CN105158191B

CN105158191B - 含砷精金矿焙烧炉内三氧化二砷气体的浓度检测装置

Info

Publication number: CN105158191B
Application number: CN201510555450.1A
Authority: CN
Inventors: 李相贤; 高乾坤; 高闽光; 张玉钧; 王亚萍; 李宏斌; 王立明; 石建国; 陈东; 徐亮; 童晶晶; 李胜; 刘文清
Original assignee: Hefei Institutes of Physical Science of CAS
Current assignee: Hefei Institutes of Physical Science of CAS
Priority date: 2015-09-01
Filing date: 2015-09-01
Publication date: 2018-02-06
Anticipated expiration: 2035-09-01
Also published as: CN105158191A

Abstract

本发明属于金属冶炼过程中的炉内气体浓度检测装置，具体涉及一种含砷精金矿焙烧炉内三氧化二砷气体的浓度检测装置，包括焙烧炉炉壁上设置的第一通光窗口和第二通光窗口，所述第一、第二通光窗口彼此正对设置，所述第一通光窗口外侧设有红外光源和红外探测器，所述第二通光窗口外侧设有直角反射镜，所述红外光源发出的红外信号穿过焙烧炉炉腔经直角反射镜反射后返回红外探测器，所述红外探测器与光谱仪系统相连。本发明采用红外光谱技术测量焙烧炉内的三氧化二砷浓度，实现了三氧化二砷的精确实时在线监测，有利于优化黄金冶炼工艺，提高黄金品质。

Description

含砷精金矿焙烧炉内三氧化二砷气体的浓度检测装置

技术领域

本发明属于金属冶炼过程中的炉内气体浓度检测装置，具体涉及一种含砷精金矿焙烧炉内三氧化二砷气体的浓度检测装置。

背景技术

含砷精金矿冶炼过程中砷的存在形态对黄金率与品质具有重要影响，焙烧过程中氧气不充分时砷以三氧化二砷的气态挥发，三氧化二砷为剧毒物质，温度低于200℃时冷凝为固态；氧气充分时砷以五氧化二砷的固态形态存在，五氧化二砷烧渣中的三氧化二铁、氧化铅等生成难挥发的砷酸盐，会造成黄金的二次包裹，降低黄金的产出量和品质。因此实时准确的检测焙烧炉内三氧化二砷气体的浓度，对于含砷精金矿冶炼过程的智能控制具有重要意义。

目前传统的检测方法大都采用抽取式测量或氧化锆探测器测量，抽取式测量的不足之处在于，抽取过程中样品受吸附、其他物质污染、人为因素等干扰，对测量精度有一定的影响，收取过程耗时较长，测量结果不能实时的反应气体浓度的变化；氧化锆探测器测量方法的不足之处在于，探测器寿命短，测量滞后较大，易受温度影响，易受灰尘等污染。传统方法难以实现对三氧化二砷浓度的精确连续实时在线监测。

发明内容

本发明的目的是提供一种含砷精金矿焙烧炉内三氧化二砷气体的浓度检测装置，以实施检测焙烧炉内的三氧化二砷浓度。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：一种含砷精金矿焙烧炉内三氧化二砷气体的浓度检测装置，包括焙烧炉炉壁上设置的第一通光窗口和第二通光窗口，所述第一、第二通光窗口彼此正对设置，所述第一通光窗口外侧设有红外光源和红外探测器，所述第二通光窗口外侧设有直角反射镜，所述红外光源发出的红外信号穿过焙烧炉炉腔经直角反射镜反射后返回红外探测器，所述红外探测器与光谱仪系统相连。

本发明还提供了另一技术方案：一种含砷精金矿焙烧炉内三氧化二砷气体的浓度检测装置，包括焙烧炉炉壁上设置的第一通光窗口和第二通光窗口，所述第一、第二通光窗口彼此正对设置，所述第一通光窗口外侧设有红外光源，所述第二通光窗口外侧设有红外探测器，所述红外光源发出的红外信号穿过焙烧炉炉腔后进入红外探测器，所述红外探测器与光谱仪系统相连。

本发明的技术效果在于：采用红外光谱技术测量焙烧炉内的三氧化二砷浓度，实现了三氧化二砷的精确实时在线监测，有利于优化黄金冶炼工艺，提高黄金品质。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是本发明实施例2的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，作为本发明的优选实施例，一种含砷精金矿焙烧炉内三氧化二砷气体的浓度检测装置，包括焙烧炉10炉壁上设置的第一通光窗口11和第二通光窗口12，所述第一、第二通光窗口11、12彼此正对设置，所述第一通光窗口11外侧设有红外光源41和红外探测器42，所述第二通光窗口12外侧设有直角反射镜43，所述红外光源41发出的红外信号穿过焙烧炉10炉腔经直角反射镜43反射后返回红外探测器42，所述红外探测器42与光谱仪系统40相连。本发明采用红外光谱技术测量焙烧炉10内的三氧化二砷浓度，实现了三氧化二砷的精确实时在线监测，有利于优化黄金冶炼工艺，提高黄金品质.

进一步的，装置还包括分别用于对第一通光窗口11和第二通光窗口12进行加热的第一加热单元和第二加热单元。三氧化二砷气体的温度低于200℃时会冷凝形成结晶，若三氧化二砷在第一、第二通光窗口11、12上形成结晶，必然会导致通光窗口的通光效果降低，进而影响测量精度。本发明采用加热单元对第一、第二通光窗口11、12进行加热，能够有效避免三氧化二砷在通光窗口上产生结晶，确保通光效果，进而保证了测量精度。

优选的，所述第一加热单元包括第一通光窗口11外侧设置的第一罩体20，所述第一罩体20与第一通光窗口11围合成第一气室，第一气室内充入与三氧化二砷气体的红外吸收特性不同的导热气体，第一罩体20上设有第一电加热元件23，第一罩体20外端设有第三通光窗口21，所述红外光源41和红外探测器42位于第三通光窗21口外侧；所述第二加热单元包括第二通光窗口12外侧设置的第二罩体30，所述第二罩体30与第二通光窗口12围合成第二气室，所述第二气室内充入与三氧化二砷气体的红外吸收特性不同的导热气体，所述第二罩体30上设有第二电加热元件34，所述直角反射镜43安装在第二气室内。

红外光源41发出的红外信号依次穿过第三通光窗口21、第一气室、第一通光窗口11后进入焙烧炉10内，穿过焙烧炉10的红外信号，透过第二通光窗12口进入第二气室并照射在直角反射镜43上，经过直角反射镜43反射原方向返回，返回路径上依次经过第二通光窗口12、焙烧炉10、第一通光窗口11、第一气室、第三通光窗口21，最后包含有焙烧炉10内三氧化二砷浓度吸收信息的红外信号导入光谱仪系统40的红外探测器42内，经过光谱仪分析可以精确获得焙烧炉10内三氧化二砷的浓度信息。第一气室、第二气室内通入与三氧化二砷气体的红外吸收特性不同的导热气体，一方面可以避免干扰气体的吸收干扰，以提高测量精度；另一方面，可利用导热气体的导热性使电加热元件的温度快速传递至第一通光窗口11和第二通光窗口12，以避免由于通光窗口表面温度低于200℃，焙烧炉10内的三氧化二砷在红外通光窗口表面冷凝形成结晶。

优选的，所述第一罩体20包括第一短管22，第一短管22内端设有法兰盘24，该法兰盘24固定在焙烧炉10炉壁上，所述第三通光窗口21安装在第一短管22外端管口处，所述第一电加热元件23是包覆在第一短管22外壁上的电热丝；所述第二罩体30包括第二短管33，第二短管33内端设有法兰盘35，该法兰盘35固定在焙烧炉10炉壁上，所述第二短管33的外端管口处设有密封盖板32，所述第二电加热元件34是包覆在第二短管33外壁上的电热丝。

优选的，所述导热气体为氮气。导热气体优选氮气一方面是因为氮气无红外吸收特性，不会造成红外吸收干扰，且导热性能较好，另一方面是因为氮气的价格相对低廉，能够节约设备成本。除氮气之外，本发明还可以采用其他无红外吸收特性的惰性气体，也可以采用有红外吸收特性但红外吸收波段与三氧化二砷的吸收波段不同的气体，例如一氧化碳。

优选的，所述电热丝与温度控制系统相连，所述温度控制系统控制电热丝的温度恒定在220℃。

实施例2

如图2所示，本发明的另一实施例为：一种含砷精金矿焙烧炉内三氧化二砷气体的浓度检测装置，包括焙烧炉10炉壁上设置的第一通光窗口11和第二通光窗口12，所述第一、第二通光窗口11、12彼此正对设置，所述第一通光窗口11外侧设有红外光源41，所述第二通光窗口12外侧设有红外探测器42，所述红外光源41发出的红外信号穿过焙烧炉10炉腔后进入红外探测器42，所述红外探测器42与光谱仪系统40相连。

本实施例将红外光源41和红外探测器42分别设置在两个通光窗口外侧，但其工作原理基本与实施例1相同，可参照实施例1的实施方式在第一、第二通光窗口11、12外侧设置气室对两通光窗口进行加热，但第二通光窗口12外的气室应该增加第四通光窗口31，如图2所示，以便于红外信号能够进入红外探测器42。

Claims

1.一种含砷精金矿焙烧炉内三氧化二砷气体的浓度检测装置，其特征在于：包括焙烧炉（10）炉壁上设置的第一通光窗口（11）和第二通光窗口（12），所述第一、第二通光窗口（11、12）彼此正对设置，所述第一通光窗口（11）外侧设有红外光源（41）和红外探测器（42），所述第二通光窗口（12）外侧设有直角反射镜（43），所述红外光源（41）发出的红外信号穿过焙烧炉（10）炉腔经直角反射镜（43）反射后返回红外探测器（42），所述红外探测器（42）与光谱仪系统（40）相连；装置还包括分别用于对第一通光窗口（11）和第二通光窗口（12）进行加热的第一加热单元和第二加热单元；所述第一加热单元包括第一通光窗口（11）外侧设置的第一罩体（20），所述第一罩体（20）与第一通光窗口（11）围合成第一气室，第一气室内充入与三氧化二砷气体的红外吸收特性不同的导热气体，第一罩体（20）上设有第一电加热元件（23），第一罩体（20）外端设有第三通光窗口（21），所述红外光源（41）和红外探测器（42）位于第三通光窗（21）口外侧。

2.根据权利要求1所述的含砷精金矿焙烧炉内三氧化二砷气体的浓度检测装置，其特征在于：所述第二加热单元包括第二通光窗口（12）外侧设置的第二罩体（30），所述第二罩体（30）与第二通光窗口（12）围合成第二气室，所述第二气室内充入与三氧化二砷气体的红外吸收特性不同的导热气体，所述第二罩体（30）上设有第二电加热元件（34），所述直角反射镜（43）安装在第二气室内。

3.根据权利要求1所述的含砷精金矿焙烧炉内三氧化二砷气体的浓度检测装置，其特征在于：所述第一罩体（20）包括第一短管（22），第一短管（22）内端设有法兰盘（24），该法兰盘（24）固定在焙烧炉（10）炉壁上，所述第三通光窗口（21）安装在第一短管（22）外端管口处，所述第一电加热元件（23）是包覆在第一短管（22）外壁上的电热丝。

4.根据权利要求2所述的含砷精金矿焙烧炉内三氧化二砷气体的浓度检测装置，其特征在于：所述第二罩体（30）包括第二短管（33），第二短管（33）内端设有法兰盘（35），该法兰盘（35）固定在焙烧炉（10）炉壁上，所述第二短管（33）的外端管口处设有密封盖板（32），所述第二电加热元件（34）是包覆在第二短管（33）外壁上的电热丝。

5.根据权利要求1或2所述的含砷精金矿焙烧炉内三氧化二砷气体的浓度检测装置，其特征在于：所述导热气体为氮气。

6.根据权利要求4所述的含砷精金矿焙烧炉内三氧化二砷气体的浓度检测装置，其特征在于：所述电热丝与温度控制系统相连，所述温度控制系统控制电热丝的温度恒定在220℃。