基于GMM和GA-LSTM的稀土熔盐电解过程原料含量状态识别模型

在高温高风险的稀土熔盐电解工艺中,为了实现稀土熔盐电解过程原料含量状态的智能识别,提出了一种基于混合高斯背景建模(GMM)和遗传算法优化的长短期记忆神经网络(GA-LSTM)的分类模型。模型通过GMM算法、R通道自适应滤波和中值滤波准确提取图像的火焰前景和特征,以量化熔盐电解反应的剧烈程度,进而判断稀土熔盐电解处于原料含量过多或含量正常状态;然后利用GA-LSTM神经网络建立熔盐表面火焰特征和稀土熔盐电解过程原料含量状态的非线性映射关系。结果表明:模型的识别精度高达99.79%,具有较好的泛化性,为实现稀土熔盐电解工艺自动化提供了一定的参考价值。

15 kA稀土熔盐电解槽炉底结瘤形成机制与对策

稀土金属镨钕合金生产过程中,易在熔盐电解槽炉底形成结瘤,不但影响生产的连续化,还对产品质量产生影响,目前相关文献多集中在结瘤产物成分及电解参数对结瘤的影响方面,鲜有文献对结瘤形成机理进行研究。本文分析了炉底结瘤物形貌和结晶物组成,发现结瘤物的成分为氧化钕、氧化镨、氟氧化钕以及少量氟化钕和金属钕。采用数值模拟的方法对电解流场进行了分析,得出炉底结瘤物形成原因:加料速度过快是形成结瘤物的主要原因,氟氧化钕的熔点比熔盐高,易在石墨坩埚台阶上沉积形成结瘤物;稀土金属出炉时会带走大量的热,导致炉底温度出现较大变化,氧化钕在温度较低的区域容易析出,沉积在石墨坩埚台阶上;电解槽底部区域熔盐的流动性较差,使得在石墨坩埚台阶上析出的产物不能随熔盐流动而沉积。通过控制下料速度和保持合理电解温度,可以避免过剩的物料或者析出物料在坩埚台阶上沉积,及时清理炉底和台阶上积料可以控制结瘤物的增长速度。

神经网络在稀土熔盐电解槽槽压中的应用研究

采用BP神经网络算法研究了氟化物体系稀土电解槽设计时的重要参数如极距、电流密度、槽电压等对电能效率的影响,通过对多个槽体的现场取样数据模拟测试分析,研究了一种基于BP神经网络算法的稀土电解槽槽压模型,研究表明,该模型能够较为准确地预测极距、电流密度与槽电压关系,可用于新型稀土电解槽的优化设计。

氟化稀土熔盐电解渣硫酸浸出脱氟研究

氟化稀土熔盐电解渣不仅是稀土回收的重要二次资源,而且氟的回收利用也非常重要。本研究采用硫酸浸出法处理氟化稀土熔盐电解渣,使氟与稀土分离,并通过多级吸收将生成的氟化氢回收。研究了浸出温度、液固比、浸出时间、硫酸浓度对脱氟率的影响。结果表明:在浸出温度为360℃、液固比(体积与质量之比,单位为mL/g,下同)为2∶1、粒度58~75μm、搅拌转速恒定为300 r/min,反应3 h的条件下,氟的脱除率可达到95.28%,达到氟回收的目的。最后,通过对实验数据进行因次分析,得出氟脱除率的准数方程。

稀土熔盐电解渣中铁的分布状态与磁选除铁的工艺研究

当前世界上生产稀土金属或合金的设备是以手工操作为主的3000 A电解槽,因此,在进行稀土金属出炉、更换阳极、定期清炉、拆炉等生产操作过程中,有很多含铁物相杂质很容易累积于稀土熔盐中,废稀土熔盐的产生难以避免.文中通过工艺矿物学分析,明确了稀土熔盐电解渣中含铁物相的种类和嵌布特征,并考察了磁选对杂质铁相的脱除效果,由结果可知,稀土熔盐电解渣颗粒粒度取58~75μm,磁选强度取0.668 T,磁选后强磁性铁矿物基本上进入磁选精矿中,而稀土相则留在了磁选尾矿中,分离效果良好,稀土相得到进一步富集,这有利于后续稀土的提取和回收.

稀土熔盐渣碳酸钠焙烧转型机理及浸出规律

借助反应热力学计算和动力学分析,研究碳酸钠焙烧稀土熔盐的转型机理和焙烧条件对稀土浸出的影响。研究结果表明:碳酸钠焙烧稀土熔盐渣反应的活化能(Ea)约为174.31 kJ/mol,受化学界面反应控制,温度升高可促进氟化稀土向氧化稀土转变;提高焙烧温度,延长焙烧时间,增加碳酸钠添加量均有利于提高稀土浸出率。稀土熔盐渣焙烧转化的优选条件如下:焙烧温度为700℃,反应时间为60 min,碳酸钠添加量为原料质量的30%。碳酸钠焙烧水洗除氟盐酸优溶可使熔盐渣中含稀土物在较低温度下发生物相转化,进而实现稀土的高效回收。

真空蒸馏法综合回收稀土熔盐电解渣工艺研究

针对目前稀土熔盐电解渣中稀土、氟、锂综合回收率低的问题,研究开发了真空蒸馏处理稀土熔盐电解渣新工艺,考察了真空蒸馏温度、时间、真空度、原料粒度对稀土熔盐电解渣分离效果的影响。研究结果表明,在较优工艺条件下,F脱除率高达99.6%,氟化物回收率高达95.5%。与传统处理工艺相比,新工艺极大地缩短了工艺流程,且实现了渣中稀土、氟、锂资源的绿色高值利用。

一种稀土电解废石墨制品回收稀土熔盐工艺研究

研究了稀土电解废旧石墨的稀土熔盐分布和含量,以及目前我国处理稀土电解废石墨制品及回收稀土资源存在的弊端,创新性地提出了一种利用重选法处理废石墨回收稀土熔盐的工艺。通过该工艺处理废旧石墨制品,可使稀土熔盐的回收率达到95%以上,满足生产技术指标,有效解决了废石墨制品对环境的影响和稀土资源浪费问题,为处理稀土电解废石墨制品回收稀土资源提供了新途径。

基于Farneback-GRU的稀土熔盐反应状态识别研究

提出一种基于Farneback-GRU的稀土熔盐反应状态识别方法。通过Farneback稠密光流法、尺度变换和均值滤波量化稀土熔盐反应剧烈程度,并由门控循环单元神经网络(Gated recurrent unit,GRU)建立稀土熔盐运动场特征与稀土熔盐反应状态之间的非线性映射模型。模型精度达到95.23%,能很好满足生产企业检测标准,此外,模型的性能指标表明该模型具有很好的鲁棒性,为稀土电解槽在线控制提供了重要的闭环反馈参数,为提高生产安全系数和实现无人工厂提供了重要参考。

NdF_(3)在LiF熔盐中的溶解及离子结构

LiF-NdF_(3)熔盐体系中离子的构成形式对解析电解钕工艺的电解过程至关重要,本文采用冰点降低法分析LiF-NdF_(3)熔盐体系的离子结构。通过Temkin和Flood模型及热力学计算分析熔盐体系内可能存在的离子团簇,结果表明,NdF_(3)在LiF中的溶解模型符合TemkinⅠ、TemkinⅡ、TemkinⅥ、TemkinⅦ和FloodⅡ、FloodⅥ、FloodⅦ,在LiF-NdF_(3)熔盐体系中主要形成含有1~2个Nd^(3+)的分子团簇,NdF_(3)在LiF内溶解主要形成游离的Nd^(3+)、F-、Li^(+)以及Li^(+)·[NdF_(4)]^(-)、Li^(+)·[Nd2F7]-、2Li^(+)·[Nd_(2)F_(8)]^(2-)分子团簇。

稀土熔盐渣中有价金属综合回收技术研究现状及进展

中国是稀土生产大国,在每年的工业生产中都会产生大量的稀土固废,其中熔盐电解法制备稀土金属过程中产生的熔盐电解冶炼渣成分复杂、稀土含量较高(20%~80%,以稀土氧化物计)。结合国家稀土资源的可持续发展战略,本文针对稀土熔盐渣中稀土元素等有价金属的综合回收方法进行了综述总结,包括酸浸回收法、碱转酸浸法、盐转焙烧法等工艺,分析对比了各回收工艺的原理、特点和优劣,总结概述了各工艺综合回收稀土等有价金属时的最佳条件,为后续探究高效回收稀土等有价金属的工艺、解决稀土资源短缺问题提供了参考与技术支持。

稀土熔盐电解智能控制系统研究与应用

针对目前稀土熔盐电解工艺自动化水平较低,本文提出研究稀土熔盐电解智能控制系统。构建智能控制系统的总体框架,研究智能控制系统的关键技术,提出采用模糊自适应PID控制算法协调控制加料量和电解电源,实现对电解槽熔盐温度的实时调整。研究的智能控制系统在6 kA熔盐电解槽进行了实验,实验结果表明,该智能控制系统能够自适应调整电解槽熔盐温度,使得温度偏差在±0.9%范围内,且系统性能稳定,实用性强,为实现稀土熔盐电解工艺的智能化管理提供一定的技术指导。

稀土电解熔盐渣焙烧产物酸浸提取稀土、锂和氟

稀土电解熔盐渣经过氧化钙和硫酸铝协同焙烧活化得到焙烧渣,采用硫酸浸出高效提取焙烧渣中稀土、锂、氟,系统考察了不同酸浸条件对稀土、锂、氟浸出率的影响。针对较优酸浸条件下的浸出液,用硫酸钠沉淀析出稀土复盐沉淀,实现稀土分离。结果表明:较优酸浸条件为硫酸浓度4 mol/L、液固体积质量比10∶1(单位:mL/g)、浸出温度90℃、浸出时间4 h,熔盐渣中镨、钕、钆、锂、氟的浸出率分别为95.83%、96.55%、93.06%、95.52%、94.85%。稀土复盐沉淀纯度高,稀土回收率达99.3%以上。该方法可以高效回收稀土熔盐电解渣中稀土、锂、氟有价元素,对提升稀土熔盐电解渣的全组分利用具有重要意义。

人工神经网络法对MeX－REX_3熔盐系相图特征的预报

用化学键参数－人工神经网络方法对ＭｅＸ－ＲＥＸ。熔盐系相图进行研究，总结相图若干特征的规律．结果表明，人工神经网络可判断中间化合物的形成，化学配比以及熔化类型，并能预报中间化合物的熔点，分解温度和包晶点的组成，结果与实测相图符合较好．其研究结果已纳人材料设计专家系统．

假设检验在稀土电解生产中的一个应用

以一个稀土熔盐电解槽的生产纪录为样本,利用假设检验方法对生产设备进行校正,并提出了一种改进方法。

一种新型稀土自动化清洁生产电解设备研究

针对稀土金属行业现有上插式稀土熔盐电解设备操作环境恶劣、生产配套设施繁杂、工人劳动强度大、人均产能效率低,难以实现自动化的现状。新方案以密闭式下插阴极熔盐电解设备为技术核心,针对性地解决这一系列的问题,实现自动化加料操作,减少生产要求对员工经验的依赖性,车间工作环境温度得到明显改善、降低车间粉尘浓度,真空虹吸出炉设计,减轻工人劳动强度。

稀土文献题录

稀土熔盐电解过程出金属技术研究进展【摘要】介绍了熔盐电解法制备稀土金属过程中出金属技术发展历程、现状与发展趋势。经过几十年发展,人工舀出法和端埚法成为熔盐电解生产稀土金属出炉最主要的方式;分析总结了当前稀土熔盐电解过程出金属方法的特点及存在的问题以及自动出金属难实现产业化的主要原因,提出研发小型轻量化、工业机械化出金属新技术及装备是未来发展的主要趋势。

大型熔盐电解成套装备国产化项目竣工

日前，由包头稀土研究院承担的中央国债投资的重大设备国产化项目“大型稀土熔盐电解成套装备国产化”项目，经过3年的努力建设，该项目于2004年下半年通过了由国家级稀土专家担任组长与副组长和内蒙古自治区，包头市有关专家及部门负责人组织的验收委员会的验收后，

从蒸馏渣中回收稀土工艺研究

以稀土电解熔盐渣经矿相重构—真空蒸馏处理后的蒸馏渣为原料,采用盐酸酸浸提取蒸馏渣中的稀土,研究了酸浸时间、酸浸温度、盐酸浓度、液固比(L/S)对稀土和铁浸出率的影响。结果表明,在酸浸温度50℃、盐酸浓度4mol/L、酸浸时间1h、液固比4的较优工艺条件下,稀土浸出率高达99.88%,铁浸出率为44.43%,达到了稀土优先溶出的目的。

SmCl_3-CaCl_2及SmCl_3-LiCl体系相图的研究

用DTA和X射线衍射方法研究了 SmCl_3-CaCl_2及SmCl_3-LiCl二元体系相图.发现前者属于简单低共熔型,低共熔点e_1为55.8mol%SmCl_3,545℃;后者属于有化合物分解的相图类型,该异分熔点化合物为Sm_2LiCl_7,分解温度434℃,转熔点p组成为39.0mol％SmCl_3.低共熔点e_2为31.5mol％SmCl_3,395℃。