專利名稱：運(yùn)用模糊預(yù)測(cè)技術(shù)分離鎘的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種針對(duì)鎘分離過(guò)程的一些參數(shù)是非常復(fù)雜的，難以控制，使分離過(guò) 程出現(xiàn)滯后性、時(shí)變、多變量和非線性等的特點(diǎn)，使得一些常規(guī)的分離難以得到滿意的結(jié) 果。提出一種微量鎘富集分離的方法，提出了一種基于模糊控制的微量鎘富集分離的預(yù)測(cè) 模型。利用Tween80-(NH》^04-H20體系對(duì)微量鎘的分離富集的研究，即在一定的條件下， 從所采集的數(shù)據(jù)中產(chǎn)生模擬專家知識(shí)的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則，建立干擾條件對(duì)微量鎘的影響因素的映 射關(guān)系。只要設(shè)定一組條件就可以通過(guò)這些規(guī)則對(duì)該分離過(guò)程進(jìn)行預(yù)測(cè)，確定最佳分離條 件為:30% Tween80、10mL禾口 (NH4)2S04 6g、4. 5mol/L的硫酸溶液3. 0mL、30X碘化鉀溶液 2.0mL、0.24X的結(jié)晶紫溶液1.0mL。從而簡(jiǎn)化相關(guān)的復(fù)雜試驗(yàn)。其特征在于，針對(duì)鍍鋅管 道的大量應(yīng)用，怎樣分離富集水中鎘離子，減少鎘的攝入量，減少鎘對(duì)人體的危害，進(jìn)而消 除環(huán)境的危害。提出運(yùn)用模糊預(yù)測(cè)的方法使微量鎘很快的富集，進(jìn)而使鎘進(jìn)行分離，從而使 管道中的水得到提純。該法投資少、金屬離子回收率高、操作簡(jiǎn)單方便、基本上控制了環(huán)境 中鎘的含量、減少了鎘對(duì)人體的危害顯著等優(yōu)點(diǎn)。具體富集分離的方法分為兩階段進(jìn)行如 下 階段l :利用Tween80-(NH4)2S04-H20體系對(duì)微量鎘的分離富集的研究，運(yùn)用模糊預(yù) 測(cè)技術(shù)快速測(cè)出影響微量鎘分離的擾動(dòng)來(lái)源，確立合適的分離條件。 由于微量鎘分離富集過(guò)程中影響其分離的擾動(dòng)來(lái)源較多，無(wú)法建立一個(gè)包括各種擾動(dòng)在內(nèi)的數(shù)學(xué)模型，使得分離過(guò)程難以取得理想效果的特點(diǎn)，提出采用模糊預(yù)測(cè)技術(shù)進(jìn) 行微量鎘的富集分離可獲得高效、穩(wěn)定的控制效果。采用模糊預(yù)測(cè)技術(shù)使微量鎘在很短時(shí) 間內(nèi)就可以確定萃取的方案，其富集程度可達(dá)100%。
階段2 :選擇恰當(dāng)?shù)姆蛛x條件下，對(duì)微量鎘進(jìn)行富集分離。 在富集含量很高的條件下，快速啟用分離體系進(jìn)行分離提取，使水中的微量鎘的 分離效率達(dá)98%，大大降低了鎘對(duì)人體的危害。此階段微量鎘富集分離的時(shí)間在瞬間就可 以完成，而且分離高效穩(wěn)定，使一些鋅離子很好的發(fā)揮活性。 本實(shí)用新型方法的有益效果是，采用模糊預(yù)測(cè)技術(shù)進(jìn)行微量鎘的富集分離可獲得
高效、穩(wěn)定的控制效果。采用模糊預(yù)測(cè)技術(shù)使微量鎘在很短時(shí)間內(nèi)就可以確定萃取的方案，
其富集程度可達(dá)100%，分離效率在，投資少、金屬離子回收率高達(dá)98%、操作簡(jiǎn)單方便。既
適合于濕法冶金、分析化學(xué)領(lǐng)域，也適合環(huán)境保護(hù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等環(huán)保處理系統(tǒng)進(jìn)行主動(dòng)的預(yù)
防和控制環(huán)境的污染。 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的進(jìn)一步描寫(xiě) 鎘的分離富集過(guò)程往往具有較大的慣性和滯后，且是非線性和慢時(shí)變的。將預(yù)測(cè) 控制能否成功應(yīng)用于鎘的分離富集過(guò)程控制的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。采用模糊控制鎘的分離富集 條件的預(yù)測(cè)模型。即在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，從所采集的數(shù)據(jù)中產(chǎn)生模擬專家知識(shí)的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則，建 立酸度、顯色劑用量、分相鹽的用量對(duì)萃取率和鎘測(cè)定的影響因素的映射關(guān)系。這樣在試 驗(yàn)范圍內(nèi)，只要設(shè)定一組對(duì)鎘萃取率條件就可以通過(guò)這些規(guī)則對(duì)該分離和測(cè)定過(guò)程進(jìn)行預(yù) 測(cè)，從而簡(jiǎn)化相關(guān)的復(fù)雜試驗(yàn)。 當(dāng)設(shè)E為條件部分的模糊變量，即H2S04溶液的用量、顯色劑結(jié)晶紫溶液用量、分相 鹽(NH》^04的用量、KI溶液的用量以及Tween80的濃度；U對(duì)應(yīng)結(jié)論部分的模糊變量，即鎘 的萃取率。利用模糊控制技術(shù)，先確定輸入、輸出變量隸屬度函數(shù)，從已有的試驗(yàn)數(shù)據(jù)中建 立模糊控制規(guī)則庫(kù)；最終通過(guò)反模糊化，預(yù)測(cè)出鎘的萃取率。 在試驗(yàn)范圍內(nèi)，獲取了在結(jié)晶紫溶液用量1.0mL、分相鹽(NH》^0j勺用量6g、KI溶 液的用量2. OmL以及Tween80的濃度為12%的條件下，進(jìn)行鎘分離的最佳條件實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 利用模糊控制技術(shù)將輸入、輸出精確變量模糊化，建立模糊控制規(guī)則庫(kù)，把二者的非線性和 時(shí)變關(guān)系反映出來(lái)。這樣，當(dāng)設(shè)定一組數(shù)據(jù)時(shí)，通過(guò)這個(gè)模糊控制模型就可以將鎘分離的最 佳條件預(yù)測(cè)出來(lái)。最佳條件為30% Tween80、10mL和(NH4)2S04 6g、4. 5mol/L的硫酸溶液 3. 0mL、30X碘化鉀溶液2. OmL、0. 24%的結(jié)晶紫溶液1. OmL。實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值的相對(duì)誤差介 于-4 +4%之間，呈現(xiàn)出較好的吻合性。
權(quán)利要求
一種微量鎘富集分離的方法，其特征在于，建立了一種基于模糊控制的微量鎘富集分離的預(yù)測(cè)模型，使微量鎘很快的富集，進(jìn)而使鎘進(jìn)行分離，使管道中的水得到提純。具體富集分離的方法分為兩階段進(jìn)行如下階段1利用Tween80-(NH4)2SO4-H2O體系對(duì)微量鎘的分離富集的研究，運(yùn)用模糊預(yù)測(cè)技術(shù)快速測(cè)出影響微量鎘分離的擾動(dòng)來(lái)源，確立合適的分離條件。階段2在恰當(dāng)?shù)姆蛛x條件下，對(duì)微量鎘進(jìn)行富集分離。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微量鎘富集分離的方法，其特征是，階段1中，根據(jù)微量鎘分 離富集過(guò)程中影響其分離的擾動(dòng)來(lái)源，建立一個(gè)包括各種擾動(dòng)在內(nèi)的模糊數(shù)學(xué)模型，采用 模糊預(yù)測(cè)技術(shù)進(jìn)行微量鎘的富集分離預(yù)測(cè)和控制，確立合適的分離條件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微量鎘富集分離的方法，其特征是，階段2中，在富集含量很 高的條件下，快速啟用分離體系進(jìn)行分離提取，使水中的微量鎘的回收率達(dá)98%，大大降低 了鎘對(duì)人體的危害。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種運(yùn)用模糊預(yù)測(cè)技術(shù)分離鎘，具體是一種基于模糊控制的微量鎘富集分離的預(yù)測(cè)模型。利用Tween80－(NH4)2SO4－H2O體系對(duì)微量鎘的分離富集的研究，即在一定的條件下，從所采集的數(shù)據(jù)中產(chǎn)生模擬專家知識(shí)的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則，建立干擾條件對(duì)微量鎘的影響因素的映射關(guān)系。只要設(shè)定一組條件就可以通過(guò)這些規(guī)則對(duì)該分離過(guò)程進(jìn)行預(yù)測(cè)，確定最佳分離條件為30％Tween8010mL和(NH4)2SO46g、4.5mol/L的硫酸溶液3.0mL、30％碘化鉀溶液2.0mL、0.24％的結(jié)晶紫溶液1.0mL。從而簡(jiǎn)化相關(guān)的復(fù)雜試驗(yàn)。其特征在于，針對(duì)鍍鋅管道的大量應(yīng)用，怎樣分離富集水中鎘離子，減少鎘的攝入量，減少鎘對(duì)人體的危害，進(jìn)而消除環(huán)境的危害。提出運(yùn)用模糊預(yù)測(cè)的方法使微量鎘很快的富集，進(jìn)而使鎘進(jìn)行分離，從而使管道中的水得到提純。該法投資少、金屬離子回收率高、操作簡(jiǎn)單方便、基本上控制了環(huán)境中鎘的含量、減少了鎘對(duì)人體的危害顯著等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N30/08GK101738443SQ200910191838
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月9日
發(fā)明者劉閣, 陳彬 申請(qǐng)人:重慶工商大學(xué)