CN106770554A - 用于测量铀矿水冶厂浸出矿浆orp值在线测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于测量铀矿水冶厂浸出矿浆ORP值在线测量装置，该装置包括测量ORP值的ORP传感器、转换测量信号的ORP转换器以及自动清洗装置。本发明选择适合于该介质体系的复合ORP传感器，在此基础上对ORP传感器设计了带定时自动清洗功能的装置。本发明解决了ORP传感器耐酸碱腐蚀、耐高温、耐磨损问题，以及测量探头因结垢而严重影响测量精度等问题；实现了仪表智能化，在测量精度，标定和操作性方面及仪器稳定性和可靠性方面均有明显提高，整套仪表在某铀矿水冶厂测量浸出矿浆ORP值，其测量精度达到≤±5mV，满足工业生产现场对矿浆ORP值准确测量的要求。

Description

用于测量铀矿水冶厂浸出矿浆ORP值在线测量装置
技术领域
本发明涉及ORP值在线测量装置，具体涉及一种用于测量铀矿水冶厂浸出矿浆ORP值在线测量装置。
背景技术
ORP值是水溶液氧化还原能力的测量指标，单位是mV。一般通用在线ORP计由复合ORP电极和mV计组成。复合ORP电极集成了ORP测量电极和参比电极。在线ORP计可广泛应用于环保、化工及湿法冶金等行业流程中氧化还原电位的在线测量与控制。在一些无污染或水质良好的应用场合，在线ORP计可以长时间置于被测液体中进行测量，并能获取稳定的高精度测量信号。但在特殊测量环境下，由于被测液体中可能含有导致电极污染的物质，如悬浊物、胶状物、微生物、油脂、化学试剂、钙盐以及其他各种易形成结垢的结晶性物质，电极被污染是一个无法避免的问题。电极污染或结垢严重影响了测量电极惰性金属敏感层对电子的敏感程度，导致传感器的灵敏度不断下降并最终失效，使对溶液ORP值测量无法进行,这是目前在线ORP计用在工艺流程在线分析中的最大障碍。因此，有效解决测量电极惰性金属敏感层的除垢问题是特殊测量环境下ORP值测控系统成功应用的关键。
我国铀矿水冶厂浸出工艺流程中，大多采用酸法浸出工艺，为了保证金属铀的浸出率，在铀矿浆浸出阶段通过添加氧化剂控制矿浆氧化还原电位，能使铀充分氧化，从而达到较高的浸出率。若控制氧化还原电位过高，不但增大氧化剂的耗量，降低浸出工序的经济效益，并且影响后续吸附工艺的控制。它除了直接影响金属铀浸出率，而且还制约着后续工序的产量和质量，在整个生产过程中对各级浸出槽矿浆ORP值进行准确检测和控制对产品的品质至关重要，工厂对各级浸出槽矿浆ORP值检测和控制非常重视。其具体工况特点如下：
(1)整个过程的连续性较强，在生产的各阶段，都必须对各级浸出槽内的ORP值进行准确测量；
(2)浸出矿浆中含有大量固体颗粒和泥沙，在酸法浸出过程中伴随强烈机械搅拌，固体颗粒物和泥沙对ORP电极形成强烈冲击和磨损，同时被测量矿浆介质酸碱性强，具有较强腐蚀性，ORP电极长时间置于被测液体中，容易老化或损坏，严重影响电极使用寿命；
(3)生成工艺介质颗粒较小且介质自身具有较高的粘性和附着性，经过一段时间后附着在电极探头表面，并且介质温度较高，有助于发生结垢作用，从而隔离电极表面敏感膜与测量介质的接触，造成ORP计测量失真。
基于我国铀矿水冶厂实际工况，采用现有的通用ORP计测定系统的应用现状并不乐观，存在问题主要表现在：一是由于浸出矿浆本身脏污和与铀矿石酸化反应生成某些难溶盐在ORP电极上结垢，使惰性金属电极敏感膜迅速钝化，严重影响电极测量精度及动态响应特性，需要频繁采用人工方法清洗电极，无形中加大了工人劳动强度，并且在人工清洗过程中易损坏电极；二是由于浸出矿浆温度较高，并伴有强烈机械搅拌，使电极使用寿命短，误差大,稳定性差,维护量大等。很多铀矿水冶厂浸出工序生产过程的ORP值在线检测难以达到满意的效果，甚至无法正常使用，一些企业仍采用人工测试与调节的原始方法，劳动强度大，控制不稳定,一些厂矿对ORP值在线检测只能敬而远之，大部分铀矿水冶厂都没有实现对浸出矿浆ORP值的在线检测。它是困扰我国铀矿水冶浸出过程自动化的难题。目前我国铀矿水冶厂浸出生产过程自动化水平低，劳动强度大，产量和质量波动大。因此，研究并解决铀矿水冶厂浸出过程特殊工况下ORP值的测量和控制问题具有重要意义，研制具有带自动清洗功能的智能型ORP在线测量装置以满足我国铀矿水冶厂浸出过程中矿浆ORP值准确测量的需要，是提高我国铀矿水冶厂浸出生产过程自动化水平的前提条件。
发明内容
基于上述原因，本发明的目的在于提供一种用于测量铀矿水冶厂浸出矿浆ORP值在线测量装置，实现对溶液ORP值监测，完成定时自动清洗。
实现本发明目的的技术方案：一种用于测量铀矿水冶厂浸出矿浆ORP值在线测量装置，该装置包括测量ORP值的ORP传感器、转换测量信号的ORP转换器以及自动清洗装置；所述的ORP传感器通过电缆线连接ORP转换器，其中ORP传感器固定在ORP传感器固定座上，电缆线穿过设置在ORP传感器固定座上方的支撑管及电缆线引线帽连接至ORP转换器；所述的自动清洗装置包括不锈钢高压水管，在不锈钢高压水管端部连接高压喷头，高压喷头位于ORP传感器正下方；不锈钢高压水管上还设有带开关的增压泵及电磁阀，带开关的增压泵及电磁阀均连接清洗控制器；其中，ORP传感器、ORP传感器固定座、部分支撑管、高压喷头、部分不锈钢高压水管浸入矿浆浸出槽的矿浆内；ORP传感器将测得的溶液ORP值转变为电信号后输送至ORP转换器，ORP转换器识别该电信号后并放大、计算转换为相应的ORP值显示，同时输出标准电流信号至计算机系统，以实现对矿浆浸出槽内矿浆ORP值生产过程在线测量与控制；ORP转换器定时自动发出清洗指令至清洗控制器控制对ORP传感器的清洗时间和清洗间隔时间，清洗时控制电磁阀和带开关的增压泵打开，此时自来水通过不锈钢高压水管，经带开关的增压泵增压后，从不锈钢高压水管端部的高压喷头喷射，从而清洗ORP传感器，除去ORP传感器上的污染物。
如上所述的一种用于测量铀矿水冶厂浸出矿浆ORP值在线测量装置，其所述的ORP传感器选用复合型ORP传感器，即ORP传感器集成了ORP电极以及参比电极。
如上所述的一种用于测量铀矿水冶厂浸出矿浆ORP值在线测量装置，其所述的ORP电极是一种在其敏感层表面进行电子吸收或释放的电极，敏感层用铂和金来制作；所述的参比电极是银/氯化银电极。
如上所述的一种用于测量铀矿水冶厂浸出矿浆ORP值在线测量装置，其所述的ORP传感器输出的mV电压信号，经过ORP转换器识别并放大、计算转换为相应的ORP值，同时输出标准电流信号至计算机系统。
如上所述的一种用于测量铀矿水冶厂浸出矿浆ORP值在线测量装置，其所述的自动清洗装置采用的自来水来自于现场工业自来水、通过带开关的增压泵增压后冲刷ORP传感器。
如上所述的一种用于测量铀矿水冶厂浸出矿浆ORP值在线测量装置，其所述的带开关的增压泵前设置了电磁阀与带开关的增压泵同步工作，若自来水压力较高时，可关闭带开关的增压泵上开关，依靠自来水本身压力进行清洗即可。
如上所述的一种用于测量铀矿水冶厂浸出矿浆ORP值在线测量装置，其所述的清洗控制器的控制由转换器计算机系统实现。
如上所述的一种用于测量铀矿水冶厂浸出矿浆ORP值在线测量装置，其所述的ORP转换器为内含单片机微处理系统，数据处理、运算由单片机系统完成。
本发明的效果在于：针对铀矿水冶厂浸出矿浆特殊介质，本发明对常规ORP计进行了升级改进，获得了一种用于测量铀矿水冶厂浸出矿浆ORP值在线测量装置。其首先选择适合于该介质体系的复合ORP传感器，在此基础上对ORP传感器设计了带定时自动清洗功能的装置。本发明解决了ORP传感器耐酸碱腐蚀、耐高温、耐磨损问题，以及测量探头因结垢而严重影响测量精度等问题；实现了仪表智能化，在测量精度，标定和操作性方面及仪器稳定性和可靠性方面均有明显提高，整套仪表在某铀矿水冶厂测量浸出矿浆ORP值，其测量精度达到≤±5mV，满足工业生产现场对矿浆ORP值准确测量的要求，同时为铀矿水冶厂浸出矿浆ORP实现自动控制提供了准确标准信号，为铀水冶厂浸出矿浆ORP实现生产过程自动控制创造了条件。该探头设计思路在其他民用湿法冶金行业同样适用，为其他湿法冶金行业提供了很好借鉴作用。
附图说明
图1为本发明所述的一种用于测量铀矿水冶厂浸出矿浆ORP值在线测量装置示意图；
图中：1.矿浆浸出槽；2.高压喷头；3.ORP传感器；4.ORP传感器固定座；5.不锈钢高压水管；6.支撑管；7.安装法兰；8.电缆线引线帽；9.ORP转换器；10.清洗控制器；11.带开关的增压泵；12.电磁阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明所述的一种用于测量铀矿水冶厂浸出矿浆ORP值在线测量装置作进一步描述。
如图1所示，本发明所述的一种用于测量铀矿水冶厂浸出矿浆ORP值在线测量装置，其包括测量浸出矿浆ORP值的ORP传感器3、转换测量信号的ORP转换器9以及自动清洗装置。
所述的ORP传感器3通过电缆线连接至ORP转换器9，其中ORP传感器3固定在ORP传感器固定座4上，电缆线穿过设置在ORP传感器固定座4上方的支撑管6及电缆线引线帽8连接至ORP转换器9。该ORP传感器3选用复合型ORP传感器，即ORP传感器3集成了ORP电极以及参比电极。该ORP电极是一种可以在其敏感层表面进行电子吸收或释放的电极，该敏感层是一种惰性金属，通常是用铂和金来制作。参比电极是银/氯化银电极。
所述的自动清洗装置包括不锈钢高压水管5，在不锈钢高压水管5端部连接高压喷头2，高压喷头2位于ORP传感器3正下方；不锈钢高压水管5上还设有带开关的增压泵11及电磁阀12，带开关的增压泵11及电磁阀12均连接清洗控制器10。
本发明的用于测量铀矿水冶厂浸出矿浆ORP值在线测量装置使用时，ORP传感器3、ORP传感器固定座4、部分支撑管6、高压喷头2、部分不锈钢高压水管5浸入矿浆浸出槽1的矿浆内；
ORP传感器3将测得的溶液ORP值转变为mV电信号后输送至ORP转换器9，ORP转换器9识别该电信号后并放大、计算转换为相应的ORP值显示，同时输出标准电流信号至计算机系统，以实现对矿浆浸出槽1内矿浆ORP值生产过程在线测量与控制；
ORP转换器9定时自动发出清洗指令至控制清洗控制器10，通过清洗控制器10控制对ORP传感器的清洗时间和清洗间隔时间，清洗时控制电磁阀12和带开关的增压泵11打开，此时自来水(来自于现场工业自来水)通过不锈钢高压水管5，经带开关的增压泵11增压后，从不锈钢高压水管5端部的高压喷头2喷射，从而冲刷清洗ORP传感器3，除去ORP传感器上的污染物。若现场工业用自来水压力较高时，可关闭带开关的增压泵11上开关，依靠现场工业用自来水本身压力进行清洗即可。
本发明选择了合适的ORP传感器，为了实现对浑浊、黏稠矿浆体系的ORP值进行持续准确测量，需要重点解决ORP电极在矿浆体系结垢问题，本发明在ORP传感器上设计了具有自动清洗功能装置，它是实现对铀矿水冶厂浸出矿浆ORP值稳定、准确测量的关键。
本发明ORP传感器结构简洁，使用安装方便，其中测量电极用铂和金来制作，耐高温，耐磨损和耐酸碱腐蚀，电极使用寿命长。本发明ORP测量精度达到≤±5.0mV，满足工业生产现场对浸出矿浆氧化还原电位准确测量的要求。

Claims (8)

1.一种用于测量铀矿水冶厂浸出矿浆ORP值在线测量装置，其特征在于：该装置包括测量ORP值的ORP传感器(3)、转换测量信号的ORP转换器(9)以及自动清洗装置；
所述的ORP传感器(3)通过电缆线连接ORP转换器(9)，其中ORP传感器(3)固定在ORP传感器固定座(4)上，电缆线穿过设置在ORP传感器固定座(4)上方的支撑管(6)及电缆线引线帽(8)连接至ORP转换器(9)；
所述的自动清洗装置包括不锈钢高压水管(5)，在不锈钢高压水管(5)端部连接高压喷头(2)，高压喷头(2)位于ORP传感器(3)正下方；不锈钢高压水管(5)上还设有带开关的增压泵(11)及电磁阀(12)，带开关的增压泵(11)及电磁阀(12)均连接清洗控制器(10)；
其中，ORP传感器(3)、ORP传感器固定座(4)、部分支撑管(6)、高压喷头(2)、部分不锈钢高压水管(5)浸入矿浆浸出槽(1)的矿浆内；
ORP传感器(3)将测得的溶液ORP值转变为电信号后输送至ORP转换器(9)，ORP转换器(9)识别该电信号后并放大、计算转换为相应的ORP值显示，同时输出标准电流信号至计算机系统，以实现对矿浆浸出槽(1)内矿浆ORP值生产过程在线测量与控制；
ORP转换器(9)定时自动发出清洗指令至清洗控制器(10)控制对ORP传感器的清洗时间和清洗间隔时间，清洗时控制电磁阀(12)和带开关的增压泵(11)打开，此时自来水通过不锈钢高压水管(5)，经带开关的增压泵(11)增压后，从不锈钢高压水管(5)端部的高压喷头(2)喷射，从而清洗ORP传感器(3)，除去ORP传感器上的污染物。
2.根据权利要求1所述的一种用于测量铀矿水冶厂浸出矿浆ORP值在线测量装置，其特征在于：所述的ORP传感器(3)选用复合型ORP传感器，即ORP传感器(3)集成了ORP电极以及参比电极。
3.根据权利要求2所述的一种用于测量铀矿水冶厂浸出矿浆ORP值在线测量装置，其特征在于：所述的ORP电极是一种在其敏感层表面进行电子吸收或释放的电极，敏感层用铂和金来制作；所述的参比电极是银/氯化银电极。
4.根据权利要求3所述的一种用于测量铀矿水冶厂浸出矿浆ORP值在线测量装置，其特征在于：所述的ORP传感器(3)输出的mV电压信号，经过ORP转换器(9)识别并放大、计算转换为相应的ORP值，同时输出标准电流信号至计算机系统。
5.根据权利要求1所述的一种用于测量铀矿水冶厂浸出矿浆ORP值在线测量装置，其特征在于：所述的自动清洗装置采用的自来水来自于现场工业自来水、通过带开关的增压泵增压后冲刷ORP传感器。
6.根据权利要求1所述的一种用于测量铀矿水冶厂浸出矿浆ORP值在线测量装置，其特征在于：所述的带开关的增压泵(11)前设置了电磁阀(12)与带开关的增压泵(11)同步工作，若自来水压力较高时，可关闭带开关的增压泵(11)上开关，依靠自来水本身压力进行清洗即可。
7.根据权利要求1所述的一种用于测量铀矿水冶厂浸出矿浆ORP值在线测量装置，其特征在于：所述的清洗控制器(10)的控制由转换器计算机系统实现。
8.根据权利要求1所述的一种用于测量铀矿水冶厂浸出矿浆ORP值在线测量装置，其特征在于：所述的ORP转换器(9)为内含单片机微处理系统，数据处理、运算由单片机系统完成。
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