高浓度锌离子背景下检测痕量镍离子的扩展卡尔曼滤波优选方法

摘要

在锌湿法冶金的净化过程中,锌离子(Zn2+)与痕量镍离子(Ni2+)的浓度比高达105,且Zn2+与Ni2+谱峰重叠严重,使得Ni2+信号被高浓度锌信号完全掩蔽,导致Ni2+的灵敏度较低,以及Ni2+的吸光度和浓度呈现出很强的非线性关系.针对高锌溶液中Ni2+浓度难以检测的问题,本研究提出了一种基于紫外-可见吸收光谱在高锌背景下检测Ni2+的扩展卡尔曼滤波(EKF)波长优选的方法.首先制备Ni2+标准溶液,建立Ni2+的非线性模型,获取吸光系数矩阵;然后通过设置相关系数阈值方法选择滤波区间,最后通过扩展卡尔曼滤波分光光度法检测Ni2+浓度.Ni2+浓度的检测范围为0.3～6.0 mg/L,预测均方根误差(RMSEP)为0.145,平均相对偏差为3.86％.本方法快速、简单,适用于锌湿法冶金净化过程中Ni2+的实时检测和控制.