CN102608272B - 一种矿产品元素溶出量的测定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种矿产品元素溶出量的测定方法，该方法通过淋滤获得计算矿产品元素溶出量的相关数据，淋滤过程采用多通道矿产品淋滤装置完成，通过给水系统的流量阀控制淋滤液供给量；由双调节阀准确调节给水流量；通过恒温水浴系统保证淋滤在恒温下进行，测试得到指定温度下的数据；根据测试得到矿产品淋滤流量和已知的曲线拟合方程，积分时间t为设定的实验周期，计算出溶出总量，多通道矿产品淋滤装置采用简单合理的结构，能使淋滤液的给水流量、淋滤液管路系统的密封性、淋滤温度和淋滤速度等影响测试数据因素得到有效控制，进而保证获得的矿产品元素溶出量的数据的准确性，本方法成本低廉、高效集约、易于推广。
Description
技术领域
本发明涉及进出口矿产品的检验方法， 特别涉及一种矿产品元素溶出量的测定方法。
背景技术
目前，在进出口商品检验项目中，对矿产品中元素溶出性能的分析和检测是是一项涉及港口环境污染控制，临港工作、生活人员生命健康的重要工作，也是国家进出口相关机构重点关注的检测项目。而矿产品溶出浓度通常要经过淋滤得到相关数据，溶出总量的概念比较模糊，没有相对科学的计算方法。现有淋滤方法，通常是将给水管道、玻璃器皿、和滤纸等分散独立的器具集中到一起作为淋滤装置，利用上述器具来完成淋滤过程，此方法存在如下缺陷，1、由于没有专用的装置，很难控制柱内水压力，不能方便、准确调节给水流量，2、给水管道和玻璃器皿的密封难以保证，易受统外部的杂质影响，同时也能不能保证柱内压力的相对稳定。3、不能够保证淋滤液均匀；4、不能够保证淋滤在恒温下进行，不能得到指定温度下的数据。5、不能保证辅助液滴均匀滴下，进而控制淋滤速度。6、缺乏自由添加淋滤通道，淋滤效率低。可见，采用上述淋滤方法测定、获得的相关数据由于受到多方面因素的影响，与实际数据会有一定的偏差，利用这样的数据计算矿产品溶出总量，其结果也会有偏差。
因此，在进出口商品检验技术领域，需要设计一种专用淋滤装置进行矿产品淋滤，进而测定矿产品元素溶出量的方法，目前国内文献尚未有此类技术的报道。如何解决上述现有技术存在的问题，已成为了本技术领域的技术人员所要研究的方向。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的不足，提供一种矿产品淋滤方法，为实现该方法设计专用多通道矿产品淋滤装置，多通道矿产品淋滤装置采用简单合理的结构，能使淋滤液的给水流量、淋滤液管路系统的密封性、淋滤温度和淋滤速度等影响测试数据因素得到有效控制，进而保证获得的矿产品元素溶出量的数据的准确性。
本发明是通过这样的技术方案实现的：一种矿产品元素溶出量的测定方法，其特征在于：所述方法通过淋滤获得计算矿产品元素溶出量的相关数据，淋滤过程采用多通道矿产品淋滤装置完成，多通道矿产品淋滤装置，由给水系统、淋滤系统、接收系统三个部分组成；
给水系统由淋滤液储液池、若干个给液管、流量阀、橡胶塞组成；所述淋滤液储液池由支架支撑，若干个给液管的进液口浸入淋滤液储液池中，在每个给液管的出液口端外壁套有橡胶塞，在每个给液管的接近出口端的管路上安装两个流量阀；
淋滤系统包括若干淋滤柱管，在每个淋滤柱管内由上至下依次置放由双层滤纸组成的上层匀流装置、待测定矿产品粉末、由滤纸和脱脂棉组成的底层匀流装置；
接收系统包括若干装有石英砂的玻璃漏斗，每个玻璃漏斗内细管口处置放一个多孔砂板，每个玻璃漏斗上口与一个淋滤柱管相连接，每个玻璃漏斗的内腔与对应的淋滤柱管的内腔相通，淋滤柱管及玻璃漏斗相接的构成的整体浸于恒温水浴系统中；
每个给液管的出液口插入对应的一个淋滤柱管内，给液管上的橡胶塞塞紧淋滤柱管的管口，并通过橡胶塞支撑给液管；
恒温水浴系统包括恒温控制部分和水浴槽，由支架支撑的水浴槽的底部设有与若干玻璃漏斗下部细管外径相同的透孔，每个玻璃漏斗下部细管通过透孔从水浴槽的底部延伸出去，玻璃漏斗下部细管与透孔之间由密封胶固定；
每个玻璃漏斗下部细管的管口下置放一个三角瓶，每个玻璃漏斗下部细管的管口放在对应的三角瓶瓶口内；
恒温控制部分包括数字控制仪表，数字控制仪表热电阻信号输入端连接热传感器，通过热传感器采集水浴槽内水温度信号，由数字控制仪表报警输出端AL串接电伴热带的电源开关，通过设定报警温度，控制电伴热带电源的通断，进而控制水浴槽内水温度，电伴热带固定在水浴槽的下部；
所述矿产品元素溶出量的测定方法包括如下次序步骤：
a) 通过给水系统的流量阀控制淋滤液供给量；由双调节阀准确调节给水流量；
b) 通过恒温水浴系统保证淋滤在恒温下进行，测试得到指定温度下的数据；
c) 利用积分的方法计算溶出总量，根据测试得到矿产品淋滤流量和已知的曲线拟合方程，积分时间t为设定的实验周期，计算出溶出总量：
公式： 
T：为溶出总量，单位： mg；
Q：为淋滤流量，单位：ml/h；
t：为积分时间；单位：小时；
本发明的有益效果：通过多通道矿产品淋滤装置，准确调节给水流量，给水系统和淋滤系统的密封接，避免了系统外的杂质影响，同时也能保证柱内压力的相对稳定，简易多通道淋滤装置采用简单合理的结构，能使淋滤液的给水流量、淋滤液管路系统的密封性、淋滤温度和淋滤速度等影响测试数据因素得到有效控制，进而保证获得的矿产品元素溶出量的数据的准确性，本方法成本低廉、高效集约、易于推广。
附图说明
图1、多通道矿产品淋滤装置结构示意图；
图2、溶出浓度-溶出时间的曲线；
图中：1. 淋滤液储液池，2.给液管，3.流量阀，4. 橡胶塞，5.淋滤柱管 ,6. 上层匀流装置，7.待测定矿产品粉末，8.底层匀流装置，9. 多孔砂板，10.水浴槽，11.三角瓶，12. 石英砂。
具体实施方式
为了更清楚的理解本发明，结合附图和实施例详细描述本发明：
如图1所示，多通道矿产品淋滤装置由给水系统、淋滤系统、接收系统三个部分组成；
给水系统由淋滤液储液池1、若干个给液管2、流量阀3、橡胶塞4组成；所述淋滤液储液池1由支架支撑，若干个给液管2的进液口浸入淋滤液储液池1中，在每个给液管2的出液口端外壁套有橡胶塞4，在每个给液管2的接近出液口端的管路上安装两个流量阀3；
淋滤系统包括若干淋滤柱管5，在每个淋滤柱管5内由上至下，依次置放由双层滤纸组成的上层匀流装置6、待测定矿产品粉末7、由滤纸和脱脂棉组成的底层匀流装置8；
接收系统包括若干装有石英砂12的玻璃漏斗8，每个玻璃漏斗8内细管口处置放一个多孔砂板9，每个玻璃漏斗8上口与一个淋滤柱管5相连接，每个玻璃漏斗8的内腔与对应的淋滤柱管5的内腔相通，淋滤柱管5及玻璃漏斗8相接的构成的整体浸于恒温水浴系统中；
每个给液管2的出液口插入对应的一个淋滤柱管5内，给液管上的橡胶塞4塞紧淋滤柱管5的管口，并通过橡胶塞4支撑给液管2；给液管2与淋滤柱管5内的上层匀流装置6之间的距离保持为5cm；
恒温水浴系统包括恒温控制部分和水浴槽10，由支架支撑的水浴槽10的底部设有与若干玻璃漏斗8下部细管外径相同的透孔，每个玻璃漏斗8下部细管通过透孔从水浴槽10的底部延伸出去，玻璃漏斗8下部细管与透孔由密封胶固定；
每个玻璃漏斗8下部细管的管口下置放一个三角瓶11，每个玻璃漏斗8下部细管口置放在一个500mL三角瓶11内。
恒温控制部分包括数字控制仪表，数字控制仪表热电阻信号输入端连接PT100热电阻，通过PT100热电阻采集水浴槽10内水温度信号，由数字控制仪表报警输出端AL串接电伴热带的电源开关，通过设定报警温度，控制电伴热带电源的通断，进而控制水浴槽10内水温度。电伴热带固定在水浴槽的下部；
1、装置的上给水设计有利于控制柱内压力，双调节阀的设计能够方便、准确调节给水流量。
2、装置给水系统和淋滤系统的密封联系，避免了系统外的杂质影响，同时也能保证柱内压力的相对稳定。
3、双层滤纸组成的匀流装置和滤纸和脱脂棉组成的匀流装置能够实现淋滤液均匀
4、恒温水浴系统能够保证淋滤作用在恒温的下进行，使系统得到指定温度下的数据。
5、给水系统与双层滤纸组成的匀流装置之间的空隙淋滤柱管5内能够辅助液滴均匀滴下，保证淋滤速度。
6、简易以扩展的特性可以使系统很容易适应多样品的同时分析。
7、通过对矿产品溶出浓度-溶出时间的研究，对于表面溶出型元素，利用积分的方法计算溶出总量的方法更为科学。
淋滤过程和原理：给水系统和淋滤系统之间由橡胶塞紧密相连，确保淋滤柱内部压力相对恒定，保持给水管与淋滤系统中双层滤纸组成的匀流装置之间应有5cm的距离，确保液滴能够在双层滤纸间均匀分布。
淋滤系统与接收系统的漏斗质检用玻璃胶紧密连接，保证淋滤液不会渗漏出来，滤纸和脱脂棉组成的匀流装置应平整的铺在石英砂上，确保淋滤柱中淋滤液不会发生偏流现象。
根据环境配置的淋滤液通过给水系统匀速的流向装满待测矿产品的淋滤柱，在指定温度下，在规定的时间下，淋滤液在柱内均匀的流出，被三角瓶收集后待测。
根据对矿产品中元素溶出性能的研究，溶出浓度-溶出时间的曲线大概可以分为上述三种情况，
如图2所示曲线，初始浓度很高，随着溶滤时间的延续，元素的溶出浓度逐渐向x轴靠拢，并趋向于一条直线情况；
对于图2所示曲线可以解释为矿产品元素的溶出为表面溶出，随着溶出时间的变化，矿产品表面的可溶出资源（可能为矿产品自身特性，也可能是外来污染）逐渐枯竭。
拟合方程可采用溶出浓度和时间的关系进行拟合，积分时间为设定的实验周期，此时可利用曲线的拟合方程，计算出溶出总量：
公式：
T：为溶出总量，单位： mg；
Q：为淋滤流量，单位：ml/h；
t：为积分时间；单位：小时；
根据上述说明，结合本领域技术可实现本发明的方案。
Claims (1)
1.一种矿产品元素溶出量的测定方法，其特征在于：所述方法通过淋滤获得计算矿产品元素溶出量的相关数据，淋滤过程采用多通道矿产品淋滤装置完成，多通道矿产品淋滤装置，由给水系统、淋滤系统、接收系统三个部分组成；给水系统由淋滤液储液池、若干个给液管、流量阀、橡胶塞组成；所述淋滤液储液池由支架支撑，若干个给液管的进液口浸入淋滤液储液池中，在每个给液管的出液口端外壁套有橡胶塞，在每个给液管的接近出口端的管路上安装两个流量阀；淋滤系统包括若干淋滤柱管，在每个淋滤柱管内由上至下依次置放由双层滤纸组成的上层匀流装置、待测定矿产品粉末、由滤纸和脱脂棉组成的底层匀流装置；接收系统包括若干装有石英砂的玻璃漏斗，每个玻璃漏斗内细管口处置放一个多孔砂板，每个玻璃漏斗上口与一个淋滤柱管相连接，每个玻璃漏斗的内腔与对应的淋滤柱管的内腔相通，淋滤柱管及玻璃漏斗相接的构成的整体浸于恒温水浴系统中；每个给液管的出液口插入对应的一个淋滤柱管内，给液管上的橡胶塞塞紧淋滤柱管的管口，并通过橡胶塞支撑给液管；恒温水浴系统包括恒温控制部分和水浴槽，由支架支撑的水浴槽的底部设有与若干玻璃漏斗下部细管外径相同的透孔，每个玻璃漏斗下部细管通过透孔从水浴槽的底部延伸出去，玻璃漏斗下部细管与透孔之间由密封胶固定；每个玻璃漏斗下部细管的管口下置放一个三角瓶，每个玻璃漏斗下部细管的管口放在对应的三角瓶瓶口内；恒温控制部分包括数字控制仪表，数字控制仪表热电阻信号输入端连接热传感器，通过热传感器采集水浴槽内水温度信号，由数字控制仪表报警输出端AL串接电伴热带的电源开关，通过设定报警温度，控制电伴热带电源的通断，进而控制水浴槽内水温度，电伴热带固定在水浴槽的下部；
所述元素溶出量的测定方法包括如下次序步骤：
a) 通过给水系统的流量阀控制淋滤液供给量；由双调节阀准确调节给水流量；
b) 通过恒温水浴系统保证淋滤在恒温下进行，测试得到指定温度下的数据；
c) 利用积分的方法计算溶出总量，根据测试得到矿产品淋滤流量和已知的曲线拟合方程，积分时间t为设定的实验周期，计算出溶出总量：
公式： 
T：为溶出总量，单位： mg；
Q：为淋滤流量，单位：ml/h；
t：为积分时间；单位：小时；
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| 燃煤过程中元素的分异特征与淋滤实验研究;王文峰等;《中国矿业大学学报》;20090731;第38卷(第4期);第481-487页 * |
| 王文峰等.燃煤过程中元素的分异特征与淋滤实验研究.《中国矿业大学学报》.2009,第38卷(第4期),第481-487页. |
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