稀土萃取分离氯化铵废水处理工艺探究

为了解决稀土萃取分离产生的氯化铵废水需处理的紧迫性,根据稀土废水构成,从工艺原理及适用范围方面综合比较蒸发结晶法、多效蒸发法、折点氯化法、氨吹脱法、磷酸铵镁法、MVR蒸发等工艺的优缺点,结果显示采用三效蒸发蒸汽成本<125.56元/t,并适用于1万t/a以下稀土萃取分离企业。查阅电渗析、离子交换、生物处理、SBR工艺等尚未应用推广的处理方案;提出了预处理+预浓缩+三效的组合方案。结果表明:组合方案既降低能耗,又实现氨氮处理,同时氨氮和水资源得到回收利用,副产氯化铵形成新盈利点,用于化肥工业原材料。

稀土萃取生产线强酸自动配制供给系统

我国是工业大国,也是世界上最大的稀土成品生产国和稀土成品出口国之一。随着稀土行业飞速发展,稀土萃取生产线的效率已经很难满足稀土产业链上下游用户的需求,完善稀土萃取生产线自动化、智能化也是企业升级、实现产业高质量发展的内在需求。现有的稀土萃取冶炼强酸配制系统自动化、智能化程度不高,人工操作时混合罐及高位罐容易出现冒罐溢出的现象。为了解决这一问题,某车间提出在现有设备基础上,研制出稀酸回收、自动配酸、强酸供给自动化设备系统,并实现智能监控,达到简化作业方式、稳定盐酸配比质量、减少现场作业人数的目的。

稀土萃取分离过程组分含量区间控制方法

针对稀土萃取过程出口产品的组分含量可以在一定区间范围浮动的要求,提出了一种基于广义预测控制的稀土萃取过程组分含量区间控制方法。首先基于萃取分离过程数据辨识建立组分含量回声状态神经网络(echo state network,ESN)模型;然后针对稀土萃取过程中不同运行工况,采用改进的广义预测控制算法设计组分含量预测控制器,将系统的输出约束纳入求解控制律的优化问题中,使预测控制针对组分含量输出在不同的区域范围采用不同的控制强度,从而实现区间控制同时保证两端出口产品的纯度,最后基于Ce Pr/Nd(铈镨/钕)萃取过程数据的仿真试验验证了该方法的有效性。

挡板对稀土萃取槽澄清室澄清速率影响的数值模拟

以简化的工业生产稀土萃取槽澄清室模型为对象,运用Fluent流体仿真软件,对安装挡板的澄清室内流场进行数值模拟,并从分散带厚度的角度分析澄清室内挡板的安装高度对澄清室澄清速率的影响。模拟结果表明,挡板安装高度太高与太低均不利于两相分离,50L萃取槽最佳挡板安装高度为310mm;并通过速度矢量图从微观上分析了分散带的形成,从液流形态方面解释了挡板在澄清室内发挥的作用,进一步验证了最佳挡板安装高度。

稀土萃取在线分析技术的发展

在线分析对提高稀土萃取产品的纯度和收率有着重要的意义。全面分析了几种稀土萃取在线分析仪器的适用范围、优缺点和应用受限的原因,详细阐述了软测量技术在稀土萃取在线分析中应用的可行性,指出了在线分析技术的发展方向。

稀土萃取槽混合室结构研究

以实际工程中应用的稀土萃取槽混合室为研究对象,运用Fluent软件分析挡板对稀土萃取槽混合室内料液搅拌效果的影响,采用标准k-ε湍流模型和多重参考系法模拟了不安装挡板和安装不同数量挡板的混合室内的流场和湍动能,并进行对比分析。研究结果表明,安装挡板会改变混合室内的流场结构,使轴向流动得到明显增强;而且挡板能有效限制切向速度,增大轴向和径向速度以及湍动能,加强了混合室内料液的搅拌混合特性;根据模拟结果分析找到了能改善混合效果的挡板数量。

无隔板稀土萃取槽中搅拌桨安装深度优化研究

以200L无隔板式前室萃取槽为模型,运用流体动力学Fluent软件,以原始搅拌桨离混合室底部的距离(安装深度)b=60mm为基础,以5mm为间隔,对稀土混合室内的料液与P507的混合搅拌过程进行模拟仿真。以抽吸负压值、抽吸流速和搅拌功率数值等参数为评价依据,通过对不同搅拌桨安装深度的模拟分析,得到其对搅拌桨抽吸性能的影响,从而确定了搅拌桨的优化安装位置b=50mm,为搅拌桨的现场调试安装提供了理论指导。经过模拟分析,在安装深度为50mm时,抽吸负压值为-140.2Pa,抽吸流速为1.25m/s,搅拌功率为105.68 W。模拟分析结论在工厂得到了成功应用,同时也验证了模拟分析结论与现场试验结果的一致性。

基于LS-SVM的稀土萃取组分含量软测量

为了解决稀土萃取分离过程元素组分含量在线检测的难题,提出了稀土萃取过程组分含量的一种最小二乘支持向量机(LS-SVM)软测量方法。利用量子粒子群算法来优化LS-SVM的参数及核函数参数。仿真结果表明,所提出的软测量方法是有效的,比已有的神经网络软测量方法能更好的实现稀土萃取过程中元素组分含量的在线估计。

稀土萃取槽传动机构过渡轴优化设计

通过对稀土萃取槽关键部件过渡轴的有限元优化设计研究,验证了稀土萃取槽传动机构优化设计的可行性。根据实际工况利用ANSYS Workbench软件对过渡轴三维参数化有限元模型进行有限元静力学分析,结果表明过渡轴最大等效应力远小于过渡轴的疲劳极限应力。在此基础上,以满足疲劳强度极限为约束条件,对过渡轴进行以质量为目标函数的目标驱动优化设计,结合过渡轴配合及设计要求,得到优化模型,优化后的模型比原模型质量大幅度降低。现场生产试验表明优化后的过渡轴性能良好,能够满足生产要求。

多元稀土萃取体系中单级分配模型的研究

本文通过对多元稀土萃取平衡的讨论,采用线性回归分析法建立了(Gd、Tb、Dy)C1_3-HCl-P507-煤油三元稀土萃取体系中有机相稀土总浓度的半经验模型。模型的形式简单、精度较高。

稀土萃取模糊PID恒压给料流量控制

在稀土萃取过程中,给料输送管往往存在欠压或过压状况,给萃取过程造成麻烦。在阀门开口控制流量基础上,通过扬程流量特性曲线,分析了给料系统流量与压力之间的关系,利用模糊PID参数自整定控制对给料压力以仿真,使压力快速平稳变化。

热脱附-气相色谱-质谱法测定稀土萃取分离车间固定污染源废气中18种挥发性有机化合物的含量

提出了热脱附-气相色谱-质谱法测定稀土萃取分离车间固定污染源废气中18种挥发性有机化合物(VOCs,包括1,1-二氯乙烷、1,2-二氯乙烯、1,1,2-三氯乙烷、甲苯、1,2,4-三甲基苯、苯、三氯乙烯、四氯乙烯,C_(7)~C_(16)等10种正构烷烃)含量。将采样器与2只串联的吸附管(装载有2种石墨化碳黑和1种碳分子筛)连接,于固定污染源排气口以50~65 mL·min^(-1)采样速率采集样品50 mL,密封吸附管,置于热脱附仪上,按照优化的仪器工作条件测定收集的气体中的18种VOCs含量(苯和四氯乙烯含量为2只吸附管吸附量的加和)。吸附管和聚焦冷阱的脱附温度均设置为350℃,脱附时间均设置为10 min。结果显示,10种正构烷烃标准曲线的线性范围为50.0~400 ng,其他8种VOCs的质量在20.0~300 ng内与其对应的峰面积与内标物峰面积的比值呈线性关系,检出限(3s)为0.0015~0.026 mg·m^(-3)。对空白样品进行3个浓度水平的加标回收试验,18种VOCs的回收率为73.5%~110%,测定值的相对标准偏差(n=5)为1.2%~22%。4家实验室同时采用以上方法分析空白加标样品,偏差的绝对值均小于参考HJ 168-2010计算所得的再现性限。

基于文本聚类的稀土萃取技术专利信息分析

稀土金属是一个国家重要的战略资源,我国作为稀土资源大国,却由于缺乏核心专利技术制约了稀土资源的深度开发。为了研究稀土核心专利技术的演进过程,解决我国稀土专利布局的问题,本文利用Lingo文本聚类算法对国内外稀土领域专利信息进行了深入的分析,研究和探索了稀土萃取领域专利申请主体的迁移和研究主题的变迁,并通过可视化的专利地图加以展示。本文的研究结果为我国追踪稀土萃取专利研究热点提供一定的借鉴和参考,对于我国企业专利信息应用、技术研发和知识产权规划布局具有重要意义。

搅拌器安装高度对稀土萃取槽传输性能的影响

自行设计了具有单层倾斜式四叶片搅拌器的稀土分离萃取槽,采用FLUENT软件建立了稀土萃取槽三维几何模型,并利用多重参考系模型对5种方案(即搅拌器安装高度H分别为L/12=50 mm、3L/12=150 mm、5L/12=250 mm mm、7L/12=350 mm、9L/12=450 mm)下萃取槽内流体流动轨迹、流速分布、低速区体积分数及混匀时间等进行了仿真研究。研究发现:搅拌器高度为5L/12时,萃取槽内Z轴方向上流体流速分布合理,无明显低速区;搅拌器高度为7L/12时,搅拌槽内低速区体积分数最低,仅为0. 936%;搅拌器高度为5L/12时,萃取槽内各监测点混匀时间最短、在19. 3 s～26. 2 s之间。研究结果表明:所设计的稀土萃取槽的搅拌器高度在5L/12～7L/12范围内,综合性能良好,可供稀土萃取相关领域的研究和设计参考。

基于QPSO-ELM的稀土萃取过程组分含量预测研究

分析了稀土串级萃取分离的工艺流程,探讨了QPSO优化ELM参数的方法对稀土萃取槽中离子组分含量的预测精度与速度问题,并运用该方法对某厂镨/钕萃取中镨工艺参数的生产数据进行了现场预测分析。结果表明,该软测量方法预测速度快、精度较高,符合稀土萃取生产检测要求。

不同结构稀土萃取槽传输性能对比研究

自行设计了具有单层直叶片和单层斜叶片搅拌器的稀土萃取槽,利用数值模拟方法对比研究了采用2种不同搅拌器时,稀土萃取槽混合室内的流体传输性能。结果表明,采用单层斜叶片搅拌器的稀土萃取槽具有良好的综合性能。

基于支持向量机的稀土萃取过程建模方法

支持向量机算法用于软测量建模能较好地解决小样本、非线性、高维数、局部极值等问题.本文针对稀土萃取过程组分含量在线检测的难题,将具有径向基(RBF)核函数的支持向量机算法应用于稀土萃取过程组分含量软测量建模,并讨论了模型参数的选择及其对模型的影响.通过某稀土公司生产过程实际采集数据的仿真试验,结果表明基于支持向量机算法的组分含量软测量模型具有较高的泛化能力和较快的预测速度,是实现稀土萃取过程组分含量软测量的一种有效方法.

有机膦酸酯稀土萃取剂的快原子轰击质谱研究

本文报道了用正、负离子快原子轰击质谱法鉴定有机膦酸酯稀土萃取剂的方法。结果表明:该类化合物的FABMS比较简单,具有〔MH〕^+,〔M_2H〕^+,〔M_3H〕^+等系列离子;断裂方式简明,规律性强。主要表现为C—O,P—O,C—P键断裂;在正离子FABMS中,准分子离子经C—O键断裂,重排后形成的离子RP(OH)_3^+为基峰离子,在负离子FABMS中,准分子离子RP(O)(OR_1))O^-为基峰。

稀土萃取系统动态矩阵控制(DMC)的分布式仿真平台

稀土萃取过程具有多变量、强耦合、非线性、时变及大时滞等综合复杂特性,为解决其智能控制技术的工程化验证问题,建立了稀土萃取系统DMC分布式仿真实验平台。实验平台由优化计算机、过程控制系统(PCS)、仪表与执行机构的虚拟装置和模拟现场萃取过程的对象计算机组成。在对象计算机上,通过MATLAB和组态软件之间的无缝链接,有效地模拟稀土萃取系统的输入输出特性。该实验平台的所有过程信号与工业现场一致。实验结果表明,它可以有效地从工程角度验证DMC系统的控制性能。

稀土萃取中的四分组效应研究——f轨道的配位场理论

建立了f轨道的配位场理论,阐明了镧系元素的“四分组效应”,从而说明了镧系三价金属离子有关物理化学性质的递变规律。