式來描述：
[0043] 對于鉑電極，如下的反應是正確的：
[0046]相應的電極函數為：
[0049] 方程式（3)、（4)、（7)和⑶導致理論方程式：
[0050] EAg2S=-0? 208+EPt，V (9)
[0051] 其中EAg2S為輝銀礦電極的電勢，并且E Pt為鉑電極的電勢。
[0052] 圖3以直線D的形式示出Ag2S電極和鉑電極的電勢之間的關系。
[0053] 基于方程式（9)，確定了用于確定礦石漿料的電化學性質的算法：
[0054] APS=EAg2S[測量]-(_0? 028+EPt[測量]) (10)
[0055] 可替代地，ApS還可表達為A(Ag-Pt)。
[0056]根據方程式（10)，計算的ApS值允許揭示出所加工的礦石的兩個方法特質。參考 圖3,當APS>0時，該漿料顯示出強還原性質。例如，正的ApS值可表明當加工包含菱鐵 礦（FeC0 3)或硫酸亞鐵（FeS04)的礦石時在漿料中存在Fe2+陽離子。當APS〈0時，當加工 包含磁黃鐵礦（Fe xSy)的礦石時，在漿料中存在S2^陰離子是典型的。
[0057] 基于開發的模型（10)的結構，不需要參比電極來確定漿料的ApS值，但是其足以 測量Ag 2S電極和Pt電極之間的電勢差。
[0058] 然而，基于模型（10)來監控礦石漿料的性質存在一個缺點。當ApS = 0時，不能 確定漿料中硫離子的濃度含量。例如，當Pt電極電勢為OmV并且Ag2S電極電勢為-208mV 時，ApS = OmV。當Pt電極電勢為_400mV并且Ag2S電極電勢為_608mV時，同樣ApS = OmV。然而，在這種情況中，在漿料中存在顯著較高濃度的S2,離子。
[0059] 為了獲得關于所加工的礦石的品質的其它信息，使用第三金屬電極（例如除了輝 銀礦和鉑電極以外由鉬制成的電極）是可取的。
[0060] 因此，用于監控礦石漿料的電化學性質的新方法的一種實施方案包含測量三個電 極之間成對的電勢差，所述三個電極為鉑電極、鉬電極和輝銀礦電極。
[0061] 所述新方法提高了確定礦石性質的可靠性，因為消除了對于參比電極的需求。
[0062] 使用源自商業開采的礦床的銅-鉬礦石的漿料來分析輝銀礦電極、鉑電極和鉬電 極的行為上的不同。采用不同的漿料制備條件，在沒有試劑的情況下和在不同的試劑模式 組合的情況下來執行七個實驗室測試。使用能夠在一分鐘內提供過程信息的電勢測定多傳 感器系統來監控該過程。作為電化學測量的結果，產生包括對八個電極電勢的9775次觀察 的統計數組。以揭示所關注的關系為目的，使用了神經網絡模擬單元，這使得能夠揭示A PS 參數和Mo電極電勢之間的相互關系。在圖4中示出這種相互關系。
[0063] 在圖4中劃分了兩個區域。第一區域Afl()t反映了根據如下電化學反應的鉬電極的 行為：
[0065] 第一區域Afl(^#應于硫化物礦物浮選的有利條件。
[0066] 第二區域六~反映了強還原劑在漿料中的存在。在這種特別的例子中，其與Fe 2+ 陽離子在漿料中的存在相關。在第二區域八~中鉬電極電勢的行為通過如下的電化學反應 來描述：
[0068] Fe2+和Fe(OH) +陽離子在漿料中的顯現對于浮選法來說是不利的因素，因為這些 陽離子促使與在該方法中使用的捕集劑