本發(fā)明涉及礦石檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及了一種磁鐵礦精礦含鐵量快速測(cè)量系統(tǒng)及其測(cè)量方法。

背景技術(shù)：

國外鐵礦資源具有富礦比例大、品質(zhì)優(yōu)良、分布集中的優(yōu)勢(shì)，由于資源特色決定，國外鐵礦產(chǎn)品以塊礦或粉礦形式居多，因此關(guān)于鐵精粉品位檢測(cè)方面的報(bào)導(dǎo)較少，鐵礦產(chǎn)品生產(chǎn)及指標(biāo)評(píng)估主要傾向于鐵礦石或鐵精礦領(lǐng)域。近年來，伴隨著鐵礦資源的不斷開采，一些國家已經(jīng)開始將開采目標(biāo)由高品位鐵礦石轉(zhuǎn)為低品位鐵礦石，通過將低品位鐵礦石進(jìn)行選礦處理得到鐵精粉，進(jìn)而加工生產(chǎn)相應(yīng)冶金產(chǎn)品。目前，為了提高企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量，對(duì)富鐵礦也進(jìn)行了選礦處理，主要目的是提鐵降硅降鋁降磷。所以，無論是就國內(nèi)還是國際而言，鐵礦生產(chǎn)企業(yè)都面臨著鐵精粉生產(chǎn)與加工技術(shù)的不斷發(fā)展及技術(shù)創(chuàng)新的考驗(yàn)。

澳大利亞近年來在X射線熒光光譜法取得了突破性的進(jìn)展，并應(yīng)用于工生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。

與國外相比，目前國內(nèi)用于測(cè)定鐵精粉品位的常規(guī)方法為化學(xué)分析方法，使用最經(jīng)典的是重鉻酸鉀滴定法。重鉻酸鉀滴定法，其基本原理為鐵礦石試樣經(jīng)溶解后，以氯化亞錫還原三價(jià)鐵為二價(jià)鐵，過量的氯化亞錫用氯化汞氧化去除。但這種方法易引入誤差，影響測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，新的滴定法如抗壞血酸滴定法等相繼問世?？箟难岬味ǚㄊ且环N簡單快速的測(cè)定方法，它的好處是消除了汞、鉻對(duì)水體的污染，但抗壞血酸有較強(qiáng)的還原性，其標(biāo)準(zhǔn)溶液易被空氣氧化，且來自蒸餾水中的微量銅對(duì)抗壞血酸的氧化有催化作用，不利于標(biāo)準(zhǔn)溶液的穩(wěn)定性，這一問題長期未得到很好解決，影響了它在分析上用作還原滴定劑的推廣。

近年來經(jīng)過相關(guān)研究人員的不懈努力，改良了上述測(cè)定鐵精粉品位的方法，方法如下：薛明浩等根據(jù)多年的分析化學(xué)工作經(jīng)驗(yàn)及參考有關(guān)文獻(xiàn)，用硫酸銅代替重鉻酸鉀，利用硫酸銅中二價(jià)銅離子的催化作用，加水稀釋溶液體積，借用水中氧和空氣中的游離氧氧化，使“鎢藍(lán)”色澤褪去，避免了用重鉻酸鉀氧化“鎢藍(lán)”褪色易引入的分析誤差。

王瑞斌等采用鹽酸羥胺代替氯化亞錫將三價(jià)鐵定量還原，鹽酸羥胺在酸性溶液中是一種強(qiáng)還原劑，與氧化劑作用時(shí)被氧化為氮?dú)?，過量的鹽酸羥胺可通過加入硫酸煮沸去除，但該方法中過量鹽酸羥胺是否完全被氧化沒有明顯的終點(diǎn)指示，較易產(chǎn)生誤差。

馬茜等在使用抗壞血酸作還原劑測(cè)定鐵礦石中全鐵的過程中，在抗壞血酸標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入少量EDTA穩(wěn)定劑，大大改善了標(biāo)準(zhǔn)溶液的穩(wěn)定性，既消除了重金屬污染，同樣能夠達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)方法的要求。

成鳳桂等用N-溴代丁二酞亞胺測(cè)定鐵，在溶樣后的試液中加入過量的抗壞血酸，以碘化鉀淀粉為指示劑，以N-溴代丁二酞亞胺滴定剩余的抗壞血酸，該方法的優(yōu)點(diǎn)同樣是無鉻離子、汞離子的污染，解決了抗壞血酸滴定終點(diǎn)突變不明顯的問題，缺點(diǎn)是N-溴代丁二酞亞胺溫度稍高易分解，并須在使用前配制，不利于生產(chǎn)中控制分析。

可見改良后的化學(xué)方法在一定程度上解決了操作上的不便，但在快速化，便攜化上還有待提高。

除化學(xué)分析方法外，儀器分析方法具有速度快、精度高的優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用于鐵礦石中鐵精粉品位測(cè)定的儀器分析方法主要有電位滴定法、X射線熒光光譜法、示波極譜滴定法。

趙懷穎等在自動(dòng)電位滴定鐵礦石中全鐵含量的研究中，仔細(xì)討論了不同的預(yù)還原體系對(duì)于電位滴定終點(diǎn)的影響預(yù)還原體系滴定終點(diǎn)電位突躍明顯，結(jié)果準(zhǔn)確度較高，精密度較好。

用X射線熒光光譜儀測(cè)量鐵礦石中各元素含量，與傳統(tǒng)的化學(xué)法相比，具有分析速度快，試樣加工相對(duì)簡單、偶然誤差小等特點(diǎn)。由于鐵礦石基體復(fù)雜，易對(duì)主含量鐵的測(cè)定產(chǎn)生明顯基體效應(yīng)，X射線熒光光譜直接測(cè)定全鐵含量誤差較大，無法滿足工業(yè)上和外貿(mào)結(jié)算時(shí)鐵精粉品位精度的要求。

二十世紀(jì)八九十年代，由于需要使用有毒的汞膜電極，且鐵礦石實(shí)際樣品基體復(fù)雜，對(duì)其測(cè)定干擾較大，近年來該方法研究鮮有報(bào)道。

綜上所述，重鉻酸鉀滴定法是最經(jīng)典的化學(xué)測(cè)量方法，但對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，已不再適合繼續(xù)應(yīng)用?？箟难岬味ǚㄓ芯窒扌?，適用范圍和穩(wěn)定性無法達(dá)到國家或國際標(biāo)準(zhǔn)的要求儀器檢測(cè)的準(zhǔn)確度及樣品前處理和儀器分析軟件的優(yōu)化，仍待進(jìn)一步完善。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的是為了研究順應(yīng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，研究基于電磁感應(yīng)原理的快速測(cè)量系統(tǒng)及其測(cè)量方法，實(shí)現(xiàn)快速便捷和精準(zhǔn)的測(cè)量。

所述目的是通過如下方案實(shí)現(xiàn)的，

一種磁鐵礦精礦含鐵量快速測(cè)量系統(tǒng)，包括有

信息采集電路，用于收集礦石中的數(shù)據(jù)信息，并將采集到的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至信號(hào)調(diào)理電路；

信號(hào)調(diào)理電路，包括了相互耦接的相敏檢波電路和濾波電路，所述相敏檢波電路用于將信號(hào)采集電路采集的多種不同頻率、相位的信號(hào)進(jìn)行選頻和調(diào)制，所述濾波電路用于濾出含鐵信號(hào)頻率；

單片機(jī)控制電路，在該電路中包括有單片機(jī)，所述單片機(jī)與信號(hào)調(diào)理電路耦接，用于對(duì)調(diào)理后的含鐵信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，并將運(yùn)算數(shù)據(jù)發(fā)送至PC上位機(jī)；

PC上位機(jī)，用于整合運(yùn)算數(shù)據(jù)，并計(jì)算出具體含鐵量，顯示在屏幕上進(jìn)行反饋。

作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述信號(hào)采集電路包括了圓柱狀探頭。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述單片機(jī)為PIC18F458。

一種采用上述磁鐵礦精礦含鐵量快速測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行快速測(cè)量的方法，包括了以下步驟：

1)、使用圓柱狀探頭觸碰待檢測(cè)的磁鐵礦精礦，由于磁鐵礦精礦帶有磁性，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，所述圓柱狀探頭在其表面移動(dòng)時(shí)能產(chǎn)生電流信號(hào)，由此完成對(duì)礦石中數(shù)據(jù)信息的采集；

2)、信息采集電路將采集到的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至相敏檢波電路，此上述的相敏檢波電路用于將信號(hào)采集電路采集的多種不同頻率、相位的信號(hào)進(jìn)行選頻和調(diào)制，并將信號(hào)傳遞至濾波電路，濾波電路預(yù)先根據(jù)含鐵信號(hào)的默認(rèn)頻率進(jìn)行設(shè)置，由此將含鐵信號(hào)濾出，并將濾出的含鐵信號(hào)發(fā)送至單片機(jī)控制電路；

3)、單片機(jī)控制電路中的單片機(jī)接收到含鐵信號(hào)后，對(duì)該信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，并將運(yùn)算數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)一步發(fā)送至PC上位機(jī)；

4)、PC上位機(jī)對(duì)運(yùn)算數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行整合，計(jì)算出該磁鐵礦精礦中的具體含鐵量，并將數(shù)值顯示在PC屏幕上供讀取。

作為上述方法的具體技術(shù)方案，PC上位機(jī)中內(nèi)置有CPU。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述單片機(jī)與所述PC上位機(jī)之間通過基于TCP/IP協(xié)議的信號(hào)線相連。

作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述PC上位機(jī)采用Java/C++編程。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：互感式電感傳感器測(cè)量磁鐵礦含鐵量系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)測(cè)量、操作便捷、體積小巧、受環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)。不僅能實(shí)現(xiàn)鐵精礦含鐵量快速測(cè)量的實(shí)時(shí)性，實(shí)現(xiàn)其產(chǎn)品化，從而為進(jìn)一步的快速測(cè)量奠定基礎(chǔ)。而且提高我國鋼鐵企業(yè)的工作效率，帶動(dòng)我國鐵礦產(chǎn)業(yè)向著高效率、智能化的方向發(fā)展。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明中磁鐵礦精礦含鐵量快速測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式。

本發(fā)明提供一種磁鐵礦精礦含鐵量快速測(cè)量系統(tǒng)，包括有信息采集電路，用于收集礦石中的數(shù)據(jù)信息，并將采集到的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至信號(hào)調(diào)理電路；該信號(hào)采集電路中包括有圓柱狀探頭，該圓柱狀探頭根據(jù)電磁互感原理，采用雙路補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，外形上設(shè)計(jì)成圓柱狀，便于采集磁鐵礦信息。這里所涉及的雙路補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，就是目前在檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域常用的雙路補(bǔ)償技術(shù)。該測(cè)量系統(tǒng)還包括了信號(hào)調(diào)理電路，包括了相互耦接的相敏檢波電路和濾波電路，所述相敏檢波電路用于將信號(hào)采集電路采集的多種不同頻率、相位的信號(hào)進(jìn)行選頻和調(diào)制，所述濾波電路用于濾出含鐵信號(hào)頻率；

還包括了單片機(jī)控制電路，在該電路中包括有單片機(jī)，所述單片機(jī)采用的是PIC18F458，該單片機(jī)與信號(hào)調(diào)理電路耦接，用于對(duì)調(diào)理后的含鐵信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，并將運(yùn)算數(shù)據(jù)發(fā)送至PC上位機(jī)；上述的PC上位機(jī)，用于整合運(yùn)算數(shù)據(jù)，并計(jì)算出具體含鐵量，顯示在屏幕上進(jìn)行反饋。在PC上位機(jī)中內(nèi)置有CPU。所述單片機(jī)與所述PC上位機(jī)之間通過基于TCP/IP協(xié)議的信號(hào)線相連。所述PC上位機(jī)采用Java/C++編程。

一種采用上述的磁鐵礦精礦含鐵量快速測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行快速測(cè)量的方法，包括了以下步驟：

1)、使用圓柱狀探頭觸碰待檢測(cè)的磁鐵礦精礦，由于磁鐵礦精礦帶有磁性，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，所述圓柱狀探頭在其表面移動(dòng)時(shí)能產(chǎn)生電流信號(hào)，由此完成對(duì)礦石中數(shù)據(jù)信息的采集；

2)、信息采集電路將采集到的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至相敏檢波電路，此上述的相敏檢波電路用于將信號(hào)采集電路采集的多種不同頻率、相位的信號(hào)進(jìn)行選頻和調(diào)制，并將信號(hào)傳遞至濾波電路，濾波電路預(yù)先根據(jù)含鐵信號(hào)的默認(rèn)頻率進(jìn)行設(shè)置，由此將含鐵信號(hào)濾出，并將濾出的含鐵信號(hào)發(fā)送至單片機(jī)控制電路；

3)、單片機(jī)控制電路中的單片機(jī)接收到含鐵信號(hào)后，對(duì)該信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，并將運(yùn)算數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)一步發(fā)送至PC上位機(jī)；

4)、PC上位機(jī)對(duì)運(yùn)算數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行整合，計(jì)算出該磁鐵礦精礦中的具體含鐵量，并將數(shù)值顯示在PC屏幕上供讀取。

以上所述使本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干變型和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。