CN216525798U - 多场耦合作用下矸石浸出毒性试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了多场耦合作用下矸石浸出毒性试验装置，包括多场耦合模拟器、蠕动泵、储存箱、采集卡、微电脑温度控制箱、数据输出装置，所述多场耦合模拟器通过液体输送管道分别与所述蠕动泵、储存箱连通，所述多场耦合模拟器内部设置有加热棒、分部热电偶，所述加热棒与所述微电脑温度控制箱电连接，所述微电脑温度控制箱与采集卡电连接，所述分部热电偶与所述采集卡电连接，所述采集卡与所述数据输出装置电连接。本实用新型能对不同水流速度、温度、pH值和粒径级配条件下矸石中重金属元素的溶出与时间进行检测与分析，进而准确的得出矸石中重金属元素的溶出动力学模型，为研究重金属元素的浸出迁移与归宿行为提供试验基础数据。

Description

多场耦合作用下矸石浸出毒性试验装置

技术领域

本实用新型涉及浸出毒性技术领域，具体是指多场耦合作用下矸石浸出毒性试验装置。

背景技术

煤炭资源开发的同时会带来大量的矸石和粉煤灰等固体废弃物，目前我国矸石累计堆放量超过60亿吨，已跃居全国工业废弃物之首，并且正在以每年约5～8亿吨的排放量逐年增加；而矸石固体废弃物如果处理不当，将会严重破坏生态环境危害人体健康。而且堆放的矸石受自然风化的作用，矸石会大量破碎成细小颗粒，进而释放重金属，危害环境，危害人身健康。目前国内外学者对矸石的利用方式进行了大量的研究，但国内矸石利用率仍低于国外水平，因此国家正在鼓励探索固体废弃物的利用途径。

矸石内部的重金属通过水解、溶解、氧化还原以及离子交换等形式析出，使重金属元素富集在水溶液中，并随着水流的迁移而扩散，进而对地下水环境造成一定的危。目前对于矸石基材料的研究主要集中在材料的力学性能和流动特性等方面，忽略了矸石基材料的毒理学特性，进而阻碍了相应的治理技术及理论的发展，且现阶段也没有对矸石进行渗流场、温度场、化学场多场耦合的装置，导致外界复杂环境对矸石浸出毒性的影响规律尚不明确。

为了更全面的认识多场作用下矸石内部重金属的浸出机制，一种多场耦合作用下矸石浸出毒性试验装置尚需研究解决。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：多场耦合作用下矸石浸出毒性试验装置，包括多场耦合模拟器、蠕动泵、储存箱、采集卡、微电脑温度控制箱、数据输出装置，所述多场耦合模拟器通过液体输送管道分别与所述蠕动泵、储存箱连通，所述多场耦合模拟器内部设置有加热棒、分部热电偶，所述加热棒与所述微电脑温度控制箱电连接，所述微电脑温度控制箱与采集卡电连接，所述分部热电偶与所述采集卡电连接，所述采集卡与所述数据输出装置电连接；

所述多场耦合模拟器包括上底座、透水板、空腔体、下底座，所述空腔体设置于所述上底座与下底座之间，所述上底座、下底座通过长螺杆将所述空腔体夹紧固定。

作为改进，所述上底座、下底座内侧均设置有与所述透水板配合的内凹槽，所述空腔体两端通过密封圈、透水板与所述上底座、下底座密封连接，所述上底座、下底座上分别设置有与所述长螺杆配合的上底座螺孔、下底座螺孔，所述上底座中部设置有浸提液入口，所述下底座中部设置有浸提液出口。

作为改进，所述长螺杆通过所述上底座螺孔、下底座螺孔将所述上底座、空腔体、下底座固定，所述空腔体为两端设置有开口的中空柱体，所述透水板成圆盘状，所述空腔体、透水板同轴设置，所述空腔体内部同轴设置有加热棒。

作为改进，所述分部热电偶包括多个均匀设置于所述多场耦合模拟器内的热电偶。

作为改进，所述多场耦合作用下矸石浸出毒性试验装置外部设置有保温层。

作为改进，所述蠕动泵的速度为0～10L/min，耐酸碱性为PH2～12，所述微电脑温度控制箱用于控制所述加热棒独立加热，所述加热棒加热温度为20℃～90℃。

采用以上结构后，本实用新型具有如下优点：本实用新型能对不同水流速度、温度、pH值和粒径级配条件下矸石中重金属元素的溶出与时间进行检测与分析，进而准确的得出矸石中重金属元素的溶出动力学模型，为研究重金属元素的浸出迁移与归宿行为提供试验基础数据，同时为矸石资源化利用提供理论支撑，填补了矸石在渗流场、温度场、化学场多场耦合领域试验装置的空白。

附图说明

图1是本实用新型多场耦合作用下矸石浸出毒性试验装置的结构示意图。

图2是本实用新型多场耦合作用下矸石浸出毒性试验装置多场耦合模拟器的结构示意图。

图3是本实用新型多场耦合作用下矸石浸出毒性试验装置分部热电偶的结构示意图。

如图所示：1、多场耦合模拟器，1.1、上底座，1.11、上底座螺孔，1.12、浸提液入口，1.2、透水板，1.3、空腔体，1.4、下底座，1.41、下底座螺孔，1.42、浸提液出口，1.5、长螺杆，1.6、内凹槽，1.7、密封圈，2、蠕动泵，3、储存箱，4、采集卡，5、微电脑温度控制箱，6、数据输出装置，7、液体输送管道，8、加热棒，9、分部电热偶，9.1、热电偶。

具体实施方式

结合附图1～3，多场耦合作用下矸石浸出毒性试验装置，包括多场耦合模拟器1、蠕动泵2、储存箱3、采集卡4、微电脑温度控制箱5、数据输出装置6，所述多场耦合模拟器1通过液体输送管道7分别与所述蠕动泵2、储存箱3连通，所述多场耦合模拟器1内部设置有加热棒8、分部热电偶9，所述加热棒8与所述微电脑温度控制箱5电连接，所述微电脑温度控制箱5与采集卡4电连接，所述分部热电偶9与所述采集卡4电连接，所述采集卡4与所述数据输出装置6电连接；

所述多场耦合模拟器2包括上底座1.1、透水板1.2、空腔体1.3、下底座1.4，所述空腔体1.3设置于所述上底座1.1与下底座1.4之间，所述上底座1.1、下底座1.4通过长螺杆1.5将所述空腔体1.3夹紧固定。

作为本实施例较佳实施方案的是，所述上底座1.1、下底座1.4内侧均设置有与所述透水板1.2配合的内凹槽1.6，所述空腔体1.3两端通过密封圈1.7、透水板1.2与所述上底座1.1、下底座1.4密封连接，所述上底座1.1、下底座1.4上分别设置有与所述长螺杆1.5配合的上底座螺孔1.11、下底座螺孔1.41，所述上底座1.1中部设置有浸提液入口1.12，所述下底座1.4中部设置有浸提液出口1.42。

作为本实施例较佳实施方案的是，所述长螺杆1.5通过所述上底座螺孔1.11、下底座螺孔1.41将所述上底座1.1、空腔体1.3、下底座1.4固定，所述空腔体1.3为两端设置有开口的中空柱体，所述透水板1.2成圆盘状，所述空腔体1.3、透水板1.2同轴设置，所述空腔体1.3内部同轴设置有加热棒8。

作为本实施例较佳实施方案的是，所述分部热电偶9包括多个均匀设置于所述多场耦合模拟器1内的热电偶9.1。

作为本实施例较佳实施方案的是，所述多场耦合作用下矸石浸出毒性试验装置外部设置有保温层。

作为本实施例较佳实施方案的是，所述蠕动泵2的速度为0～10L/min，耐酸碱性为PH2～12，所述微电脑温度控制箱5用于控制所述加热棒8独立加热，所述加热棒8加热温度为20℃～90℃。

本实用新型在具体实施时，试验流程主要包括平台重金属背景值测试阶段、试验条件设定阶段、系统稳定性调试阶段和浸出毒性测试四个阶段。试验时，先确定矸石钝化方式、平台渗流速度、环境温度和浸提剂PH值，完成矸石浸出毒性测试参数设置。完成后，将矸石放入多场耦合模拟器内，根据参数微电脑温度控制箱控制加热棒加热，分部热电偶实时监测多场耦合模拟器内的温度并将信号发送至采集卡，使得模拟器内的温度达到设定参数温度要求。将浸提液的PH值达到设定参数PH值要求；启动蠕动泵驱动储存罐内的浸提液从浸提液入口进入多场耦合模拟器对矸石进行浸出毒性试验。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示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实用新型和简化描述，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、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.多场耦合作用下矸石浸出毒性试验装置，其特征在于，包括多场耦合模拟器、蠕动泵、储存箱、采集卡、微电脑温度控制箱、数据输出装置，所述多场耦合模拟器通过液体输送管道分别与所述蠕动泵、储存箱连通，所述多场耦合模拟器内部设置有加热棒、分部热电偶，所述加热棒与所述微电脑温度控制箱电连接，所述微电脑温度控制箱与采集卡电连接，所述分部热电偶与所述采集卡电连接，所述采集卡与所述数据输出装置电连接；

所述多场耦合模拟器包括上底座、透水板、空腔体、下底座，所述空腔体设置于所述上底座与下底座之间，所述上底座、下底座通过长螺杆将所述空腔体夹紧固定。

2.根据权利要求1所述的多场耦合作用下矸石浸出毒性试验装置，其特征在于，所述上底座、下底座内侧均设置有与所述透水板配合的内凹槽，所述空腔体两端通过密封圈、透水板与所述上底座、下底座密封连接，所述上底座、下底座上分别设置有与所述长螺杆配合的上底座螺孔、下底座螺孔，所述上底座中部设置有浸提液入口，所述下底座中部设置有浸提液出口。

3.根据权利要求2所述的多场耦合作用下矸石浸出毒性试验装置，其特征在于，所述长螺杆通过所述上底座螺孔、下底座螺孔将所述上底座、空腔体、下底座固定，所述空腔体为两端设置有开口的中空柱体，所述透水板成圆盘状，所述空腔体、透水板同轴设置，所述空腔体内部同轴设置有加热棒。

4.根据权利要求1所述的多场耦合作用下矸石浸出毒性试验装置，其特征在于，所述分部热电偶包括多个均匀设置于所述多场耦合模拟器内的热电偶。

5.据权利要求1所述的多场耦合作用下矸石浸出毒性试验装置，其特征在于，所述多场耦合作用下矸石浸出毒性试验装置外部设置有保温层。

6.根据权利要求1所述的多场耦合作用下矸石浸出毒性试验装置，其特征在于，所述蠕动泵的速度为0～10L/min，耐酸碱性为PH2～12，所述微电脑温度控制箱用于控制所述加热棒独立加热，所述加热棒加热温度为20℃～90℃。

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