CN101529222A - 准备分析试样的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及为连续在线分析准备分析试样(2)的方法和设备。根据本发明，通过取样装置(4)将试样材料(5)从包含固体物质和液体的材料流(24)中取出，其中试样材料(5)被输送到腔室(6)中，包含粗粒固体物质的材料(10)层沉淀在腔室的下部，并且包含液体和细粒固体的材料(8)层在腔室的上部从试样材料中分离出来，至少一部分包含细粒固体的材料(8)移动到腔室(6)的下部(9)，包含比试样材料(5)更高的固体含量的分析试样(2)从腔室下部排出。
Description
技术领域
本发明涉及为连续在线分析准备分析试样的方法和设备，所述分析试样由从包含固体物质和液体的材料流中取出的试样材料形成。
背景技术
在处理和加工包含固体物质的料浆的工业生产过程中，经常需要基于料浆中固体物质的元素含量来规律地、连续地控制生产过程。在分析包含固体物质的料浆时，使用某些分析方法是众所周知的。这些方法包括光学分析方法、核磁共振、激光发射光谱学和俘获γ射线光谱学，以及利用X射线的方法，例如基于X射线荧光的方法。为了在这些测量结果的基础上最优地监视和控制工业生产过程，试样应被连续地从过程流中取出，并且没有延迟地立即分析，延迟与过程的时间常数相比是非常显著的。工业生产过程的例子是矿物的分离过程和湿法冶金领域的过程，在这些过程中，需要实时分析料浆和液体。浮选、磁性和重力分离、金属提取、液体净化以及电解净化和回收过程代表了使用实时分析仪的矿物和湿法冶金过程。
通常用于实验室分析料浆试样的一种技术是将料浆过滤，并将固体物质干燥和磨成较细的形态，并把试样压缩成坯块用于各次分析。这样获得的坯块进一步被放入分析仪中。然而，当目的是通过连续在线分析来分析细粒的粉状试样时，为分析试样而制造坯块显然是很复杂的，并且易于损坏。当分析矿浆时，通常优选在分析试样之前从试样中脱去水。当采用例如基于激光束、X射线或中子活化的测试技术来分析试样时，试样脱水使得分析结果更精确，并改善了对测试的敏敏度。已知的矿浆脱水方法包括沉淀浓缩/澄清或过滤，然而由于这些方法本身的性质，粗粒物质从细粒中分离出。然而，当直接从生产过程中准备试样用于实时分析时，就粒度分布、颗粒形状和重量方面而言，试样应当是典型的。因此，优选不直接将沉淀浓缩或过滤应用到用上述方法进行在线分析的试样的准备。
发明内容
本发明的目的是提供为连续在线分析仪制备典型分析试样的方法和设备。本发明的目的特别是由从生产过程中取出的、包含固体物质和液体的试样材料准备分析试样，分析试样的固体含量高于试样材料的固体含量。
本发明的特征在权利要求中列举。
本发明涉及为连续在线分析准备分析试样的方法和设备，其中，通过取样装置将用于分析的适当数量的试样材料从包含细粒固体和液体的材料流中取出，并输送到腔室中。包含粗粒固体的材料层沉淀在腔室的下部，包含液体和细粒固体的材料层在腔室上部从试样材料中分离。试样材料中包含的固体物质在腔室的下部开始沉淀，因此固体物质中最粗和最重的部分沉淀最快。在腔室上部，液体从包含沉淀得慢的轻细固体物质的试样材料中分离。为了从固体物质中获得包含的固体含量高于试样材料的典型分析试样，根据本发明，至少一部分包含细粒固体的材料移动到腔室的下部，包含的固体含量高于试样材料的均匀和典型的分析试样从腔室下部被移走。细粒固体物质流过粗粒固体底层时附着到粗粒上。根据本发明，包含细粒固体的材料移到腔室下部，直到在腔室上部除液体之外只有作为分析试样代表性的微量细粒固体。
根据本发明特有的一个实施例，包含细粒固体的材料通过泵送被移到腔室下部。根据一个实施例，为了将包含细粒固体的材料移动到腔室的下部，至少一个泵(例如软管泵)和至少一个通道连接到腔室。根据本发明的一个实施例，将测量装置例如光学测量装置连接到通道，以测量包含细粒固体的材料的固体含量。根据本发明特有的一个实施例，当测得的材料的固体含量足够低时，中断将包含液体和细粒固体的材料向腔室下部的转移。
根据本发明的一个实施例，腔室下部在准备分析试样期间关闭，并且通过打开连接到腔室下部的可动关闭部件来打开以排出分析试样，该关闭部件用于打开和/或关闭腔室下部的排放口。当需要时，分析试样在从腔室下部排出之前被混合。根据一个例子，翼片被连接到关闭部件以混合分析试样。
根据本发明的一个实施例，在包含细粒固体的材料中添加絮凝剂，以促进固体物质的凝聚。
根据本发明的一个实施例，通过连接到腔室的振动部件使腔室振动，以促进分析试样的排出。
根据本发明，准备分析试样时形成的多余液体从腔室下部排出，并且根据需要，在分析试样的多次形成之间冲洗腔室下部。
根据本发明的一个实施例，试样材料取自在一个阶段中要处理和分析的材料流。根据本发明的另一个实施例，试样材料取自在至少两个阶段中要处理和分析的材料流。
根据本发明的一个实施例，采用并行的取样装置将试样材料从生产过程中要处理和分析的一个以上的点交替取出。
根据本发明的一个实施例，腔室下部的横截面积小于腔室上部的横截面积。根据本发明的另一个实施例，腔室的横截面积为常数，并且腔室处于倾斜状态。因此，从腔室的下部中排出分析试样更容易。
根据本发明的一个实施例，该设备包括喷水装置，以从腔室中的试样材料层的表面去除任何泡沫。
附图说明
下面，借助于例子并参考附图，详细描述本发明，其中：
图1显示了根据本发明的设备。
图2显示了根据本发明的设备。
图3显示了根据本发明的设备。
具体实施方式
图1、2和3显示了根据本发明的设备1，用于为连续在线分析3准备分析试样2。图1显示了是如何借助取样装置4将试样材料5的流从包含细粒固体和液体的材料流24采集到包含在根据本发明的设备1的腔室6中。例如，用任何已知的取样装置将材料流24从矿浆是流动的生产过程中取出。也可以有并列的多个材料流24和取样装置4，这样，就可采用同一试样处理腔室6和在线分析仪3来测量多个试样流。当用测量装置11或以其他方式达到并检测到期望的水平时，终止试样材料5的供应。
从图2中可以看出，包含快速沉降的粗粒固体物质的材料层10是怎样在腔室6的下部9形成的，并且材料层8保持在腔室6的上部7，该材料层8包含从试样材料中缓慢沉降的液体和细粒固体物质。当试样材料5不被供给到腔室中准备时，该试样材料5可以作为回流12返回到生产过程。如图2和3所示，根据本发明，至少部分的液体及包含细粒固体的材料层8转移到腔室6的下部9，因此，当随着液体一起流过粗粒材料层10时，较细的固体颗粒附着到较粗的颗粒上，并且可能在添加的絮凝剂的作用下组合成或絮凝成较大颗粒。在这种情况下，较细的固体颗粒更容易保持在腔室6的下部中较粗材料的颗粒之间的空隙中，这是准备典型试样材料必需的。通过这种方式，就可形成包含较高固体含量的期望的分析试样2。泵13，例如软管泵，连接到腔室6，用于将位于腔室6的上部7中的包含细粒固体的液体8泵送到腔室的下部9。该泵将材料8移到通道14例如软管中，通过该通道将材料移到腔室的下部9。此后停泵，并且在腔室下部形成的典型分析试样2准备通过排出口15排出，如图3所示。在分析试样2中有相当大量的固体物质，例如，如果试样材料包含重量百分比20％的固体物质，那么在分析试样2中有优选为重量百分比80％的固体物质。将试样材料2从腔室下部引导到分析仪3中进行分析。
如果试样材料5包含泡沫，那么通过与腔室6相连的喷洒部件22将喷射水流喷射在试样材料5的表面上，以去除泡沫层。例如，腔室6具有向下收敛的尖头锥体之类的形状，以便分析试样2能优选从腔室6的下部9排出。在试样准备完后，包含的固体含量高于试样材料5的分析试样2以图3所示的方式排出。
腔室6的下部9的排出口15可以机械地关闭，例如通过关闭部件16，关闭部件16例如是在竖直方向上气动致动的橡胶塞子。连接到塞子的打开和关闭机构17具有连接于其上的翼片18，当塞子16抬起时，混合并移动完成的分析试样2。振动器19连接到腔室6，用于帮助分析试样2在腔室里向下移动，并且从而也帮助排出分析试样。当需要时，絮凝剂20被添加到从腔室上部移动到腔室下部并且包含细粒固体物质的材料流8中，以促进凝聚。与腔室6的下部9的排出口15相连的还有喷嘴21，用于在多个分析批次的准备之间向腔室下部喷洒清洗液。细粒材料被泵送，直到试样的上部足够澄清并且粗粒分析试样2在腔室的下部形成为止。在分析试样2的准备中形成的多余液体可以通过设置在腔室下部的排出单元23排出。分析试样2的分析数据可以进一步用于过程控制和优化。
将装置25，例如测量光学浊度的装置，连接到通道14，以测量包含细粒固体的材料8的固体含量。当材料8测得的固体含量足够低时，包含液体和细粒固体的材料8向腔室6的下部9的转移被中断。
本发明并非仅限于如上所述的实施例，而是可以在由权利要求限定的本发明的思想的范围内进行各种修改。
Claims (27)
1、一种为连续在线分析准备分析试样(2)的方法，其中，通过取样装置(4)将试样材料(5)从包含固体物质和液体的材料流(24)中取出，其特征在于：将试样材料(5)输送到腔室(6)中，包含粗粒固体物质的材料层(10)沉淀在腔室的下部，并且包含液体和细粒固体物质的材料(8)层在腔室的上部从试样材料中分离出来，将至少一部分包含细粒固体的材料(8)移动到腔室(6)的下部(9)，包含比试样材料(5)更高的固体含量的分析试样(2)从腔室的下部排出。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：将包含细粒固体物质的材料(8)移到腔室的下部，直到分析试样(2)形成。
3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：通过泵送来将包含细粒固体物质的材料(8)移到腔室的下部(9)。
4、根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于：腔室(6)的下部(9)在准备分析试样的期间关闭。
5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：当材料(8)测得的固体含量足够低时，包含液体和细粒固体的材料(8)向腔室(6)的下部(9)的转移被中断。
6、根据权利要求1、2、3或5所述的方法，其特征在于：向包含细粒固体的材料(8)中添加絮凝剂(20)，以促进固体物质的凝聚。
7、根据权利要求1到6中任一个所述的方法，其特征在于：在把分析试样(2)从腔室(6)的下部(9)排出之前混合分析试样。
8、根据权利要求1到7中任一个所述的方法，其特征在于：振动腔室(6)，以促进分析试样(2)的排出。
9、根据权利要求1到8中任一个所述的方法，其特征在于：打开腔室(6)的下部(9)，以排出分析试样(2)。
10、根据权利要求1到9中任一个所述的方法，其特征在于：在分析试样(2)的准备中形成的多余液体从腔室的下部(9)排出。
11、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：将试样材料(5)从在一个阶段中要处理和分析的材料流(24)中取出。
12、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：将试样材料(5)从在至少两个阶段中要处理和分析的材料流(24)中取出。
13、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：将试样材料(5)从生产过程中要处理和分析的一个以上的点交替取出。
14、一种为连续在线分析准备分析试样(2)的设备(1)，其中，通过取样装置(4)将试样材料(5)从包含固体物质和液体的材料流中取出，以由所述设备(1)进行处理，其特征在于：所述设备(1)至少包括一腔室(6)，试样材料(5)能被输送到该腔室中，腔室的上部(7)容纳包含来自试样材料的细粒固体的材料层(8)，并且腔室的下部(9)容纳包含粗粒材料的材料层(10)，其中，所述设备包括用于将至少一部分包含细粒固体的材料(8)转移到腔室(6)的下部(9)的转移装置，以及用于将包含比试样材料(5)更高的固体含量的分析试样(2)从腔室(6)的下部(9)排出的排出装置。
15、根据权利要求14所述的设备，其特征在于：至少一个泵(13)和至少一个通道(14)连接到腔室(6)，以用于将包含细粒固体的材料(8)移到腔室的下部(9)。
16、根据权利要求15所述的设备，其特征在于：所述泵(13)是软管泵。
17、根据权利要求15所述的设备，其特征在于：测量装置(25)连接到所述通道(14)，以用于测量包含细粒固体的材料(8)的固体含量。
18、根据权利要求17所述的设备，其特征在于：用于测量固体含量的测量装置(25)包括光学测量装置。
19、根据权利要求14所述的设备，其特征在于：腔室(6)的下部(9)的横截面积小于腔室的上部(7)的横截面积。
20、根据权利要求14所述的设备，其特征在于：腔室(6)的横截面积为常数，并且腔室处于倾斜位置。
21、根据权利要求14到20中的任一个所述的设备，其特征在于：设备(1)包括喷水装置(22)，以从腔室中试样材料(5)层的表面去除任何泡沫。
22、根据权利要求14到21中的任一个所述的设备，其特征在于：设备(1)包括用于添加絮凝剂(20)的装置，以促进包含细粒固体的材料(8)的凝聚。
23、根据权利要求14所述的设备，其特征在于：振动器(19)连接到腔室(6)，以促进分析试样(2)的排出。
24、根据权利要求14所述的设备，其特征在于：在腔室(6)的下部(10)设有可动的关闭部件(16)，以用于打开和/或关闭腔室下部的排出口(15)。
25、根据权利要求24所述的设备，其特征在于：翼片(18)连接到关闭部件(19)，以用于混合分析试样(2)。
26、根据权利要求14所述的设备，其特征在于：腔室的下部(9)具有在排出分析试样(2)之后用于清洗腔室下部的装置(21)。
27、根据权利要求14所述的设备，其特征在于：利用并行的取样装置(4)能将来自一个以上生产过程点的试样流(24)输送到同一设备(1)。
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