水溶液中钼浓度在线检测仪的制作方法

本发明属于矿山及环境中金属离子检测技术领域，具体涉及一种水溶液中钼浓度在线检测仪，用于我国某铀钼矿水冶工艺中钼浓度的检测。

背景技术：

钼矿水冶过程中需要对钼含量进行监测，目前有人工分析和仪器分析两种模式，仪器分析可以减少人力，但仍需要人工取样。所以需要开发一种能够在线取样自动进行钼浓度检测的仪器。

流动注射技术与分光光度法的结合应用，使得钼的测定仪器得到开发利用。商品化的钼测定仪有意大利hanna生产的钼离子浓度测定仪，检测范围0.0～40.0mg/l，利用光度检测法实现钼浓度的实验室测定。德国lovibond生产的钼酸盐目视测定仪，通过比色法测定0.0～100.0mg/l钼含量。国产钼测定仪多为非在线检测，测量范围有0.00～0.30mg/l和0.00～40.00mg/l，前者适用于蒸馏水、饮用水、生活用水和地表水中钼浓度的定量测定，后者适用于实验室和现场的多水质测定。

分光光度法是钼测量常用的一种方法，主要通过还原剂将钼(ⅵ)还原为钼(ⅴ)，然后利用硫氰酸盐与钼(ⅴ)形成橙红色配合物，该配合物在460nm处产生最大吸收，从而测定钼的含量。其中所用还原剂主要有氯化亚锡、硫脲、抗坏血酸等，硫氰酸盐有硫氰酸钠、硫氰酸钾。对于在线检测，要求显色时间短、体系稳定，需选择一种适合在线测定的方法研制钼在线检测仪实现钼浓度的在线检测。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种水溶液中钼浓度在线检测仪，以满足矿山等复杂环境中的检测要求以及长期监控需求。

为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种水溶液中钼浓度在线检测仪，包括电路系统和化学流路系统；电路系统位于机箱上部，包括电源、微型计算机系统、控制驱动电路、光度检测电路及信号输出电路；化学流路系统位于机箱下部，包括蠕动泵、电磁阀；微型计算机系统给出的控制信号经控制驱动电路驱动蠕动泵和电磁阀工作，被测溶液经光度检测电路产生光吸收信号,微型计算机系统采集该信号后，运算转换成吸光度值，据此吸光度值计算出试样中被测物的浓度值；信号输出电路将测量结果、运行状态信号送给外接的设备实现远程监控。

所述的微型计算机系统、控制驱动电路、光度检测电路、信号输出电路集中在一块电路板上，电源在另一块电路板上。

所述的电磁阀一共八个，其中一路通空气的管路上依次设置有电磁阀1、电磁阀2、电磁阀3、电磁阀4，另一路通废液的管路上依次设置有电磁阀6、电磁阀5，两路管路经过电磁阀7后汇聚到一根管路上，汇聚后的管路上依次设置有蠕动泵、电磁阀8、测量杯。

利用硫氰酸盐和钼形成的橙红色配合物，通过分光光度法检测钼浓度，测量流程如下：

(1)开启电磁阀1和电磁阀7，蠕动泵顺时针转，替换水样；

(2)开启电磁阀1、电磁阀7和电磁阀8，蠕动泵顺时针转，水样进入测量杯；

(3)开启电磁阀7和电磁阀8，蠕动泵顺时针转，进空气进行搅拌；

(4)开启电磁阀2，蠕动泵顺时针转，进行硝酸定量；

(5)开启电磁阀7和电磁阀8，蠕动泵顺时针转，将硝酸泵入测量杯并搅拌；

(6)开启电磁阀3，蠕动泵顺时针转，定量还原剂；

(7)开启电磁阀7和电磁阀8，蠕动泵顺时针转，将还原剂泵入测量杯并搅拌；

(8)开启电磁阀4，蠕动泵顺时针转，定量硫氰酸盐溶液；

(9)开启电磁阀7和电磁阀8，蠕动泵顺时针转，将硫氰酸盐溶液泵入测量杯并搅拌；

(10)读吸光度；

(11)开启电磁阀8，蠕动泵逆时针转，排放废液；

(12)开启电磁阀1和电磁阀7，蠕动泵顺时针转，进纯水清洗测量杯；

(13)开启电磁阀7和电磁阀8，蠕动泵顺时针转，搅拌；

(14)开启电磁阀8，蠕动泵逆时针转，排放废液；

(15)开启电磁阀1、磁阀7和电磁阀8，蠕动泵顺时针转，进纯水清洗测量杯；

(16)开启电磁阀7，蠕动泵顺时针转，搅拌均匀，读清洗水相对应的吸光度；

(17)开启电磁阀8，蠕动泵逆时针转，排放废液；

(18)显示测量结果。

本发明所取得的有益效果为：

本发明在硝酸体系中钼(ⅴ)与硫氰酸盐形成橙红色配合物，通过470nm光源检测吸光度，从而测定钼的浓度。仪器通过管路连接试剂、水样，通过泵自动吸入、排出，实现了1mg/l～50mg/l范围钼的自动检测。

(1)大大减少人工成本：相比实验室取样检测，钼在线测定仪可以连接到水质检测的工艺流程或环境中，除定期进行试剂添加外，无需其它人工操作。

(2)实现了钼(ⅴ)和钼(ⅵ)的共同测定：由于还原剂的加入将钼(ⅵ)还原为钼(ⅴ)，所以显色测定的结果为钼含量的总和。

(3)多种杂质离子无干扰：铝(ⅲ)等离子在该体系中无显色，另外铁(ⅲ)离子由于被还原剂还原为亚铁离子fe(ⅱ)，而fe(ⅱ)与硫氰酸根不产生显色反应，故不影响钼的测定。

(4)自动记录数据：自动记录数据，并可通过查询功能，查询历史测量结果。

附图说明

图1为水溶液中钼浓度在线检测仪电子学系统结构图；

图2为水溶液中钼浓度在线检测仪化学流路系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1、图2所示，本发明所述水溶液中钼浓度在线检测仪包括电路系统和化学流路系统。电路系统位于机箱上部，包括电源、微型计算机系统、控制驱动电路、光度检测电路及信号输出电路。化学流路系统位于机箱下部，包括蠕动泵、电磁阀、化学管路及测量杯。微型计算机系统、控制驱动电路、光度检测电路、信号输出电路集中在一块电路板上，电源在另一块电路板上。

仪器各部件的控制、测量信号的采集、处理及测量结果的计算、显示、存储由微型计算机系统完成。微型计算机系统给出的控制信号经控制驱动电路驱动蠕动泵和电磁阀工作。被测溶液经光度检测电路产生光吸收信号,微型计算机系统采集该信号后，运算转换成吸光度值，据此吸光度值计算出试样中被测物的浓度值。信号输出电路将测量结果、运行状态等信号送给外接的设备可实现对仪器的远程监控。

蠕动泵和电磁阀，用于标样和试剂的吸入和输送，由微型计算机系统控制工作。电磁阀工作时，液路连通；电磁阀不工作时液路切断。电磁阀一共八个，其中一路通空气的管路上依次设置有电磁阀1、电磁阀2、电磁阀3、电磁阀4，另一路通废液的管路上依次设置有电磁阀6、电磁阀5，两路管路经过电磁阀7后汇聚到一根管路上，汇聚后的管路上依次设置有蠕动泵、电磁阀8、测量杯。

利用硫氰酸盐和钼形成的橙红色配合物，通过分光光度法检测钼浓度，测量流程如下：

(19)开启电磁阀1和电磁阀7，蠕动泵顺时针转，替换水样；

(20)开启电磁阀1、电磁阀7和电磁阀8，蠕动泵顺时针转，水样进入测量杯；

(21)开启电磁阀7和电磁阀8，蠕动泵顺时针转，进空气进行搅拌；

(22)开启电磁阀2，蠕动泵顺时针转，进行硝酸定量；

(23)开启电磁阀7和电磁阀8，蠕动泵顺时针转，将硝酸泵入测量杯并搅拌；

(24)开启电磁阀3，蠕动泵顺时针转，定量还原剂；

(25)开启电磁阀7和电磁阀8，蠕动泵顺时针转，将还原剂泵入测量杯并搅拌；

(26)开启电磁阀4，蠕动泵顺时针转，定量硫氰酸盐溶液；

(27)开启电磁阀7和电磁阀8，蠕动泵顺时针转，将硫氰酸盐溶液泵入测量杯并搅拌；

(28)读吸光度；

(29)开启电磁阀8，蠕动泵逆时针转，排放废液；

(30)开启电磁阀1和电磁阀7，蠕动泵顺时针转，进纯水清洗测量杯；

(31)开启电磁阀7和电磁阀8，蠕动泵顺时针转，搅拌；

(32)开启电磁阀8，蠕动泵逆时针转，排放废液；

(33)开启电磁阀1、磁阀7和电磁阀8，蠕动泵顺时针转，进纯水清洗测量杯；

(34)开启电磁阀7，蠕动泵顺时针转，搅拌均匀，读清洗水相对应的吸光度(基线)；

(35)开启电磁阀8，蠕动泵逆时针转，排放废液；

(36)仪器显示测量结果。