CN111024595A - 一种干湿交替条件下硫化矿物风化氧化的模拟装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种干湿交替条件下硫化矿物风化氧化的模拟装置，包括密闭的模拟室、蒸汽发生装置、水冷液化装置、气泵、水箱和干燥管，以及连通上述部件的1#管道、2#管道、3#管道、4#管道、5#管道、6#管道、7#管道、8#管道、9#管道、10#管道和11#管道，模拟室包括外壳体和内壳体，内壳体的内腔设置有托盘，托盘的底部左右两侧均插接有插板，内壳体的左右侧壁均对称设置有由内壳体凸出而成的卡槽，内壳体的内腔顶部设置有电加热器，内壳体的右侧壁底部设置有贯穿外壳体的进气口，进气口上设置有气体阀门。本发明能够使硫化矿在相对密封的条件下试验，提高模拟结果测量的准确性，并且可以对湿度进行调节。

Description

一种干湿交替条件下硫化矿物风化氧化的模拟装置

技术领域

本发明涉及矿物模拟实验设备技术领域，特别涉及一种干湿交替条件下硫化矿物风化氧化的模拟装置。

背景技术

硫化矿物一般是指硫化矿床中未受氧化或轻度氧化的矿石，对于有色金属和贵金属，硫化矿的价值一般高于氧化矿。在对硫化矿进行试验时，需要对矿石进行风化和氧化来取得试验所需的数据，并且由于环境中湿度会对风化和氧化的结果造成影响，因此湿度环境中气体的干湿度也是试验中影响结果的变量因素。但是传统的试验环境难以实现干湿交替的要求，特别是在要求湿度低的情况下，难以使装置中原有的湿气去除，并且容易受外界环境的影响干扰试验结果，为此，我们提出了一种干湿交替条件下硫化矿物风化氧化的模拟装置。

发明内容

本发明提供了一种干湿交替条件下硫化矿物风化氧化的模拟装置，主要目的在于能够使硫化矿在相对密封的条件下试验，提高模拟结果测量的准确性，并且可以对湿度进行调节。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种干湿交替条件下硫化矿物风化氧化的模拟装置，包括密闭的模拟室、蒸汽发生装置、水冷液化装置、气泵、水箱和干燥管，所述模拟室的出气端设置有1#管道，所述模拟室的出气端与气泵的出气端之间设置有2#管道，所述1#管道的出气端连接有3#管道和4#管道，所述蒸气发生装置的顶部出气端设置有5#管道，且5#管道与2#管道相连通，所述水冷液化装置的顶部出气端设置有6#管道，所述水箱的顶部进水端与水冷液化装置的底部液化水出液端之间设置有7#管道，且4#管道与7#管道相连通，所述气泵的进气端设置有8#管道，所述干燥管的进气端设置有9#管道，且9#管道与6#管道相连通，所述干燥管的出气端设置有10#管道，所述6#管道的出气端设置有11#管道，且11#管道与8#管道相连通，所述1#管道、3#管道和4#管道之间设置有1#三通阀，所述6#管道、9#管道和11#管道之间设置有2#三通阀，所述8#管道、10#管道和11#管道之间设置有3#三通阀，所述5#管道上设置有单向阀；

所述模拟室包括外壳体和内壳体，所述内壳体的内腔设置有托盘，所述托盘的底部左右两侧均插接有插板，所述内壳体的左右侧壁均对称设置有由内壳体凸出而成的卡槽，所述内壳体的内腔顶部设置有电加热器，所述内壳体的右侧壁底部设置有贯穿外壳体的进气口，所述进气口上设置有气体阀门。

优选的，所述外壳体为保温材料制成的套壳，所述内壳体为不锈钢制成，所述内壳体的内腔壁和托盘均涂有防腐涂料层，使外壳体具有一定的保温功能，降低外界环境温度过低的情况下气态水在内壳体的内壁上液化的数量，内壳体的内壁受到风和水蒸气的长时间侵蚀下容易腐蚀，涂上防腐涂料层有利于延长使用寿命。

优选的，所述托盘由方形外框和中间的金属网组成，方便气流穿过托盘作用到托盘顶部的矿物。

优选的，所述托盘的底部设置有两组呈直角状的与插板相配合的基座，用于放置插板，使插板在基座的槽内左右移动。

优选的，所述插板远离基座的一侧底部均设置有限位块，防止插板向远离卡槽处移动时脱落。

优选的，所述插板位于基座之间的底部设置有抓块，方便左右移动插板。

优选的，所述1#管道、2#管道、3#管道、5#管道和8#管道均由内部的金属管和外部的保温套组成，减少热量的损失，从而减小气态水或雾状小水滴附着在管道的内壁的量，减少水汽损失。

优选的，所述气泵的输出功率可调，从而可以调节空气流动速度。

优选的，所述水箱的出水端与蒸汽发生装置的进水端之间连接有12#管道，所述12#管道上设置有水泵，可以实现装置内部的水循环，延长蒸汽发生装置一次加水后可使用时间。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明通过合理的管道设计，使得通过蒸汽发生装置、水冷液化装置、气泵和干燥管的作用，实现对硫化矿模拟环境湿度的调节和风化氧化环境的模拟作业，并且整个模拟环境在相对密封的条件下工作除了氧化气体含量因反应或添加而造成改变以及通过调节湿度而带来的水之外，没有外来物质进入模拟系统中，可以提高模拟结果测量的准确性；

2.本发明在干湿度调整作业时，通过1#三通阀、2#三通阀和3#三通阀的工作调节整体管路的连接，通过三种不同的循环管路，可以对气体的湿度值可以增加或降低，或在湿度值要求极低的情况下快速达到要求。

附图说明

图1为本发明整体连接示意图一；

图2为本发明模拟室的结构示意图；

图3为本发明图2的A处局部放大图；

图4为本发明托盘处剖视图；

图5为本发明整体连接示意图二。

图中：1-模拟室；101-外壳体；102-内壳体；103-托盘；1301-基座；104-插板；1401-限位块；105-卡槽；106-电加热器；107-抓块；108-进气口；109-气体阀门；2-蒸汽发生装置；3-水冷液化装置；4-气泵；5-水箱；6-干燥管；7-1#管道；8-2#管道；9-3#管道；10-4#管道；11-5#管道；12-6#管道；13-7#管道；14-8#管道；15-9#管道；16-10#管道；17-11#管道；18-1#三通阀；19-2#三通阀；20-3#三通阀；21-单向阀；22-12#管道；23-水泵。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1-5所示的一种干湿交替条件下硫化矿物风化氧化的模拟装置，包括密闭的模拟室1、蒸汽发生装置2、水冷液化装置3、气泵4、水箱5和干燥管6，气泵4的输出功率可调，从而可以调节空气流动速度，水箱5的出水端与蒸汽发生装置2的进水端之间连接有12#管道22，12#管道22上设置有水泵23，可以实现装置内部的水循环，延长蒸汽发生装置2一次加水后可使用时间，模拟室1的出气端设置有1#管道7，模拟室1的出气端与气泵4的出气端之间设置有2#管道8，1#管道7的出气端连接有3#管道9和4#管道10，蒸气发生装置2的顶部出气端设置有5#管道11，且5#管道11与2#管道8相连通，水冷液化装置3的顶部出气端设置有6#管道12，水箱5的顶部进水端与水冷液化装置3的底部液化水出液端之间设置有7#管道13，且4#管道10与7#管道13相连通，气泵4的进气端设置有8#管道14，干燥管6的进气端设置有9#管道15，且9#管道15与6#管道12相连通，干燥管6的出气端设置有10#管道16，6#管道12的出气端设置有11#管道17，且11#管道17与8#管道14相连通，1#管道7、3#管道9和4#管道10之间设置有1#三通阀18，6#管道12、9#管道15和11#管道17之间设置有2#三通阀19，8#管道14、10#管道16和11#管道17之间设置有3#三通阀20，5#管道11上设置有单向阀21，1#管道7、2#管道8、3#管道9、5#管道11和8#管道14均由内部的金属管和外部的保温套组成，减少热量的损失，从而减小气态水或雾状小水滴附着在管道的内壁的量，减少水汽损失，模拟室1包括外壳体101和内壳体102，内壳体102的内腔设置有托盘103，外壳体1为保温材料制成的套壳，内壳体102为不锈钢制成，内壳体102的内腔壁和托盘103均涂有防腐涂料层，使外壳体1具有一定的保温功能，降低外界环境温度过低的情况下气态水在内壳体102的内壁上液化的数量，内壳体102的内壁受到风和水蒸气的长时间侵蚀下容易腐蚀，涂上防腐涂料层有利于延长使用寿命，托盘103由方形外框和中间的金属网组成，方便气流穿过托盘103作用到托盘103顶部的矿物，托盘103的底部设置有两组呈直角状的与插板104相配合的基座1301，用于放置插板104，使插板104在基座1301的槽内左右移动，插板104远离基座1301的一侧底部均设置有限位块1401，防止插板104向远离卡槽105处移动时脱落，托盘103的底部左右两侧均插接有插板104，插板104位于基座1301之间的底部设置有抓块107，方便左右移动插板104，内壳体102的左右侧壁均对称设置有由内壳体102凸出而成的卡槽105，内壳体102的内腔顶部设置有电加热器106，内壳体102的右侧壁底部设置有贯穿外壳体101的进气口108，进气口108上设置有气体阀门109。

本实施例的一个具体应用为，本发明在使用过程中，首先如图2所示，用手抓住抓块107，并向中间推动，使插板104从卡槽105中抽出，其中限位块1401可以通过与基座1301侧壁的接触来防止插板104移动过多而从托盘103和基座1301之间脱落，然后根据硫化矿物的大小或不同实验条件的要求，使托盘103通过移动插板104至合适高度的卡槽105处，并且由于时控其在温度较高时水分子较活泼，可以通过电加热器106对气体进行加热，以提高湿空气在循环管路中有效工作时间。在干湿交替条件下对硫化矿物进行风化氧化模拟作业时，具体操作如下：

风化氧化模拟：通过启动气泵4，通过调整1#三通阀18、2#三通阀19和3#三通阀20，使气体沿以下三种管路循环流动，模拟室1—1#管道7—3#管道9—8#管道14—气泵4—2#管道8—模拟室1，模拟室1—1#管道7—4#管道10—7#管道13—6#管道12—11#管道17—8#管道14—气泵4—2#管道8—模拟室1，模拟室1—1#管道7—4#管道10—7#管道13—6#管道12—9#管道15—干燥管6—10#管道16—8#管道14—气泵4—2#管道8—模拟室1，如图1所示，从而实现对模拟室1内腔中的硫化矿的风化模拟。在需要添加氧气或其他氧化气体时，通过打开气体阀门109，通过进气口108向模拟室1中添加氧化气体。本方案的风化氧化可以使硫化矿在一个相对封闭的环境中进行试验，除了氧化气体含量因反应或添加而造成改变以及通过调节湿度而带来的水之外，没有外来物质进入模拟系统中，可以提高模拟结果测量的准确性。

干湿环境模拟：在需要提高湿度时，启动蒸气发生装置2，打开单向阀21，使蒸气发生装置2产生的湿气通过5#管道11进入2#管道，并随着气泵4的作用进入模拟室1中，此时调整1#三通阀18和3#三通阀20，使1#管道7和3#管道9连通，1#管道7和4#管道10断开，10#管道16和8#管道14断开，到达合适湿度时，关闭发生装置2和单向阀21。在需要降低湿度时，保证单向阀21断开，调整1#三通阀18、2#三通阀19和3#三通阀20，分别使1#管道7和4#管道10连通，6#管道12和11#管道17连通，11#管道17和8#管道14连通，此时气体经过水冷液化装置3对湿空气进行降温，从而液化和增大液滴体积，液滴通过7#管道13回落到水箱5中，从而降低气体的湿度，到达合适湿度值后，再通过调整1#三通阀18和3#三通阀20至1#管道7和3#管道9连通，1#管道7和4#管道10断开，10#管道16和8#管道14断开状态。在需要湿度值极小，水冷液化装置3以达到湿度降低极限或已经达不到明显降湿效果时，调整1#三通阀18、2#三通阀19和3#三通阀20，使1#管道7和4#管道10连通，6#管道12和9#管道15连通，10#管道16和8#管道14连通，使气体经过水冷液化装置3后进入干燥管6中，由干燥管6中的干燥剂对气体进行吸水降湿，以满足湿度值极小的要求，在达到要求后调整1#三通阀18和3#三通阀20至1#管道7和3#管道9连通，1#管道7和4#管道10断开，10#管道16和8#管道14断开状态，通过干燥管6中的干燥剂进行降湿，可以达到目标值，并且速度快，由于干燥剂的使用需要成本，在湿度值可以通过上述水冷液化装置3降低湿度的方法达到时，尽可能仅使用水冷液化装置3降低湿度值。

另外，如图5所示，在水箱5的出水端与蒸汽发生装置2的进水端之间设置12#管道22，12#管道22上设置有水泵23后，可以把水箱5回收的水重新添加到蒸汽发生装置2中并使用，不仅可以节约水资源，而且可以实现装置内部的水循环，延长蒸汽发生装置2一次加水后可使用时间。

本说明书中提到的蒸气发生装置2、水冷液化装置3、气泵4和水泵23均为现有技术并且不限定仅使用一种型号，因此在说明书中未作过多描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.一种干湿交替条件下硫化矿物风化氧化的模拟装置，包括密闭的模拟室（1）、蒸汽发生装置（2）、水冷液化装置（3）、气泵（4）、水箱（5）和干燥管（6），其特征在于：所述模拟室（1）的出气端设置有1#管道（7），所述模拟室（1）的出气端与气泵（4）的出气端之间设置有2#管道（8），所述1#管道（7）的出气端连接有3#管道（9）和4#管道（10），所述蒸气发生装置（2）的顶部出气端设置有5#管道（11），且5#管道（11）与2#管道（8）相连通，所述水冷液化装置（3）的顶部出气端设置有6#管道（12），所述水箱（5）的顶部进水端与水冷液化装置（3）的底部液化水出液端之间设置有7#管道（13），且4#管道（10）与7#管道（13）相连通，所述气泵（4）的进气端设置有8#管道（14），所述干燥管（6）的进气端设置有9#管道（15），且9#管道（15）与6#管道（12）相连通，所述干燥管（6）的出气端设置有10#管道（16），所述6#管道（12）的出气端设置有11#管道（17），且11#管道（17）与8#管道（14）相连通，所述1#管道（7）、3#管道（9）和4#管道（10）之间设置有1#三通阀（18），所述6#管道（12）、9#管道（15）和11#管道（17）之间设置有2#三通阀（19），所述8#管道（14）、10#管道（16）和11#管道（17）之间设置有3#三通阀（20），所述5#管道（11）上设置有单向阀（21）；

所述模拟室（1）包括外壳体（101）和内壳体（102），所述内壳体（102）的内腔设置有托盘（103），所述托盘（103）的底部左右两侧均插接有插板（104），所述内壳体（102）的左右侧壁均对称设置有由内壳体（102）凸出而成的卡槽（105），所述内壳体（102）的内腔顶部设置有电加热器（106），所述内壳体（102）的右侧壁底部设置有贯穿外壳体（101）的进气口（108），所述进气口（108）上设置有气体阀门（109）。

2.根据权利要求1所述的一种干湿交替条件下硫化矿物风化氧化的模拟装置，其特征在于：所述外壳体（1）为保温材料制成的套壳，所述内壳体（102）为不锈钢制成，所述内壳体（102）的内腔壁和托盘（103）均涂有防腐涂料层。

3.根据权利要求1所述的一种干湿交替条件下硫化矿物风化氧化的模拟装置，其特征在于：所述托盘（103）由方形外框和中间的金属网组成。

4.根据权利要求1所述的一种干湿交替条件下硫化矿物风化氧化的模拟装置，其特征在于：所述托盘（103）的底部设置有两组呈直角状的与插板（104）相配合的基座（1301）。

5.根据权利要求1或4所述的一种干湿交替条件下硫化矿物风化氧化的模拟装置，其特征在于：所述插板（104）远离基座（1301）的一侧底部均设置有限位块（1401）。

6.根据权利要求1或4所述的一种干湿交替条件下硫化矿物风化氧化的模拟装置，其特征在于：所述插板（104）位于基座（1301）之间的底部设置有抓块（107）。

7.根据权利要求1所述的一种干湿交替条件下硫化矿物风化氧化的模拟装置，其特征在于：所述1#管道（7）、2#管道（8）、3#管道（9）、5#管道（11）和8#管道（14）均由内部的金属管和外部的保温套组成。

8.根据权利要求1所述的一种干湿交替条件下硫化矿物风化氧化的模拟装置，其特征在于：所述气泵（4）的输出功率可调。

9.根据权利要求1所述的一种干湿交替条件下硫化矿物风化氧化的模拟装置，其特征在于：所述水箱（5）的出水端与蒸汽发生装置（2）的进水端之间连接有12#管道（22），所述12#管道（22）上设置有水泵（23）。

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