CN110241442A - 一种高铅阳极泥重金属污染物智能化源削减成套技术方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及湿法冶金行业一种高铅阳极泥重金属污染物智能化源削减成套技术方法，集实时在线监测、制膜最优调控和除泥智能识别三项技术于一体。本发明将铅基阳极新板或破膜老板经表面预处理达到表面粗糙度的要求后，实时在线监测阳极制膜体系中锰、铅、酸、悬浮颗粒物及其他物质的浓度及温度、体积等关键参数，制膜最优调控技术基于实时监测数据优化调控工艺参数组合，获得致密膜层结构及最佳封铅效果，除泥智能识别技术，根据膜泥分层结构实现除泥不伤膜，并智能识别破膜板重新返回至制膜系统。实现实时监测、制膜调控、无损除泥一体化智能控制，从源头抑制铅的溶蚀污染，大幅度减少含铅废水、高铅阳极泥等产生量。

Description

一种高铅阳极泥重金属污染物智能化源削减成套技术方法

技术领域

本申请涉及湿法冶金行业电解工段重金属污染削减领域，尤其涉及一种高铅阳极泥重金属污染物智能化源削减成套技术方法。

背景技术

我国电解锌、电解锰等湿法冶金行业普遍采用含铅量99％以上的铅板进行电解，每块阳极板重达上百公斤，在高温高酸电解条件下，阳极铅快速以离子状态溶蚀于电解液中，产生大量的高铅阳极泥，导致大量的高浓度重金属水污染和一类危险废物产生，每年产生高铅(20％)阳极泥40多万吨、含铅酸浸渣高达700多万吨、含铅废水150万立方米，造成血铅事件频发，是湿法冶金行业污染防控的重中之重。

在电解过程中，目前采用在电解液中添加一定浓度锰离子的方式，使锰离子在阳极表面沉积有利于保护铅基底免受腐蚀，并将阳极表面坑洼处补满填平，修复局部破损区域，抑制铅溶蚀；但当溶液中锰离子浓度较高时，阳极泥产生量会显著增加，导致槽电压升高电耗增加，同时也增加槽底阳极泥危废的产生，以及电解液体中大量悬浮阳极泥的产生。阳极板在电解槽中使用一定周期后(28天左右)，随着阳极板面泥层厚度的不断增加，容易导致阴阳极板短路烧板，因此需要定期的进行阳极泥清除。

我国电解锌锰行业电解过程普遍采用人工刮除阳极泥的方式，由于无法精准识别铅基膜层和阳极泥的厚度及其铅元素变化，导致刮泥过程铅基界面不断暴露，电解过程铅溶蚀效应反复发生，电解液体系中铅离子浓度升高，阳极泥大量增加，产品中铅含量升高，影响产品质量，降低企业生产效益。

发明内容

为解决上述技术问题之一，本发明提供了一种高铅阳极泥重金属污染物智能化源削减成套技术方法。

本发明实施例第一方面提供了一种高铅阳极泥重金属污染物智能化源削减成套技术方法，所述方法包括：

1)制膜槽液准备：对制膜液的成分和/或杂质元素的浓度进行分析，获取达到预设要求的制膜液；

2)制膜：将目标铅基阳极板置于制膜槽中进行制膜，制膜过程实时调控，维持制膜槽中制膜液的浓度、温度和体积稳定，在一定直流电流下，进行1-2小时的直流电解，在所述目标铅基阳极板的表面形成保护膜层，所述保护膜层中锰含量超过95％以上，所述目标铅基阳极板为新阳极板或保护膜层破损的阳极板；

3)周期电解：将表面形成保护膜层的目标铅基阳极板放入生产电解槽中进行电解生产，生产一定周期后，所述阳极板表面附着一定厚度的阳极泥，所述生产周期为20天至30天；

4)智能除泥：将经过预设生产周期的目标铅基阳极板吊出电解槽，并转移至智能无损除泥装置中，对所述目标铅基阳极板表面的阳极泥进行智能干除，以及对保护膜层受损的目标铅基阳极板进行分拣，正常无破膜目标铅基阳极板则返回至电解槽中进行生产电解，保护膜层受损的目标铅基阳极板则转移至制膜槽中；

5)重复1)-4)步骤，对保护膜层受损的目标铅基阳极板进行修膜和生产。

优选地，所述将目标铅基阳极板置于制膜槽中进行制膜的具体过程包括：

将目标铅基阳极板置于制膜槽中，制膜槽中有制膜液，所述制膜液为硫酸锰和硫酸的混合溶液，其中，锰离子初始浓度为4g/L-20g/L某一浓度，初始硫酸浓度为20g/L-100g/L；

将所述制膜液的温度设定为70℃至100℃中某一温度，并利用电流密度为20A/m²至200A/m²的直流电对目标铅基阳极板进行电解。

优选地，所述方法还包括：

在将目标铅基阳极板置于制膜液中进行电解，在所述目标铅基阳极板的表面形成保护膜层的同时，对所述制膜液的成分和/或杂质元素的浓度进行分析，并控制所述制膜液的成分和/或杂质元素的浓度保持在预设要求范围内；

电解制膜过程中锰离子浓度波动不超过±2g/L，控制温度波动不超过±2℃，制膜液体积变化<10％。

优选地，对经过预设生产周期的目标铅基阳极板表面的阳极泥进行干除的具体过程包括：

对目标铅基阳极板表面阳极泥进行智能识别获取表面阳极泥的物理信息及化学信息；

根据所述表面阳极泥的物理信息和化学信息调控阳极泥清除深度进行第一次清除；

对第一次清除完毕后的目标铅基阳极板再次进行智能识别，依据锰、铅等元素含量信息基三维空间形貌信息获取定位清除点；

对位于所述定位清除点上的阳极泥进行第二次清除。

优选地，所述对目标铅基阳极板表面阳极泥进行智能识别获取表面阳极泥的物理信息及化学信息的过程包括：

对目标铅基阳极板表面进行识别获取元素含量信息和三维空间形貌信息；

根据所述锰、铅等元素含量信息和三维空间形貌信息获取所述表面阳极泥综合信息。

优选地，所述对第一次清除完毕后的目标铅基阳极板再次进行智能识别获取定位清除点的过程包括：

对第一次清除完毕后的目标铅基阳极板表面进行识别获取元素含量信息和三维空间形貌信息；

根据所述元素含量信息和三维空间形貌信息获取所述目标铅基阳极板的清除状态；

判断当前目标铅基阳极板的清除状态是否达到预先设定的清除标准，若未达到，则获取定位清除点。

优选地，所述对第一次清除完毕后的目标铅基阳极板再次进行智能识别获取定位清除点的过程还包括：

对目标铅基阳极板表面进行光谱扫描获取光学信息；

对所述光学信息进行分析拟合后，将所述目标铅基阳极板表面的三维空间形貌信息进行还原；

根据还原后的三维空间形貌信息和预先设定的坐标系统对第一次清除完毕后的目标铅基阳极板中未达到预先设定清除标准的点位进行定位获取定位清除点。

优选地，在所述对目标铅基阳极板表面阳极泥进行智能识别获取表面阳极泥的物理信息及化学信息之后，所述方法还包括：

对目标铅基阳极板表面进行识别获取三维空间形貌信息；

根据所述表面阳极泥附着信息、三维空间形貌信息和预先设定的坐标系统对所述目标铅基阳极板的板面进行定位。

优选地，所述方法还包括：控制对目标铅基阳极板表面进行第一次清除和/或第二次清除时的安全距离。

本发明实施例第二方面提供了一种高铅阳极泥重金属污染物智能化源削减成套技术方法，所述方法实现装置包括实时在线监测装置、制膜最优调控装置和智能无损除泥装置；

所述实时在线监测装置，用于对制膜液的成分和/或杂质元素的浓度进行分析，获取达到预设要求的制膜液；并在将目标铅基阳极板置于制膜液中进行电解，在所述目标铅基阳极板的表面形成保护膜层的同时，对所述制膜液的成分和/或杂质元素的浓度进行分析，控制所述制膜液的成分和/或杂质元素的浓度保持在预设要求范围内；

所述制膜最优调控装置，用于对浸没在制膜液中的目标铅基阳极板进行电解，在所述铅基阳极板的表面形成保护膜层；对保护膜层受损的目标铅基阳极板进行修复；

所述智能无损除泥装置，用于对目标铅基阳极板表面阳极泥进行智能识别获取表面阳极泥的物理信息及化学信息；根据所述表面阳极泥的物理信息和化学信息调控阳极泥清除深度进行第一次清除；对第一次清除完毕后的目标铅基阳极板再次进行智能识别获取定位清除点；对位于所述定位清除点上的阳极泥进行第二次清除。

本发明的有益效果如下：本发明基于铅基阳极板在电解过程中不断溶蚀、成膜、破膜和修膜的过程及机理研究，提出了能够优化调控铅基阳极表面膜层源头抑制铅的溶蚀并大幅度减少阳极泥产生量的方法。首先预先在阳极板表面形成保护膜层，然后对经过一定时间生产周期后的阳极板表面泥状物无损干除以及对破损的保护膜层进行修复，通过一体化智能控制实现全方位的铅污染削减，减少铅基的溶蚀，大幅度减少含铅废水、高铅阳极泥等产生量，延长铅基阳极板使用寿命，节约生产成本，提高企业经济效益。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例1所述的高铅阳极泥重金属污染物智能化源削减成套技术方法的工作流程图；

图2为本发明实施例1所述的高铅阳极泥重金属污染物智能化源削减成套技术方法的步骤流程图；

图3为本发明实施例1所述的对经过一定生产周期的目标铅基阳极板表面的阳极泥进行干除的流程图；

图4为本发明实施例2所述的高铅阳极泥重金属污染物智能化源削减成套技术方法的原理示意图；

图5为本发明实施例2所述的智能无损除泥装置的原理示意图；

图6为本发明实施例2所述的表面智能识别装置的原理示意图；

图7为本发明实施例2所述的三维空间定位装置的原理示意图；

图8为本发明实施例2所述的无损除泥装置的原理示意图。

附图标记：

1、中控主机，2、稳定槽，3、制膜槽，4、存放槽，5、制液槽，6、实时在线监测装置，7、电解槽，8、机械手，9、上料架，10、智能无损除泥装置，10-1、表面智能识别装置，10-2、三维空间定位装置，11、阳极刷板装置，12、液压整形装置，13、无损除泥装置，14、破膜板架，15、下料架，16、废板料架。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例提出了一种高铅阳极泥重金属污染物智能化源削减成套技术方法，所述方法包括：

S101、对制膜液的成分和/或杂质元素的浓度进行分析，获取达到预设要求的制膜液。

具体的，本实施例中，首先利用光学原理对制膜液进行分析，分析的内容可包括制膜液的成分以及杂质元素的浓度等，以及时掌握制膜液中酸、锰、铅等浓度信息。经过对制膜液的分析后获得分析结果，然后将分析结果与生产指标进行比对，制成符合生产要求的制膜液。

S102、将目标铅基阳极板置于制膜液中进行电解，在所述目标铅基阳极板的表面形成保护膜层。

具体的，本实施例中，在目标铅基阳极板进行电解生产前，在目标铅基阳极板表面生成保护膜层，该保护膜层可以削减高铅废水和目标铅基阳极板表面阳极泥的生成量。具体生成该保护膜层的过程如下：

将目标铅基阳极板置于制膜液当中，该制膜液为硫酸锰和硫酸的混合溶液，中，锰离子浓度为4g/L-20g/L，硫酸浓度为20g/L-100g/L。将制膜液的温度调整至70℃至100℃，并利用电流密度为20A/m²至200A/m²的直流电对目标铅基阳极板进行电解，使目标铅基阳极板的表面形成一层不大于1mm的致密均匀的保护膜层。在制膜液当中电解一段时间后，即可将表面形成保护膜层的目标铅基阳极板投入生产。

S103、对经过一定生产周期的目标铅基阳极板表面的阳极泥进行干除，以及对保护膜层受损的目标铅基阳极板进行修复。

具体的，本实施例中，目标铅基阳极板在经过一定时间的生产周期后，表面会附着一定厚度的黑色泥状物，该黑色泥状物即为阳极泥。本实施例可对该阳极泥进行无损干除，如图3所示，具体过程如下：

S1031、对目标铅基阳极板表面阳极泥进行智能识别获取表面阳极泥的物理信息及化学信息。

具体的，本实施例在对目标铅基阳极板上阳极泥进行处理时，需要对阳极泥的具体附着状况，其中包括阳极泥在目标铅基阳极板上的附着面积或附着厚度等等。

在本实施例中，为了获取阳极泥具体的附着状况，需要先对目标铅基阳极板的表面进行识别获取元素含量信息和三维空间形貌信息。其中，元素含量信息可以包括对锰、锌等特定元素的含量信息的识别。存在以上特定元素并且元素含量达到一定程度的话即可认定为阳极泥。然后再通过三维空间形貌信息来确定阳极泥位于目标铅基阳极板上的区域位置。最后将元素含量信息和三维空间形貌信息进行综合处理后即可判定目标铅基阳极表面的阳极泥的附着状况。

S1032、根据所述表面阳极泥的物理信息和化学信息调控阳极泥清除深度进行第一次清除。

具体的，本实施例中，第一次清除可理解为粗除泥过程。在这一过程中，可以采用预先设定的清除深度对目标铅基阳极板表面的阳极泥进行清除。当然，该预先设定的清除深度在某种程度上是与阳极泥的附着厚度相关的。如果预先设定的清除深度大于阳极泥的厚度的话，容易造成目标铅基阳极板损伤。因此，可以阳极泥的最高的高度为基准，并通过设置比例的方式进行清除。例如，将清除深度预先设定为阳极泥实际附着厚度的50％至80％或者60％至90％等。在实际应用过程中，也可以通过技术人员的工作经验来对第一次清除的清除深度进行设定，例如1mm-5mm等。

S1033、对第一次清除完毕后的目标铅基阳极板再次进行智能识别获取定位清除点。

具体的，在对目标铅基阳极板表面的阳极泥进行第一次粗除泥过程后，本实施例继续对第一次清除完毕后的目标铅基阳极板进行再一次的识别。该识别过程与识别阳极泥附着状况的过程相类似的，首先获取第一次清除完毕后的目标铅基阳极板表面残留阳极泥的元素含量信息以及目标铅基阳极板表面的三维空间形貌信息。然后根据该元素含量信息和三维空间形貌信息获取当前目标铅基阳极板的清除状态。最后判断当前目标铅基阳极板的清除状态是否达到预期，如果达到，则完成除泥工作，如果未达到，则获取定位清除点。其中，判断是否达到预期的标准可依据阳极泥中特定元素成分含量比例。如果在第一次清除完毕后，阳极泥中特定元素成分含量比例达到了预先设定的特定元素成分含量比例，则表明清除达标，反之则未达标。

在本实施例中，定位清除点是目标铅基阳极板表面阳极泥未达标的点位。在获取定位清除点时，需要对目标铅基阳极板表面进行光学扫描获取光学信息，然后对光学信息进行拼接拟合后，将目标铅基阳极板表面的三维空间形貌信息进行还原。最后，根据还原后的三维空间形貌信息和预先设定的坐标系统对第一次清除完毕后的目标铅基阳极板中未达到预先设定的清除标准的点位进行定位获取定位清除点。

S1034、对位于所述定位清除点上的阳极泥进行第二次清除。

具体的，本实施例中，第二次清除可理解为精除泥过程。第一次清除是对目标铅基阳极板表面的阳极泥做整体清除。第二次清除则是对未达标的点位进行针对性清除。在第二次清除完毕后，还可以再次对清除是否达标进行检测。如果仍存在未达标的点位，那么就继续进行第三次清除，直至清除达标为止。在对目标铅基阳极板表面阳极泥进行清除的过程中需要时刻控制清除时的安全距离，以防止清除装置误伤目标铅基阳极板。其中，本实施例中，清除达标即为目标斑块的面积大于2×2mm,高度相对周边区域高度差大于2mm。

本实施例中，在对目标铅基阳极板表面进行第一次识别获取表面阳极泥附着信息之后，还需要对目标铅基阳极板板面进行定位。具体的，通过对目标铅基阳极板表面进行识别获取三维空间形貌信息。然后根据表面阳极泥附着信息、三维空间形貌信息和预先设定的坐标系统对所述目标铅基阳极板的板面进行定位。

值得注意的是，本实施例中所述的第一次清除和第二次清除中的“第一”和“第二”可理解为前一次清除和后一次清除，并不严格表示只包括两次清除过程。由于难以确保在有限的几次清除过程中就将阳极泥彻底清除干净，因此，本实施例可根据实际情况进行多次清除。

另外，目标铅基阳极板在经过一定时间的生产周期后，有些目标铅基阳极泥表面的保护膜层可能会受损，需要对受损的保护膜层进行修复。此时，可将保护膜层受损的目标铅基阳极泥再通过制膜液进行电解修复。可通过分析电解过程中锰铅浓度信息，然后再以大数据人工智能分析平台为基础，通过优化调控的手段对制膜液的成分和/或杂质元素的浓度进行调整，以实现保护膜层微区的最优调控。

实施例2

如图4所示，本实施例提出了一种高铅阳极泥重金属污染物智能化源削减成套技术方法，所述成套技术方法实现装置包括实时在线监测装置6、制膜最优调控装置和智能无损除泥装置10；

所述实时在线监测装置6，用于对制膜液的成分和/或杂质元素的浓度进行分析，获取达到预设要求的制膜液；并在将目标铅基阳极板置于制膜液中进行电解，在所述目标铅基阳极板的表面形成保护膜层的同时，对所述制膜液的成分和/或杂质元素的浓度进行分析，控制所述制膜液的成分和/或杂质元素的浓度保持在预设要求范围内；

所述制膜最优调控装置，用于对浸没在制膜液中的目标铅基阳极板进行电解，在所述铅基阳极板的表面形成保护膜层；对保护膜层受损的目标铅基阳极板进行修复；

所述智能无损除泥装置10，用于对目标铅基阳极板表面阳极泥进行智能识别获取表面阳极泥的物理信息及化学信息；根据所述表面阳极泥的物理信息和化学信息调控阳极泥清除深度进行第一次清除；对第一次清除完毕后的目标铅基阳极板再次进行智能识别获取定位清除点；对位于所述定位清除点上的阳极泥进行第二次清除。

具体的，本实施例中，首先采用实时在线监测装置6利用光学原理对制膜液进行分析，分析的内容可包括制膜液的成分以及杂质元素的浓度等，以及时掌握制膜液中酸、锰、铅等浓度信息。经过对制膜液的分析后获得分析结果，然后将分析结果与生产指标进行比对，制成符合生产要求的制膜液。同时，也可实时监测保护膜层在修复过程中制膜液的相关参数，以维持制膜液关键组分浓度及制膜液温度的均匀性，以保证修复效果。

在目标铅基阳极板进行电解生产前，通过制膜最优调控装置在目标铅基阳极板表面生成保护膜层；以及在目标铅基阳极板经过一定生产周期后对保护膜层进行修复。该保护膜层可以削减高铅废水和目标铅基阳极板表面阳极泥的生成量。其中，制膜最优调控装置包括制膜槽3、稳定槽2、制液槽5和存放架。具体生成及修复该保护膜层的过程如下：

首先，基于实时在线监测装置6，在制液槽5中配置一定组成的高浓度制膜液，并将其泵送至稳定槽2中待用，保持稳定槽2制膜液组分浓度稳定，同时在制膜槽3中配制一定组成的低浓度制膜液，该制膜液为硫酸锰和硫酸的混合溶液，中，锰离子浓度为4g/L-20g/L，硫酸浓度为20g/L-100g/L；

然后将制膜槽3中制膜液加热至70℃至100℃，通过机械手8将新目标铅基阳极板或保护膜层受损的目标铅基阳极板放入制膜液中；

利用电流密度为20A/m²至200A/m²的直流电对新目标铅基阳极板或保护膜层受损的目标铅基阳极板进行电解，使目标铅基阳极板的表面形成一层不大于1mm的致密均匀的保护膜层或对受损保护膜层进行修复；在这一过程中，通过中控主机1可控制稳定槽2向制膜槽3内连续供高浓度制膜液，制膜槽3内部可设置循环系统，通过循环泵闭式循环输液，维持制膜槽3内制膜液关键组分浓度及温度的均匀性。

在制膜液当中电解一段时间后，即可将表面形成保护膜层的目标铅基阳极板通过机械手8放入存放槽4中备用以待后续在电解槽7中投入生产。

目标铅基阳极板在电解槽7中经过一定时间的生产周期后，表面会附着一定厚度的黑色泥状物，该黑色泥状物即为阳极泥。本实施例通过智能无损除泥装置10可对该阳极泥进行无损干除。其中，如图5所示，该智能无损除泥装置10包括：

表面智能识别装置10-1、三维空间定位装置10-2和无损除泥装置13；

所述表面智能识别装置10-1，用于对目标铅基阳极板表面阳极泥进行智能识别获取表面阳极泥的物理信息及化学信息；

所述三维空间定位装置10-2，用于对第一次清除完毕后的目标铅基阳极板再次进行智能识别获取定位清除点；

所述无损除泥装置13，用于根据所述表面阳极泥的物理信息和化学信息调控阳极泥清除深度进行第一次清除，以及对位于所述定位清除点上的阳极泥进行第二次清除。

具体的，如图6所示，表面智能识别装置10-1包括元素识别模块、表面三维空间识别模块和数据处理模块；

所述元素识别模块，用于对目标铅基阳极板表面进行识别获取目标铅基阳极板表面特定元素的元素含量信息，该特定元素可以为锰或锌等元素；

所述表面三维空间识别模块，用于获取目标铅基阳极板表面的三维空间形貌的图像信息；

所述数据处理模块，用于根据所述三维空间形貌的图像信息生成三维空间形貌信息，并根据所述三维空间形貌信息和元素含量信息获取目标铅基阳极板表面阳极泥附着信息和清除状态。

在本实施例中，元素识别模块和表面三维空间识别模块均采用非接触式识别，可在1s-5s内完成面积为1m×2m的目标铅基阳极板的表面识别过程。元素识别模块可以快速获取目标铅基阳极板表面的阳极泥中各特定元素的元素含量信息。通过该特定元素的元素含量信息可以确定特定元素成分含量比例。进而通过特定元素成分含量比例获得阳极泥附着状况以及判断后续阳极泥清除是否达标。数据处理模块可在1s-5s内完成三维空间形貌的图像信息的拟合，形成完整的目标铅基阳极板的表面三维信息。

如图7所示，三维空间定位装置10-2包括光学线性扫描模块、光学数据收集成像模块和数据处理分析模块；

所述光学线性扫描模块，用于对目标铅基阳极板表面进行光学扫描；

所述光学数据收集成像模块，用于在对目标铅基阳极板表面进行光学扫描过程中获取光学信息；

所述数据处理分析模块，用于对所述光学信息进行拼接拟合后，将所述目标铅基阳极板表面的三维空间形貌信息进行还原；并根据还原后的三维空间形貌信息和预先设定的坐标系统对第一次清除完毕后的目标铅基阳极板中未达到预先设定的清除标准的点位进行定位获取定位清除点，以及根据所述表面阳极泥附着信息、三维空间形貌信息和预先设定的坐标系统对所述目标铅基阳极板的板面进行定位。

如图8所示，无损除泥装置13包括机器人模块、清除模块、安全距离保护模块和控制模块，所述清除模块安装在所述机器人模块上，所述安全距离保护模块安装在所述清除模块上；

所述机器人模块，用于带动所述清除模块对目标铅基阳极板表面阳极泥进行清除；

所述清除模块，用于清除目标铅基阳极板表面阳极泥；

所述安全距离保护模块，用于实时检测所述清除模块与目标铅基阳极板表面之间的距离；

所述控制模块，用于根据所述表面阳极泥附着信息对阳极泥以预先设定的清除深度控制机器人模块带动清除模块对目标铅基阳极板表面阳极泥进行第一次清除，以及对位于所述定位清除点上的阳极泥进行第二次清除；还用于根据实时检测所述清除模块与目标铅基阳极板表面之间的距离控制清除模块与目标铅基阳极板表面之间的安全距离。

在本实施例中，清除模块与目标铅基阳极板表面之间的间距可进行精准步进。通过控制模块可进行每档1mm-5mm的调节，以此实现对目标铅基阳极板表面阳极泥进行粗除泥和精除泥工作模式的切换。

另外，本实施例通过安全距离保护模块实时检测清除模块与目标铅基阳极板表面之间的距离。并通过控制模块将清除模块与目标铅基阳极板表面之间的距离保持在1mm-10mm之间。其具体的安全距离可通过控制模块进行设定。

本实施例所提出的智能无损除泥装置10进行无损除泥的具体过程如下：

通过机械手8将目标铅基阳极板从电解槽7中吊出，并转移至上料架9上，在链条带动下将目标铅基阳极板传输至无损除泥工序；

分布在垂直于传输链条的侧面的表面智能识别装置10-1对目标铅基阳极板的表面进行快速识别，并将识别获得的表面阳极泥附着信息和三维空间形貌信息输出至三维空间定位装置10-2和无损除泥装置13；

三维空间定位装置10-2接收到三维空间形貌信息以及表面阳极泥附着信息后，通过预先设定的坐标系统进行目标铅基阳极板的板面定位，并将定位信息发送至无损除泥装置13；

无损除泥装置13依据三维空间形貌信息以及定位信息，对目标铅基阳极板进行阳极泥清除；首先通过无损除泥装置13采用粗除泥模式对整个目标铅基阳极板表面进行1mm-5mm深度的清除，该清除的深度以最高阳极泥的高度为基准；清除一遍后，对清除面再一次进行元素识别和表面三维空间识别，并根据元素识别获得的元素成分比例判断目标铅基阳极板表面清除是否达标，如果达标，则结束该面的清除工作，对另一面进行清除或对下一块铅基阳极板进行清除；如果未达标，则通过三维空间定位装置10-2给出具体的坐标；无损除泥装置13依据给出的坐标对定位清除点进行定点清除；定点清除后，再进行以此元素识别和表面三维空间识别，对未达标的点位再一次进行清除，直至全部达标为止结束该面的清除工作；采用同一方式对目标铅基阳极板的另一面进行同样的清除过程；

在目标铅基阳极板两面均清除达标后，将清除后的目标铅基阳极板在传输链条的带动下传输至下料架15，等待机械手8的抓取以便重新放入电解槽7中。

以上是对目标铅基阳极板上只存在阳极泥的处理过程，而对于目标铅基阳极板上保护膜层受损的情况需要进行如下处理：

将保护膜层受损的目标铅基阳极板通过传输链条分拣至破膜板架14，再由机械手8重新转移至上料架9，然后依次通过阳极刷板装置11、液压整形装置12、智能无损除泥装置10后输送至下料架15，再由机械手8抓取目标铅基阳极板至制膜槽3中进行膜层修复。

通过上述过程可实现车间目标铅基阳极板无损除泥和制膜调控相结合，实现目标铅基阳极板进入电解槽7中均实现源头封铅，降低电解过程中铅离子腐蚀进入电解液，同时延长目标铅基阳极板的使用寿命。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种高铅阳极泥重金属污染物智能化源削减成套技术方法，其特征在于，所述方法包括：

1)制膜槽液准备：对制膜液的成分和/或杂质元素的浓度进行分析，获取达到预设要求的制膜液；

2)制膜：将目标铅基阳极板置于制膜槽中进行制膜，制膜过程实时调控，维持制膜槽中制膜液的浓度、温度和体积稳定，在一定直流电流下，进行1-2小时的直流电解，在所述目标铅基阳极板的表面形成保护膜层，所述保护膜层中锰含量超过95％以上，所述目标铅基阳极板为新阳极板或保护膜层破损的阳极板；

3)周期电解：将表面形成保护膜层的目标铅基阳极板放入生产电解槽中进行电解生产，生产一定周期后，所述阳极板表面附着一定厚度的阳极泥，所述生产周期为20天至30天；

4)智能除泥：将经过预设生产周期的目标铅基阳极板吊出电解槽，并转移至智能无损除泥装置中，对所述目标铅基阳极板表面的阳极泥进行智能干除，以及对保护膜层受损的目标铅基阳极板进行分拣，正常无破膜目标铅基阳极板则返回至电解槽中进行生产电解，保护膜层受损的目标铅基阳极板则转移至制膜槽中；

5)重复1)-4)步骤，对保护膜层受损的目标铅基阳极板进行修膜和生产。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将目标铅基阳极板置于制膜槽中进行制膜的具体过程包括：

将目标铅基阳极板置于制膜槽中，制膜槽中有制膜液，所述制膜液为硫酸锰和硫酸的混合溶液，其中，锰离子初始浓度为4g/L-20g/L某一浓度，初始硫酸浓度为20g/L-100g/L；

将所述制膜液的温度设定为70℃至100℃中某一温度，并利用电流密度为20A/m²至200A/m²的直流电对目标铅基阳极板进行电解。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在将目标铅基阳极板置于制膜液中进行电解，在所述目标铅基阳极板的表面形成保护膜层的同时，对所述制膜液的成分和/或杂质元素的浓度进行分析，并控制所述制膜液的成分和/或杂质元素的浓度保持在预设要求范围内；

电解制膜过程中锰离子浓度波动不超过±2g/L，控制温度波动不超过±2℃，制膜液体积变化<10％。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对经过预设生产周期的目标铅基阳极板表面的阳极泥进行干除的具体过程包括：

对目标铅基阳极板表面阳极泥进行智能识别获取表面阳极泥的物理信息及化学信息；

根据所述表面阳极泥的物理信息和化学信息调控阳极泥清除深度进行第一次清除；

对第一次清除完毕后的目标铅基阳极板再次进行智能识别获取定位清除点；

对位于所述定位清除点上的阳极泥进行第二次清除。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对目标铅基阳极板表面阳极泥进行智能识别获取表面阳极泥的物理信息及化学信息的过程包括：

对目标铅基阳极板表面进行识别获取元素含量信息和三维空间形貌信息；

根据所述元素含量信息和三维空间形貌信息获取所述表面阳极泥综合信息。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对第一次清除完毕后的目标铅基阳极板再次进行智能识别获取定位清除点的过程包括：

对第一次清除完毕后的目标铅基阳极板表面进行识别获取锰、铅等元素含量信息和三维空间形貌信息；

根据所述元素含量信息和三维空间形貌信息获取所述目标铅基阳极板的清除状态；

判断当前目标铅基阳极板的清除状态是否达到预先设定的清除标准，若未达到，则获取定位清除点。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对第一次清除完毕后的目标铅基阳极板再次进行智能识别获取定位清除点的过程还包括：

对目标铅基阳极板表面进行光谱扫描获取光学信息；

对所述光学信息进行分析拟合后，将所述目标铅基阳极板表面的三维空间形貌信息进行还原；

根据还原后的三维空间形貌信息和预先设定的坐标系统对第一次清除完毕后的目标铅基阳极板中未达到预先设定清除标准的点位进行定位获取定位清除点。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述对目标铅基阳极板表面阳极泥进行智能识别获取表面阳极泥的物理信息及化学信息之后，所述方法还包括：

对目标铅基阳极板表面进行识别获取三维空间形貌信息；

根据所述表面阳极泥附着信息、三维空间形貌信息和预先设定的坐标系统对所述目标铅基阳极板的板面进行定位。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：控制对目标铅基阳极板表面进行第一次清除和/或第二次清除时的安全距离。

10.一种高铅阳极泥重金属污染物智能化源削减成套技术方法，其特征在于，所述成套技术方法实现装置包括实时在线监测装置、制膜最优调控装置和智能无损除泥装置；

所述实时在线监测装置，用于对制膜液的成分和/或杂质元素的浓度进行分析，获取达到预设要求的制膜液；并在将目标铅基阳极板置于制膜液中进行电解，在所述目标铅基阳极板的表面形成保护膜层的同时，对所述制膜液的成分和/或杂质元素的浓度进行分析，控制所述制膜液的成分和/或杂质元素的浓度保持在预设要求范围内；

所述制膜最优调控装置，用于对浸没在制膜液中的目标铅基阳极板进行电解，在所述铅基阳极板的表面形成保护膜层；对保护膜层受损的目标铅基阳极板进行修复；

所述智能无损除泥装置，用于对目标铅基阳极板表面阳极泥进行智能识别获取表面阳极泥的物理信息及化学信息；根据所述表面阳极泥的物理信息和化学信息调控阳极泥清除深度进行第一次清除；对第一次清除完毕后的目标铅基阳极板再次进行智能识别获取定位清除点；对位于所述定位清除点上的阳极泥进行第二次清除。