一种防探头粘附的湿法冶炼氧化还原电位计保护装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及探头保护套技术领域，具体公开了一种防探头粘附的湿法冶炼氧化还原电位计保护装置，包括对称设置在净化工序的溜槽中的探头保护套本体，所述探头保护套本体之间留有间隙，探头保护套本体水平方向的截面为曲面，所述曲面的上顶点到下底点之间的距离为长直径，曲面最外侧的端点到长直径中心点为短半径，探头置于间隙中心点上。探头置于间隙中心点上。探头置于间隙中心点上。

【技术实现步骤摘要】
一种防探头粘附的湿法冶炼氧化还原电位计保护装置


[0001]本申请涉及探头保护套
，具体公开了一种防探头粘附的湿法冶炼氧化还原电位计保护装置。

技术介绍

[0002]湿法炼锌工艺是一种常见的炼锌工艺，其主要原理是通过氧化还原反应将含锌精矿中的锌转化为水溶性的硫酸锌，然后通过电解沉积的方法将硫酸锌转化为纯净的锌金属。锌精矿随着品味的高低，其矿石中锌的含量也有所不同，但总的来说，锌精矿中会含有众多除锌之外的杂质金属，这些元素也会和金属锌一同进入到溶液中。杂质金属的存在会导致电解工序产出的锌锭纯度不足，同时，像镉、钴、锗等杂质离子还可能导致烧板现象，威胁生产安全。因此，在电解工序之前设置有一道净化工序，其主要作用是通过向硫酸锌溶液中添加锌粉和催化剂，利用置换反应使溶液中的杂质离子析出沉淀，将杂质离子浓度控制在一个可接受的范围内。
[0003]净化工序是锌湿法冶炼生产过程中重要的环节之一，其主要目标是除杂，关注的生产指标也就是溶液中的杂质离子浓度。但是，以目前的检测技术，想要准确高效的检测出溶液中不同离子的浓度是一件十分困难的事情。现有的大部分设备只能够检测一种离子的浓度，还需要经过长时间的处理。净化过程需要关注的杂质离子远不止一种，而为每一种杂质离子在每一段工序安装设备是一件难以接受的事情，无论是从成本上还是可行性上。基于以上原因，生产现场通常选择人工化验为主，机器检测为辅的检测方式。同时，为了降低化验强度，也只会在净化工序的入口和出口处进行多种离子浓度的化验。人工化验方式存在滞后性，从采样到出化验结果需要一个半小时到两个半小时不等的时间。同时，净化过程又存在较为频繁的入口离子浓度波动。以上几种因素共同作用，导致操作人员拿到离子浓度化验数据时，实际情况早已发生改变，拿到的数据没办法很好地起到指导生产的作用。
[0004]净化工序在一定程度上处于无检测状态，操作人员不知道入口情况，不知道除杂反应进行的程度如何，也不知道出口杂质离子浓度的高低。但是，净化工序又是如此重要，会对电解工序的生产产生直接影响。为了保证出口的杂质离子浓度合格，现场只能通过添加过量锌粉的方式来保证生产安全，造成了一定程度上的资源浪费。
[0005]氧化还原电位(Oxidation Reduction Potential,ORP)是一种反应环境宏观氧化还原性的指标，常被用于判断水质和土壤的污染情况。和传统的杂质离子浓度检验装置相比，ORP计具有设备体积小、成本低、检测频率高等一系列优点。孙备等人研究了ORP与净化除钴过程除钴效率之间的关系，发现ORP数值的大小与钴离子的反应速率存在负相关关系。也就是说，ORP越负，钴离子的活化能越小，反应沉淀的速率也就越快。基于以上现象，孙备等人建立了ORP数值大小与反应器出口钴离子浓度之间的机理模型，取得了良好的趋势跟踪效果。为了进一步提升预测精度，孙备等人将支持向量机(SVM)模型与机理模型相结合，利用SVM强大的数据挖掘和非线性拟合能力，将更多的检测变量引入到了预测模型中。通过SVM模型来弥补机理模型的预测偏差，取得了令人满意的钴离子浓度预测能力。
[0006]进一步的，孙备等人提出了基于ORP的除钴过程智能优化控制方法。作者认为，对于特定过程，控制目标的实现依赖于在了解其性质和特点的基础上设计控制策略和选择控制方法。具体来说，钴的去除过程是钴离子浓度逐渐下降的过程。锌粉的投加量取决于其对杂质去除效率的估计。根据质量平衡，反应效率随反应速率的变化而变化。因此，锌粉效率随时间变化，且反应器之间存在差异。如果给反应器分配不同的除钴任务计划，则总锌粉消耗会有所不同。存在最经济的除钴任务分配，即存在最优的钴离子浓度下降曲线。因此，孙备等人基于ZDUF(锌粉利用率)和CRR(钴去除率)两个概念构建了最优控制框架。其中，CRR是通过控制不同反应器的ORP范围来实现的。作者通过集成过程模型，将各反应器的最优CRR转化为最佳的ORP值范围，再通过调整锌粉的添加来使ORP值稳定在相应的区间，达到保证出口钴离子浓度达标的同时减少锌粉添加的目的。
[0007]整个控制策略由过程监测单元、锌粉利用因子(ZDUF)估算单元、钴去除率(CRR)优化设定单元、氧化还原电位(ORP)设定单元和基于案例推理(CBR)控制器组成。过程监控单元判断当前过程的状态。当工艺处于稳态时，根据反应器的ZDUF分配合适的CRR进行经济优化。为了实现自动控制，通过集成模型将CRR转化为ORP的设定值，该模型还能估算出出口钴离子浓度。当过程处于异常状态时，基于实例的推理控制器通过提供控制变量的合理解来处理不希望出现的情况。工业试验表明，采用该控制策略可降低锌粉消耗，同时又能达到要求的除钴性能。通过将每个反应器的CRR限制在预定范围内，也可以提高钴去除的稳定性；
[0008]为了方便理解，本案引用了两篇文件：
[0009][1]Sun B,Gui W H,Wu T B,et al.An integrated prediction model of cobalt ion concentration based on oxidation
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reduction potential[J].Hydrometallurgy,2013,140:102
‑
110.
[0010][2]Sun B,Gui W H,Wang Y L,et al.Intelligent optimal setting control of a cobalt removal process[J].Journal of Process Control,2014,24(5):586
‑
599.
[0011]对于第一个背景方案，针对反应器出口钴离子浓度预测问题，作者深入分析了除钴过程的反应机理，利用电极反应动力学原理，在动力学模型中引入可在线检测的氧化还原电位(ORP)。作者分析了ORP与混合电势、反应速率之间的关系，发现ORP越负，钴离子置换沉淀过程的反应速率就越快，确定ORP与反应速率之间存在负相关。进一步的，作者将ORP与反应速率之间的负相关关系转化为了ORP与混合电势之间的线性关系，成功将ORP引入了除钴反应动力学的机理模型中。利用粒子群算法(PSO)对动力学模型参数进行了辨识。所识别的动力学模型具有较好的跟踪性能，但精度有限。为此，采用基于支持向量机(SVM)的数据驱动补偿方法，并与动力学模型相结合，提高了模型的适应性。通过工业规模试验，验证了集成模型的有效性。
[0012]对于第二个背景方案，针对除钴过程的工艺指标优化问题，作者采用ZDUF(锌粉利用率)和CRR(钴去除率)两个概念构建了最优控制框架。控制框架由过程监控单元、ZDUF估计单元、CRR最优设置单元、氧化还原电位(ORP)设置单元和基于案例推理(CBR)控制器组成。过程监控单元用于判断当前过程的状态。当工艺处于稳态时，根据每个优化步骤各反应器的ZDUF，得到最优CRR。通过将每个反应器的CRR限制在预定范围内，也实现了钴去除过程的稳定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防探头粘附的湿法冶炼氧化还原电位计保护装置，其特征在于：包括对称设置在净化工序的溜槽中的探头保护套本体，探头保护套本体之间留有间隙，探头保护套本体垂直方向的截面为曲面，所述曲面的上顶点到下底点之间的距离为长直径，长半径为长直径的二分之一，所述曲面最外侧的端点到长直径中心点为短半径，探头置于间隙中心点上；其中长直径的长度范围：6cm
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8cm；短半径的长度范围：1.5cm
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2.2cm，间隙的长度范围：0.9cm
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1.1cm。2.根据权利要求1所述的一种防探头粘附的湿法冶炼氧化还原电位计保护装置，其特征在于，长半径的长度选用3.25cm，短半径长度选用2cm，间隙长度选用1cm。3.根据权利要求2所述的一种防探头粘附的湿法冶炼氧化还原...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙备，孔鹏，阳春华，李勇刚，黄科科，刘国欣，张旭隆，刘盛宇，李懋鹏，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：