基于伽马-软测量的稳定萃取段镧-铈-镨-钕四组分定量分析

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作者 王飞亮 赵剑锟 +8 位作者 曾韬 李泳珲 邱海燕 曾奇 杜艳军 刘玉娟 吴和喜 李小燕 刘义保 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第4期1482-1487,共6页

质量配分检测是稀土萃取过程调控的重要依据,皂化P507-煤油萃取镧(La)-铈(Ce)-镨(Pr)-钕(Nd)溶液体系变化剧烈,时变、强耦合等非线性特征明显,且溶液体系无明显颜色变化,现有基于机器视觉和人工神经网络的软测量方法应用效果不佳。为解... 质量配分检测是稀土萃取过程调控的重要依据,皂化P507-煤油萃取镧(La)-铈(Ce)-镨(Pr)-钕(Nd)溶液体系变化剧烈,时变、强耦合等非线性特征明显,且溶液体系无明显颜色变化,现有基于机器视觉和人工神经网络的软测量方法应用效果不佳。为解决以上问题,首先采用机理建模法构建四组分定量分析的数理模型,其次通过测量La天然放射性同位素^(138)La@1.436 MeV特征伽马射线强度信息(辅助变量),同时预测四组分质量配分(主变量)信息,最后基于高纯锗探测器开展实验验证。结果表明:La最小可检测质量浓度为1.70 g/L,与实验结果相比,La、Ce、Pr、Nd质量浓度预测结果相对误差分别为-3.11%~4.23%、-5.81%~3.74%、-8.16%~6.68%、-19.87%~14.20%,检测灵敏度预测结果相对误差分别为1.33%、5.56%、-3.20%、-0.41%。所提出的“伽马-软测量”方法可实现La、Ce、Pr、Nd四组分高准确度、高灵敏度预测,检测过程不受萃取体系密度、酸度、温度等参数变化的影响,为稀土萃取质量配分检测提供新的技术参考。 展开更多

关键词 稀土 萃取分离 软测量 组分含量 伽马能谱

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基于多任务学习多目标优化的稀土元素组分含量与浓度多维度软测量

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作者 张水平 张奇涵 王碧 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期454-467,共14页

稀土混合萃取溶液中各元素组分含量的在线软测量是优化连续萃取生产过程、确保产品高纯化的前提.现有软测量方法可独立求解单个稀土元素组分含量,但忽略了多元素组分含量间或组分含量与其它相关因素(如浓度)间的共性.本文为探索多稀土... 稀土混合萃取溶液中各元素组分含量的在线软测量是优化连续萃取生产过程、确保产品高纯化的前提.现有软测量方法可独立求解单个稀土元素组分含量,但忽略了多元素组分含量间或组分含量与其它相关因素(如浓度)间的共性.本文为探索多稀土元素组分含量间及组分含量与浓度间的共性,将多任务学习方法用于稀土元素组分含量软测量中.首先,构建多任务深度神经网络,提高模型的泛化能力和鲁棒性.其次,提出基于多目标优化算法的稀土多元素组分含量预测方法,通过搜索Pareto最优以提升各任务的预测精度.经多组对比实验表明,该方法在多元素组分含量或多元素组分含量与浓度同时训练时性能最佳,能满足稀土元素组分含量在线检测的精确性和实时性. 展开更多

关键词 稀土萃取 组分含量 多任务学习 多目标优化 机器学习 深度学习 帕累托

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电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法测定镧玻璃废粉中稀土元素总量及配分量 被引量：12

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作者 周凯红 张立锋 刘晓杰 《中国无机分析化学》 CAS 2016年第3期62-65,共4页

建立了电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP—AES）法测定镧玻璃废粉中稀土元素总量和配分量的分析方法。样品经碱熔融后分离硅、铝等元素及钠盐，用硝酸和高氯酸破坏滤纸和溶解沉淀，用ICP-AES法测定稀土元素总量和配分量。讨论了溶解... 建立了电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP—AES）法测定镧玻璃废粉中稀土元素总量和配分量的分析方法。样品经碱熔融后分离硅、铝等元素及钠盐，用硝酸和高氯酸破坏滤纸和溶解沉淀，用ICP-AES法测定稀土元素总量和配分量。讨论了溶解样品条件、共存元素干扰等影响测定的各种因素。实际样品的稀土总量与草酸盐重量法测定结果一致，配分量与X-射线荧光光谱（XRF）法、电感耦合等离子体质谱（ICP—MS）法测定结果一致。RSD（n=11）在0．15％～1．1％，加标回收率为97％～105％。测定范围为：La2O3／REO（80％～98％）；CeO2／REO（2％～20％）；REO（16%～70％）。方法能快速准确地测定镧玻璃废粉中稀土元素总量及配分量。 展开更多

关键词 电感耦合等离子体原子发射光谱法 镧玻璃废粉 稀土元素总量 配分量

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稀土萃取分离过程组分含量区间控制方法 被引量：5

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作者 陆荣秀 何丽娟 +1 位作者 杨辉 张国庆 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期1058-1064,共7页

针对稀土萃取过程出口产品的组分含量可以在一定区间范围浮动的要求,提出了一种基于广义预测控制的稀土萃取过程组分含量区间控制方法。首先基于萃取分离过程数据辨识建立组分含量回声状态神经网络(echo state network,ESN)模型;然后针... 针对稀土萃取过程出口产品的组分含量可以在一定区间范围浮动的要求,提出了一种基于广义预测控制的稀土萃取过程组分含量区间控制方法。首先基于萃取分离过程数据辨识建立组分含量回声状态神经网络(echo state network,ESN)模型;然后针对稀土萃取过程中不同运行工况,采用改进的广义预测控制算法设计组分含量预测控制器,将系统的输出约束纳入求解控制律的优化问题中,使预测控制针对组分含量输出在不同的区域范围采用不同的控制强度,从而实现区间控制同时保证两端出口产品的纯度,最后基于Ce Pr/Nd(铈镨/钕)萃取过程数据的仿真试验验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 稀土萃取分离 组分含量区间控制 神经网络 动态建模 模型预测控制

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基于深度机器视觉的稀土元素组分含量预测 被引量：2

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作者 张水平 张奇涵 +3 位作者 王碧 张小林 蓝桥发 郭浩然 《有色金属科学与工程》 CAS 北大核心 2023年第4期587-596,共10页

稀土萃取过程中元素含量的快速检测有助于提高稀土产品质量,目前的检测仪器存在检测延时长和维护成本高等问题。基于部分稀土元素独特的颜色特征,如Pr离子、Nd离子,可将机器视觉方法用于元素组分含量的软测量。不同于传统机器视觉方法,... 稀土萃取过程中元素含量的快速检测有助于提高稀土产品质量,目前的检测仪器存在检测延时长和维护成本高等问题。基于部分稀土元素独特的颜色特征,如Pr离子、Nd离子,可将机器视觉方法用于元素组分含量的软测量。不同于传统机器视觉方法,本文首次引入卷积神经网络(CNN)提取Pr/Nd混合溶液原始图像抽象表征,同时采用深度神经网络构建回归模型,用于预测Pr/Nd混合溶液中各元素的含量。实验选取1210张Pr/Nd混合溶液图像作为实验数据,相较于已有方法,数据规模提升近12倍。多次独立重复结果表明,预测的组分含量与真实组分含量间的最大相对误差绝对值为2.7738%,满足实际萃取生产中对元素含量分布变化的精度要求,具有一定的实际意义。 展开更多

关键词 稀土萃取 机器视觉 组分含量 深度学习 卷积神经网络 特征提取

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基于QPSO-ELM的稀土萃取过程组分含量预测研究 被引量：1

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作者 刘飞飞 古帅奇 +1 位作者 刘龙细 高堂盼 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2017年第5期37-40,共4页

分析了稀土串级萃取分离的工艺流程,探讨了QPSO优化ELM参数的方法对稀土萃取槽中离子组分含量的预测精度与速度问题,并运用该方法对某厂镨/钕萃取中镨工艺参数的生产数据进行了现场预测分析。结果表明,该软测量方法预测速度快、精度较高... 分析了稀土串级萃取分离的工艺流程,探讨了QPSO优化ELM参数的方法对稀土萃取槽中离子组分含量的预测精度与速度问题,并运用该方法对某厂镨/钕萃取中镨工艺参数的生产数据进行了现场预测分析。结果表明,该软测量方法预测速度快、精度较高,符合稀土萃取生产检测要求。 展开更多

关键词 稀土萃取 组分含量 QPSO-ELM优化 工艺流程

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高效稀土多元复合微肥在谷子上的应用研究 被引量：1

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作者 王建广 王建霞 +4 位作者 田伯红 张立新 黄素芳 李雅静 赵忠祥 《河北农业科学》 2009年第8期34-34,36,共2页

采用大田小区试验,分别以不施肥和施复合化肥为对照,研究了高效稀土多元复合微肥对谷子产量和产量构成因素的影响。结果表明:施用高效稀土多元复合微肥能增加穗长、穗粒重和千粒重,提高谷子产量。通过研究其不同施用方式对谷子产量和产... 采用大田小区试验,分别以不施肥和施复合化肥为对照,研究了高效稀土多元复合微肥对谷子产量和产量构成因素的影响。结果表明:施用高效稀土多元复合微肥能增加穗长、穗粒重和千粒重,提高谷子产量。通过研究其不同施用方式对谷子产量和产量构成因素的影响,结果表明:高效稀土多元复合微肥30%用作底肥和70%于拔节期追施,增产效应最明显。 展开更多

关键词 谷子 高效稀土多元复合微肥 产量 产量构成因素

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复合变质对不同镁量原位Mg_2Si/Al复合材料组织的影响

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作者 林继兴 高光亮 +2 位作者 牛丽媛 李勇 刘兰云 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2008年第3期37-39,42,共4页

在不同镁含量铸造Mg2Si/A1-Si复合材料过程中,加入混合稀土氧化物与CaCO3作为变质剂,并采用光学显微镜研究了复合变质对组织的影响。结果表明,变质剂加入量与镁的加入量有关。0.2%的混合稀土氧化物与0.3%的CaCO3使Al-10%Mg-20%Si的初生M... 在不同镁含量铸造Mg2Si/A1-Si复合材料过程中,加入混合稀土氧化物与CaCO3作为变质剂,并采用光学显微镜研究了复合变质对组织的影响。结果表明,变质剂加入量与镁的加入量有关。0.2%的混合稀土氧化物与0.3%的CaCO3使Al-10%Mg-20%Si的初生Mg2Si尺寸由原来的75μm减小到25μm左右,变质效果显著,并初步探讨了其变质机理。 展开更多

关键词 复合变质 原位Mg2Si/Al复合材料 镁量 组织 稀土氧化物

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基于溶液图像时序特征的元素组分含量动态监测系统 被引量：1

9

作者 陆荣秀 陈明明 +1 位作者 杨辉 朱建勇 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2021年第10期3075-3081,共7页

针对稀土萃取过程中组分含量难以实时监测以及现有组分含量检测方法耗时、耗内存的现状,设计了一种基于溶液图像时序特征的元素组分含量动态监测系统。首先使用图像采集装置获取萃取槽体溶液的时序图像,考虑萃取液颜色特性和单一颜色空... 针对稀土萃取过程中组分含量难以实时监测以及现有组分含量检测方法耗时、耗内存的现状,设计了一种基于溶液图像时序特征的元素组分含量动态监测系统。首先使用图像采集装置获取萃取槽体溶液的时序图像,考虑萃取液颜色特性和单一颜色空间的不全面性,采用主成分分析(PCA)方法在HSI和YUV融合的颜色空间提取图像的时序特征,并结合生产指标构造基于鲸鱼优化算法(WOA)的最小二乘支持向量机(LSSVM)分类器来对工况状态进行判断。然后当工况处于非最佳状态时,在HSV颜色空间对图像提取颜色直方图和颜色矩特征,并开发以溶液图像间的混合特征差值的线性加权值为相似度度量的图像检索系统,从而获取组分含量值。最后进行镨/钕萃取槽体混合溶液测试,结果表明该系统能够实现元素组分含量的动态监测。 展开更多

关键词 稀土萃取 时序特征 主成分分析 鲸鱼优化算法 最小二乘支持向量机 组分含量 图像检索

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基于GA-ELM的稀土混合溶液多组分含量预测 被引量：5

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作者 陆荣秀 何权恒 +1 位作者 杨辉 朱建勇 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期284-290,297,共8页

针对稀土萃取液中有颜色特征和无颜色特征的离子在共存工况下组分含量难以快速检测的问题,提出一种基于遗传算法(GA)-极限学习机(ELM)的多组分含量预测方法。确定稀土萃取槽体混合溶液图像特性和描述图像信息的H、S颜色特征分量,利用EL... 针对稀土萃取液中有颜色特征和无颜色特征的离子在共存工况下组分含量难以快速检测的问题,提出一种基于遗传算法(GA)-极限学习机(ELM)的多组分含量预测方法。确定稀土萃取槽体混合溶液图像特性和描述图像信息的H、S颜色特征分量,利用ELM速度快、泛化能力强的优点,建立基于颜色特征的多组分含量模型,鉴于传统ELM模型初始权值和阈值的随机性易影响模型性能,使用GA对初始值进行优化确定。基于CePr/Nd萃取溶液样本数据的实验结果表明,与ELM、BP、LSSVM以及GA-BP、PSO-ELM等算法相比,该方法具有较高的预测精度且稳定性较好,可为稀土萃取现场快速获取多组分含量值提供技术支撑。 展开更多

关键词 稀土萃取 多组分含量 颜色特征 遗传算法 极限学习机模型

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基于分离系数校正的稀土萃取流程模拟 被引量：2

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作者 杨辉 代文豪 +1 位作者 陆荣秀 朱建勇 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期3180-3190,共11页

由于基于稀土萃取机理的流程仿真模型没有考虑萃取槽的萃取效率,导致模型输出的各级组分含量难以符合工业实际工况,为此,本文将机理模型与数据驱动的方法相结合,建立基于分离系数校正的稀土萃取流程模拟。首先,在相对分离系数的稀土萃... 由于基于稀土萃取机理的流程仿真模型没有考虑萃取槽的萃取效率,导致模型输出的各级组分含量难以符合工业实际工况,为此,本文将机理模型与数据驱动的方法相结合,建立基于分离系数校正的稀土萃取流程模拟。首先,在相对分离系数的稀土萃取流程机理模型的基础上,引入分离系数校正值,实现对稀土萃取机理模型的扩充;其次,运用数据驱动方法,利用斐波那契树优化算法对各级校正值进行优化求解,并使用MATLAB GUI,开发稀土萃取流程模拟系统;最后,结合工业现场实际数据,验证本文流程模拟在工况改变时的动态性能,结果表明本文所建流程模拟符合稀土萃取流程实际工况。 展开更多

关键词 稀土萃取 组分含量 分离系数校正 斐波那契树优化算法 流程模拟

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基于虚拟样本生成的铈镨/钕组分含量预测 被引量：1

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作者 陆荣秀 赖路璐 +1 位作者 杨辉 朱建勇 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2022年第7期152-156,160,共6页

针对稀土萃取生产现场采集到的有效建模样本数据少,易导致模型预测精度不高等小样本问题,提出采用随机配置网络(SCN)生成虚拟样本进行组分含量预测的方法。以真实样本确定的SCN模型为依据,根据隐含层与输出层、输入层与隐含层的之间的... 针对稀土萃取生产现场采集到的有效建模样本数据少,易导致模型预测精度不高等小样本问题,提出采用随机配置网络(SCN)生成虚拟样本进行组分含量预测的方法。以真实样本确定的SCN模型为依据,根据隐含层与输出层、输入层与隐含层的之间的映射关系,采用中点插值方法生成虚拟样本;然后混合原始真实样本与虚拟样本,建立基于SCN的铈镨/钕(CePr/Nd)组分含量预测模型。通过稀土萃取现场数据验证,结果表明:本文方法可以实现稀土萃取过程现场组分含量的快速、准确检测。 展开更多

关键词 随机配置网络 稀土萃取 组分含量 插值 虚拟样本生成

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