CN106442704A - 一种磁铁矿精矿含铁量快速测量***及其测量方法 - Google Patents

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袁业刚
王丽杰
杨羽翼
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Abstract

本发明公开了一种磁铁矿精矿含铁量快速测量***及其测量方法，包括有信息采集电路，用于收集矿石中的数据信息，并将采集到的数据信息发送至信号调理电路；信号调理电路，包括了相互耦接的相敏检波电路和滤波电路，所述相敏检波电路用于将信号采集电路采集的多种不同频率、相位的信号进行选频和调制，所述滤波电路用于滤出含铁信号频率；单片机控制电路，在该电路中包括有单片机，所述单片机与信号调理电路耦接，用于对调理后的含铁信号进行运算，并将运算数据发送至PC上位机；PC上位机，用于整合运算数据，并计算出具体含铁量，显示在屏幕上进行反馈。

Description

一种磁铁矿精矿含铁量快速测量***及其测量方法
技术领域：
本发明涉及矿石检测技术领域，具体是涉及了一种磁铁矿精矿含铁量快速测量***及其测量方法。
背景技术
国外铁矿资源具有富矿比例大、品质优良、分布集中的优势，由于资源特色决定，国外铁矿产品以块矿或粉矿形式居多，因此关于铁精粉品位检测方面的报导较少，铁矿产品生产及指标评估主要倾向于铁矿石或铁精矿领域。近年来，伴随着铁矿资源的不断开采，一些国家已经开始将开采目标由高品位铁矿石转为低品位铁矿石，通过将低品位铁矿石进行选矿处理得到铁精粉，进而加工生产相应冶金产品。目前，为了提高企业的产品质量，对富铁矿也进行了选矿处理，主要目的是提铁降硅降铝降磷。所以，无论是就国内还是国际而言，铁矿生产企业都面临着铁精粉生产与加工技术的不断发展及技术创新的考验。
澳大利亚近年来在X射线荧光光谱法取得了突破性的进展，并应用于工生产现场。
与国外相比，目前国内用于测定铁精粉品位的常规方法为化学分析方法，使用最经典的是重铬酸钾滴定法。重铬酸钾滴定法，其基本原理为铁矿石试样经溶解后，以氯化亚锡还原三价铁为二价铁，过量的氯化亚锡用氯化汞氧化去除。但这种方法易引入误差，影响测定结果的准确度。随着科学技术的不断发展，新的滴定法如抗坏血酸滴定法等相继问世。抗坏血酸滴定法是一种简单快速的测定方法，它的好处是消除了汞、铬对水体的污染，但抗坏血酸有较强的还原性，其标准溶液易被空气氧化，且来自蒸馏水中的微量铜对抗坏血酸的氧化有催化作用，不利于标准溶液的稳定性，这一问题长期未得到很好解决，影响了它在分析上用作还原滴定剂的推广。
近年来经过相关研究人员的不懈努力，改良了上述测定铁精粉品位的方法，方法如下：薛明浩等根据多年的分析化学工作经验及参考有关文献，用硫酸铜代替重铬酸钾，利用硫酸铜中二价铜离子的催化作用，加水稀释溶液体积，借用水中氧和空气中的游离氧氧化，使“钨蓝”色泽褪去，避免了用重铬酸钾氧化“钨蓝”褪色易引入的分析误差。
王瑞斌等采用盐酸羟胺代替氯化亚锡将三价铁定量还原，盐酸羟胺在酸性溶液中是一种强还原剂，与氧化剂作用时被氧化为氮气，过量的盐酸羟胺可通过加入硫酸煮沸去除，但该方法中过量盐酸羟胺是否完全被氧化没有明显的终点指示，较易产生误差。
马茜等在使用抗坏血酸作还原剂测定铁矿石中全铁的过程中，在抗坏血酸标准溶液中加入少量EDTA稳定剂，大大改善了标准溶液的稳定性，既消除了重金属污染，同样能够达到国家标准方法的要求。
成凤桂等用N-溴代丁二酞亚胺测定铁，在溶样后的试液中加入过量的抗坏血酸，以碘化钾淀粉为指示剂，以N-溴代丁二酞亚胺滴定剩余的抗坏血酸，该方法的优点同样是无铬离子、汞离子的污染，解决了抗坏血酸滴定终点突变不明显的问题，缺点是N-溴代丁二酞亚胺温度稍高易分解，并须在使用前配制，不利于生产中控制分析。
可见改良后的化学方法在一定程度上解决了操作上的不便，但在快速化，便携化上还有待提高。
除化学分析方法外，仪器分析方法具有速度快、精度高的优点。应用于铁矿石中铁精粉品位测定的仪器分析方法主要有电位滴定法、X射线荧光光谱法、示波极谱滴定法。
赵怀颖等在自动电位滴定铁矿石中全铁含量的研究中，仔细讨论了不同的预还原体系对于电位滴定终点的影响预还原体系滴定终点电位突跃明显，结果准确度较高，精密度较好。
用X射线荧光光谱仪测量铁矿石中各元素含量，与传统的化学法相比，具有分析速度快，试样加工相对简单、偶然误差小等特点。由于铁矿石基体复杂，易对主含量铁的测定产生明显基体效应，X射线荧光光谱直接测定全铁含量误差较大，无法满足工业上和外贸结算时铁精粉品位精度的要求。
二十世纪八九十年代，由于需要使用有毒的汞膜电极，且铁矿石实际样品基体复杂，对其测定干扰较大，近年来该方法研究鲜有报道。
综上所述，重铬酸钾滴定法是最经典的化学测量方法，但对环境污染严重，已不再适合继续应用。抗坏血酸滴定法有局限性，适用范围和稳定性无法达到国家或国际标准的要求仪器检测的准确度及样品前处理和仪器分析软件的优化，仍待进一步完善。
发明内容：
本发明的目的是为了研究顺应技术发展趋势，研究基于电磁感应原理的快速测量***及其测量方法，实现快速便捷和精准的测量。
所述目的是通过如下方案实现的，
一种磁铁矿精矿含铁量快速测量***，包括有
信息采集电路，用于收集矿石中的数据信息，并将采集到的数据信息发送至信号调理电路；
信号调理电路，包括了相互耦接的相敏检波电路和滤波电路，所述相敏检波电路用于将信号采集电路采集的多种不同频率、相位的信号进行选频和调制，所述滤波电路用于滤出含铁信号频率；
单片机控制电路，在该电路中包括有单片机，所述单片机与信号调理电路耦接，用于对调理后的含铁信号进行运算，并将运算数据发送至PC上位机；
PC上位机，用于整合运算数据，并计算出具体含铁量，显示在屏幕上进行反馈。
作为本发明的改进，所述信号采集电路包括了圆柱状探头。
作为本发明的进一步改进，所述单片机为PIC18F458。
一种采用上述磁铁矿精矿含铁量快速测量***进行快速测量的方法，包括了以下步骤：
1)、使用圆柱状探头触碰待检测的磁铁矿精矿，由于磁铁矿精矿带有磁性，根据电磁感应原理，所述圆柱状探头在其表面移动时能产生电流信号，由此完成对矿石中数据信息的采集；
2)、信息采集电路将采集到的数据信息发送至相敏检波电路，此上述的相敏检波电路用于将信号采集电路采集的多种不同频率、相位的信号进行选频和调制，并将信号传递至滤波电路，滤波电路预先根据含铁信号的默认频率进行设置，由此将含铁信号滤出，并将滤出的含铁信号发送至单片机控制电路；
3)、单片机控制电路中的单片机接收到含铁信号后，对该信号进行运算，并将运算数据信号进一步发送至PC上位机；
4)、PC上位机对运算数据信号进行整合，计算出该磁铁矿精矿中的具体含铁量，并将数值显示在PC屏幕上供读取。
作为上述方法的具体技术方案，PC上位机中内置有CPU。
作为本发明的进一步改进，所述单片机与所述PC上位机之间通过基于TCP/IP协议的信号线相连。
作为本发明的优选，所述PC上位机采用Java/C++编程。
与现有技术相比，本发明的优点在于：互感式电感传感器测量磁铁矿含铁量***具有实时测量、操作便捷、体积小巧、受环境影响小等优点。不仅能实现铁精矿含铁量快速测量的实时性，实现其产品化，从而为进一步的快速测量奠定基础。而且提高我国钢铁企业的工作效率，带动我国铁矿产业向着高效率、智能化的方向发展。
附图说明：
图1是本发明中磁铁矿精矿含铁量快速测量***的结构示意图。
具体实施方式：
下面结合附图详细阐述本发明优选的实施方式。
本发明提供一种磁铁矿精矿含铁量快速测量***，包括有信息采集电路，用于收集矿石中的数据信息，并将采集到的数据信息发送至信号调理电路；该信号采集电路中包括有圆柱状探头，该圆柱状探头根据电磁互感原理，采用双路补偿结构，外形上设计成圆柱状，便于采集磁铁矿信息。这里所涉及的双路补偿结构，就是目前在检测技术领域常用的双路补偿技术。该测量***还包括了信号调理电路，包括了相互耦接的相敏检波电路和滤波电路，所述相敏检波电路用于将信号采集电路采集的多种不同频率、相位的信号进行选频和调制，所述滤波电路用于滤出含铁信号频率；
还包括了单片机控制电路，在该电路中包括有单片机，所述单片机采用的是PIC18F458，该单片机与信号调理电路耦接，用于对调理后的含铁信号进行运算，并将运算数据发送至PC上位机；上述的PC上位机，用于整合运算数据，并计算出具体含铁量，显示在屏幕上进行反馈。在PC上位机中内置有CPU。所述单片机与所述PC上位机之间通过基于TCP/IP协议的信号线相连。所述PC上位机采用Java/C++编程。
一种采用上述的磁铁矿精矿含铁量快速测量***进行快速测量的方法，包括了以下步骤：
1)、使用圆柱状探头触碰待检测的磁铁矿精矿，由于磁铁矿精矿带有磁性，根据电磁感应原理，所述圆柱状探头在其表面移动时能产生电流信号，由此完成对矿石中数据信息的采集；
2)、信息采集电路将采集到的数据信息发送至相敏检波电路，此上述的相敏检波电路用于将信号采集电路采集的多种不同频率、相位的信号进行选频和调制，并将信号传递至滤波电路，滤波电路预先根据含铁信号的默认频率进行设置，由此将含铁信号滤出，并将滤出的含铁信号发送至单片机控制电路；
3)、单片机控制电路中的单片机接收到含铁信号后，对该信号进行运算，并将运算数据信号进一步发送至PC上位机；
4)、PC上位机对运算数据信号进行整合，计算出该磁铁矿精矿中的具体含铁量，并将数值显示在PC屏幕上供读取。
以上所述使本发明的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种磁铁矿精矿含铁量快速测量***，其特征在于：包括有
信息采集电路，用于收集矿石中的数据信息，并将采集到的数据信息发送至信号调理电路；
信号调理电路，包括了相互耦接的相敏检波电路和滤波电路，所述相敏检波电路用于将信号采集电路采集的多种不同频率、相位的信号进行选频和调制，所述滤波电路用于滤出含铁信号频率；
单片机控制电路，在该电路中包括有单片机，所述单片机与信号调理电路耦接，用于对调理后的含铁信号进行运算，并将运算数据发送至PC上位机；
PC上位机，用于整合运算数据，并计算出具体含铁量，显示在屏幕上进行反馈。
2.根据权利要求1所述的磁铁矿精矿含铁量快速测量***，其特征在于：所述信号采集电路包括了圆柱状探头。
3.根据权利要求2所述的磁铁矿精矿含铁量快速测量***，其特征在于：所述单片机为PIC18F458。
4.一种根据如权利要求1所述的磁铁矿精矿含铁量快速测量***进行快速测量的方法，包括了以下步骤：
1)、使用圆柱状探头触碰待检测的磁铁矿精矿，由于磁铁矿精矿带有磁性，根据电磁感应原理，所述圆柱状探头在其表面移动时能产生电流信号，由此完成对矿石中数据信息的采集；
2)、信息采集电路将采集到的数据信息发送至相敏检波电路，此上述的相敏检波电路用于将信号采集电路采集的多种不同频率、相位的信号进行选频和调制，并将信号传递至滤波电路，滤波电路预先根据含铁信号的默认频率进行设置，由此将含铁信号滤出，并将滤出的含铁信号发送至单片机控制电路；
3)、单片机控制电路中的单片机接收到含铁信号后，对该信号进行运算，并将运算数据信号进一步发送至PC上位机；
4)、PC上位机对运算数据信号进行整合，计算出该磁铁矿精矿中的具体含铁量，并将数值显示在PC屏幕上供读取。
5.根据权利要求4所述的快速测量的方法，其特征在于：PC上位机中内置有CPU。
6.根据权利要求5所述的快速测量的方法，其特征在于：所述单片机与所述PC上位机之间通过基于TCP/IP协议的信号线相连。
7.根据权利要求4所述的快速测量的方法，其特征在于：所述PC上位机采用Java/C++编程。
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