Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия:

И. С. Якимов, профессор, кафедра композиционных материалов и физикохимии металлургических процессов, эл. почта: i-s-yakimov@yandex.ru

О. Е. Безрукова, инженер-исследователь

П. С. Дубинин, инженер-исследователь

А. Ф. Шиманский, заведующий кафедрой композиционных материалов и физико-химии металлургических процессов

Необходимым элементом производства цветных металлов в горно-металлургическом комплексе является аналитический контроль баланса металлов и качества технологических продуктов на всех этапах технологической цепочки производства: от минерального сырья до конечной продукции. Свойства руд и промежуточных твердофазных технологических продуктов переработки, определяющие эффективность технологий, как правило, присущи не столько химическим элементам, сколько минеральным фазам и их агрегатам. Поэтому в большинстве случаев для обеспечения управления технологиями наряду с химическим необходим и контроль минерально-фазового состава. Наиболее эффективным является оперативный комплексный контроль, который должен быть высоко авто матизированным, достаточно универсальным и по возможности неразрушающим. Наиболее полно этим требованиям может удовлетворять комплексное исполь зование методов элементного рентгеноспектрального (РСА) и вещественного рентгенофазового (РФА) анализов. При этом лимитирующим звеном в реализации комплексного контроля являются методы РФА в силу сложности разработки автоматизированных методик для оперативного анализа конкретных руд, промежуточных технологических и конечных продуктов. В данной работе изложены некоторые новые подходы к автоматизации и комплексному использованию методов РСА и РФА на примере методических разработок авторов в области контроля минерально-фазового состава золотосодержащих сульфидных руд и продуктов их обогащения и контроля состава электролитов алюминиевого производства. Особое внимание уделено автоматизации РФА по методу полнопрофильного анализа Ритвельда, как наиболее перспективному для контроля минерально-фазового состава с учетом особенностей реальной кристаллической структуры фаз-компонентов. Приведены оценки точности разра ботанных методов.

1. Ufer K., Raven M. D. Application of the Rietveld method in the Reynolds cup contest // Clays and Clay Minerals. 2017. Vol. 65, No. 4. P. 286–297.
2. O’Connor B., Hart R. Rietveld-based quantitative mineralogy for mineral processing // AXAA-2011, Workshops, Conference and Exhibition. Abstract book. — Sydney, 6–11 February 2011. P. 78.
3. Allen D., Lyders M., Schwandt M., Johnson R., Mathews W., French K., Daitch P. Quantitative Rietveld XRD mineralogy of copper and molybdenum ore products // Accuracy in Powder Diffraction IV. — Gaithersburg, 2013. P. 30.
4. Parian M., Lamberg P. Combining chemical analysis (XRF) and quantitative X-ray diffraction (Rietveld) in modal analysis of iron ores for geometallurgical purposes in Northern Sweden // Mineral deposit research for a high-tech world : Proceedings of the 12^th SGA Biennial Meeting. 2013. Vol. 1. — Uppsala, 12–15 August 2013. P. 356–359.
5. Shimizu V. K., Kahn H., Antoniassi J. L., Ulsen C. Copper ore type definition from Sossego Mine using X-ray diffraction and cluster analysis technique // Revista Escola de Minas. 2012. Vol. 65, No. 4. P. 561–566.
6. Scarlett N. V. Y., Madsen I. C., Storer P. On-line X-ray diffraction for quantitative phase analysis: an industrial application of the Rietveld method // Acta Crystallographica: A. 2002. Vol. 58 (Supplement).
7. O’Dwyer J. The XRDF System – A New, On Stream Analyser For Real-Time Process Stream Mineralogy and Elemental Monitoring // AXAA-2011, Workshops, Conference and Exhibition. Abstract book. — Sydney, 6–11 February 2011.
8. Беневольский Б. И. Золото России. Проблемы использования и воспроизводства минерально-сырьевой базы. — М. : Геоинформмарк, 2002. — 464 c.
9. Якимов И. С. Метод кластерной рентгенофазовой идентификации многофазных материалов // Контроль. Диагностика. 2010. № 7. С. 12–17.
10. Yakimov I. S., Dubinin P. S., Piksina I. S. Method of regularized multipeak reference intensity ratio for quantitative X-ray phase analysis of polycrystalline materials // Inorganic Materials. 2011. Vol. 47, No. 15. Р. 1681–1686.
11. Дубинин П. С., Залога А. Н., Кирик С. Д., Пиксина О. Е., Якимов И. С. Разработка отраслевых стандартных образцов электролита алюминиевых электролизеров // Стандартные образцы. 2008. № 4. С. 34–42.
12. Alcan non-metallic standards. Technical Information. URL : http://xbrt.xrayportal.com/Alcan%20NM%20Catalog.pdf
13. Якимов И. С., Кирик С. Д., Дубинин П. С., Пиксина О. Е., Бабкина Т. А., Савушкина С. И. Методический подход к разработке стандартных образцов фазового состава технологических продуктов золотоизвлекательных фабрик // Стандартные образцы. 2015. № 1. С. 3–15.
14. Piksina O., Andruschenko E., Dubinin P., Kirik S., Ruzhnikov S., Samoilo A., Yakimov I., Zaloga A. Combined control of aluminum bath composition by X-ray diffraction and X-ray fluorescence analysis // X-Ray Spectrometry. 2017. Vol. 46, No. 5. Р. 63–68.
15. Secchi M., Zanatta M., Lutterotti L. et al. Mineralogical investigations using XRD, XRF and Raman spectroscopy in a combined approach // Journal of Raman Spectroscopy. 2018. Vol. 49, No. 4. P. 1–8.