全自动数字岩相分析仪

背景介绍多数情况下，为进行全面的矿产资源评价，了解铁矿石在下游加工作业中的行为或预测矿石品质对下游工艺的影响并优化处理工艺，需要获取大量关于矿石的原始信息。这些信息包括矿相组成、孔隙度、连生关系、粒度分布、解离度、组织结构、矿石颗粒结构分类和计算出的矿物密度和矿物成分等等。现在，所有这些重要信息都可以在OIA全自动铁矿相分析系统的帮助下准确获得。该系统实现在光学显微镜上自动采集图像，并可自动识别不同铁矿石、烧结矿、球团矿和冶金焦炭中的各矿相和孔隙。图像的获取和矿物颗粒的综合表征全部自动化完成，包括结构分类、解离分析、矿物连生关系和计算后的矿物成分、密度、尺寸等。本系统允许用户建立属于自己的特定结构分类方案，宽泛的放大倍数适用于铁矿粉至块矿，所有计算结果均以图、表的形式导出到Excle或Word文档，加之友好的用户界面，使之成为研究铁矿石、烧结和球团矿不可或缺的强力助手 。 图1 OIA全自动铁矿相分析系统工作原理OIA系统的工作原理有两个：基于反射色的多门槛值识别；基于矿物组织结构的识别。应用范围原生铁矿石、铁精粉、烧结矿、球团矿及冶金焦炭等炼铁原材料。应用案例1-铁矿石OIA在铁矿石信息表征中的应用主要包括获取样品矿物种类（磁铁矿、赤铁矿、水赤铁矿、褐铁矿、石英、孔隙等）及其含量（表1）、颗粒尺寸（表2）、连生关系（表3）及解离度（图3）等[1]。同时，可以提供包含丰富信息的彩色矿物分析图像（图2）。7图2 铁矿石光学图像(a)与矿物分析图像(b)表1 铁矿石样品中的矿物组成与含量表2 铁矿石样品中的矿物颗粒尺寸表3 铁矿石样品中各矿物间的连生关系图3 样品中按矿相计算的解离关系应用案例2-烧结矿OIA在烧结矿信息表征中的应用主要在于识别样品中的不同的赤铁矿相--原生赤铁矿（未反应相）和次生赤铁矿（烧结熔体中分异相）和不同类型的SFCA相（复合铁酸钙）[2]，并提供包含丰富信息的彩色图像（图4），包括大面积拼图（图5）与微观分析图像（图6）。 图4 烧结矿光学图像(a)与矿相分析图像(b)图5 烧结矿样品的大面积光学图像拼图(a)与矿相分析图(b)备注：该图像由525帧200×的图像拼接而成，覆盖区域面积12mm×13mm，样品由鞍钢集团钢铁研究院提供图6 上述烧结矿样品的微观分析图像应用案例3-球团矿OIA在球团矿中的应用主要在于表征样品中的Fe3O4相、Fe2O3相和孔隙的分布特征。这里以加热到800℃的磁铁矿球团为例简作说明（图7），详细信息可参阅相关资料[3]。图7 球团矿样品的微观信息表征备注：该球团矿直径为12.7mm。图a为21×21帧2×2Mosaix图像拼接而成的光学图像；图b为系统分析后的矿相图像（粉色-Fe3O4相、蓝色-Fe2O3相、黄色-孔隙）；图c-图e为各相的空间分布特征应用案例4-冶金焦炭OIA在冶金焦炭中的应用主要在于表征样品中的IMDC相（惰性组分）、RMDC相（活性组分）及两者边界和孔隙的分布特征（图8）。详细应用信息可参阅相关资料[4]。图8 焦炭样品的微观信息表征（品红色-IMDC、浅蓝色-RMDC、黄色-孔隙）OIA与MLA分析方法对比—铁矿石图9 MLA（图a、b）与OIA（图c、d）分析方法在原生铁矿石信息表征中的对比（粉色-磁铁矿、蓝色-赤铁矿、绿色-褐铁矿、黄色-孔隙、黑色-未识别）由于天然主要铁矿物（磁铁矿与假象赤铁矿，赤铁矿与水赤铁矿等）的含铁量往往相差不大，因此在扫描电镜下其灰度相近（图9a），MLA等电镜矿物分析软件易产生较大的识别误差（图9b）；但各铁矿物相在光学显微镜下的特征更加明显（反射色各异，图9c），因此，搭载于光镜上的OIA全自动铁矿相分析系统对铁矿物的识别更加精确，同时，对孔隙特别是微孔隙的捕捉更加灵敏（图9d）。OIA与MLA分析方法对比—烧结矿图10 MLA（图a、b）与OIA（图c、d）分析方法在烧结矿信息表征中的对比MLA在烧结矿的应用中产生的问题与铁矿石分析中遇到的问题相同，样品中不同矿相在电镜下的灰度差异不足以使软件清晰的分割划分，所得分析结果与真实分布情况出入很大（图10a，b）；而OIA在烧结矿中的表征，无论是矿相的识别，还是细节的捕捉，都远远优于MLA。OIA关键技术优势• 自动化分析，效率性大幅提升(比人工计点法快高效准确)手动计数往往低估了作为包体存在的小相；由于玻璃的反射率与环氧树脂的反射率非常接近，使得人眼无法对两者做出可靠的区分，因此也容易低估玻璃相；手动计数往往低估了孔隙率，因为忽略了微孔隙的存在。• 准确性(比扫描电镜分析方法更精确)• 信息丰富性(包含丰富的矿物信息）• 形貌表征(包括不同矿相和孔隙的组织结构和空间分布特征)

p 　　自动化是未来实验室重要的发展趋势之一。在水质分析实验室，COD和高锰酸盐指数是分析量最大的两个参数，传统的分析方法基本是采用实验室常用设备全手工操作，需要消耗大量的人工，如果能实现全自动分析，将大大提高实验室运行效率。幸运的是，随着机械臂技术和自动滴定技术的完善以及在国内仪器行业的普及，近三年以来，全自动COD分析仪和全自动高锰酸盐指数分析仪大量涌现，这其中既包括代理商引入的进口产品，也包括我国仪器生产商自主研发的产品。 /p p 　　本文盘点了近几年我国市场上出现的在线COD分析仪和在线高锰酸盐指数分析仪，如有遗漏，欢迎补充! /p p 　　 span style=" color: rgb(0, 112, 192) font-size: 18px " strong 在线COD分析仪 /strong /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) font-size: 18px " strong /strong /span /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/1d5d0d8c-9609-4970-a8f8-07fa6ce3e799.jpg" title=" cc25e61f-97a4-47d1-be6c-d308ffefe14f.jpg!w300x300.jpg" alt=" cc25e61f-97a4-47d1-be6c-d308ffefe14f.jpg!w300x300.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　荷兰SKALAR全自动COD机器人分析仪（ a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/C259861.htm" target=" _blank" 查看详情 /a ） /p p style=" text-align: center " 　　生产厂商：荷兰AKALAR(昌信科学仪器公司) /p p 　　此款仪器既可以完成密闭消解—分光光度法测定COD，也可以采用密闭消解—滴定法测定COD。对于同样可采用分光光度法测定的总磷、总氮等指标，此款仪器也可以测定，并且可以同批次测定几个不同的指标。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/772295da-3992-4127-9c9f-28ea30e22d1d.jpg" title=" 2fcb5610-f6fa-4e11-81a2-e4ee62ea1012.jpg!w300x300.jpg" alt=" 2fcb5610-f6fa-4e11-81a2-e4ee62ea1012.jpg!w300x300.jpg" / /p p br/ /p p style=" text-align: center " 加拿大SCP 全自动COD分析仪COD-200（ a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/C312427.htm" target=" _blank" 查看详情 /a ） br/ /p p style=" text-align: center " 生产厂商：加拿大SCP SCIENCE(杭州旭东升科技有限公司) /p p 　　此款仪器采用快速消解—分光光度法全自动测定COD，同时可实现高锰酸盐指数及浊度的检测。此款仪器实现消解、样品时间追踪、摇匀、分析、数据传输及储存全过程的自动化，即可全模式运行消解和分析程序，也可选择只分析模式。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/38e50ed9-e44b-41e1-890c-ae9f1e372d7a.jpg" title=" 0141466b-813d-48b9-802d-cd839ff0ce05.jpg!w280x280.jpg" alt=" 0141466b-813d-48b9-802d-cd839ff0ce05.jpg!w280x280.jpg" / /p p style=" text-align: center " 仪乐+TS7300+COD全自动分析机器人（ a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/SH104069/C278976.htm" target=" _blank" 查看性情 /a ） /p p style=" text-align: center " 生产厂商：上海仪乐智能仪器有限公司 /p p 　　此款仪器完全遵循HJ828-2017标准，采用机械臂实现COD的一键式检测。采用颜色法判断终点，更符合国家标准。 /p p 　　 strong 小编有话说： /strong br/ /p p 　　三款仪器的简单对比见下表： /p table style=" border-collapse:collapse " align=" center" tbody tr class=" firstRow" td style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) word-break: break-all " valign=" middle" align=" center" 仪器名称 /td td style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) word-break: break-all " valign=" middle" align=" center" 支持方法 /td td style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) word-break: break-all " valign=" middle" align=" center" 批处理量 /td td style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) word-break: break-all " valign=" middle" align=" center" 独树一帜 /td /tr tr td style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) word-break: break-all " valign=" middle" align=" center" 荷兰SKALAR全自动COD机器人分析仪 /td td style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) word-break: break-all " valign=" middle" align=" center" 密闭消解-分光光度法、密闭消解-滴定法 /td td style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) word-break: break-all " valign=" middle" align=" center" 200 /td td style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) word-break: break-all " valign=" middle" align=" center" 支持两种分析方法，且支持总磷、总氮等指标测定 /td /tr tr td style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) word-break: break-all " valign=" middle" align=" center" 加拿大SCP全自动COD分析仪COD-200 /td td style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) word-break: break-all " valign=" middle" align=" center" 快速消解-分光光度法 /td td style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) word-break: break-all " valign=" middle" align=" center" 204 /td td style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) word-break: break-all " valign=" middle" align=" center" 除COD外，还可测定高锰酸盐指数和浊度 /td /tr tr td style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) word-break: break-all " valign=" middle" align=" center" 仪乐+TS7300+COD全自动分析机器人 /td td style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) word-break: break-all " valign=" middle" align=" center" 快速消解-颜色滴定法 /td td style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) word-break: break-all " valign=" middle" align=" center" 36 /td td style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) word-break: break-all " valign=" middle" align=" center" 采样颜色法判断滴定终点 /td /tr /tbody /table p 　　可以看出，由于COD分析方法的差异，不同厂商的在线COD分析仪支持不同的分析方法，国外厂商更倾向于分光光度法，而国内厂商更倾向于滴定法，尤其是颜色滴定法，属于国内厂商比较独特的技术。此外，国外厂商一般倾向于超大通量，相对应产品体积和产品价格都比较高 国内厂商一般都是高通量。 br/ /p p 　　 span style=" color: rgb(0, 112, 192) font-size: 18px " strong 在线高锰酸盐指数分析仪 /strong /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) font-size: 18px " strong /strong /span /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/c57785af-b6be-422a-8e4b-407476bc5964.jpg" title=" 33e0b8e7-2930-422b-bb9a-4c40d142c189.jpg!w300x300.jpg" alt=" 33e0b8e7-2930-422b-bb9a-4c40d142c189.jpg!w300x300.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) font-size: 18px " strong /strong /span br/ /p p style=" text-align: center " SUPEC 5000全自动高锰酸盐指数分析仪(A型)（ a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/C311190.htm" target=" _blank" 查看详情 /a ） /p p style=" text-align: center " 生产厂商：杭州谱育科技发展有限公司 /p p 　　此款仪器采用机械臂实现样品抓取、传递，采用符合国家标准的高锰酸盐指数测定方法，沸水浴消解，支持酸性法和碱性法，可实现一键检测、一键清洗等，适用于有色、浑浊、清澈样品检测。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/30db6b8c-77b5-4a80-b541-e845c01b1d55.jpg" title=" 3c06d298-eb4d-4607-963f-8d0be627a671.jpg!w280x280.jpg" alt=" 3c06d298-eb4d-4607-963f-8d0be627a671.jpg!w280x280.jpg" / /p p style=" text-align: center " 顺昕1600型智能机器人分析系统(高锰酸盐指数)（ a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/SH103989/C286103.htm" target=" _blank" 查看详情 /a ） /p p style=" text-align: center " 生产厂商：青岛顺昕电子科技有限公司 /p p 　　此款产品遵循GB11892-1989标准，配套试剂液量安全预警、八通道沸水浴加热、恒温滴定比色、样品机器手臂转移等独立单元。其机械臂选用智能电驱动力机器人手臂，抓取样品能够自动识别判断，避免抓取失败，且无需空压机占空间、噪音大的辅助设备。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/bb13db70-1900-4435-aa10-b528a637b0d8.jpg" title=" f5600028-8253-4efd-9909-6b136c61fbc9.jpg!w280x280.jpg" alt=" f5600028-8253-4efd-9909-6b136c61fbc9.jpg!w280x280.jpg" / /p p style=" text-align: center " CGM800全自动CODMn分析仪（ a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/SH101738/C258928.htm" target=" _blank" 查看详情 /a ） /p p style=" text-align: center " 　　生产厂商：上海北裕分析仪器股份有限公司 /p p 　　此款仪器首先按照国家标准对水样进行消解，之后加入定量亚硝酸钠消耗剩余的高锰酸盐，之后将水样进入气相分子吸收光谱仪，测定亚硝酸盐氮含量，从而计算出高锰酸盐指数。优势是抗干扰能力强，水样色度和浊度对分析影响小。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/6a7db530-9ac8-462d-9d8c-b5cd6ffb6bdf.jpg" title=" 415caccd-e883-4f25-8ff1-759cdb6dbb3e.jpg!w280x280.jpg" alt=" 415caccd-e883-4f25-8ff1-759cdb6dbb3e.jpg!w280x280.jpg" / /p p style=" text-align: center " CGM200W全自动高锰酸盐指数分析仪（ a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/SH101738/C291154.htm" target=" _blank" 查看详情 /a ） /p p style=" text-align: center " 生产厂商：上海北裕分析仪器股份有限公司 /p p 　　按照国标方法，使用机械手臂完成水样在进样、消解、滴定之间的流转，采用仿生学颜色识别技术来判断滴定终点，从而实现自动滴定。对于消解加热方式，此款仪器采用水浴加热，北裕仪器还有一款类似仪器CGM400，采用电热消解。 /p p 　　 strong 小编有话说： /strong br/ /p p 　　四款仪器的简单对比如下： /p table style=" border-collapse:collapse " align=" center" width=" 648" tbody tr class=" firstRow" td style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) word-break: break-all " valign=" middle" align=" center" width=" 336" 仪器名称 /td td style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) word-break: break-all " valign=" middle" align=" center" width=" 236" 支持方法 /td td style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) word-break: break-all " valign=" middle" align=" center" width=" 75" 批处理量 /td /tr tr td style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) word-break: break-all " valign=" middle" align=" center" width=" 336" SUPEC 5000全自动高锰酸盐指数分析仪（A/B型） /td td style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) word-break: break-all " valign=" middle" align=" center" width=" 236" 酸/碱高锰酸盐指数测定 /td td style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) word-break: break-all " valign=" middle" align=" center" width=" 75" 24/48 /td /tr tr td style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) word-break: break-all " valign=" middle" align=" center" width=" 336" 顺昕1600型智能机器人分析系统（高锰酸盐指数） /td td style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) word-break: break-all " valign=" middle" align=" center" width=" 236" 水浴消解-颜色滴定 /td td style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) word-break: break-all " valign=" middle" align=" center" width=" 75" 48 /td /tr tr td style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) word-break: break-all " valign=" middle" align=" center" width=" 336" CGM800全自动CODMn分析仪 /td td style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) word-break: break-all " valign=" middle" align=" center" width=" 236" 水浴消解-气相分子吸收光谱法测定 /td td style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) word-break: break-all " valign=" middle" align=" center" width=" 75" 30 /td /tr tr td style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) word-break: break-all " valign=" middle" align=" center" width=" 336" CGM200W全自动高锰酸盐指数分析仪 /td td style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) word-break: break-all " valign=" middle" align=" center" width=" 236" 水浴/电热消解-颜色滴定 /td td style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) word-break: break-all " valign=" middle" align=" center" width=" 75" 48 /td /tr /tbody /table p 　　全自动高锰酸盐指数分析仪目前大多为国产产品，且除北裕仪器有一款采用气相分子吸收法测定结果的之外，大部分采用的是水浴消解—颜色滴定的原理，批处理量也基本维持在20-50位之间的高通量。 /p p style=" text-align: right " 　　 span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " (按生产厂商名称字母排序) /span /p

艾塔连续流动分析仪的运用领域较广，其中运用最多的是连续流动分析仪在水文系统检测，它是一款用于检测包括总氮、挥发酚、硫化物、阴离子洗涤剂和六价铬在内的专业实验室分析仪器。 江苏艾塔科仪有限公司生产的CFA系列连续流动分析仪，由自动进样器、蠕动泵、化学反应模块、检测器四个部分组成。主要通过多通道蠕动泵和三维全自动进样器将待测样品及试剂泵入密闭管路中，同时通过气泡注入装置向管路中均匀注入气泡，采用吹脱蒸馏、紫外消解、膜透析、相分离等一系列在线前处理技术将脏样品转变为干净样品后自行进行比色、计算。 艾塔连续流动分析语FIA相比，具有明显技术优势，由于FIA受技术限制，管路非常细，所有待检样品和试剂均需进行繁琐的前处理工作，否则经常发生堵塞而无法使用；FIA管路较短，器浓度检测范围小，无法检测高含量的样品，存在检测精度低、稳定差、自动化程度低等缺陷。 而艾塔CFA连续流动分析仪可用于大批量样品的快速准确分析检测，专利的气泡注入及分离技术，避免样品干扰；专利的在线蒸馏技术，可快速完成蒸馏工作；全自动在线完成消解、加热、蒸馏、膜过滤等操作；多路通道独立，满足不同项目任意搭配；多通道同时检测，提高工作效率；全中文工作站，功能强大。 艾塔连续流动分析仪可应用于地表水、生活污水、工业废水、海水及饮料中测定氨氮、总氮、总磷、硫化物、活性剂、氰化物、挥发酚、六价铬的含量。