1历史回顾:冶金和化工生产中液流(包括浆料流和溶液流)在线射线分析仪为我们提供了一个强有力的工具，可以促进生产技术的不断改进和完善。利用载流射线分析仪可以研究过程中操作条件的变化对产量、质量和原料消耗的影响，从而确定如何自动控制过程，优化工艺，达到提高回收率、降低原料消耗的目的。早在20世纪50年代末，国外就开始研究如何利用实验室X射线荧光光谱仪对矿物加工进行连续分析。1960年，美国的一个应用研究实验室(ARL)首先在三个铜矿物加工厂进行了工业试验，并取得了成功。1961年，ARL设计了第一台载流射线纸浆分析仪。1968年，芬兰Outokumpu公司研制成功的Courrieu 300载流射线分析仪在芬兰皮卡萨米矿投入运行。后来澳大利亚Amdel公司的ISA载流射线分析仪在澳大利亚新南威尔士选矿厂得到应用[1]。其他制造商的产品，如瑞典博利登的BOXRAY分析仪、丹佛的XRA分析仪、德克萨斯核7200分析仪和加拿大的Bonder Clegg分析仪，在20世纪70年代或80年代进入市场。自1974年以来，中国研制了载流射线分析器。西北矿冶研究院、马鞍山矿冶研究院、北京矿冶研究院等。先后研制出各种型号的载流射线分析仪，已在全国约20个选矿厂使用。本文将从以下几个用户关注的焦点讨论载流射线分析仪的现状和发展:入流分析、近流分析和集中分析、波长色散和能量色散、同位素源和X射线管、X射线荧光和γ射线荧光、悬浮液和溶液。
奥托昆普公司的Courrieu 300分析仪，是最早的流动分析、近流动分析和集中分析，采用典型的集中分析。安装在生产现场每个矿浆通道上的一级矿浆取样器将样品送至中央分析室，一个分析探头可分析多达14个通道的矿浆(在后续改进的多采样系统中，通道数可扩展至28个)。集中分析的好处是渠道多，容易管理。但它也有以下缺点:浆液取样管道长，容易堵塞，需要大量维护；设备庞大，结构复杂，总投资大；分析过程是间歇的，对于同一个通道，两次数据分析的间隔可能需要几十分钟。Amdell公司早期的产品是典型的流内分析，在被测矿浆流量的管路系统中增加了一个叫做“分析区”的取样槽，分析仪的探头直接插入“分析区”的被测矿浆流量中，因此不需要矿浆取样和输送系统，维护量大大减少。尽管需要分析过程，但分析数据需要60？的时间只更新一次，但是因为一组探针对于一个通道是固定的，所以对于多个通道，分析过程仍然可以被认为是连续的。系统的规模可以根据实际跑步人数进行配置，可以随意增减，更加灵活。比较适合中小型选矿厂，转轮少，分析数据要求连续[2]。1980年，奥托昆普公司推出Courrieu 30分析仪，迈出了近流分析小型化的第一步。Courrieu 30分析仪采用了纸浆多路复用器，可用于五个采样纸浆通道的二次采样(不久改为六个)。改进的Courrieu 30AP分析仪采用两个12通道的纸浆复用器，而最新的Courrieu 30XP分析仪采用四个24通道的纸浆复用器。使用纸浆多路复用器，分析仪的探头位置总是固定的，而分析仪的流动室中的纸浆在不同的时间段流经不同的通道。由于分析仪对安装条件要求不高，流道数量相对较少，多安装在工艺管道附近，所以这种工作方式称为近流。Amdell公司在1992年推出了多通道分析仪MSA，因为在流量分析仪测量更多通道(例如≥6)时，其与Courrieu 30等产品的竞争并不占优势。MSA由几个小的分析区组成，一次取样的每个通道的纸浆流过分析区相应的小分析区。在程序控制器的控制下，将分析仪的固态探头依次插入各个分析区，对各个矿浆通道进行分析，通道数为2 ~ 14个，也属于近流分析模式[3]。【下一篇】博利登公司的Boxray 16/24分析仪类似于Courrieu 300。它将16路或24路矿浆送到一个集中分析室，它的工作方式是集中的。但后来推出的BOXRAY Compact 8/16与Courrieu 30类似，采用一个或两个纸浆复用器对8个或16个纸浆通道进行二次采样，工作模式为近流分析。丹佛公司的XRA分析仪只有通道1、通道3和通道6三种，通道1是流入式，通道3和通道6分别采用一个或两个纸浆复用(3路)转换器进行二次采样，是一种近流分析方法。德州核公司的7200分析仪可用于八个通道的分析，八个通道的一次样品流经各自的流动室，而分析仪的探头在每个通道的流动室之间移动。配有流动室和探头的分析箱和电气箱就地安装，其工作模式也是近流。与此相关的另一个问题是集中式和近流式分析仪。早期的Courrieu 300和Box Ray 16/24分析仪都是集中式分析仪，其探头和用于数据处理的电子设备都集中在分析室。Courrieu 30、7200分析仪都在生产装置附近配有探头和电子装置，可以产生和计算检测信号，并在就地显示器上显示分析结果。它们是近流分析仪。如果用户需要，可以将一个或多个近流分析仪输出的信号送到中央计算机，在那里可以显示更多的内容，如历史数据回忆、趋势图等。，也可以完成复杂的校准和维护功能。
3波长色散和能量色散早期的产品如ARL、奥托昆普公司的Courrieu 300以及后来的Courrieu 30分析仪都采用波长色散法，而Amdell、Pollydon、Denver、Texas Nuclear、Bernd-Clegg公司的分析仪都采用能量色散法。两种方法的性能比较见表1。
载流射线分析仪仍采用波长色散法，是目前使用较早也是最多的方法，但从发展的角度来看，作者认为能量色散法更有前途。北京矿冶研究院长期从事波长色散载流射线分析仪的理论研究、应用实践、产品开发和国外产品服务。而90年代自行研制的ZF-920载流射线分析仪采用了能量色散法，为作者的观点提供了例证。
4放射性同位素源和X射线管对于能量色散法，X射线激发源有两种:放射性同位素源和X射线管。阿姆、贝恩德-克莱格等公司采用放射性同位素源；丹佛公司用X射线管发射X射线直接激发样品；但有些公司如Pollydon、Texas Nuclear Corporation等使用的是带次级靶的X射线管，即X射线管发出的X射线经过滤光片过滤，然后照射在次级靶上，再用准直器激发样品。放射性同位素源通常采用密封源按预定强度提供具有特征能量的辐射，单色性好，信噪比高，结构简单。但由于计数率受到辐射源强度的限制，元素检测的灵敏度和准确度也受到限制。X射线管以电子方式产生一束X射线。它可以检测比通常高得多的射线强度的微量元素，并可以根据矿浆浓度的特点调整X射线管的电流和电压，以选择更多的激发元素。但它是多色辐射源，信噪比低。带有辅助靶的x射线管是一个单色辐射激发源，带有附加的滤光器和辅助靶。信噪比高，可根据检测要求选择性激发，因此测量元件范围更广，灵敏度更高。
X射线荧光和γ射线荧光到目前为止，大多数载流射线分析仪都是X射线荧光分析仪。Amdell公司于1993年开发的OLA-100是一种γ射线荧光分析仪，它采用一种叫做热中子俘获瞬发γ射线发射的分析方法，用放射性同位素中子源激发被测物体。一旦被激发，受激中子立即衰变并辐射伽马射线脉冲，类似于激发产生的X射线荧光。不同元素辐射的伽马射线都有其特征频率，用能量色散型固态探测器测量特征频率伽马射线的强度即可得到元素含量值[4]。【下一步】由于激发后产生的中子和伽马射线具有很强的穿透能力，穿透深度可达数百毫米，因此测量精度不受矿物的相组成和粒度影响(矿物粒度可达5毫米)。元素测量范围扩展到原子序数为11的钠，与X射线荧光分析仪相比可增加钠、镁、铝、磷、硫、氯等元素的分析。这些元素通常对某些生产过程至关重要，例如金属选矿中的硫和磷肥生产中的磷。到1995年6月，OLA-100分析仪的用户已有8家，其中包括中国湖北大峪口磷矿。其应用也是令人满意的。对于铜精矿，用标准误差表示的检测结果为:Cu含量为49% ~ 65%，0.65%；9% ~ 21%铁，0.3%；17% ~ 23% s，0.57%；1.6% ~ 3.5%的二氧化硅，正负0.13%。磷精矿检测结果为:P2O5含量为26% ~ 36%，0.31%；0.2% ~ 0.3% MgO，正负0.016%；0.9% ~ 1.4%的Al2O3，±0.054%；0.6% ~ 1.2% Fe2O3，正负0.04%；39% ~ 50%的CaO，0.46% [4]。但由于这种分析仪的价格比相应的X射线荧光分析仪贵一倍，所以只用于那些急需检测比钙轻的元素和粒度粗、分析精度高的物质的场合。
6矿浆和溶液载流射线分析仪最早的研究工作和产品都位于选矿厂的矿浆中，但从理论上讲，不含固体的均质溶液是更理想的检测对象。它不存在矿浆输送过程中堵塞的问题，也很少存在样品取样不具有代表性的问题，但会遇到一些溶液的腐蚀问题。载流射线分析仪于1981年首次用于溶液中，当时奥托昆普公司在波利铜冶炼厂和芬兰科克拉钴厂使用了Courrieu 30分析仪。Amdell公司也在1993年推出了MMSA多通道溶液分析仪，采用多个气动入口阀和出口阀的程序控制，使多达12个通道的溶液按一定顺序送入分析仪探头的流动室。该分析仪可以分析从原子序数16的硫到原子序数92的铀的元素，并且可以同时分析八种元素。目前，它已在澳大利亚一家钴冶炼厂和智利两家铜冶炼厂的约26个溶液通道中得到应用。德州核公司的7200分析仪也是溶液专用分析仪，可以分析从原子序数13的铝到原子序数92的铀等元素。分析通道数为8，最多可同时分析20种元素。它已在美国亚利桑那州的一家铜冶炼厂和中国仪征扬子石化公司的催化工艺中得到应用。载流射线分析仪的应用领域从纸浆扩展到溶液，使其更有用。而且应用行业也从矿山扩展到冶炼、化工、石油、环保等部门。综上所述，笔者认为利用X射线管的近电流分析和能量色散法已经成为载流射线分析仪的主流，而γ射线荧光分析仪和溶液射线分析仪则拓展了传统载流射线分析仪在轻元素检测和溶液成分检测方面的应用范围。
参考文献。1，梁。我国发展低功率X射线管浆料载流X射线荧光分析仪的探讨。北京矿冶学院学报，1984，(2): 75 ~ 78 2方。AMDEL同位素载流分析系统。冶金自动化，1986，10 (4): 40 ~ 43 3方.AMDEL载流分析仪的固态探头。分析(3): 54 ~ 56 4王。品位在线分析仪及其应用的新进展。国外金属矿物加工，1996，33 (5): 44 ~ 49
