SU1061095A1 - Устройство дл селективной сорбции микроамальгам - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТЮ ДЛЯ СЕЛЕКТИВНОЙ СОРБЦИИ МИКРОАМАЛЬГАМ, содержащее газоприёмный блок с сорбентом , измерительную систему и вакуумный насос, соединенные последовательно между собой газопроводным трактом, о т ли ч a ю щ е е с   тем, что, с целью расширени  возможностей разделени  концентргщий ртути на составл ющие ее амальгамные формы, в нем между газоприем- . ным блоком и измерительной системой установлена дополнительна  камера с закрепленным в ней распределителем , имеющим сквозные радиальные каналы, соединенные с газопроводным трактом и полусферой, a газоприемный блок снабжен редукторами, приводом и последовательно соединенными посредством газопроводного трйкта двум  или более KeiMepaмй , в каждой из которых расположен вращакхцийс  диск на валу, причем сорбент нанесен на поверхности дисков и внутренней поверхности полусферы , a валы св заны между собой и с приводом через редукторы таким образом, чтобы углова  скорость вращени  дисков последовательно уменьшалась или увеличивалась по мере удалени  от привода. 2. Устройство по п. 1, обличающеес  тем, что в дополнительной камере на входе газопроводного тракта установлен распределитель , -выполненный в виде полу сферы с радиальными каналами, вы| укла  поверхность которого размеiщенa внутриполусферы с сорбентом.

Description

:о :л Изобретение относитс  к геохими ческим методам поисков рудных месторождений и может быть использова но при разработке аппаратуры дл  выполнени  комплексной газортутной съемки с использованием микроамаль гам, а также дл  контрол  загр зне ни  окружающей среды ртутью и ее амальгамными соединени ми. Известно устройство дл  сорбиро вани  паров ртути из газовых проб, содержащее газоприемный блок с камерой , имеющей входное и выходное отверсти , между которыми расположен пористый поглотитель из покры трй золотом стекловаты, блок п-итани  и измерительный блок. При прок чивании газовой пробы через камеру ртуть накапливаетс  на поглотителе затем десорбируетс  термическим путем и определ етс  в измерительном блоке фотометрически ij . Недостатком устройства  вл етс  то, что с его помощью можно опреде лить лишь общее содержание паров ртути, наход щихс  в элементарном и амальгамном состо ни х. Информац о формах нахождени  микроамальгам с помощью этого устройства получить невозможно. Сорбент в этом устрой стве работает ненадежно - при прод жительной работе поглотитель спека етс , что приводит к уменьшению сорбирующей поверхности и, следова тельно, к неудовлетворительной пов тор емости результатов. Наиболее близким по технической сущности к данному  вл етс  устройство дл  селективной сорбции микроамальгам , состо щее из газоприемно го блока (включающего газоотборный колпак с пылеулавливающим фильтром и золотым сорбентом) , ротаметра, вакуумного насоса, измерительного блока - фотометра, блока питани , фильтра-поглотител  ртути и трехходовых кранов в газопроводном трак те. Газоотборный колпак устанавливают на точке опробовани . Прокачивают 1газовую пробу через золотой сорбент с различной, контролируемой ротаметром, скоростью. Накопившиес  при этом на сорбенте микроамальгамы при отжиге сорбента посту пают в измерительный блок - фотометр где определ ют их концентрацию 2 . Недостатком устройства  вл етс  то, что оно не позвол ет вьвделить из одной пробы несколько ра: новидностей форм нахождени  микроамальгам , а также не дает высокий процент осаждени  на сорбенте слабосорбиругощихс  микрочастиц ртути и некоторых ее амальгамных соединений , особенно при пониженных темпер турах. Цель изобретени  - расширение возмо -юстей разделени  концентраций ртути на составл ющие- ее амальгамные формы. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве, содержащем газоприемный блок с сорбентом, измерительную систему и вакуумный насос , соединенные последовательно между собой газопроводным трактом, между газоприемным блоком и измери-тельной системой устанавливают дополнительную камеру с закрепленными в ней распределителем, имеющим сквоз ные радиальные каналы, соединенные С газопроводным трактом и полусферой , а газоприемный блок снабжен редукторами, приводом и последовательно соединенными посредством газопроводного тракта двум  или более камерами, в .каждой из которых расположен вращающийс  диск на валу, причем сорбент нанесен на поверхности дисков и внутренней поверхности полусферы, а валы св заны между собой и с приводом через редукторы таким образом, чтобы углова  скорость, вращени  дисков последовательно г уменьшалась или увеличивалась по мере удалени  от привода. В дополнительной камере на входе газопроводного тракта установлен распределитель в виде полусферы с радиальными каналами, выпукла  поверхность которого размещена внутри , полусферы с сорбентом.. устройство реализует способ разделени  микроамальгам по смачиваемости (сорбции) поверхности золотого сорбента. Известно, что в зависимости от наличи  того или иного элемента в соединении со ртутью амальгамирующие свойства последней мен ютс . Известно также, что золото раствор етс  в ртути незначительно и ртуть фактически не раствор ет, а лишь смачивает поверхность золота Уменьшение поверхностного нат жени  амальгамы улучшает смачиваемость золота ртутью. ПРИ накоплении ртути на золотом сорбенте в процессе прокачки газовой пробы на микрочастицы ртути вли ют силы сцеплени  (смачиваемости) с сорбентом и кинетическа  энерги  их движени  в газопроводном тракте. Если кйнетичес- ка  энерги  больше сил сцеплени  сорбента с некоторыми микроамальгамами , по последние не накапливаютс  на сорбенте. Это позвол ет накапливать различные микроамальгамы на сорбенте поочередно. Выполнить это можно изменением скорости прокачки газовой пробы либо вращением сорбента с различными скорост ми , что приводит к изменению центробежной силы, стрем щейс  сбросить микрочастицы ртути с сорбирующей поверхности. Дл  того, чтобы од повременно накапливать микроамальгамы из одной газовой пробы, необАходимо иметь несколько камер с сор .рентами, соединённых последовауельно .

В предложенном устройстве использован второй путь решени  задачи - вращение cqpdeHTOB. Дл  этого примен ютс  вращающиес  диски, на поверхность которых нанесен сорбент Диски установлены в последовательно соединенных с помощью газопроводного тракта камерах. Проба поступает в первую камеру, затем во вторую и т.д. Диски закреплены на валах, которые соединены последовательно между собой и приводом через редукторы , которые позвол ют вращать диски с сорбентом с различной угловой скоростью. В результате на кажт .дом диске с сорбентом накапливаетс  одна амальгамна  форма ртути.

Дл  более полного извлечени  рту )ти из газовой пробы после камер с йращающимис  дисками установлена дополнительна  камера. В основном в фотометрах используют струнные сорбенты . Поток газовой пробы лишь частично касаетс  поверхности сорбента что не позвол ет накопить всю ртуть содержащуюс  в газовой пробе. Дл  повышени  эффективности накоплени  ртути предложено поток пробы направл ть на сорбент, нанесенный на внутренней поверхности полусферы. Дл  того, чтобы микрочастицы удар лись о поверхность сорбента под пр мым углом, газовую пробу направл ют в радиальные каналы распределител  выполнейного в виде полусферы.

На фиг. 1 и 2 показан пример реализации устройства.

Устройство содержит газоприемный блок 1 (газоотборный колпак не показан ), измерительную систему 2, вакуумный насос 3 с ротаметром (не показан), дополнительную цилиндрическую камеру 4, краны 5-7 и газопроводный тракт 8, соедин ющий все перечисленные узлы, а также узлы , вход щие в газоприемный блок 1.

Газоприемный блок 1 включает цилиндрические камеры 9 и 10, соединенные газопроводным трактом 8 послдовательно , редуктор li с датчиком угловой скорости (не показан), привод 12, фильтр-поглотитель 13 и краны 14-16. В камерах 9 и 10 ус.тановлены диски 17 и 18 с золотым сорбентом 19. Диски 17 и 18 жестко закреплены на валах 20, которые сп  заны между собой с помощью редуктора 11, а также с приводом 12.

В дополнительной цилиндрической камере 4 установлены полусфера 21 с нанесенным на ее внутренней по верхности золотым сорбентом 22 и распределитель 23 в виде полусферы.

имеющей радиальные каналы 24. Распределитель 23 закреплен таким образом , чтобы выпукла  поверхность его была обращена к внутренней поверхности полусферы 21. Валы 20 установлены во втулках 25, исключающих вли ние внешней среды. Входные и выходные отверсти  каждой ка ,меры 9 и 10 расположены таким образом , чтобы ось входной части газопроводного тракта 8 была перпенднкул рна оси вала 20 и направлена по радиусу; а ось выходной части газо;проводного тракта 8 - по касательной соответствующего диска17 или 18. Это позвол ет повысить эффектив;ность накоплени  микроамальгам и выхода десорбированных частиц-ртути из камер 9 и 10.

В качестве измерительной системы 2 может использоватьс  многокана:ный атомно-абсорбционный спектро;фотометр .

Устройство работает следующим образом . .

Включают привод 12 газрприемного блока 1 с максимальной угловой скоростью . Вращение передаетс  через валы 20 и редуктор И -д скам 17 и, 1 |При этом диск 18 вращаетс  с угло;вой скоростью большей (или меньшей) Гчем у диска 17. Втулки 25 обеспечи}вают изол цию камер 9 и 10 от внеш|ней среды. .Краны устанавливают в слдующем положении: 5-АД, 6-АД, 7-АД, ;14-АБД, 15-АД, 16-АД. Включают насо 3. Так как ось входной части газопроводного тракта 8 перпендикул р .на оси вала 20 и направлена по радиусу диска 17, тог частицы микро;амальгамы .удар ютс  о сорбент 19 под наиболее выгодным углом падени . При этом на сорбенте 19 накап ливаютс  частицы ртути с тем элементом , у которого силы сцеплени  превышают кинетическую энергию частиц . Далее проба по газопроводному тракту 8 через кран 15 поступает в камеру 10, где, удар  сь о сорбент 19 на диске 18, накапливаютс  частицы ртути с другим элементом, обладающие более высокой (или меньшей ) силой сцеплени  с золотым сорбентом, чем у частиц, которые накопились в камере 9. Далее газова  проба по тракту 8 через краны 16 и 6 поступает в дополнительную камеру 4 через каналы 24 распределител  23, Частицы ртути, которые прошли через камеры 9 и 10, вылета  из кансшов 24 под наиболее выгодным углом к внутренней поверхности полусферы 21, осаждаютс  на сорбенте 22. Затем проба по тракту 8 через краны 7 и 5 поступает в иасос 3 и выходит в атмосферу.

После прокачки требуемого объема I газовой пробы насос 3 и привод 12 I выключают. Устанавливают краны в

положени : 5-ДБ, б-БД, 7-БД, 14-БДС 15-АБ, 16-АД. Производ т отжиг сорбента 19 на диске 17 и включают насос 3 и привод 12. При этом десорбировэнные микpoaмaльгa ы из выходного отверсти  камеры 9 поступают по тракту через краны 15, 16, 5, 6 и 7 в измерительную систему 2, где осуществл етс  измерение концентрации паров ртути с одним элементом, а затем через насос 3 десорбированкые частицы ртути выбрасываютс  в атмосферу. Транспортировка микрогилальгам по тракту 8 осуществл етс  очшценним от ртути и механических примесей в фильтрепоглотителе 13 атмосферным воздухом Насос 3 и привод 12 выключают.

Затем, поставив краны в положени : 5-ДБ, 6-БД,; 7-БД, 14-БДС, 15-АД, 16-АД, производ т отжиг сорбента 19 на диске 18, включают насос и привод 12 и измер ют концентрацию ртути с друЬим амаль гирующим злементом.

После этого выключают насос 3 и привод 12. Устанавливают краны в положени : 5-ДБ, 6-АД, 7-АД, 14-БДС,,15-БД, 16-ДБ, включают насос 3 и привод 12 и производ т отжиг сорбента 22. Поступающий через фильтр-поглотитель 13 и кран 14 по тракту 8 атмосферный воздух очищаетс  от ртути и механи еских примесей и транспортирует десорбированные частицы ртути из камеры 4 через краны 7 и 5 в измерительную

систему 2. Измер етс  суммарное содержание остаточной слабосорбирую-, {щейс  ртути. Затем частицы ртути через насос 3 выход т в атмосферу. Насос 3 и привод 12 выключают.

Далее повтор ют операции с новыми пробами, снижа  каждый. цИкл угловую скорость вращени  привода 12. Это позволит получить информацию о концентрации в почвенном воздухе паров ртути в различных амальгамных формах. Если необходимо накопить только сумму всех микроамальгам , краны устанавливают в положени  5-АД, 6-АД, 7-АД,.14-АБД, 15-БД, 16-БД.

Б приведенном примере применены две камеры с вращающимис  дисками. Количество камер зависит от требуемой детальности разделени  микроамальгамных форм ртути и производительности работ.

Устройство имеет следующие преимущества , обес1 ечивающие достижение положительного эффекта: расйзиренные функциональные возможности за счет разделени  амальгамирующих элементов/ лучшие услови , осаждени  паров ртути при определении суммарного содержани  различных ее форм; повышенную точность определени  содержаний ртути за счет повышени  Качества осаждени  ее на полусферическом сорбенте, что в конечном итоге позволит повысить надежность вы влени  месторождений полезных ископаемых .

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕЛЕК-

ТИВНОЙ СОРБЦИИ МИКРОАМАЛЬГАМ, содержащее гаэоприемный блок с сорбентом, измерительную систему и вакуумный насос, соединенные последовательно между собой газопроводным . трактом, отличающ е е с я тем, что, с целью расширения возможностей разделения концентраций ртути на составляющие её амальгамные формы, в нем между гаэоприем ным блоком и измерительной системой установлена дополнительная камера с закрепленным в ней распределителем, имеющим сквозные радиальные каналы, соединенные с газопроводным трактом и полусферой, а газоприемный блок снабжен редукторами, приводом и последовательно соединенными посредством газопроводного тракта двумя или более камерами, в каждой из которых расположен вращающийся диск на валу, причем сорбент нанесен на поверхности дисков и внутренней поверхности полусферы, а валы связаны между собой и с приводом через редукторы таким образом, чтобы угловая скорость вращения дисков последовательно уменьшалась или увеличивалась по мере удаления от привода.

2. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что в дополнительной камере на входе газопроводного тракта установлен распределитель , 'выполненный в виде полу сферы с радиальными каналами, выпуклая поверхность которого размещена внутри' полусферы с сорбентом.

>