一种铜电解进液管进液量检测方法与流程

本发明属于冶金工程湿法，涉及一种铜电解进液管进液量检测方法。

背景技术：

1、在铜电解精炼生产过程中，通过在生产高位槽出口安装流量计，对每方电解槽的流量进行调整，但是对单槽电解液循环量的调整仅仅依靠岗位员工多年的经验，这种肉眼观察的调整方式需要进行多次检查和精调，不仅使岗位员工的工作更加繁琐，也对生产过程的控制增加了不稳定因素，同时循环量控制的不稳定，也会对阴极铜产品质量造成影响，比如：

2、1、目前对单槽电解液的进液量和出液量调整仅仅依靠岗位员工凭多年的经验进行肉眼观察，这种肉眼观察的调整方式需要进行多次检查和精调，不仅使岗位员工的工作更加繁琐，也对生产过程的控制增加了不稳定因素，同时进出液量控制的不稳定，也会对阴极铜产品质量造成影响。有鉴于此，为避免对铜电解精炼生产的阴极铜产品产生影响，有必要设计一种单槽进液量检测装置；

3、2、通过在生产电解槽总管安装流量计，可对进入每方电解槽电解液的总流量进行检测调整，但对每方电解槽电解液的进液支管流量无法通过流量计进行有效检测，究其原因在于，进入每方电解槽的进液支管的管径较小，安装流量计后很快会因管内结渣堵塞造成流量计无法正常工作，拆卸清理麻烦；

4、3、采用电子流量计成本高、长期小管径进液支管使用容易形成锑、铋结渣，误差较大且使用不便；同时电子流量计在每个电解槽使用需进行电源线路、信号线路等铺设，使用过程中需24h通电。总体安装、运行投入成本高昂。

5、因此，为避免上述方法对铜电解精炼生产过程所产生的影响，采用本发明所述的方法。

技术实现思路

1、针对上述方法的不足，本发明提供一种铜电解进液管进液量的检测方法，利用光杠杆放大原理测量电解液压强、流速的变化进而通过物理计算直观掌握实时进液量，从而精准控制单槽电解液的进液量，使槽内电解液循环量更加稳定，保证阴极铜的产品质量。

2、为此，本发明采取以下技术方案：

3、一种铜电解进液管进液量检测方法，包括如下步骤：

4、a、在进液管的上方设置测压管，所述测压管的内部设有浮标，所述浮标的侧部设有光杠杆，所述光杠杆的侧部设有投影屏，且二者间隔约50-70mm，所述投影屏的下方设有激光发射器；

5、b、标记浮标的初始位置为l0，调节进液管阀门开度改变电解液流速，浮标跟随液面上下移动距离为δl，并使光杠杆镜面转动角度α，相应地，经光杠杆镜面反射后的光点在垂直放置的投影屏上移动了δh距离；

6、c、对于重力场中的不可压缩均质流体，伯努利方程为：

7、

8、式中：v为流体流动速度，g为重力加速度，h为流体处于的高度，p是流体所受的压强，ρ是流体的密度，c是恒量；

9、步骤b中转动角度α与浮标移动距离δl、光点移动距离δh之间的几何关系为：

10、tanα＝δl/d   (b)

11、tan(2α)＝δh/d   (c)

12、式中：d为光杠杆后足到前足连线的距离，d是投影屏到光杠杆镜面的距离，当α很小时，tanα＝α，tan(2α)＝2α，于是近似有：

13、α＝δl/d   (d)

14、2α＝δh/d   (e)

15、由式(d)、(e)可得：

16、δl＝d·δh/2d   (f)

17、d、通过调节阀门开度改变进液管内电解液的进液量，使得电解液内部压强发生了微小变化δp，由于液体传递压强的作用，使得测压管中的压强也发生变化，浮标移动了δl，根据p＝ρgh可得，电解液内部压强变化为：

18、δp＝2ρgδl＝ρgd·δh/d   (g)

19、因进液管内电解液的密度ρ、重力加速度g以及光杠杆后足到前足连线距离d均为定值，故电解液压强变化δp与光点移动距离δh成正比，与投影屏到光杠杆镜面距离d成反比；

20、e、通过伯努利方程转换得式(h)：

21、

22、由此可知进液管内电解液流速。

23、进一步地，所述进液管与测压管呈连通状态。

24、进一步地，所述浮标的顶部与光杠杆的端部呈固定连接。

25、本发明的有益效果在于：

26、1、本发明改变了对单槽电解液的进液量和出液量调整仅仅依靠岗位员工凭多年的经验进行肉眼观察现状，降低对生产过程的控制不稳定因素影响，提高了阴极铜产品质量；

27、2、本发明实现单个电解槽进液量辅助控制，进一步均衡单个电解槽进液量，稳定工艺精细化控制；

28、3、相比于采用电子流量计成本高、长期小管径进液支管使用容易形成锑、铋结渣，误差较大且使用不便，同时电子流量计在每个电解槽使用需进行电源线路、信号线路等铺设，使用过程中需24h通电。总体安装、运行投入成本高昂，本发明仅需进行定期清理和维护，使用成本低，寿命长、稳定性高；

29、4、本发明利用光杠杆放大原理将液面变化有效放大，既提高了测量精度，又避免对待测液体的污染。通过测量电解液压强、流速的变化进而通过物理计算直观掌握实时进液量，从而精准控制单槽电解液的进液量，使槽内电解液循环量更加稳定，保证阴极铜的产品质量，具有良好的经济效益。

技术特征：

1.一种铜电解进液管进液量检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种铜电解进液管进液量检测方法，其特征在于，所述进液管与测压管呈连通状态。

3.根据权利要求1所述的一种铜电解进液管进液量检测方法，其特征在于，所述浮标的顶部与光杠杆的端部呈固定连接。

技术总结
本发明提供一种铜电解进液管进液量检测方法，利用光杠杆放大原理将液面变化有效放大，既提高了测量精度，又避免对待测液体的污染，通过测量电解液压强、流速的变化进而通过物理方式直观掌握单个电解槽实时进液量，从而精准控制单槽电解液的进液量，使槽内电解液循环量更加稳定，保证阴极铜的产品质量，具有良好的经济效益，同时操作简易，实用性强。

技术研发人员：彭润德,高新峰,李晓波,孙尚礼,陈志俊,屈海军,杨晓亮,景玉红
受保护的技术使用者：金川集团铜业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14