本發(fā)明涉及ORP值在線測量裝置，具體涉及一種用于測量鈾礦水冶廠浸出礦漿ORP值在線測量裝置。

背景技術：

ORP值是水溶液氧化還原能力的測量指標，單位是mV。一般通用在線ORP計由復合ORP電極和mV計組成。復合ORP電極集成了ORP測量電極和參比電極。在線ORP計可廣泛應用于環(huán)保、化工及濕法冶金等行業(yè)流程中氧化還原電位的在線測量與控制。在一些無污染或水質良好的應用場合，在線ORP計可以長時間置于被測液體中進行測量，并能獲取穩(wěn)定的高精度測量信號。但在特殊測量環(huán)境下，由于被測液體中可能含有導致電極污染的物質，如懸濁物、膠狀物、微生物、油脂、化學試劑、鈣鹽以及其他各種易形成結垢的結晶性物質，電極被污染是一個無法避免的問題。電極污染或結垢嚴重影響了測量電極惰性金屬敏感層對電子的敏感程度，導致傳感器的靈敏度不斷下降并最終失效，使對溶液ORP值測量無法進行,這是目前在線ORP計用在工藝流程在線分析中的最大障礙。因此，有效解決測量電極惰性金屬敏感層的除垢問題是特殊測量環(huán)境下ORP值測控系統(tǒng)成功應用的關鍵。

我國鈾礦水冶廠浸出工藝流程中，大多采用酸法浸出工藝，為了保證金屬鈾的浸出率，在鈾礦漿浸出階段通過添加氧化劑控制礦漿氧化還原電位，能使鈾充分氧化，從而達到較高的浸出率。若控制氧化還原電位過高，不但增大氧化劑的耗量，降低浸出工序的經(jīng)濟效益，并且影響后續(xù)吸附工藝的控制。它除了直接影響金屬鈾浸出率，而且還制約著后續(xù)工序的產量和質量，在整個生產過程中對各級浸出槽礦漿ORP值進行準確檢測和控制對產品的品質至關重要，工廠對各級浸出槽礦漿ORP值檢測和控制非常重視。其具體工況特點如下：

(1)整個過程的連續(xù)性較強，在生產的各階段，都必須對各級浸出槽內的ORP值進行準確測量；

(2)浸出礦漿中含有大量固體顆粒和泥沙，在酸法浸出過程中伴隨強烈機械攪拌，固體顆粒物和泥沙對ORP電極形成強烈沖擊和磨損，同時被測量礦漿介質酸堿性強，具有較強腐蝕性，ORP電極長時間置于被測液體中，容易老化或損壞，嚴重影響電極使用壽命；

(3)生成工藝介質顆粒較小且介質自身具有較高的粘性和附著性，經(jīng)過一段時間后附著在電極探頭表面，并且介質溫度較高，有助于發(fā)生結垢作用，從而隔離電極表面敏感膜與測量介質的接觸，造成ORP計測量失真。

基于我國鈾礦水冶廠實際工況，采用現(xiàn)有的通用ORP計測定系統(tǒng)的應用現(xiàn)狀并不樂觀，存在問題主要表現(xiàn)在：一是由于浸出礦漿本身臟污和與鈾礦石酸化反應生成某些難溶鹽在ORP電極上結垢，使惰性金屬電極敏感膜迅速鈍化，嚴重影響電極測量精度及動態(tài)響應特性，需要頻繁采用人工方法清洗電極，無形中加大了工人勞動強度，并且在人工清洗過程中易損壞電極；二是由于浸出礦漿溫度較高，并伴有強烈機械攪拌，使電極使用壽命短，誤差大,穩(wěn)定性差,維護量大等。很多鈾礦水冶廠浸出工序生產過程的ORP值在線檢測難以達到滿意的效果，甚至無法正常使用，一些企業(yè)仍采用人工測試與調節(jié)的原始方法，勞動強度大，控制不穩(wěn)定,一些廠礦對ORP值在線檢測只能敬而遠之，大部分鈾礦水冶廠都沒有實現(xiàn)對浸出礦漿ORP值的在線檢測。它是困擾我國鈾礦水冶浸出過程自動化的難題。目前我國鈾礦水冶廠浸出生產過程自動化水平低，勞動強度大，產量和質量波動大。因此，研究并解決鈾礦水冶廠浸出過程特殊工況下ORP值的測量和控制問題具有重要意義，研制具有帶自動清洗功能的智能型ORP在線測量裝置以滿足我國鈾礦水冶廠浸出過程中礦漿ORP值準確測量的需要，是提高我國鈾礦水冶廠浸出生產過程自動化水平的前提條件。

技術實現(xiàn)要素：

基于上述原因，本發(fā)明的目的在于提供一種用于測量鈾礦水冶廠浸出礦漿ORP值在線測量裝置，實現(xiàn)對溶液ORP值監(jiān)測，完成定時自動清洗。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術方案：一種用于測量鈾礦水冶廠浸出礦漿ORP值在線測量裝置，該裝置包括測量ORP值的ORP傳感器、轉換測量信號的ORP轉換器以及自動清洗裝置；所述的ORP傳感器通過電纜線連接ORP轉換器，其中ORP傳感器固定在ORP傳感器固定座上，電纜線穿過設置在ORP傳感器固定座上方的支撐管及電纜線引線帽連接至ORP轉換器；所述的自動清洗裝置包括不銹鋼高壓水管，在不銹鋼高壓水管端部連接高壓噴頭，高壓噴頭位于ORP傳感器正下方；不銹鋼高壓水管上還設有帶開關的增壓泵及電磁閥，帶開關的增壓泵及電磁閥均連接清洗控制器；其中，ORP傳感器、ORP傳感器固定座、部分支撐管、高壓噴頭、部分不銹鋼高壓水管浸入礦漿浸出槽的礦漿內；ORP傳感器將測得的溶液ORP值轉變?yōu)殡娦盘柡筝斔椭罯RP轉換器，ORP轉換器識別該電信號后并放大、計算轉換為相應的ORP值顯示，同時輸出標準電流信號至計算機系統(tǒng)，以實現(xiàn)對礦漿浸出槽內礦漿ORP值生產過程在線測量與控制；ORP轉換器定時自動發(fā)出清洗指令至清洗控制器控制對ORP傳感器的清洗時間和清洗間隔時間，清洗時控制電磁閥和帶開關的增壓泵打開，此時自來水通過不銹鋼高壓水管，經(jīng)帶開關的增壓泵增壓后，從不銹鋼高壓水管端部的高壓噴頭噴射，從而清洗ORP傳感器，除去ORP傳感器上的污染物。

如上所述的一種用于測量鈾礦水冶廠浸出礦漿ORP值在線測量裝置，其所述的ORP傳感器選用復合型ORP傳感器，即ORP傳感器集成了ORP電極以及參比電極。

如上所述的一種用于測量鈾礦水冶廠浸出礦漿ORP值在線測量裝置，其所述的ORP電極是一種在其敏感層表面進行電子吸收或釋放的電極，敏感層用鉑和金來制作；所述的參比電極是銀/氯化銀電極。

如上所述的一種用于測量鈾礦水冶廠浸出礦漿ORP值在線測量裝置，其所述的ORP傳感器輸出的mV電壓信號，經(jīng)過ORP轉換器識別并放大、計算轉換為相應的ORP值，同時輸出標準電流信號至計算機系統(tǒng)。

如上所述的一種用于測量鈾礦水冶廠浸出礦漿ORP值在線測量裝置，其所述的自動清洗裝置采用的自來水來自于現(xiàn)場工業(yè)自來水、通過帶開關的增壓泵增壓后沖刷ORP傳感器。

如上所述的一種用于測量鈾礦水冶廠浸出礦漿ORP值在線測量裝置，其所述的帶開關的增壓泵前設置了電磁閥與帶開關的增壓泵同步工作，若自來水壓力較高時，可關閉帶開關的增壓泵上開關，依靠自來水本身壓力進行清洗即可。

如上所述的一種用于測量鈾礦水冶廠浸出礦漿ORP值在線測量裝置，其所述的清洗控制器的控制由轉換器計算機系統(tǒng)實現(xiàn)。

如上所述的一種用于測量鈾礦水冶廠浸出礦漿ORP值在線測量裝置，其所述的ORP轉換器為內含單片機微處理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理、運算由單片機系統(tǒng)完成。

本發(fā)明的效果在于：針對鈾礦水冶廠浸出礦漿特殊介質，本發(fā)明對常規(guī)ORP計進行了升級改進，獲得了一種用于測量鈾礦水冶廠浸出礦漿ORP值在線測量裝置。其首先選擇適合于該介質體系的復合ORP傳感器，在此基礎上對ORP傳感器設計了帶定時自動清洗功能的裝置。本發(fā)明解決了ORP傳感器耐酸堿腐蝕、耐高溫、耐磨損問題，以及測量探頭因結垢而嚴重影響測量精度等問題；實現(xiàn)了儀表智能化，在測量精度，標定和操作性方面及儀器穩(wěn)定性和可靠性方面均有明顯提高，整套儀表在某鈾礦水冶廠測量浸出礦漿ORP值，其測量精度達到≤±5mV，滿足工業(yè)生產現(xiàn)場對礦漿ORP值準確測量的要求，同時為鈾礦水冶廠浸出礦漿ORP實現(xiàn)自動控制提供了準確標準信號，為鈾水冶廠浸出礦漿ORP實現(xiàn)生產過程自動控制創(chuàng)造了條件。該探頭設計思路在其他民用濕法冶金行業(yè)同樣適用，為其他濕法冶金行業(yè)提供了很好借鑒作用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的一種用于測量鈾礦水冶廠浸出礦漿ORP值在線測量裝置示意圖；

圖中：1.礦漿浸出槽；2.高壓噴頭；3.ORP傳感器；4.ORP傳感器固定座；5.不銹鋼高壓水管；6.支撐管；7.安裝法蘭；8.電纜線引線帽；9.ORP轉換器；10.清洗控制器；11.帶開關的增壓泵；12.電磁閥。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明所述的一種用于測量鈾礦水冶廠浸出礦漿ORP值在線測量裝置作進一步描述。

如圖1所示，本發(fā)明所述的一種用于測量鈾礦水冶廠浸出礦漿ORP值在線測量裝置，其包括測量浸出礦漿ORP值的ORP傳感器3、轉換測量信號的ORP轉換器9以及自動清洗裝置。

所述的ORP傳感器3通過電纜線連接至ORP轉換器9，其中ORP傳感器3固定在ORP傳感器固定座4上，電纜線穿過設置在ORP傳感器固定座4上方的支撐管6及電纜線引線帽8連接至ORP轉換器9。該ORP傳感器3選用復合型ORP傳感器，即ORP傳感器3集成了ORP電極以及參比電極。該ORP電極是一種可以在其敏感層表面進行電子吸收或釋放的電極，該敏感層是一種惰性金屬，通常是用鉑和金來制作。參比電極是銀/氯化銀電極。

所述的自動清洗裝置包括不銹鋼高壓水管5，在不銹鋼高壓水管5端部連接高壓噴頭2，高壓噴頭2位于ORP傳感器3正下方；不銹鋼高壓水管5上還設有帶開關的增壓泵11及電磁閥12，帶開關的增壓泵11及電磁閥12均連接清洗控制器10。

本發(fā)明的用于測量鈾礦水冶廠浸出礦漿ORP值在線測量裝置使用時，ORP傳感器3、ORP傳感器固定座4、部分支撐管6、高壓噴頭2、部分不銹鋼高壓水管5浸入礦漿浸出槽1的礦漿內；

ORP傳感器3將測得的溶液ORP值轉變?yōu)閙V電信號后輸送至ORP轉換器9，ORP轉換器9識別該電信號后并放大、計算轉換為相應的ORP值顯示，同時輸出標準電流信號至計算機系統(tǒng)，以實現(xiàn)對礦漿浸出槽1內礦漿ORP值生產過程在線測量與控制；

ORP轉換器9定時自動發(fā)出清洗指令至控制清洗控制器10，通過清洗控制器10控制對ORP傳感器的清洗時間和清洗間隔時間，清洗時控制電磁閥12和帶開關的增壓泵11打開，此時自來水(來自于現(xiàn)場工業(yè)自來水)通過不銹鋼高壓水管5，經(jīng)帶開關的增壓泵11增壓后，從不銹鋼高壓水管5端部的高壓噴頭2噴射，從而沖刷清洗ORP傳感器3，除去ORP傳感器上的污染物。若現(xiàn)場工業(yè)用自來水壓力較高時，可關閉帶開關的增壓泵11上開關，依靠現(xiàn)場工業(yè)用自來水本身壓力進行清洗即可。

本發(fā)明選擇了合適的ORP傳感器，為了實現(xiàn)對渾濁、黏稠礦漿體系的ORP值進行持續(xù)準確測量，需要重點解決ORP電極在礦漿體系結垢問題，本發(fā)明在ORP傳感器上設計了具有自動清洗功能裝置，它是實現(xiàn)對鈾礦水冶廠浸出礦漿ORP值穩(wěn)定、準確測量的關鍵。

本發(fā)明ORP傳感器結構簡潔，使用安裝方便，其中測量電極用鉑和金來制作，耐高溫，耐磨損和耐酸堿腐蝕，電極使用壽命長。本發(fā)明ORP測量精度達到≤±5.0mV，滿足工業(yè)生產現(xiàn)場對浸出礦漿氧化還原電位準確測量的要求。