含砷精金矿焙烧炉内三氧化二砷气体的浓度检测装置

摘要

本发明属于金属冶炼过程中的炉内气体浓度检测装置，具体涉及一种含砷精金矿焙烧炉内三氧化二砷气体的浓度检测装置，包括焙烧炉炉壁上设置的第一通光窗口和第二通光窗口，所述第一、第二通光窗口彼此正对设置，所述第一通光窗口外侧设有红外光源和红外探测器，所述第二通光窗口外侧设有直角反射镜，所述红外光源发出的红外信号穿过焙烧炉炉腔经直角反射镜反射后返回红外探测器，所述红外探测器与光谱仪系统相连。本发明采用红外光谱技术测量焙烧炉内的三氧化二砷浓度，实现了三氧化二砷的精确实时在线监测，有利于优化黄金冶炼工艺，提高黄金品质。

说明书

技术领域

本发明属于金属冶炼过程中的炉内气体浓度检测装置，具体涉及一 种含砷精金矿焙烧炉内三氧化二砷气体的浓度检测装置。

背景技术

含砷精金矿冶炼过程中砷的存在形态对黄金率与品质具有重要影 响，焙烧过程中氧气不充分时砷以三氧化二砷的气态挥发，三氧化二砷 为剧毒物质，温度低于200℃时冷凝为固态；氧气充分时砷以五氧化二 砷的固态形态存在，五氧化二砷烧渣中的三氧化二铁、氧化铅等生成难 挥发的砷酸盐，会造成黄金的二次包裹，降低黄金的产出量和品质。因 此实时准确的检测焙烧炉内三氧化二砷气体的浓度，对于含砷精金矿冶 炼过程的智能控制具有重要意义。

目前传统的检测方法大都采用抽取式测量或氧化锆探测器测量，抽 取式测量的不足之处在于，抽取过程中样品受吸附、其他物质污染、人 为因素等干扰，对测量精度有一定的影响，收取过程耗时较长，测量结 果不能实时的反应气体浓度的变化；氧化锆探测器测量方法的不足之处 在于，探测器寿命短，测量滞后较大，易受温度影响，易受灰尘等污染。 传统方法难以实现对三氧化二砷浓度的精确连续实时在线监测。

发明内容

本发明的目的是提供一种含砷精金矿焙烧炉内三氧化二砷气体的 浓度检测装置，以实施检测焙烧炉内的三氧化二砷浓度。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：一种含砷精金矿焙 烧炉内三氧化二砷气体的浓度检测装置，包括焙烧炉炉壁上设置的第一 通光窗口和第二通光窗口，所述第一、第二通光窗口彼此正对设置，所 述第一通光窗口外侧设有红外光源和红外探测器，所述第二通光窗口外 侧设有直角反射镜，所述红外光源发出的红外信号穿过焙烧炉炉腔经直 角反射镜反射后返回红外探测器，所述红外探测器与光谱仪系统相连。

本发明还提供了另一技术方案：一种含砷精金矿焙烧炉内三氧化二 砷气体的浓度检测装置，包括焙烧炉炉壁上设置的第一通光窗口和第二 通光窗口，所述第一、第二通光窗口彼此正对设置，所述第一通光窗口 外侧设有红外光源，所述第二通光窗口外侧设有红外探测器，所述红外 光源发出的红外信号穿过焙烧炉炉腔后进入红外探测器，所述红外探测 器与光谱仪系统相连。

本发明的技术效果在于：采用红外光谱技术测量焙烧炉内的三氧化 二砷浓度，实现了三氧化二砷的精确实时在线监测，有利于优化黄金冶 炼工艺，提高黄金品质。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是本发明实施例2的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，作为本发明的优选实施例，一种含砷精金矿焙烧炉内 三氧化二砷气体的浓度检测装置，包括焙烧炉10炉壁上设置的第一通 光窗口11和第二通光窗口12，所述第一、第二通光窗口11、12彼此正 对设置，所述第一通光窗口11外侧设有红外光源41和红外探测器42， 所述第二通光窗口12外侧设有直角反射镜43，所述红外光源41发出的 红外信号穿过焙烧炉10炉腔经直角反射镜43反射后返回红外探测器 42，所述红外探测器42与光谱仪系统40相连。本发明采用红外光谱技 术测量焙烧炉10内的三氧化二砷浓度，实现了三氧化二砷的精确实时 在线监测，有利于优化黄金冶炼工艺，提高黄金品质.

进一步的，装置还包括分别用于对第一通光窗口11和第二通光窗 口12进行加热的第一加热单元和第二加热单元。三氧化二砷气体的温 度低于200℃时会冷凝形成结晶，若三氧化二砷在第一、第二通光窗口 11、12上形成结晶，必然会导致通光窗口的通光效果降低，进而影响测 量精度。本发明采用加热单元对第一、第二通光窗口11、12进行加热， 能够有效避免三氧化二砷在通光窗口上产生结晶，确保通光效果，进而 保证了测量精度。

优选的，所述第一加热单元包括第一通光窗口11外侧设置的第一 罩体20，所述第一罩体20与第一通光窗口11围合成第一气室，第一气 室内充入与三氧化二砷气体的红外吸收特性不同的导热气体，第一罩体 20上设有第一电加热元件23，第一罩体20外端设有第三通光窗口21， 所述红外光源41和红外探测器42位于第三通光窗21口外侧；所述第 二加热单元包括第二通光窗口12外侧设置的第二罩体30，所述第二罩 体30与第二通光窗口12围合成第二气室，所述第二气室内充入与三氧 化二砷气体的红外吸收特性不同的导热气体，所述第二罩体30上设有 第二电加热元件34，所述直角反射镜43安装在第二气室内。

红外光源41发出的红外信号依次穿过第三通光窗口21、第一气室、 第一通光窗口11后进入焙烧炉10内，穿过焙烧炉10的红外信号，透 过第二通光窗12口进入第二气室并照射在直角反射镜43上，经过直角 反射镜43反射原方向返回，返回路径上依次经过第二通光窗口12、焙 烧炉10、第一通光窗口11、第一气室、第三通光窗口21，最后包含有 焙烧炉10内三氧化二砷浓度吸收信息的红外信号导入光谱仪系统40的 红外探测器42内，经过光谱仪分析可以精确获得焙烧炉10内三氧化二 砷的浓度信息。第一气室、第二气室内通入与三氧化二砷气体的红外吸 收特性不同的导热气体，一方面可以避免干扰气体的吸收干扰，以提高 测量精度；另一方面，可利用导热气体的导热性使电加热元件的温度快 速传递至第一通光窗口11和第二通光窗口12，以避免由于通光窗口表 面温度低于200℃，焙烧炉10内的三氧化二砷在红外通光窗口表面冷凝 形成结晶。

优选的，所述第一罩体20包括第一短管22，第一短管22内端设有 法兰盘24，该法兰盘24固定在焙烧炉10炉壁上，所述第三通光窗口 21安装在第一短管22外端管口处，所述第一电加热元件23是包覆在第 一短管22外壁上的电热丝；所述第二罩体30包括第二短管33，第二短 管33内端设有法兰盘35，该法兰盘35固定在焙烧炉10炉壁上，所述 第二短管33的外端管口处设有密封盖板32，所述第二电加热元件34是 包覆在第二短管33外壁上的电热丝。

优选的，所述导热气体为氮气。导热气体优选氮气一方面是因为氮 气无红外吸收特性，不会造成红外吸收干扰，且导热性能较好，另一方 面是因为氮气的价格相对低廉，能够节约设备成本。除氮气之外，本发 明还可以采用其他无红外吸收特性的惰性气体，也可以采用有红外吸收 特性但红外吸收波段与三氧化二砷的吸收波段不同的气体，例如一氧化 碳。

优选的，所述电热丝与温度控制系统相连，所述温度控制系统控制 电热丝的温度恒定在220℃。

实施例2

如图2所示，本发明的另一实施例为：一种含砷精金矿焙烧炉内三 氧化二砷气体的浓度检测装置，包括焙烧炉10炉壁上设置的第一通光 窗口11和第二通光窗口12，所述第一、第二通光窗口11、12彼此正对 设置，所述第一通光窗口11外侧设有红外光源41，所述第二通光窗口 12外侧设有红外探测器42，所述红外光源41发出的红外信号穿过焙烧 炉10炉腔后进入红外探测器42，所述红外探测器42与光谱仪系统40 相连。

本实施例将红外光源41和红外探测器42分别设置在两个通光窗口 外侧，但其工作原理基本与实施例1相同，可参照实施例1的实施方式 在第一、第二通光窗口11、12外侧设置气室对两通光窗口进行加热， 但第二通光窗口12外的气室应该增加第四通光窗口31，如图2所示， 以便于红外信号能够进入红外探测器42。