本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的泡沫浮選物質(zhì)的參數(shù)的光學(xué)測(cè)量方法，涉及用于進(jìn)行所述方法和用于基于所述測(cè)量參數(shù)控制所述浮選過程的系統(tǒng)，和涉及這種泡沫浮選物質(zhì)。

現(xiàn)有技術(shù)

泡沫浮選為礦物加工工業(yè)中用于從礦石濃縮特定礦物同時(shí)抑制不想要的材料(脈石)的廣泛使用的方法。所述方法允許低品位和復(fù)合礦體的采礦，否則這些礦體將會(huì)由于缺乏收益性而被忽視。

在普通浮選池中，粉礦作為水性礦漿進(jìn)料到容器中，在該容器中具有葉輪。氣泡鼓吹通過礦漿且上升到液體表面。礦物的底層分離基于物理化學(xué)方法，基于礦物表面的潤(rùn)濕性。通過將充當(dāng)收集劑的化學(xué)試劑添加到礦漿，選擇性使期望的礦物顆粒疏水。收集劑提高目標(biāo)表面的天然疏水性，提高疏水和親水顆粒的可分離性。礦漿中的疏水礦物顆粒將優(yōu)先附著到氣泡，氣泡繼而使它們上升到液體表面。在那里，泡沫層積聚，隨后撇去以收獲濃縮物，而潤(rùn)濕的脈石材料剩余在液體礦漿相中。該程序通常使用浮選池管線和管線的組合連續(xù)以數(shù)個(gè)步驟應(yīng)用到浮選回路以提高產(chǎn)率。

收集劑分子的化學(xué)劑量在這種方法中為至關(guān)緊要的，且不附著到礦物顆粒的收集劑分子(即，殘留收集劑)的濃度的量為用于自動(dòng)控制以優(yōu)化分離過程的有價(jià)值的過程參數(shù)，特別地通過降低過量的化學(xué)品。

為了運(yùn)行和控制浮選回路，可以優(yōu)選排除將對(duì)該過程具有消極作用的擾動(dòng)或使其影響最小化。泡沫浮選過程中包括的關(guān)于材料的定量組成的準(zhǔn)確知識(shí)是重要的，因?yàn)闊o法保證供應(yīng)具有恒定礦物組成的礦物。重要過程參數(shù)在這方面為特定礦物的質(zhì)量含量和總固體分?jǐn)?shù)，其通常通過使用線上X射線熒光分析儀(XRF)監(jiān)控。除了該分析參數(shù)以外，還監(jiān)控其它性質(zhì)，例如空氣流速、泡沫水平和厚度、回路中的特定位置的漿料和/或收集劑流速。這種信息通常用作輸入以控制和優(yōu)化浮選回路。

然而，對(duì)于控制常規(guī)泡沫浮選設(shè)備，可得到的關(guān)于固體/液體混合物的化學(xué)組成的原位測(cè)量信息很少。例如，浮選過程的效率取決于所加入的化學(xué)品的量和類型。對(duì)于過程控制，有利的是礦漿的化學(xué)性質(zhì)可以線上直接(例如，殘留收集劑濃度)或間接(例如，浮選溶液的表面張力)測(cè)量。

在WO 2012/110284 A2中，公開了含有與高級(jí)控制系統(tǒng)組合的原位傳感器(表面張力計(jì))的泡沫浮選系統(tǒng)。

對(duì)于以最佳方式的控制浮選過程，關(guān)于礦漿即泡沫浮選物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)的快速和可靠的信息是關(guān)鍵的。這些化學(xué)性質(zhì)可以為收集劑濃度、表面張力或pH。通常，這些參數(shù)通過周期性對(duì)漿料取樣且在實(shí)驗(yàn)室中分析樣品獲得。這種線下方法的問題在于其高成本和耗時(shí)(大約幾小時(shí))?，F(xiàn)有線上分析方法例如XRF和LIBS(激光誘導(dǎo)分解光譜學(xué))也高成本；它們需要高實(shí)現(xiàn)努力、高度熟練的人員和加強(qiáng)維護(hù)。對(duì)于礦物分析，特別在泡沫浮選過程的領(lǐng)域中，仍存在無法得到用于測(cè)量重要參數(shù)的低成本、穩(wěn)健的線上分析儀的問題。

發(fā)明概述

因此本發(fā)明的一個(gè)目的在于進(jìn)一步優(yōu)化泡沫浮選過程的操作效率。具體而言，泡沫浮選物質(zhì)的有價(jià)值的控制參數(shù)通過本發(fā)明可得到，以優(yōu)化整個(gè)泡沫浮選過程的可控制性。

該目的通過具有根據(jù)權(quán)利要求1的特征的方法實(shí)現(xiàn)。

因此，該目的通過泡沫浮選過程中包括的泡沫浮選物質(zhì)的參數(shù)的光學(xué)測(cè)量方法解決，所述泡沫浮選物質(zhì)包含收集劑分子，所述收集劑分子適于結(jié)合到在泡沫浮選物質(zhì)內(nèi)包含的礦物顆粒以提高所述礦物顆粒的表面的疏水性，所述方法包括以下步驟：

(a) 以預(yù)定量將指示劑分子添加到所述泡沫浮選物質(zhì)的至少部分，所述指示劑分子優(yōu)選為收集劑物質(zhì)著色染料，其中所述指示劑分子適于特異性結(jié)合到所述泡沫浮選物質(zhì)內(nèi)的收集劑分子，且其中選擇所述指示劑分子使得所述指示劑分子和所述收集劑分子之間的結(jié)合反應(yīng)包括所述指示劑分子的光學(xué)吸收光譜的可檢測(cè)變化(例如光譜位移)；其后

(b) 借助于來自光發(fā)射單元的測(cè)量光測(cè)量所述泡沫浮選物質(zhì)內(nèi)的指示劑分子的光學(xué)吸收光譜的至少部分；和其后

(c) 由所述指示劑分子的光學(xué)吸收光譜的測(cè)量部分測(cè)定所述泡沫浮選物質(zhì)中的殘留收集劑分子的量或濃度。

所述泡沫浮選物質(zhì)中的殘留收集劑分子的這種量或濃度可以優(yōu)選用于所述浮選過程的過程控制。

術(shù)語(yǔ)“預(yù)定量”理解為使根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量可行的量。

術(shù)語(yǔ)“收集劑分子”指通常用于改進(jìn)泡沫浮選過程的總產(chǎn)率的一種或多種化學(xué)添加劑，特別地通過化學(xué)改性礦物顆粒即粉礦體的疏水性。

術(shù)語(yǔ)“指示劑分子”指適于特異性結(jié)合到收集劑分子，同時(shí)當(dāng)結(jié)合到目標(biāo)物質(zhì)時(shí)所述指示劑分子的光學(xué)吸收光譜的至少部分經(jīng)歷可檢測(cè)變化的一種或多種化學(xué)添加劑。

術(shù)語(yǔ)“泡沫浮選物質(zhì)”指過程液體，且取決于上下文，包含粉礦、溶劑、收集劑分子和可能其它的化學(xué)添加劑，和/或指示劑分子。

術(shù)語(yǔ)“可檢測(cè)變化”指吸收光譜中的變化，其可借助于已知光學(xué)儀器檢測(cè)。其可以涉及光譜的最大值位移、光譜的權(quán)重從光譜的一部分向另一部分的位移、整個(gè)光譜的位移或光譜中的光譜密度的整體或局部損失或增益，或其任何組合。

術(shù)語(yǔ)“殘留收集劑分子”指不與具體的礦物顆粒關(guān)聯(lián)但保持自由懸浮在礦漿中(即在泡沫浮選物質(zhì)中)的收集劑分子。這些殘留收集劑分子可以視為過量的化學(xué)品；因此，為了優(yōu)化浮選過程，有利的是保持殘留收集劑分子的量在合適的最小值，以達(dá)到最好的過程性能。

因此，本發(fā)明的一方面在于為了優(yōu)化泡沫浮選過程的效率和/或可控制性，利用所述指示劑分子和所述收集劑分子之間的吸收光譜位移結(jié)合過程，泡沫浮選過程的可控制性設(shè)計(jì)用于從泡沫浮選物質(zhì)濃縮目標(biāo)礦物。換言之，本發(fā)明的一方面在于提供優(yōu)選連續(xù)或準(zhǔn)連續(xù)的光學(xué)測(cè)量和監(jiān)控礦漿的殘留收集劑濃度(在線或線上)。測(cè)量系統(tǒng)基于添加到漿料和特異性結(jié)合到殘留收集劑分子的指示劑分子特別是染料分子的光學(xué)吸收。結(jié)合反應(yīng)隨后涉及指示劑分子的光學(xué)吸收的光譜位移。測(cè)量沿著光學(xué)路徑透射通過礦漿樣品的任選至少部分顆粒清除的測(cè)量區(qū)域的光強(qiáng)度。優(yōu)選使用具有特定波長(zhǎng)范圍的光，使得指示劑分子的吸收光譜中的光譜吸收變化為顯著的且產(chǎn)生代表殘留收集劑濃度的可檢測(cè)信號(hào)。

優(yōu)選地，在所述加入步驟(a)之后或期間且在所述測(cè)量步驟(b)之前，將所述泡沫浮選物質(zhì)在第一時(shí)間間隔期間的(混合)步驟(al)中混合，優(yōu)選攪拌，所述第一時(shí)間間隔足夠長(zhǎng)以獲得指示劑分子在泡沫浮選物質(zhì)中的預(yù)定分布，且使所述指示劑分子和所述收集劑分子之間的結(jié)合反應(yīng)有效。合適的混合，例如用已知的攪拌裝置，進(jìn)一步確保可靠的測(cè)量結(jié)果，且同時(shí)，高效使用任何加入的化學(xué)試劑和漿料組分。

第一時(shí)間間隔的長(zhǎng)度取決于在指示劑和收集劑分子之間涉及的結(jié)合過程。而且，所述長(zhǎng)度或持續(xù)時(shí)間還取決于借助于步驟(al)獲得期望的均質(zhì)程度所花費(fèi)的時(shí)間，所花費(fèi)的時(shí)間取決于所述泡沫浮選物質(zhì)的體積和稠度。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以基于特定情形針對(duì)文中所述目的確定合適的值或材料。

例示地，作為礦物顆粒的火成磷酸鹽礦石(來自Akzo Nobel的Berol 867)，其為具有氨基酸官能團(tuán)的長(zhǎng)鏈肌氨酸鹽(參見下文)，可以用作收集劑分子。在這種情況下關(guān)于指示劑分子，發(fā)現(xiàn)Coomassie? Brilliant Blue G-250(參見下文)為合適的指示劑分子。

第一時(shí)間間隔可以為30秒-1小時(shí)范圍，優(yōu)選1分鐘-30分鐘，更優(yōu)選1.5分鐘-15分鐘。

如果具有礦物顆粒的礦漿對(duì)根據(jù)本發(fā)明的光測(cè)量太不透明，則在步驟(b)之前，礦物顆粒的至少部分可以選擇性遠(yuǎn)離泡沫浮選物質(zhì)內(nèi)的測(cè)量區(qū)域和/或從測(cè)量區(qū)域除去，所述測(cè)量區(qū)域中包含測(cè)量光的光學(xué)路徑。這允許測(cè)量光的至少部分沿著光學(xué)路徑通過泡沫浮選物質(zhì)到用于測(cè)量透射光信號(hào)的傳感器單元的有效透射率。

優(yōu)選地，所述使所述礦物顆粒的至少部分遠(yuǎn)離所述測(cè)量區(qū)域通過用選擇性過濾或分離元件過濾和/或分離進(jìn)行。這些過濾器可以安裝在光學(xué)器件的正面。可替代地，如果過程液體的樣品轉(zhuǎn)移到樣品室用于測(cè)量，過濾器元件還可以安裝成在轉(zhuǎn)移期間或之前過濾出顆粒的至少部分。

因此，過濾器元件可以選擇性過濾出固體礦物顆粒，而殘留或不含顆粒的收集劑和指示劑分子(即收集劑和/或指示劑分子不結(jié)合到任何礦物顆粒，但可能彼此結(jié)合或不結(jié)合)基本上不經(jīng)過濾且可以基本上自由經(jīng)過所述過濾器元件；因此，收集劑和指示劑分子可利用于光學(xué)測(cè)量。

可替代地或另外，所述使所述礦物顆粒的至少部分遠(yuǎn)離所述測(cè)量區(qū)域通過用分離元件分離來進(jìn)行。例如水力旋流器可以用作分離元件以清潔通過泡沫浮選物質(zhì)的所述測(cè)量路徑的光學(xué)路徑的至少一部分，例如以允許測(cè)量光的至少部分的有效透射率。可替代地或另外，所述礦物顆粒的至少部分從所述漿料的測(cè)量區(qū)域的所述除去也可以通過分離元件進(jìn)行，例如借助于水力旋流器，或通過固體礦物顆粒在第二時(shí)間間隔期間沉積，第二時(shí)間間隔足夠長(zhǎng)使得泡沫浮選物質(zhì)中的懸浮礦物顆粒的沉積過程有效。

分離可以通過使用水力旋流器實(shí)現(xiàn)。使用這種設(shè)備，礦物顆粒與水/化學(xué)品溶液分離，產(chǎn)生測(cè)量條件，測(cè)量條件不受通過由顆粒引起的光學(xué)散射和吸收干擾或僅受最小程度干擾。

通過選擇性過濾和/或除去固體顆粒(且不是任何游離的收集劑和指示劑-收集劑復(fù)合物)，測(cè)量區(qū)域至少部分清除礦物顆粒，例如以確保對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)測(cè)量足夠的沿著光學(xué)路徑的光透射率。

優(yōu)選地，第二時(shí)間間隔，如果有的話，為15分鐘-60分鐘范圍，更優(yōu)選5分鐘-30分鐘，最優(yōu)選1分鐘-15分鐘。

優(yōu)選地，光學(xué)測(cè)量使用具有0.001 Hz-10 MHz范圍的脈沖率和0.001微秒-10秒范圍的脈沖長(zhǎng)度的光脈沖來脈沖測(cè)量。

優(yōu)選地，所述光學(xué)測(cè)量為準(zhǔn)連續(xù)的，優(yōu)選具有通過1分鐘-10分鐘，更優(yōu)選通過5分鐘分隔的測(cè)量間隔，或其中所述光學(xué)測(cè)量為連續(xù)的測(cè)量。

優(yōu)選地，通過光發(fā)射單元發(fā)射的測(cè)量光具有0.1納米-100納米的光譜寬度和/或0.1微瓦-100毫瓦的強(qiáng)度。

優(yōu)選地，在步驟(b)中測(cè)量且在步驟(c)中估計(jì)測(cè)量光(例如藍(lán)光和紅光)的至少兩個(gè)光波長(zhǎng)范圍，優(yōu)選兩個(gè)光波長(zhǎng)，以由所述指示劑分子的光學(xué)吸收光譜的測(cè)量部分測(cè)定所述泡沫浮選物質(zhì)中的殘留收集劑分子的量或濃度。

優(yōu)選地，選擇至少兩個(gè)光波長(zhǎng)范圍的選定，例如以具有基本上在結(jié)合的指示劑分子的吸收光譜內(nèi)的至少一個(gè)第一光波長(zhǎng)范圍，其中第一光波長(zhǎng)范圍和結(jié)合的指示分子的吸收光譜的最大值之間的差異優(yōu)選小于50納米，和/或具有基本上在未結(jié)合的指示劑分子的吸收光譜內(nèi)的至少一個(gè)第二光波長(zhǎng)范圍，其中第二光波長(zhǎng)范圍和未結(jié)合的指示分子的吸收光譜的最大值之間的差異優(yōu)選小于50納米，和/或具有基本上在(結(jié)合和未結(jié)合的)指示劑分子的吸收光譜外的至少一個(gè)第三光波長(zhǎng)范圍，后者的光波長(zhǎng)范圍測(cè)量可用于補(bǔ)償并非由指示劑分子的吸收作用造成的吸收變化。

優(yōu)選地，所述光學(xué)測(cè)量為在線和/或線上測(cè)量和/或測(cè)定測(cè)量光的透射率或反射率，由此推斷泡沫浮選物質(zhì)中的收集劑分子的量或濃度。

優(yōu)選地，使用包含光發(fā)射單元和傳感器單元的光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)。所述光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)優(yōu)選在進(jìn)行光學(xué)測(cè)量之前校準(zhǔn)。所述校準(zhǔn)優(yōu)選用至少兩個(gè)或更多個(gè)試驗(yàn)濃度，即用包含已知收集劑濃度和有效量的指示劑分子的物質(zhì)進(jìn)行。優(yōu)選地，每個(gè)收集劑分子存在至少一個(gè)或多個(gè)指示劑分子。具有已知收集劑分子濃度的試驗(yàn)物質(zhì)提供用于由所述指示劑分子的光學(xué)吸收光譜的測(cè)量部分測(cè)定所述泡沫浮選物質(zhì)中的殘留收集劑分子的量或濃度的參比。

在如上所述的測(cè)量方法中，所述指示劑分子的光學(xué)吸收光譜優(yōu)選在代表泡沫浮選池系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)泡沫浮選池內(nèi)的多個(gè)預(yù)定位置測(cè)量，所述泡沫浮選過程在所述泡沫浮選池系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行。

上文限定的目的還通過具有根據(jù)權(quán)利要求9的特征的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。

因此，呈現(xiàn)用于控制泡沫浮選過程的泡沫浮選池系統(tǒng)，所述泡沫浮選池系統(tǒng)包括：

至少一個(gè)適于保持具有包含收集劑分子和指示劑分子的泡沫浮選物質(zhì)的泡沫浮選過程的泡沫浮選池，所述指示劑分子優(yōu)選為收集劑物質(zhì)著色染料，其中所述指示劑分子適于特異性結(jié)合到所述泡沫浮選物質(zhì)內(nèi)的收集劑分子，且其中選擇所述指示劑分子使得所述指示劑分子和所述收集劑分子之間的結(jié)合反應(yīng)包括所述指示劑分子的光學(xué)吸收光譜的可檢測(cè)光譜位移；

所述泡沫浮選池系統(tǒng)還包含光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，特征在于所述光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)包含：

至少一個(gè)適于發(fā)射測(cè)量光到所述泡沫浮選物質(zhì)中的光發(fā)射單元，所述測(cè)量光的至少部分在結(jié)合到收集劑分子的指示劑分子的光學(xué)吸收光譜中，

至少一個(gè)適于由經(jīng)過所述泡沫浮選物質(zhì)或被所述泡沫浮選物質(zhì)反射的測(cè)量光測(cè)量所述指示劑分子的光學(xué)吸收光譜的至少部分的傳感器單元；

構(gòu)造成由所述指示劑分子的光學(xué)吸收光譜的測(cè)量部分測(cè)定所述泡沫浮選物質(zhì)中的殘留收集劑分子的量或濃度的分析儀單元；和

用于控制所述泡沫浮選過程的控制單元，所述控制單元構(gòu)造成基于所述收集劑分子的測(cè)定的濃度和借助于進(jìn)料控制單元控制例如收集劑分子添加到泡沫浮選物質(zhì)。

所述控制單元適于基于來自所述分析儀單元的信號(hào)進(jìn)行控制。

因此，所述泡沫浮選池系統(tǒng)構(gòu)造成進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明的上述方法。

優(yōu)選地，所述光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)構(gòu)造成測(cè)量至少兩個(gè)光波長(zhǎng)范圍，例如以具有基本上在所述結(jié)合的指示劑分子的吸收光譜內(nèi)的至少一個(gè)第一光波長(zhǎng)范圍，其中所述第一光波長(zhǎng)范圍和結(jié)合的指示分子的吸收光譜的最大值之間的差異優(yōu)選小于50納米(第一測(cè)量通道)，和/或具有基本上在未結(jié)合的指示劑分子的吸收光譜內(nèi)的至少一個(gè)第二光波長(zhǎng)范圍，其中所述第二光波長(zhǎng)范圍和未結(jié)合的指示分子的吸收光譜的最大值之間的差異優(yōu)選小于50納米(第二測(cè)量通道)，和/或具有基本上在所述指示劑分子的吸收光譜外的至少一個(gè)第三光波長(zhǎng)范圍，后者的光波長(zhǎng)范圍測(cè)量可用于補(bǔ)償并非由所述指示劑分子的吸收作用造成的吸收變化(參比通道)。

優(yōu)選地，出于檢測(cè)目的，第一和第二光波長(zhǎng)范圍可以彼此分離：

通過在利用第一光波長(zhǎng)范圍和第二光波長(zhǎng)范圍的光學(xué)測(cè)量和時(shí)間選通檢測(cè)之間交替；和/或

分別借助于第一光波長(zhǎng)范圍和第二光波長(zhǎng)范圍的不同頻率的調(diào)幅，和頻率過濾檢測(cè)，和/或

通過傳感器單元信號(hào)的光學(xué)頻率過濾(例如，帶通過濾器或長(zhǎng)通過濾器)。

因此，所述泡沫浮選池系統(tǒng)，特別是所述光發(fā)射單元和/或所述傳感器單元可以適于在利用第一光波長(zhǎng)范圍和第二光波長(zhǎng)范圍的光學(xué)測(cè)量之間交替；和/或

適于第一光波長(zhǎng)范圍和第二光波長(zhǎng)范圍的不同調(diào)幅，和/或

適于傳感器單元信號(hào)的頻率過濾。

如文中所述的泡沫浮選池系統(tǒng)可以優(yōu)選具有光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，其任選適于用脈沖測(cè)量光來測(cè)量。因此，可以使用適于以脈沖和/或連續(xù)模式操作的光發(fā)射單元。

光脈沖的典型的脈沖率為0.001 Hz-10 MHz范圍，更優(yōu)選0.1 Hz-100 kHz，且最優(yōu)選100 Hz-10 kHz。

且脈沖長(zhǎng)度在0.001微秒-10微秒范圍中，更優(yōu)選0.1微秒-0.1秒，且最優(yōu)選0.1毫秒-1毫秒。

而且，如果光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)適于測(cè)量?jī)蓚€(gè)不同和分離的波長(zhǎng)范圍(例如為了提供參比通道)，所述光發(fā)射單元或所述傳感器單元或兩者可以適于在不同波長(zhǎng)范圍中選擇性發(fā)射或檢測(cè)。

如文中所述的泡沫浮選池系統(tǒng)還可以包含至少一個(gè)或多個(gè)另外的傳感器系統(tǒng)，所述另外的傳感器系統(tǒng)適于測(cè)量泡沫浮選物質(zhì)的參數(shù)，所述參數(shù)選自光學(xué)吸收、動(dòng)態(tài)表面張力、溫度、粘度和pH，和優(yōu)選地更多參數(shù)。因此，相同或不同類型的另外的傳感器可以用于補(bǔ)償數(shù)據(jù)集。更多完整的數(shù)據(jù)集允許更好控制整個(gè)過程。

優(yōu)選的是如上所述的泡沫浮選池系統(tǒng)具有位于整個(gè)泡沫浮選池系統(tǒng)中的不同位置的光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)和/或其它傳感器單元。因此本發(fā)明的一方面在于提供光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，使得可以同時(shí)在多個(gè)位置測(cè)量。由此可以獲得關(guān)于一個(gè)或多個(gè)浮選池內(nèi)的測(cè)量參數(shù)的空間分布的更精確的信息。優(yōu)選地，所述測(cè)量位置覆蓋整個(gè)浮選池管線/回路中的策略上重要的位置，包括入口或出口區(qū)域?；芈钒ㄖ辽僖粋€(gè)或多個(gè)流體連接的浮選池。

而且，在不同位置測(cè)量的選項(xiàng)對(duì)于具有多個(gè)容器或池的浮選回路特別受關(guān)注，由于泡沫浮選物質(zhì)的組成通常在池之間變化，即在不同過程階段之間變化。本發(fā)明改進(jìn)這種泡沫浮選設(shè)備的可控制性。

因此，本發(fā)明的另一方面在于任選提供不僅一個(gè)包含光發(fā)射器和光檢測(cè)器和測(cè)量單個(gè)測(cè)量區(qū)域的光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，而且具有分布在浮選回路上的多個(gè)這種光發(fā)射器和檢測(cè)器，以便在其它和策略上相關(guān)的位置如化學(xué)品入口或尾礦離開區(qū)域探測(cè)。這允許對(duì)泡沫浮選系統(tǒng)獲得更完整的圖片且因此使整個(gè)浮選過程的改進(jìn)控制成為可能。

光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)優(yōu)選具有與待測(cè)量的泡沫浮選物質(zhì)的光學(xué)界面。

術(shù)語(yǔ)“光發(fā)射器”或“光發(fā)射器單元”指光產(chǎn)生實(shí)體，如LED或激光設(shè)備或另一種光源或發(fā)射器；可替代地，其還可以指光導(dǎo)區(qū)域，由此光耦合離開以用于文中所述的測(cè)量目的。

本發(fā)明的一方面在于如上所述的泡沫浮選池系統(tǒng)優(yōu)選具有優(yōu)選定期清潔的測(cè)量光的光學(xué)路徑中的光學(xué)界面。這種清潔可以借助于在光學(xué)界面上作用的間歇激發(fā)的超聲振動(dòng)/脈沖(burst)進(jìn)行，借助于擦拭器，和/或借助于產(chǎn)生引導(dǎo)到所述光學(xué)界面上以有效除去積聚的污物層的清潔流體的凈化噴射流。因此，本發(fā)明的一方面在于提供用于從如上所述的沉積層清潔測(cè)量的光學(xué)路徑內(nèi)的界面的清潔手段。這確保通過光學(xué)界面的光透射的最佳效率。此外，其還避免測(cè)量錯(cuò)誤，由于強(qiáng)度變化歸因于吸收變化和因此殘留收集劑分子的濃度變化。

如上所述的方法或如上所述的泡沫浮選池可以用于測(cè)定所述泡沫浮選物質(zhì)中的殘留收集劑分子的量或濃度和使用量或濃度的這種信息用于所述浮選過程的過程控制，優(yōu)選用于控制將收集劑分子添加到泡沫浮選過程中的泡沫浮選物質(zhì)的量，其中所述控制優(yōu)選基于模型預(yù)測(cè)控制。通常，這種模型預(yù)測(cè)控制機(jī)構(gòu)基于動(dòng)態(tài)模型、至少一個(gè)相關(guān)參數(shù)(或其估計(jì)值)的測(cè)量、和待優(yōu)化的目的功能。另外，可加以限制。

如上所述的方法或如上所述的泡沫浮選池還可以用于通過使殘留收集劑分子的測(cè)定的量或濃度與泡沫浮選物質(zhì)的其它參數(shù)關(guān)聯(lián)來校準(zhǔn)其它測(cè)量工具，所述參數(shù)優(yōu)選為泡沫浮選物質(zhì)的表面張力。這種待校準(zhǔn)的工具可以為表面張力計(jì)。

以上目的還通過包括在泡沫浮選過程中且具有根據(jù)權(quán)利要求15的特征的泡沫浮選物質(zhì)實(shí)現(xiàn)。

因此，所述泡沫浮選物質(zhì)包含收集劑分子和指示劑分子，所述指示劑分子優(yōu)選為收集劑物質(zhì)著色染料，其中所述指示劑分子適于特異性結(jié)合到所述泡沫浮選物質(zhì)內(nèi)的收集劑分子，且其中所述指示劑分子和所述殘留收集劑分子之間的結(jié)合反應(yīng)包括所述指示劑分子的光學(xué)吸收光譜的可檢測(cè)變化。

附圖簡(jiǎn)述

參考附圖，在下文中描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，出于說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的目的而不是出于限制本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的目的。在附圖中,

圖1顯示具有用于測(cè)定收集劑濃度的線上光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)和用于控制收集劑濃度的控制系統(tǒng)的根據(jù)本發(fā)明的泡沫浮選池系統(tǒng)的第一實(shí)施方案的示意圖；

圖2顯示使用具有相對(duì)大收集劑濃度范圍的實(shí)際浮選溶液的收集劑濃度的例示性校準(zhǔn)曲線；

圖3顯示使用具有相對(duì)小收集劑濃度范圍的實(shí)際浮選溶液的收集劑濃度的另一例示性校準(zhǔn)曲線；

圖4顯示根據(jù)圖2的實(shí)施方案的更詳細(xì)示意圖；所述測(cè)量裝置具有插入到礦漿中的光學(xué)探針；光學(xué)吸收在590 nm下使用半透射半反射(transflection)探針測(cè)量；LED光源和傳感器單元適于復(fù)合Berol 867/Coomassie? Brilliant Blue G-250的吸收最大值；

圖5顯示根據(jù)本發(fā)明的泡沫浮選池系統(tǒng)的第二實(shí)施方案的示意圖；顯示具有光學(xué)流通池的測(cè)量裝置，所述光學(xué)吸收在590 nm下使用流動(dòng)池測(cè)量；LED光源和檢測(cè)器適于復(fù)合Berol 867/Coomassie? Brilliant Blue G-250的吸收最大值；

圖6顯示具有光學(xué)參比通道的示意性裝置，其中BS：藍(lán)光源，BRD：藍(lán)光參比檢測(cè)器，BD：藍(lán)光檢測(cè)器，RS：紅光源，RRD：紅光參比檢測(cè)器，RD：紅光檢測(cè)器，BSP：分束器，DM：二色鏡，F(xiàn)：過濾器；和

圖7顯示浮選過程的模型預(yù)測(cè)控制方案的流程圖。

優(yōu)選實(shí)施方案的描述

在下文描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案。

Bradford測(cè)定(參考，例如[Bradford 1976])為定量測(cè)定低至微克/毫升的濃度的蛋白質(zhì)的光度計(jì)方法。所述方法依靠染料Coomassie? Brilliant Blue (G250) (參見下文)結(jié)合到目標(biāo)蛋白質(zhì)。染料的紅色變體的自由離子形式顯示465 nm的最大吸收，綠色變體的自由離子形式顯示在650 nm的最大吸收。相反，結(jié)合的染料呈現(xiàn)顯著不同的吸收光譜，即在595 nm的最大吸收，產(chǎn)生藍(lán)色形式。因此，通過測(cè)定藍(lán)色離子形式的染料的量可以估計(jì)蛋白質(zhì)的量。這可以通過測(cè)量探針溶液在595 nm的吸光度實(shí)現(xiàn)。

結(jié)構(gòu)1，顯示染料分子(Coomassie? Brilliant Blue)。

收集劑濃度測(cè)量原理：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，染料分子選自Coomassie? Brilliant Blue組(參考以上結(jié)構(gòu)1)。發(fā)現(xiàn)Coomassie? Brilliant Blue結(jié)合到在泡沫浮選過程中施加的某些收集劑分子且因此，Coomassie? Brilliant Blue為合適的指示劑分子。在該實(shí)施方案中，收集劑分子可以為具有氨基酸官能團(tuán)的長(zhǎng)鏈肌氨酸鹽(參考以下結(jié)構(gòu)2，例如來自Akzo Nobel的Berol 867)。這種收集劑分子可以用于提高火成磷酸鹽顆粒的疏水性。當(dāng)添加到泡沫浮選物質(zhì)20 (參考圖1)時(shí)，這些收集劑分子與Coomassie? Brilliant Blue反應(yīng)。收集劑和指示劑分子之間的該結(jié)合反應(yīng)產(chǎn)生指示劑分子的吸收光譜的可檢測(cè)位移。

結(jié)構(gòu)2，顯示烷基肌氨酸鹽分子。

發(fā)現(xiàn)對(duì)通過其它化學(xué)品引起的吸收光譜位移不存在負(fù)干擾，所述其它化學(xué)品通常包含在商業(yè)收集劑產(chǎn)品中或添加到浮選溶液(例如乙氧基化壬基苯酚、鈣、鎂和玉米淀粉)。

指示劑分子結(jié)合過程相對(duì)地快，其實(shí)質(zhì)上在約兩分鐘內(nèi)完成，且歷時(shí)一小時(shí)具有良好顏色穩(wěn)定性。

在某一波長(zhǎng)下吸收測(cè)量可以通過Lambert-Beer定律描述，其以線性定律關(guān)聯(lián)吸光度Α_λ1和染料濃度c (摩爾密度)：

其中Α_λ1為在光的某一波長(zhǎng)(λ1)下的吸光度，I_1,λ1為經(jīng)過材料的輻射(光)的強(qiáng)度(透射輻射)，且I_0,λ1為在其經(jīng)過材料之前的輻射的強(qiáng)度(入射輻射)。參數(shù)ε表示染料的摩爾吸收率(摩爾消光系數(shù))，參數(shù)為光行進(jìn)通過液體的距離(即，路徑長(zhǎng)度)。通過測(cè)量強(qiáng)度比率或吸光度可以計(jì)算濃度。

而且，這種線性關(guān)系允許2點(diǎn)校準(zhǔn)光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)。

收集劑濃度測(cè)定：

在泡沫浮選池系統(tǒng)1(參考圖1)的光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)3在泡沫浮選過程中應(yīng)用之前，優(yōu)選校準(zhǔn)光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)3。在圖2和3中顯示具有已知濃度的收集劑分子和固定量的所述染料的溶液的校準(zhǔn)曲線(優(yōu)選測(cè)量至少兩個(gè)不同的收集劑濃度)。在實(shí)施例中顯示，實(shí)驗(yàn)室分光計(jì)設(shè)備用于分析吸光度。線性校準(zhǔn)曲線擬合到所獲得的四個(gè)測(cè)量點(diǎn)。使用由此得到的校準(zhǔn)函數(shù)，具有未知收集劑濃度的溶液的吸光度值可以與濃度值相關(guān)。測(cè)量不同濃度范圍的兩個(gè)例示性校準(zhǔn)曲線，如圖2和3中顯示，兩者均產(chǎn)生非常良好的擬合質(zhì)量(R²=0.96)。在此，Coomassie? Brilliant Blue G-250也用作指示劑分子，且來自Akzo Nobel的Berol 867用作收集劑分子。

浮選控制：

圖1顯示具有一個(gè)含有泡沫浮選物質(zhì)10的浮選池18的泡沫浮選池系統(tǒng)1的示意性回路。泡沫浮選物質(zhì)10包含粉礦顆粒、溶劑和收集劑分子。其它化學(xué)試劑可以在物質(zhì)10中。泡沫層11在礦漿10上漂浮且可以撇去以收獲礦石濃縮物。

浮選池18包含礦石/化學(xué)品入口12、氣體入口13和尾礦出口15。主攪拌器14充當(dāng)攪拌裝置。

此外，提供濃縮物出口17用于提取泡沫11。光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)3和其它傳感器系統(tǒng)43(例如溫度或pH傳感器單元等)位于系統(tǒng)1中。最后，包括樣品出口16，具有用于控制出口16的樣品出口閥160。

通過所述樣品出口16，過程液體10可以可控地轉(zhuǎn)移到樣品室28中以在線測(cè)量。樣品室28包含通過樣品出口16從來自池18的物質(zhì)10抽取到室28中的樣品物質(zhì)20。樣品室28還包含指示劑分子入口23，具有用于指示劑分子進(jìn)入到樣品液體20中的受控入口的閥230。樣品室28包括具有另一攪拌器驅(qū)動(dòng)器240的另一攪拌器24以適當(dāng)混合樣品液體20與所加入的指示劑分子。樣品室28具有樣品液體出口25，帶有控制閥250。

由于浮選池18內(nèi)部的漿料10和/或樣品室28中的物質(zhì)20的混合將不產(chǎn)生顆粒、水和表面活性劑的理想均勻分布，在室18、28中的一個(gè)或兩個(gè)中安裝其它傳感器系統(tǒng)43(傳感器系統(tǒng)測(cè)量一個(gè)或多個(gè)表面化學(xué)相關(guān)參數(shù)，例如光學(xué)吸收和動(dòng)態(tài)表面張力、溫度、粘度、pH等)也是本發(fā)明的部分。其它傳感器(例如溫度傳感器)可以位于室18、28外部。

在不同位置安置多個(gè)相同種類的傳感器系統(tǒng)3的優(yōu)點(diǎn)產(chǎn)生所述過程的更好的圖片。這種程序允許平均信號(hào)且因此可以實(shí)現(xiàn)所述過程的更高效反饋控制。

具有不同的另外的傳感器系統(tǒng)43使得可利用關(guān)于總過程的更多信息并改進(jìn)系統(tǒng)1中的過程的可控制性。

光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)3包含具有半透射半反射探針35的光發(fā)射單元31，和出于檢測(cè)和分析目的，具有分析儀單元33的傳感器單元32。所述光發(fā)射單元31包含發(fā)光二極管310和LED驅(qū)動(dòng)器311?？梢允褂闷渌獍l(fā)射器或傳感器。

系統(tǒng)1還包含控制單元4，帶有進(jìn)料控制單元41和連接機(jī)構(gòu)42，連接機(jī)構(gòu)42連接控制元件和光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)3以及用于控制所述浮選過程的另外的傳感器系統(tǒng)43 (如果有的話)?？刂茊卧?適于經(jīng)由連接機(jī)構(gòu)42控制控制閥160、230、250和進(jìn)料控制單元41。這些連接機(jī)構(gòu)42可以為物理連接或無線連接機(jī)構(gòu)。可以使用泵系統(tǒng)，有必要的話，用于控制作用。

與收集劑濃度參數(shù)相關(guān)的從光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)3得到的信號(hào)在通過分析儀單元33(參考圖1)分析之后作為控制值提供到控制單元4。這些控制值可以用于主動(dòng)控制以保持或改進(jìn)其效率的過程。

優(yōu)選控制行為是控制化學(xué)品特別是收集劑分子的劑量，和調(diào)節(jié)浮選浴10中的期望的添加劑濃度。

圖1示意性顯示具有浮選池18、測(cè)量池28、光學(xué)裝置3和控制系統(tǒng)4的整個(gè)裝置。在該實(shí)施方案中，進(jìn)行以下步驟以測(cè)定收集劑的濃度：

? 用已知收集劑濃度的至少兩個(gè)試驗(yàn)物質(zhì)校準(zhǔn)光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)3；

? 通過操作相應(yīng)的閥160(和泵，如果需要的話)，使樣品20從浮選容器18進(jìn)入到測(cè)量容器28中；

? 借助于劑量閥230將合適的量的染料溶液(水中的Coomassie? Brilliant Blue G-250)添加到測(cè)量容器28中的浮選溶液；

? 激活攪拌器24以均勻混合染料和浮選溶液20(與收集劑分子的結(jié)合反應(yīng)通常在第二時(shí)間段中發(fā)生)；

? 停止攪拌器24且等待液體20中的顆粒沉積；

? 測(cè)量不同波長(zhǎng)下的光學(xué)吸收(染料吸收波長(zhǎng)和參比非吸收波長(zhǎng))；和

? 使用預(yù)定的校準(zhǔn)函數(shù)由吸收和參比信號(hào)測(cè)定收集劑濃度。

上文列出的步驟可以通過使用控制系統(tǒng)4操作開關(guān)、致動(dòng)器如泵和閥自動(dòng)進(jìn)行。因此，系統(tǒng)1將自動(dòng)、線上和準(zhǔn)連續(xù)地(例如5分鐘的間隔)測(cè)量。

光學(xué)測(cè)量裝置：

結(jié)合如上所述的樣品室28，在圖4和5中顯示線上光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)3的優(yōu)選實(shí)施方案。吸收測(cè)量裝置包含與過程液體20的光學(xué)界面，例如半透射半反射或透射設(shè)備35 (LEONI Fiber Optics或Solvias)、光發(fā)射單元31(例如LED，Mightex FCS-590，λ=590 nm，F(xiàn)WHM≈35 nm)、用于透射測(cè)量光的傳感器單元32(Si光二極管，Thorlabs PDA-36A)，和連接三個(gè)部件31、32、35的光纖電纜314、315。

在圖4中顯示第一實(shí)施方案的裝置的示意圖。包括LED驅(qū)動(dòng)器311和LED 310的光發(fā)射器31發(fā)射測(cè)量光到光導(dǎo)314中和進(jìn)入半透射半反射設(shè)備35中。光導(dǎo)314引導(dǎo)光到過程液體20中。過程液體20從主池18中的泡沫浮選物質(zhì)10抽取且含有通過入口23在劑量閥230的控制下加入的指示劑分子。來自半透射半反射設(shè)備35的光學(xué)輸入，即測(cè)量信號(hào)，通過光導(dǎo)315送到傳感器單元32。來自傳感器單元32的信號(hào)通過分析儀單元33(參考圖1)分析，其中來自分析儀單元33的信號(hào)通過控制單元4作為控制值使用以控制操作開關(guān)、致動(dòng)器和閥。

在圖5中顯示第二優(yōu)選實(shí)施方案的裝置的示意圖。在此，與第一實(shí)施方案相反，來自光導(dǎo)314的光通過第一準(zhǔn)直儀312送到樣品液體20中。光學(xué)路徑通過樣品液體20行進(jìn)到第二準(zhǔn)直儀313且耦合到第二光導(dǎo)315中。

除了使用光纖實(shí)現(xiàn)以外，還可能實(shí)現(xiàn)不具有光纖的系統(tǒng)，使光源和檢測(cè)器接近過程液體。

濁度和懸浮固體的補(bǔ)償：

如果與指示劑分子混合的浮選溶液20并不透明，例如由于在懸浮礦物顆粒的光散射過程，且因?yàn)闇y(cè)量系統(tǒng)的光學(xué)界面易受不期望的涂覆或沉積影響，可以采用以下措施以便使錯(cuò)誤讀數(shù)最小化。

一般地，由于除了來自收集劑/指示劑復(fù)合物的吸收以外的原因，可以發(fā)生透射改變；可以優(yōu)選補(bǔ)償或完全避免。降低干擾影響的措施在以下列出：

(A) 選擇性過濾器可以安裝在過濾出固體顆粒的光學(xué)器件的正面，所述固體顆粒可以降低透射信號(hào)，但允許收集劑分子和指示劑分子經(jīng)過。過濾器可以透過液體分子但排斥漿料20中的小固體顆粒。

(B) 清潔機(jī)制可以用于避免光學(xué)界面結(jié)垢(光學(xué)窗)。這種清潔可以例如基于在光學(xué)界面上作用的間歇激活的超聲振動(dòng)/脈沖，以除去潛在的污物層。還可以通過類似作用手段的擦拭器、凈化噴射流(氣體或液體)實(shí)現(xiàn)。

(C) 而且，在第二波長(zhǎng)(例如800 nm，紅光通道)的測(cè)量可以進(jìn)行以便補(bǔ)償吸收變化，所述吸收變化并不歸因于復(fù)合收集劑/指示劑的吸收，而是歸因于懸浮固體的散射或歸因于光學(xué)路徑的透射變化(例如窗結(jié)垢)。Coomassie? Brilliant Blue在800 nm的波長(zhǎng)吸收是可忽略不計(jì)的，而在藍(lán)光通道中強(qiáng)烈(參見上文)。因此，可以獲得光學(xué)路徑的透射的合適的參比，且如果出現(xiàn)透射變化，該參比信號(hào)可以用于補(bǔ)償。

這些措施(A)、(B)、(C)可以單獨(dú)或以其任何組合使用。

用于濁度或涂覆光學(xué)表面的補(bǔ)償?shù)膮⒈韧ǖ溃?/p>

現(xiàn)在更詳細(xì)解釋上文提及的選項(xiàng)(C)。為了保證光學(xué)監(jiān)視器的長(zhǎng)期性能，可以考慮不利影響測(cè)量的多個(gè)因素：

? 光源發(fā)射漂移(波長(zhǎng)和強(qiáng)度，由于老化、內(nèi)部和周圍溫度)

? 光纖透射變化(由于纖維的彎曲損失、物理移動(dòng)、應(yīng)力、溫度)

? 在光學(xué)連接器的透射變化(物理移動(dòng)、機(jī)械震動(dòng)、振動(dòng)、應(yīng)力、溫度)

? 由于光學(xué)界面污染導(dǎo)致的透射變化

? 由于在液體中懸浮固體的散射導(dǎo)致的透射變化

? 光學(xué)檢測(cè)器穩(wěn)定性(老化)

上文提及的問題可以通過采用如圖6中所說明的結(jié)合到電-光單元中的光學(xué)參比通道減輕。

圖6顯示具有光學(xué)參比通道的裝置。其包含藍(lán)光源BS、藍(lán)光參比檢測(cè)器BRD、藍(lán)光檢測(cè)器BD、紅光源RS、紅光參比檢測(cè)器RRD、紅光檢測(cè)器RD、分束器BSP、二色鏡DM和過濾器F。箭頭51指示到頭傳感器的方向，箭頭52指示來自頭傳感器的方向。

在約595 nm(即在Coomassie? Brilliant Blue的吸收帶內(nèi)，藍(lán)光通過圖7中的虛線顯示；圖7中的箭頭指示光行進(jìn)的方向)發(fā)射光的藍(lán)光源BS耦合到光纖以傳送光到光學(xué)探針(傳感器頭)，或直接安裝到光學(xué)饋通件(feed-through)以引導(dǎo)光通過樣品液體20的吸收路徑長(zhǎng)度。在耦合到光纖或吸收路徑中之前，光的一部分使用光學(xué)分束器BSP分離到藍(lán)光參比檢測(cè)器BRD上，BRD測(cè)量藍(lán)光源BS的發(fā)射光強(qiáng)度的穩(wěn)定性。

為了消除透射信號(hào)中的人為因素(例如纖維彎曲損失的變化或隔室內(nèi)的光學(xué)界面上的顆粒污染的存在，或在液體中懸浮固體的光散射)，使用參比通道。通過第二光源(紅光源RS)發(fā)射的例如在λ > 800 nm下不被Coomassie? Brilliant Blue(或更通常：指示劑分子)吸收的紅移波長(zhǎng)(在圖7中顯示為虛線)下的光用于查詢光學(xué)路徑的變化。紅光源RS的發(fā)射穩(wěn)定性通過紅光參比檢測(cè)器RRD記錄。將紅光和藍(lán)光組合(例如通過二色鏡DM，組合的光通過虛點(diǎn)線在圖7中顯示)。紅光以與藍(lán)光相同的光學(xué)路徑行進(jìn)，但不被存在的Coomassie? Brilliant Blue吸收。當(dāng)紅光從傳感器頭返回時(shí)，使用第二二色鏡將紅光分離到紅光檢測(cè)器RD上。為了確保沒有紅光落到藍(lán)光檢測(cè)器BD上且反之亦然，可分別添加短通過濾器(F，t_SP)和長(zhǎng)通過濾器(F，t_LP)。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，信號(hào)分離還可以分別通過在不同頻率下光源的調(diào)幅和檢測(cè)器信號(hào)的頻率過濾來實(shí)現(xiàn)。在這種情況下，可以避免第二二色分束器DM和第二檢測(cè)器RD。

透射的藍(lán)光強(qiáng)度與發(fā)射的藍(lán)光強(qiáng)度的比率與吸收路徑中的Coomassie? Brilliant Blue分子的數(shù)密度N相關(guān)(忽略任何補(bǔ)償強(qiáng)度)：

其中ε為在藍(lán)光源的波長(zhǎng)下Coomassie? Brilliant Blue的吸收橫截面，Ι_0,λ1為在光束進(jìn)入吸收液體之前光的強(qiáng)度，為吸收路徑長(zhǎng)度而c為染料濃度(摩爾密度)。(在下式中：εc與σN類似)。

然而，Ι_0,λ1可由于光學(xué)裝置的穩(wěn)定性而變化且因此可使用參比通道，例如測(cè)量強(qiáng)度Ι^(b)_ref的藍(lán)光參比檢測(cè)器BRD。因此可以使用分束器的已知透射率t_BS^(b)來計(jì)算I₀’：

I'₀現(xiàn)在為在分束器和二色鏡之后和在進(jìn)入到光學(xué)系統(tǒng)下游之前藍(lán)光的強(qiáng)度。參數(shù)t^(b)_DM為用于藍(lán)光的二色鏡的透射率。在通過光學(xué)路徑到含有染料的液體(引入強(qiáng)度損失△Ι^(b)_op1)，經(jīng)過吸收長(zhǎng)度(引入強(qiáng)度損失(I'₀ - △Ι^(b)_op1)e^-σlN)和光學(xué)路徑回到電-光單元(引入損失△Ι^(b)_op2)，并通過透射率分別為t_DM和t_SP的二色鏡和短通過濾器之后，到達(dá)藍(lán)光檢測(cè)器BD的透射的藍(lán)光將被削弱到Ι^(b)_tr：

。

使用紅光參比通道，可以獲得△Ι^(b)_op1+△Ι^(b)_op2的估計(jì)值，需要該估計(jì)值由Ι^(b)_tr(即凈透射藍(lán)光強(qiáng)度)確定Coomassie? Brilliant Blue的數(shù)密度。對(duì)于紅光通道

其中r^(r)_DM為用于紅光的二色鏡的反射率且t_LP為長(zhǎng)通過濾器的透射率。然而，從該測(cè)量，無法區(qū)分△Ι^(r)_op1與△Ι^(r)_op2，且因此可以假定它們相等，△Ι^(r)_op1 = △Ι^(r)_op2 = △Ι^(r)_loss。此外，可以存在對(duì)損失的波長(zhǎng)依賴性，即k(△Ι^(r)_op1 + △Ι^(r)_op2) = 2k△Ι^(r)_loss = 2△Ι^(b)_loss。轉(zhuǎn)化系數(shù)k可以由校準(zhǔn)測(cè)量獲得，其中所述吸收長(zhǎng)度不含有任何Coomassie? Brilliant Blue。

因此，

和

現(xiàn)在，△Ι^(b)_loss可以表示為：

由此，可以由透射強(qiáng)度獲得染料/收集劑復(fù)合分子的濃度，修正光學(xué)路徑中引入的損失和光源強(qiáng)度的變動(dòng)：

可能優(yōu)選周期性(即脈沖的)測(cè)量以使對(duì)光源的溫度誘導(dǎo)漂移影響最小化。在該情況下，在紅光和藍(lán)光通道之間交替是實(shí)用的。隨后，通過時(shí)間選通檢測(cè)，紅光檢測(cè)器RD、一個(gè)二色鏡DM和過濾器F可以省略，僅使用一個(gè)用于兩個(gè)光束的共用檢測(cè)器，考慮到在不同波長(zhǎng)下檢測(cè)器靈敏度類似且這些靈敏度的比率已知。

應(yīng)當(dāng)理解紅光和藍(lán)光通道為例示性通道；可以使用其它光通道，其具有吸收帶中的至少一個(gè)第一光通道和基本上在指示劑分子的吸收通道外的至少一個(gè)第二通道。

控制回路：

控制單元4收集所有可利用的信息，主要為來自光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)3的濃度數(shù)據(jù)，但還有來自安裝的任何其它傳感器單元43的信息，例如在浮選池18、28內(nèi)部和外部的溫度傳感器。處理這種輸入信息使得調(diào)節(jié)礦石流量、化學(xué)品例如收集劑和指示劑分子的劑量，和其它控制變量，使得礦物選礦(beneficiation)過程以最佳方式運(yùn)行?？刂葡到y(tǒng)4本身可以例如基于模型預(yù)測(cè)控制(參考圖7)，其在參考文獻(xiàn)[Gaulocher 2008]中詳細(xì)解釋。

圖7顯示用于浮選過程的模型預(yù)測(cè)控制方案，其用ABB的專家優(yōu)化器和800xA控制平臺(tái)進(jìn)行。傳感器3、43收集數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)提供到控制平臺(tái)并處理。之后，由處理的測(cè)量數(shù)據(jù)估計(jì)過程狀態(tài)變量。在通過模型預(yù)測(cè)控制計(jì)算最佳設(shè)定點(diǎn)之后，設(shè)定點(diǎn)可經(jīng)后處理且隨后經(jīng)由控制平臺(tái)遞送到致動(dòng)器以控制浮選過程。

過程表面張力計(jì)的校準(zhǔn)方法：

根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)測(cè)量方法可以用作實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)工具以使收集劑濃度與提供關(guān)于漿料的化學(xué)條件的信息的其它參數(shù)例如表面張力相關(guān)。換言之，已知收集劑濃度的樣品中的吸光度值可用于將表面張力計(jì)讀數(shù)關(guān)聯(lián)到相應(yīng)的收集劑濃度。這是校準(zhǔn)穩(wěn)健過程張力計(jì)的簡(jiǎn)單方式。

參考文獻(xiàn)：

[Gaulocher 2008]：S. Gaulocher，E. Gallestey和H.Lindvall，"Advanced process control of a froth flotation circuit"，V International Mineral Processing Seminar，October 22-24，(2008)，Santiago，Chile

[Bradford 1976]：Bradford，MM.(1976) A rapid and sensitive method for the quantification of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye-binding.Anal.Biochem.72，248-254。

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