【摘要】：稀土萃取分離生產(chǎn)過程中,稀土離子組分含量的變化,會直接影響萃取分離生產(chǎn)過程及最終的稀土產(chǎn)品質(zhì)量。但由于檢測環(huán)境、方法、設(shè)備等問題,實際生產(chǎn)中稀土離子組分含量的檢測仍主要通過人工取樣制樣,再到化驗室檢測。這種方法存在不連續(xù)、非實時和費時費力的缺點,導(dǎo)致萃取生產(chǎn)過程控制不及時、耗能、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等問題。本文以稀土萃取分離過程為背景,針對現(xiàn)有萃取過程離子組分含量檢測設(shè)備存在的問題,根據(jù)離子特征顏色能反應(yīng)離子組分含量變化的關(guān)系,按照檢測分析的要求設(shè)計出一套適宜兩組分稀土元素萃取過程的離子組分含量檢測系統(tǒng),完成了集自動取樣制樣、圖像采集、檢測分析及檢測數(shù)據(jù)存儲、交互等于一體的稀土離子組分含量檢測系統(tǒng)。本文的主要研究內(nèi)容及結(jié)論為:(1)根據(jù)檢測要求,對基于特征顏色的稀土萃取過程離子組分含量檢測系統(tǒng)進行總體方案設(shè)計,包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。系統(tǒng)硬件包括取樣、制樣、圖像采集、檢測4個裝置,規(guī)劃了每個裝置功能,并進行結(jié)構(gòu)設(shè)計;按系統(tǒng)要求,設(shè)計了系統(tǒng)的信號采集、處理及控制電路;采用模塊化的方法,進行了系統(tǒng)軟件功能的劃分,設(shè)計了下位機、PC機檢測流程結(jié)構(gòu)。(2)通過Matlab實現(xiàn)了檢測系統(tǒng)中的圖像處理功能,完成顏色特征值提取與處理。在RGB和HSI顏色空間下對稀土溶液圖像不同濾波方法進行了對比,得出采用中值濾波能顯著減少環(huán)境和硬件設(shè)備對采集圖像的噪聲干擾;應(yīng)用Otsu分割算法去除采集圖像的背景,并通過區(qū)域匹配處理得到兩種顏色空間下稀土溶液的彩色圖像,對比分析得出HSI空間下分割效果更好;采用顏色一階矩的方法獲得反映稀土離子組分含量的特征值,并對比分析了實驗與現(xiàn)場溶液圖像H、S分量特征值與稀土離子組分含量的關(guān)系。(3)對現(xiàn)場條件下采集圖像的特征值通過RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行校正,并研究了兩種檢測模型,第一種為采用經(jīng)QPSO優(yōu)化的ELM算法建立的檢測模型,建模速度快,仿真情況下最大誤差為0.96%;第二種為多項式擬合模型,對組分范圍在40%~81%的Nd/Pr溶液檢測的絕對誤差在0.6%以內(nèi),檢測精度相對較高。(4)實驗測試了基于特征顏色的稀土萃取過程離子組分含量檢測系統(tǒng)。仿真實驗結(jié)果表明,本文設(shè)計的檢測系統(tǒng)自動化程度好、檢測精度較高、重復(fù)性好,符合工藝要求,為進一步將離子組分含量檢測系統(tǒng)應(yīng)用于稀土生產(chǎn)提供良好基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TF845;TP391.41
【圖文】：

圖 1.1 P507 萃取工藝中難易萃組分劃分分離工藝根據(jù)混合澄清槽內(nèi)溶液流動方式的不同，分為逆流等方法。其中，分餾萃取在多種方式中有一個顯著優(yōu)點，即時得到兩個高純度的產(chǎn)品[6]，如圖 1.2 所示。 P按比例混合制備的萃取劑，左向右流動。在第 n 級加入

圖1.2分餾萃取工藝流程圖

【參考文獻】

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本文編號：2737778