[发明专利]基于可见光-近红外光谱的鞍山式铁矿磁性率反演方法

说明书

本发明的目的是为了解决现有技术中的磁性率测定法确定鞍山式铁矿中磁性率存在的问题，提供了一种基于可见光‑近红外光谱的鞍山式铁矿磁性率反演方法，属于矿山地质技术领域。该方法针对铁矿粉末中磁性率与可见光‑近红外光谱之间关系进行详细研究，优选出磁性率的敏感波段，并基于磁性率敏感波段建立反演预测模型，对铁矿粉末中磁性率进行定量反演，建立的模型简洁、可靠，本方法为矿山采场矿体边界实时快速圈定与精准区划奠定基础。

技术领域

本发明属于矿山地质技术领域，特别是涉及一种基于可见光-近红外光谱的粉末状鞍山式铁矿磁性率反演方法。

背景技术

鞍山式铁矿是我国最重要的沉积变质型铁矿床，约占全国铁矿总储量的50％，资源开采量最大，居于全国首位，对国民经济发展至关重要。铁矿中磁性率指标(FeO/TFe)是评价铁矿床工业价值和划分矿石工业类型的重要指标，因此铁矿磁性率的确定对于矿山的开采及生产至关重要。目前，传统的鞍山式铁矿磁性率测定法，需要分别测定样品中的磁性铁含量与全铁含量，然后进行比值运算，进而确定样品磁性率。这种方法存在工作量大、过程复杂、效率低、周期长的缺陷，使得矿石磁性率测试结果相对选矿方法与配矿流程存在滞后效应，导致选厂指标波动，使得配矿质量和效果也会受到极大影响，成为快速、高效、经济开采及选矿、配矿技术的瓶颈问题。

对岩石、矿石中的成分与其可见光-近红外光谱之间的关系，国内外学者进行了大量的研究。通过分析研究发现，Fe²⁺与Fe³⁺因电子跃迁在可见光区或近红外区具有特征吸收谱带，Fe³⁺在650～750nm附近形成一个微弱吸收谱带，在900nm附近形成一个较强的吸收谱带，Fe²⁺在可见光-近红外波段无明显吸收特征，仅在1000～1100nm存在一个微弱的宽缓光谱吸收特征。一些学者分析了磁铁矿的光谱特性，发现于850～900nm波段范围内，矿石中的铁含量与光谱反射率均值存在较好的相关性，铁含量与光谱反射率呈指数函数负相关关系，据此建立了矿石中铁含量的反演模型，并取得了较好的效果。上述研究，阐明了Fe²⁺、Fe³⁺与TFe在可见光-近红外波段的特征吸收谱带，并通过建立相关模型，实现了对实验样品中铁含量的反演预测。但是磁性率指标(FeO/TFe)作为评价铁矿床工业价值和划分矿石工业类型的重要指标，现有技术中对铁矿粉末中磁性率含量与实验样品的可见光-近红外光谱之间的联系未进行深入研究。因此，亟需对粉末状鞍山式铁矿中磁性率含量与样品的可见光-近红外光谱之间的联系进行深入分析。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中磁性率测定法确定鞍山式铁矿中磁性率存在的问题，为此提供了一种基于可见光-近红外光谱的鞍山式铁矿磁性率反演方法。对铁矿粉末中磁性率与可见光-近红外光谱之间关系进行详细研究，优选出磁性率的敏感波段，并基于磁性率敏感波段建立反演预测模型，对铁矿粉末中磁性率进行定量反演，所建立的模型简洁、可靠，本方法为矿山采场矿体边界实时快速圈定与精准区划奠定了基础。

一种基于可见光-近红外光谱的鞍山式铁矿磁性率反演方法，包括如下步骤：

1)采集粉末状鞍山式铁矿石实验样品；

为保证样品的代表性、准确性和系统性，在鞍山式铁矿露天采场，于岩矿出露较好的炮孔处，采用一条铲沟法采样，即选择好炮孔粉堆后，用工具铲铲开贯通粉堆半径的槽沟，使其剖面完整暴露，然后在沟壁上截取中间一段贯穿全层采集样品，然后将其混合均匀，装进样品盒，作为实验样品；

2)采用可见光-近红外光谱仪测定该实验样品的可见光-近红外光谱曲线；

3)依据光谱曲线磁性率的敏感波段处的反射率值构建比值指数，见公式(1)，然后基于RI_S建立磁性率的反演预测模型，见公式(2)；

Y＝51.662×RI_S-17.331 (2)