CN214427343U - 一种高温高压下元素在含f体系下热力学参数测定的装置 - Google Patents
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Abstract
一种高温高压下元素在含F体系下热力学参数测定的装置，包括开口向上的釜体、堵头、不锈钢的圆环垫片、设于釜体内的纯金的内胆、密闭盖合在所述釜体开口端的螺帽盖子，堵头上设有两个逐级递减的台阶，堵头的横截面的形状大小大于釜体的开口，小于螺帽盖子的开口，台阶包括第一台阶和表面覆有纯金金属层的第二台阶，第一台阶横截面的形状大小在堵头横截面的形状大小与内胆的内部横截面的形状大小之间，第二台阶与内胆的开口配合，圆环垫片套设在所述第二台阶上，解决了目前采用的特氟龙在260℃以上会出现机械性能以及抗腐蚀性降低，在更高的温度压力条件下，不能实现在含F体系中元素或者矿物溶解度的测定的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于地球科学地质流体研究领域，具体涉及一种高温高压下元素在含F体系下热力学参数测定的装置，适用于测定元素在含F流体中的溶解度等一些热力学参数。
背景技术
测定元素或者矿物在高温高压地质流体中的溶解度等热力学参数，是理解元素的溶解迁移沉淀机制的重要方法。对于认识和理解热液矿床，比如钨、锡、钼、金、银、铅、锌矿床成矿元素的成矿规律，成矿特点以及元素在热液中存在形式有十分重要的意义。并且随着电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)的普及，对于元素含量的测定已经普遍在ppb级别，可以根据化学反应计算出元素以及络合物的热力学参数(吉布斯自由能，不同温度压力条件下的平衡常数，元素络合物的化学配位数等)。
F离子作为地质流体中广泛存在的阴离子，前人的研究表明，其和钨等元素有很强的络合能力，在溶解迁移这些元素的过程中有非常重要的意义。因此对于F在其他成矿元素的溶解迁移过程中的研究提出了需求。由于F在高温高压流体中对材料的强腐蚀性，使得前人在研究元素矿物溶解度过程中广泛使用的纯钛高压釜不能够满足含F流体的高温高压实验。为了能够避免F离子对金属釜体的腐蚀，现在一般在高压釜中加入一个特氟龙的衬套来实现，但是由于特氟龙在260℃以上会出现机械性能以及抗腐蚀性降低，在更高的温度压力条件下，不能实现在含F体系中元素或者矿物溶解度的测定。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术的缺点，利用金的耐腐蚀性以及较高的熔点的方式，设计了一种在高温高压条件下元素在含F体系下热力学参数测定的装置，使得本装置能够测定超过500℃条件下，元素在含F体系中的热力学参数。并且将密封堵头做成了台阶型，在高温淬火后更容易从釜体中取下，打开釜体，解决了现有技术中采用的特氟龙在260℃以上会出现机械性能以及抗腐蚀性降低，使得在更高的温度压力条件下，不能实现在含F体系中元素或者矿物溶解度的测定的问题。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种高温高压下元素在含F体系下热力学参数测定的装置，包括开口向上的釜体、堵头、不锈钢的圆环垫片、设于所述釜体内的纯金的内胆、密闭盖合在所述釜体开口端的螺帽盖子，所述堵头上设有两个逐级递减的台阶，所述堵头的横截面的形状大小大于所述釜体的开口，小于所述螺帽盖子的开口，所述台阶包括第一台阶和表面覆有纯金金属层的第二台阶，所述第一台阶横截面的形状大小在所述堵头横截面的形状大小与所述内胆的内部横截面的形状大小之间，所述第二台阶与所述内胆的开口配合，所述圆环垫片套设在所述第二台阶上，所述螺帽盖子的内腔的深度大于所述堵头的长度。
优选地，所述内胆的含金量大于99.9％。
优选地，所述堵头的外周面的横截面的形状大小等于所述釜体的外径外周面的横截面的形状大小。
进一步地，所述釜体、堵头、螺帽盖子均由316不锈钢制成。
优选地，所述内胆嵌套在所述釜体的内部。
在使用过程中，举一个测定Ti元素在含F体系中溶剂度的反应例子来说明本发明的具体试验过程，
在400-600℃，水饱和蒸汽压的条件下。开展TiO2在pH＝2，1mNaF-H2O溶液中的溶解度实验。该实验由于温度较高，并且含有强腐蚀性元素F离子，因此现有的所有实验装置都不能满足需求。利用我们新设计的高压釜能够达到所需的实验条件。
第一，我们根据纯金内胆的体积，计算出要加入的实验溶液质量。
第二，将TiO2粉末装入一个外径为4.4mm，内径为4mm，长度为35mm的纯金小管，并放入具有纯金内胆的高压釜体内部。
第三，加入计算出的含F实验溶液，并且实验的溶液的液面高度完全淹没装有样品的纯金小管。
第四，将所有的高压釜部件组合，用螺栓螺母加压密封，放入400-600℃炉子进行反应。
第五，在实验结束之后，将釜体放入冷水淬火后打开釜体，取出里面的溶液，稀释后放入ICP-MS测试其中Ti元素的浓度。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型利用金的耐腐蚀性以及较高的熔点的方式，设计了的在高温高压条件下元素在含F体系下热力学参数测定的装置，使得本装置能够测定超过500℃条件下，元素在含F体系中的热力学参数。并且将密封堵头做成了台阶型，在高温淬火后更容易从釜体中取下，打开釜体，解决了现有技术中采用的特氟龙在260℃以上会出现机械性能以及抗腐蚀性降低，使得在更高的温度压力条件下，不能实现在含F体系中元素或者矿物溶解度的测定的问题。
附图说明
图1为本实用新型整体的结构示意图；
图2为图1中A处的放大图。
图中标记为：1、釜体；2、堵头；3、圆环垫片；4、内胆；5、螺帽盖子；6、第一台阶；7、第二台阶。
具体实施方式
实施例1
如附图1-2所示，一种高温高压下元素在含F体系下热力学参数测定的装置，包括开口向上的釜体1、堵头2、不锈钢的圆环垫片3、设于所述釜体1内的纯金的内胆4、密闭盖合在所述釜体1开口端的螺帽盖子5，所述堵头2上设有两个逐级递减的台阶，所述堵头2的横截面的形状大小大于所述釜体1的开口，小于所述螺帽盖子5的开口，所述台阶包括第一台阶6和表面覆有纯金金属层的第二台阶7，所述第一台阶6横截面的形状大小在所述堵头2横截面的形状大小与所述内胆4的内部横截面的形状大小之间，所述第二台阶7与所述内胆4的开口配合，所述圆环垫片3套设在所述第二台阶7上，所述螺帽盖子5的内腔的深度大于所述堵头2的长度。
优选地，为了保护316不锈钢在高温＞250℃高压条件下不受腐蚀，所述内胆4的含金量大于99.9％。
优选地，所述堵头2的外周面的横截面的形状大小等于所述釜体1的外径外周面的横截面的形状大小，使得螺帽盖子5盖在釜体1上时，螺帽盖子5能够对堵头2进行水平方向的限位，使其更加稳固。
进一步地，所述釜体1、堵头2、螺帽盖子5均由316不锈钢制成。
优选地，所述内胆4嵌套在所述釜体5的内部，使得内胆4与釜体5为一体，方便收纳。
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。
Claims (5)
1.一种高温高压下元素在含F体系下热力学参数测定的装置，其特征在于，包括开口向上的釜体(1)、堵头(2)、不锈钢的圆环垫片(3)、设于所述釜体(1)内的纯金的内胆(4)、密闭盖合在所述釜体(1)开口端的螺帽盖子(5)，所述堵头(2)上设有两个逐级递减的台阶，所述堵头(2)的横截面的形状大小大于所述釜体(1)的开口，小于所述螺帽盖子(5)的开口，所述台阶包括第一台阶(6)和表面覆有纯金金属层的第二台阶(7)，所述第一台阶(6)横截面的形状大小在所述堵头(2)横截面的形状大小与所述内胆(4)的内部横截面的形状大小之间，所述第二台阶(7)与所述内胆(4)的开口配合，所述圆环垫片(3)套设在所述第二台阶(7)上，所述螺帽盖子(5)的内腔的深度大于所述堵头(2)的长度。
2.根据权利要求1所述的一种高温高压下元素在含F体系下热力学参数测定的装置，其特征在于，所述内胆(4)的含金量大于99.9％。
3.根据权利要求1所述的一种高温高压下元素在含F体系下热力学参数测定的装置，其特征在于，所述堵头(2)的外周面的横截面的形状大小等于所述釜体(1)的外径外周面的横截面的形状大小。
4.根据权利要求1-3任意之一所述的一种高温高压下元素在含F体系下热力学参数测定的装置，其特征在于，所述釜体(1)、堵头(2)、螺帽盖子(5)均由316不锈钢制成。
5.根据权利要求4所述的一种高温高压下元素在含F体系下热力学参数测定的装置，其特征在于，所述内胆(4)嵌套在所述釜体(1)的内部。
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| CN202120451379.3U CN214427343U (zh) | 2021-03-02 | 2021-03-02 | 一种高温高压下元素在含f体系下热力学参数测定的装置 |
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2021
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