CN109632788B - 一种矿浆pH值在线滴定测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿浆pH值在线滴定测量装置，包括矿浆取样及处理装置、矿浆二次过滤装置和自动滴定装置，所述矿浆取样及处理装置进一步包括矿浆提升装置、矿浆一次处理装置、排矿阀、取样旁路阀和取样阀；所述矿浆二次过滤装置采用滤芯重力过滤的方式处理输送来的矿浆溶液，进一步包括溶液缓冲桶、旁路阀、过滤槽、滤芯、液位开关、排空阀；所述自动滴定装置利用光度滴定法实现自动化滴定测量，进一步包括多路切换装置、取样泵、微型电磁阀组、第一蠕动泵、注射泵和光度装置，上述装置实现了矿浆pH值的在线高精度测量，解决了电极法存在的测量精度、稳定性的问题。

Description

一种矿浆pH值在线滴定测量装置

技术领域

本发明涉及测量仪器技术领域，尤其涉及一种矿浆pH值在线滴定测量装置。

背景技术

目前，在矿物加工过程中，特别是选矿工业生产中，矿浆pH值是影响选矿指标的重要因素，但矿浆pH值在线测量环节一直没有根本解决，造成国内还没有选矿厂真正实现pH值的自动控制。

电极法测量pH值是当前选矿生产中最常用的在线测量方法，但无法实现矿浆pH值的连续高精度测量及自动控制，存在两个问题：1)精度不稳定。矿浆中易结钙、结垢，影响电极渗透膜的离子交换，导致电极精度变差，需要频繁清洗、标定。2)电极老化严重，寿命短。生产中需要加入各种有机、无机药剂，导致电极老化加速，使电极寿命变短。近年来一些pH计设计自动冲洗机构来延缓电极的结钙、结垢，但无法从根本上消除矿浆中的结钙和电极老化，应用效果仍然不理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种矿浆pH值在线滴定测量装置，该装置实现了矿浆pH值的在线高精度测量，解决了电极法存在的测量精度、稳定性差的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种矿浆pH值在线滴定测量装置，所述装置包括矿浆取样及处理装置、矿浆二次过滤装置和自动滴定装置，其中：

所述矿浆取样及处理装置进一步包括矿浆提升装置、矿浆一次处理装置、排矿阀、取样旁路阀和取样阀，其中：

利用所述矿浆提升装置将待测量矿浆输送到所述矿浆一次处理装置中，在所述矿浆一次处理装置中对待测量矿浆进行沉淀取样，沉淀取样完成后，开启所述排矿阀进行矿浆排回程序；在取样时，利用所述取样旁路阀和取样阀将沉淀后的溶液输送到所述矿浆二次过滤装置中；

所述矿浆二次过滤装置采用滤芯重力过滤的方式处理输送来的矿浆溶液，进一步包括溶液缓冲桶、旁路阀、过滤槽、滤芯、液位开关、排空阀，其中：

经所述矿浆取样及处理装置输送来的矿浆溶液传输至所述溶液缓冲桶中，再将矿浆溶液输送进入所述滤芯的内部，经过所述滤芯处理后的滤液进入所述过滤槽，在所述过滤槽下部安装有液位开关，当滤液量达到所述液位开关的开关位置时，开启所述旁路阀使矿浆排出，过滤停止，并在滤液取样测量完毕后，开启所述排空阀将处理后的滤液从所述过滤槽内排空，使澄清液进入所述自动滴定装置中；

所述自动滴定装置利用光度滴定法实现自动化滴定测量，进一步包括多路切换装置、取样泵、微型电磁阀组、第一蠕动泵、注射泵和光度装置，其中：

经所述矿浆二次过滤装置处理后的澄清液进入所述多路切换装置中，在通过所述取样泵使澄清液进入所述光度装置中，再通过所述第一蠕动泵加入定量的显色试剂，通过所述注射泵自动将滴定试剂逐步加入到所述光度装置中，并在滴定过程中实时检测溶液吸光度变化，当溶液吸光度变化率大于设定阈值时滴定停止，根据此时消耗的滴定试剂量计算得到所述待测量矿浆的pH值。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，上述装置实现了矿浆pH值的在线高精度测量，解决了电极法存在的测量精度、稳定性的问题，对选矿过程的pH高精度在线测量和闭环控制具有重要的意义。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的矿浆pH值在线滴定测量装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本发明实施例提供的矿浆pH值在线滴定测量装置结构示意图，所述装置主要包括矿浆取样及处理装置、矿浆二次过滤装置和自动滴定装置三个部分，其中各部分连接及工作关系具体为：

所述矿浆取样及处理装置进一步包括矿浆提升装置P1、矿浆一次处理装置P2、排矿阀PV1、取样旁路阀PV2和取样阀PV3，其中：

利用所述矿浆提升装置P1将待测量矿浆输送到所述矿浆一次处理装置P2中，在所述矿浆一次处理装置P2中对待测量矿浆进行沉淀取样，沉淀取样完成后，开启所述排矿阀PV1进行矿浆排回程序；在取样时，利用所述取样旁路阀PV2和取样阀PV3将沉淀后的溶液输送到所述矿浆二次过滤装置P2中。具体实现过程中，在开始取沉淀液时，先开启取样旁路阀PV2，用于冲洗管路避免交叉污染；在沉淀液取样时，开启取样阀PV3，沉淀液经过取样阀PV3进入矿浆二次过滤装置P2中；

具体实现中，上述矿浆提升装置P1依据取样位置的不同而采用不同的设备，具体包括：

若为搅拌槽取样，则采用气力提升装置；若为管道取样，则采用管道取样器；若为浮选机取样，则采用气动隔膜泵，且取样量在5～7L/Min。

如图1所示，所述矿浆一次处理装置可以采用不锈钢钣金制作，主体为圆筒形，溶积为25～30L，实现矿浆沉淀、取样的功能，该矿浆一次处理装置进一步包括缓冲部件P2-1、取样部件P2-2和气控锥阀P2-3，其中：

所述缓冲部件P2-1一端与所述矿浆提升装置连接，另一端固定于所述矿浆一次处理装置，且上部开口与大气连通，待处理矿浆经过所述缓冲部件P2-1缓慢进入所述矿浆一次处理装置的主筒体，实现矿浆缓冲作用；

所述取样部件P2-2与矿浆溢流口c、溶液出口d相连，用于实现矿浆溢流及取沉淀溶液的功能；如图1所示，待测量矿浆从f口溢流经过c口排出，此时就可以停止矿浆提升装置P1的取样；

所述气控锥阀P2-3用于当待测量矿浆取满后在主筒体内自然沉降一定时间后开启，使沉淀的溶液经过e口、g口，最后从溶液出口d排出。

所述矿浆二次过滤装置采用滤芯重力过滤的方式处理输送来的矿浆溶液，进一步包括溶液缓冲桶P3、旁路阀PV4、过滤槽P4、滤芯P6、液位开关P5、排空阀PV5，其中：

经所述矿浆取样及处理装置输送来的矿浆溶液传输至所述溶液缓冲桶P3中，再将矿浆溶液输送进入所述滤芯P6的内部，经过所述滤芯P6处理后的滤液进入所述过滤槽P4，在所述过滤槽P4下部安装有液位开关P5，当滤液量达到所述液位开关P5的开关位置时，开启所述旁路阀PV4使矿浆排出，过滤停止，并在滤液取样测量完毕后，开启所述排空阀PV5将处理后的滤液从所述过滤槽P4内排空，使澄清液进入所述自动滴定装置中；

具体实现中，上述溶液缓冲桶P3可以为不锈钢钣金制作的圆筒；旁路阀PV4选用气动阀，在一次处理后的矿浆刚输送过来时保持开启一段时间，用于冲洗管路，避免交叉污染，然后旁路阀PV4关闭；

上述过滤槽P4为不锈钢钣金件，通过外螺纹与所述滤芯P6内部连通；所述滤芯P6能方便的拆卸更换，该滤芯P6为圆柱形折叠滤芯，过滤精度为0.5μm。

所述自动滴定装置利用光度滴定法实现自动化滴定测量，进一步包括多路切换装置P8、取样泵D1、微型电磁阀组P8、第一蠕动泵D2、注射泵D5、光度装置P9、第二蠕动泵D3、第三蠕动泵D4，其中：

经所述矿浆二次过滤装置处理后的澄清液进入所述多路切换装置P8中，通过所述取样泵D1使澄清液进入所述光度装置P9中，再通过所述第一蠕动泵D2加入定量的显色试剂，通过所述注射泵D5自动将滴定试剂逐步加入到所述光度装置P9中，并在滴定过程中实时检测溶液吸光度变化，当溶液吸光度变化率大于设定阈值时滴定停止，根据此时消耗的滴定试剂量计算得到所述待测量矿浆的pH值。

上述注射泵D5的计量精度为4μl，通过通讯进行控制，滴定的步距根据pH值测量精度要求设定。

具体实现中，上述光度装置P9进一步包括激发光源P9-2、探测器P9-3、滴定杯P9-1和搅拌器P9-4，其中：

所述激发光源P9-2采用半导体激光器，所述探测器P9-3采用硅探测器，所述滴定杯P9-1为石英材质；所述激发光源P9-2发射的激光经过所述滴定杯P9-1壁及溶液后，光通量被所述探测器P9-3检测并转换成吸光度，该装置为非接触式测量，只需定期清理滴定杯即可，其测量原理具体为：

取定量矿浆滤液，并加入颜色指示剂，采用酸碱滴定剂进行滴定，滴定过程中当达到酸碱平衡时，指示剂颜色会发生变化，相应的溶液的吸光度会发生剧烈变化，通过光度装置检测溶液吸光度判定滴定终点，通过滴定剂的消耗及取样量计算出矿浆的pH值。

pH＝Ln(c1*v1/v0)

另外，滴定终点的阈值需要预先实验进行设定，受溶液、显色剂和激光器参数影响；滴定试剂为确定浓度的酸、碱溶液，具体浓度根据溶液pH值检测范围计算确定，举例来说，滴定矿浆时加入酚酞试剂，试剂配制方法为：取2g酚酞,用95％乙醇溶解,并稀释至300mL。

如图1所示，所述自动滴定装置还包括第二蠕动泵D3、第三蠕动泵D4，其中：

所述第二蠕动泵D3用于在自动滴定测量完毕后加入冲洗水清洗所述光度装置的滴定杯；

所述第三蠕动泵D4用于在自动滴定测量完毕后将所述光度装置滴定杯中的溶液排出。

值得注意的是，本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

综上所述，本发明实施例所述装置具有如下优点：

1)基于自动滴定技术，无需标定，测量精度高；

2)彻底解决了选冶恶劣环境下pH在线检测仪表的可靠性问题，装置的整体可靠性高、维护量小，基于该装置可实现选矿过程pH值的闭环优化控制。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种矿浆pH值在线滴定测量装置，其特征在于，所述装置包括矿浆取样及处理装置、矿浆二次过滤装置和自动滴定装置，其中：

所述矿浆取样及处理装置进一步包括矿浆提升装置、矿浆一次处理装置、排矿阀、取样旁路阀和取样阀，其中：

利用所述矿浆提升装置将待测量矿浆输送到所述矿浆一次处理装置中，在所述矿浆一次处理装置中对待测量矿浆进行沉淀取样，沉淀取样完成后，开启所述排矿阀进行矿浆排回程序；在取样时，利用所述取样旁路阀和取样阀将沉淀后的溶液输送到所述矿浆二次过滤装置中；

所述矿浆二次过滤装置采用滤芯重力过滤的方式处理输送来的矿浆溶液，进一步包括溶液缓冲桶、旁路阀、过滤槽、滤芯、液位开关、排空阀，其中：

经所述矿浆取样及处理装置输送来的矿浆溶液传输至所述溶液缓冲桶中，再将矿浆溶液输送进入所述滤芯的内部，经过所述滤芯处理后的滤液进入所述过滤槽，在所述过滤槽下部安装有液位开关，当滤液量达到所述液位开关的开关位置时，开启所述旁路阀使矿浆排出，过滤停止，并在滤液取样测量完毕后，开启所述排空阀将处理后的滤液从所述过滤槽内排空，使澄清液进入所述自动滴定装置中；

所述自动滴定装置利用光度滴定法实现自动化滴定测量，进一步包括多路切换装置、取样泵、微型电磁阀组、第一蠕动泵、注射泵和光度装置，其中：

经所述矿浆二次过滤装置处理后的澄清液进入所述多路切换装置中，在通过所述取样泵使澄清液进入所述光度装置中，再通过所述第一蠕动泵加入定量的显色试剂，通过所述注射泵自动将滴定试剂逐步加入到所述光度装置中，并在滴定过程中实时检测溶液吸光度变化，当溶液吸光度变化率大于设定阈值时滴定停止，根据此时消耗的滴定试剂量计算得到所述待测量矿浆的pH值。

2.根据权利要求1所述矿浆pH值在线滴定测量装置，其特征在于，所述矿浆提升装置依据取样位置的不同而采用不同的设备，具体包括：

若为搅拌槽取样，则采用气力提升装置；若为管道取样，则采用管道取样器；若为浮选机取样，则采用气动隔膜泵，且取样量在5～7L/Min。

3.根据权利要求1所述矿浆pH值在线滴定测量装置，其特征在于，所述矿浆一次处理装置采用不锈钢钣金制作，主体为圆筒形，容积为25～30L，实现矿浆沉淀、取样的功能，该矿浆一次处理装置进一步包括缓冲部件、取样部件和气控锥阀，其中：

所述缓冲部件一端与所述矿浆提升装置连接，且上部开口与大气连通，待处理矿浆经过所述缓冲部件缓慢进入所述矿浆一次处理装置的主筒体，实现矿浆缓冲作用；

所述取样部件与矿浆溢流口、溶液出口相连，用于实现矿浆溢流及取沉淀溶液的功能；

所述气控锥阀用于当待处理矿浆取满后在主筒体内自然沉降一定时间后开启，使沉淀的溶液从溶液出口排出。

4.根据权利要求1所述矿浆pH值在线滴定测量装置，其特征在于，

所述过滤槽为不锈钢钣金件，通过外螺纹与所述滤芯内部连通；

所述滤芯能方便的拆卸更换，该滤芯为圆柱形折叠滤芯，过滤精度为0.5μm。

5.根据权利要求1所述矿浆pH值在线滴定测量装置，其特征在于，所述光度装置进一步包括激发光源、探测器、滴定杯和搅拌器，其中：

所述激发光源采用半导体激光器，所述探测器采用硅探测器，所述滴定杯为石英材质；

所述激发光源发射的激光经过所述滴定杯壁及溶液后，光通量被所述探测器检测并转换成吸光度。

6.根据权利要求1所述矿浆pH值在线滴定测量装置，其特征在于，所述自动滴定装置还包括第二蠕动泵和第三蠕动泵，其中：

所述第二蠕动泵用于在自动滴定测量完毕后加入冲洗水清洗所述光度装置的滴定杯；

所述第三蠕动泵用于在自动滴定测量完毕后将所述光度装置滴定杯中的溶液排出。

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