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论文第一章建立了<241>Am激发的能量色散X射线荧光光谱在线分析系统.对溶剂萃取生产稀土流程中的有机相和水相试样,采用放射性核素<241>Am的59.6keV单色能量激发稀土元素,得到特征K系X射线荧光,透过Be窗经高纯平面锗半导体探测器检测其强度,再经放大器、模数转换和多道缓冲存储记录试样的能谱.在此基础上研究了从能谱分析试样稀土组成的在线分析方法.首先通过光谱减差减背景和Compton散射峰,再对光谱进行五点三次平滑处理,以纯元素为自内标,其特征X射线谱峰为基准,利用最小二乘法和半经验系数法构造各稀土元素的浓度,该方法可分析水相和有机相中La~Tm包括Y的稀土组成.为了验证该方法的可行性,配制了模拟槽体水相、有机相的轻、中、重混合和单一稀土的样品并作了全面分析.从测量结果和配制数据及ICP分析的比较可知,此方法具有快速、准确、无需样品制备等优点,当绝对浓度大于Ig/L时,误差小于5%,可满足稀土分离在线分析的要求.第二章首先研究了多组份体系单级萃取平衡Newton-Raphson算法,从萃取量、洗涤量和萃取比限制条件下的物料平衡和萃取平衡得到两相稀土分布,大大加速了动态仿真的计算速度.其次展开对监测点的研究,结合监测点的灵敏度等要求研究了其采样周期,并以两组份体系为例,对各产品的纯度、纯度梯度和积累量与料液组成进行了深入讨论,确立了以纯度梯度极值点附近作为监测点的灵敏区、同时以平均积累量为补充的前馈监测体系.另外改编了多组份两出口、三出口动态仿真计算程序,研究了基于静态优化设计状态下槽体的纯度对有机相萃取量、洗液洗涤量、进料量和料液组成等各种控制参量阶跃干扰下的开环响应规律,明确了各控制参数的响应速度和幅度,从动态响应验证了纯度梯度极值点作为监测灵敏区的合理性.最后根据控制参数阶跃干扰的开环响应规律,对体系进行控制参数调整后的闭环响应研究,提出了状态诊断的原则和标准比较了各种调整方案的差别,给出优化的自动控制方案,并着重强调了动态仿真工艺流程的注意事项.第三章构筑了ESRECE(Expert System on Rare Countercurent Extraxtion)3.0专家系统和数据库.在Visual Basic3.0环境下开发了一个Windows操作平台下运行的软件,结合ESRECE2.0和Windows应用程序Cardfile,Word以及FoxPro for Windows等管理数据.首先阐述了元素周期表显示程序的设计和操作过程,编写了稀土重量-摩尔换算和平均分子量计算的工具箱.其次对氟碳铈镧矿和中钇富铕矿为代表的中国主要稀土矿源进行了不同分离流程的经济技术指标比较,得出了优化的工艺流程.此外有关箱式混合澄清萃取槽中相比优化作了补充设计.最后还编写了可视化的多组份两出口动态模拟传真程序,并就辅助工艺实施的稀土参考价格、产品规格、操作规程、产品和分析方法标准等内容进行了数据库管理.