CN217856164U - 一种密封蒸发条件下的碳酸盐沉淀装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种密封蒸发条件下的碳酸盐沉淀装置，包括恒温箱、第一进样室和第二进样室，恒温箱内封闭的反应空间用于容纳反应溶液，恒温箱设有单向通气阀，以供内部空间的气体排出至外界大气；第一进样室用于向恒温箱内供入CaCl₂溶液，第二进样室用于向恒温箱内供入Na₂CO₃溶液，酸性气源用于向恒温箱内供入酸性气体，碱性气源用于向恒温箱内供入碱性气体，惰性气源用于向恒温箱内供入惰性气体。本实用新型不仅能够通过Na₂CO₃溶液粗略调节反应溶液pH值，还能够通过酸性气体和碱性气体对溶液PH值进行微调，能够精确调节反应溶液的pH值，以确保溶液pH值在达到稳态，pH值波动范围在±0.03以内，pH值的控制调节精度高。

Description

一种密封蒸发条件下的碳酸盐沉淀装置

技术领域

本实用新型涉及碳酸盐沉淀技术领域，尤其涉及一种密封蒸发条件下的碳酸盐沉淀装置。

背景技术

现有碳酸盐沉淀装置在反应过程中，通过添加酸液或碱液实现pH值调节，但pH调节精度低，波动范围较大，影响测试结果准确性；而且现有碳酸盐沉淀装置将恒温水箱作为反应容器，使反应溶液处于恒温状态，但添加的(Ca,(Mg),(Ba))Cl₂和Na₂CO₃/(H₃BO₃)溶液温度往往与恒温水箱内的温度不一致与恒温水箱内的溶液存在温度差，添加溶液后短暂一段时间内，恒温水箱内的溶液温度并不均衡，添加溶液所带来的温度差会影响沉淀实验效果，而且造成了反应容器中溶液体积的增大。

另外，利用现有碳酸盐沉淀装置进行碳酸盐沉淀实验，在实验过程中，无法阶段性的取出不同时间段内碳酸盐沉淀物，生成的碳酸盐沉淀物只能在完成实验后将恒温箱打开，将含有碳酸盐沉淀物的溶液全部取出并过滤，才能获得碳酸盐沉淀物，最终获得的碳酸盐沉淀物是所有时间段内的碳酸盐沉淀物的混合物，对最终分析结果带来误差。

实用新型内容

鉴于上述的分析，本实用新型旨在提供一种密封蒸发条件下的碳酸盐沉淀装置，用以解决现有技术中存在的上述问题。

本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种密封蒸发条件下的碳酸盐沉淀装置，包括：

恒温箱，恒温箱具有封闭的反应空间，恒温箱设有单向通气阀，以供反应空间的气体排出至外界大气；

第一进样室，第一进样室通过第一进液管路与反应空间连通，以向反应空间内供入CaCl₂溶液；

第二进样室，第二进样室通过第二进液管路与反应空间连通，以向反应空间内供入Na₂CO₃溶液；

酸性气源，酸性气源通过供酸气管路与反应空间连通，以向反应空间供入酸性气体；

碱性气源，碱性气源通过供碱气管路与反应空间连通，以向反应空间供入碱性气体；

惰性气源，惰性气源通过供惰性气管路与反应空间连通，以向反应空间供入惰性气体。

进一步地，恒温箱包括同轴布置的内箱体和外箱体，内箱体的外壁与外箱体的内壁之间具有加热空间；第一进液管路、第二进液管路、供酸气管路、供碱气管路和供惰性气管路中各管路的至少一部分位于加热空间。

进一步地，内箱体的底壁与外箱体的底壁之间设有支座，支座与内箱体同轴设置。

进一步地，内箱体由导热材料制成，外箱体由隔热材料制成。

进一步地，第一进液管路包括第一供液管和第一进液通道，第一进液通道具有第一进液口和第一出液口，第一进液口通过第一供液管与第一进样室连通，第一出液口与内箱体的内部空间连通；第二进液管路包括第二供液管和第二进液通道，第二进液通道具有第二进液口和第二出液口，第二进液口通过第二供液管与第二进样室连通，第二出液口与内箱体的内部空间连通；供酸气管路、供碱气管路和供惰性气管路具有共用的进气通道和主供气管，进气通道具有第一进气口和第一出气口，主供气管具有第二进气口和第二出气口，第二进气口通过三条分支管路分别与酸性气源、碱性气源、惰性气源连接，第二出气口与第一进气口连通，第一出气口与内箱体的内部空间连通；其中，第一进液通道、第二进液通道和进气通道设于加热空间内。

进一步地，第一供液管、第二供液管上均设有蠕动泵。

进一步地，第一进液通道、第二进液通道和进气通道之间由分隔件隔开，且内箱体的外壁构成第一进液通道、第二进液通道和进气通道的通道壁的一部分。

进一步地，内箱体内设有pH计和搅拌装置。

进一步地，内箱体的底部中心设有沉淀物出口，沉淀物出口连接有出料通道，出料通道穿过外箱体的底部中心与外箱体的外部连通，出料通道上设有第四阀。

进一步地，恒温箱还包括盖体，盖体密封设置在内箱体和外箱体的顶部开口，盖体设有第一密封部、第二密封部、第三密封部，分别与密封安装于第一进液通道、第二进液通道和进气通道的顶部开口。

与现有技术相比，本实用新型提供的密封蒸发条件下的碳酸盐沉淀装置，不仅能够通过Na₂CO₃溶液粗略调节反应溶液pH值，还能够通过酸性气体和碱性气体对溶液PH值进行微调，能够精确调节反应溶液的pH值，以确保溶液pH值在达到稳态，pH值波动范围在±0.03以内，pH值的控制调节精度高。

本实用新型中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为实施例中碳酸盐沉淀装置的剖面结构示意图；

图2为实施例中碳酸盐沉淀装置的立体结构示意图；

图3为实施例中碳酸盐沉淀装置的恒温箱箱体的俯视图。

附图标记：

1、内箱体；2、外箱体；

3、盖体；3-1、第一密封部；3-2、第二密封部；3-3、第三密封部；3-4、第一单向通气阀；

4、第一进样室；4-1-第一供液管；4-2、第一蠕动泵；

5、第二进样室；5-1、第二供液管；5-2、第二蠕动泵；

6、第一进液通道；6-1、第一进液口；6-2、第一出液口；

7、第二进液通道；7-1、第二进液口；7-2、第二出液口；

8、酸性气源；8-1-第一阀；

9、碱性气源；9-1-第二阀；

10、惰性气源；10-1-第三阀；

11、进气通道；11-1、第一进气口；11-2、第一出气口；11-21、第二单向通气阀；

12、pH计；

13、第一潜水泵；13-1、第一喷水口；

14、沉淀物出口；15、出料通道；15-1、第四阀；16、收集瓶；17、Li源注射器；18、主供气管；18-1、第五阀；19-支座；

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”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相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

全文中描述使用的术语“顶部”、“底部”、“在……上方”、“下”和“在……上”是相对于装置的部件的相对位置，例如装置内部的顶部和底部衬底的相对位置。可以理解的是装置是多功能的，与它们在空间中的方位无关。

本实用新型的一个具体实施例，如图1至图3所示，公开了一种密封蒸发条件下的碳酸盐沉淀装置，包括：

恒温箱，恒温箱具有封闭的反应空间，恒温箱被配置为使反应空间内的溶液维持恒定温度，恒温箱包括箱体和盖体3，箱体的内部空间作为反应空间，被配置为容纳反应溶液；盖体3密封拆卸设置在箱体上，盖体3上设有第一单向通气阀3-4，以供反应空间的气体排出至外界大气；

第一进样室4，第一进样室4被配置为容纳CaCl₂溶液，并通过第一进液管路与反应空间连通，以向反应空间供入CaCl₂溶液；

第二进样室5，第二进样室5被配置为容纳Na₂CO₃溶液，并通过第二进液管路与反应空间连通，以向反应空间供入Na₂CO₃溶液；

酸性气源8，酸性气源8通过供酸气管路与反应空间连通，以向反应空间供入酸性气体；

碱性气源9，碱性气源9通过供碱气管路与反应空间连通，以向反应空间供入碱性气体；

惰性气源10，惰性气源10通过供惰性气管路与反应空间连通，以向反应空间供入惰性气体。

其中，恒温箱的反应空间内还设有pH计12，用于实时监测箱体内溶液的pH值，可选的，pH计12的型号为PHG-217D，其分辨率0.01pH。

实施时，以海水为母液，配置一定pH条件下的反应溶液，反应溶液为含B离子的CaCO₃饱和溶液。利用盖体3将箱体密封，恒温箱工作，使箱体内的反应溶液维持恒定温度，25±0.5℃；通过蠕动泵缓慢泵送进样室中的CaCl₂和Na₂CO₃两种溶液至箱体中。在每次实验中，两种溶液的加入使反应溶液中方解石的饱和度越来越高，pH升高。同时，碳酸盐沉积速率R增加，直到沉积速率R等于添加CaCl₂和Na₂CO₃的速度，沉淀达到平衡。碳酸盐沉积速率R可以通过蠕动泵的泵速来调节，溶液的pH值可以利用Na₂CO₃溶液进行粗调，通过气体调节室酸性气源8和碱性气源9向反应溶液中供入酸性气体或碱性气体实现反应溶液的pH值微调节，使pH值波动范围在±0.03以内。例如，实验可以分别在pH值为7.4±0.03、7.8±0.03、8.2±0.03、8.6±0.03和9.0±0.03的条件下进行，每个pH值进行重复试验。

在双蠕动泵泵送Ca²⁺和CO₃ ^2-的添加率等于Ca²⁺和CO₃ ^2-的沉淀损失率，即溶液组成(包括pH)保持恒定后，记录溶液pH值，加入定量的LiCl溶液，停止CaCl₂和Na₂CO₃溶液的加入，之后碳酸钙的沉淀可以通过以下2种途径实现：①利用惰性气源10向反应溶液中供入惰性气体，供入的惰性气体能够通过第一单向通气阀将箱体内反应溶液液面上方的气体排出至外界大气，此过程中会缓慢带走水蒸气，使CaCO₃饱和沉淀，②在供入惰性气体的同时可以利用碱性气源9向箱体内部的反应空间供入碱性气体，在惰性气体带走水蒸气的同时，通过加碱性气体实现CaCO₃饱和沉淀，含碱性气体的混合气能够实现反应溶液pH值的微调。当碳酸盐沉淀物达到预定量时，即可通过下部装置取出全部碳酸盐沉淀(含锂碳酸盐为沉淀平衡的产物，初始不平衡状态时不含锂)，整个测试过程中，pH计12实时监测箱体内溶液的pH值，记录pH值后，取出碳酸盐沉淀，在去离子水中彻底清洗并干燥，进行X射线衍射分析，检测沉淀成分，进行后续测试，得到碳酸盐的锂同位素组成，不同的平衡状态可以得到碳酸盐锂同位素组成与pH值的关系。

需要说明的是，本实施例中，以海水为母液配置不同pH值的反应溶液属于现有技术。其中，一种配置不同pH值反应溶液方法的原理为：在一定量的海水中添加不同量组合的B离子和Ca离子，稳定后的反应溶液具有不同的pH值，从而能够实现不同pH值下无机碳酸盐的沉积。当然，也可以利用其他现有技术配置不同pH值的反应溶液，在此不再赘述。

本实施例中，第一进样室4内的溶液为CaCl₂溶液，浓度为1mol/L，第二进样室5内的溶液为Na₂CO₃溶液，浓度为1mol/L；酸性气源8提供CO₂，碱性气源9提供NH₃，惰性气源10提供N₂。

本实施例中，箱体包括内箱体1和外箱体2，内箱体1同轴设于外箱体2内，内箱体1作为反应容器，内箱体1的外壁与外箱体2的内壁之间具有加热空间；其中，内箱体1由导热材料制成，外箱体2由隔热材料制成，能够防止内箱体1与外箱体2之间加热空间内的热量损失。

本实施例中，第一进液管路、第二进液管路、供酸气管路、供碱气管路和供惰性气管路中各管路的至少一部分位于加热空间。

具体而言，第一进液管路包括第一供液管4-1和第一进液通道6，第一进液通道6具有第一进液口6-1和第一出液口6-2，第一进液口6-1通过第一供液管4-1与第一进样室4连通，第一供液管4-1上设有第一蠕动泵4-2，第一出液口6-2与内箱体1的内部空间连通；第二进液管路包括第二供液管5-1和第二进液通道7，第二进液通道7具有第二进液口7-1和第二出液口7-2，第二进液口7-1通过第二供液管5-1与第二进样室5连通，第二供液管5-1上设有第二蠕动泵5-2，第二出液口7-2与内箱体1的内部空间连通；供酸气管路、供碱气管路和供惰性气管路具有共用的进气通道11和主供气管18，进气通道11具有第一进气口11-1和第一出气口11-2，主供气管18具有第二进气口和第二出气口，第二进气口通过三条分支管路分别与酸性气源8、碱性气源9、惰性气源10连接，第二出气口与第一进气口11-1连通，第一出气口11-2与内箱体1的内部空间连通；主供气管18上设有第五阀18-1，与酸性气源8连接的第一分支管路上设有第一阀8-1，与碱性气源9连接的第二分支管路上设有第二阀9-1，与惰性气源10连接的第三分支管路上设有第三阀10-1；其中，第一进液通道6、第二进液通道7和进气通道11设于加热空间内。通过在内箱体1与外箱体2之间设置加热空间，并且第一进液通道6、第二进液通道7和进气通道11位于加热空间内，能够对供入内箱体1之前的CaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液、惰性气体、酸性气体和碱性气体进行加热，使得加入恒温箱内反应溶液的两种溶液和酸、碱气体及惰性气体的温度与恒温箱内的温度保持一致，避免因加入液体或气体的温度与反应溶液的温度存在差值，影响反应效果，确保整个沉淀过程中均在恒温下进行，从而能够提升试验结果准确性。

优选地，第一供液管4-1和第二供液管5-1的内径均小于等于0.32mm，采用小直径的供液管增加了每种溶液进入反应容器溶液时的线速度，从而最大限度地减少局部高浓度。

进一步地，第一进液通道6、第二进液通道7和进气通道11的长度均大于各自两端口之间的直线距离。其中，第一进液通道6、第二进液通道7和进气通道11可以是L形，也可以是曲线形，或者直线与曲线结合的形状。通过增加进液通道和进气通道的长度，以延长对通道内流体的加热时间，确保通道内的流体与内箱体1中的溶液温度一致。

示例性的，第一进液通道6、第二进液通道7和进气通道11为L形结构，包括纵向通道和横向通道，纵向通道位于内箱体1的侧壁与外箱体2的侧壁之间的空间，横向通道位于内箱体1的底壁与外箱体2的底壁之间的空间。图1示出了密封蒸发条件下的碳酸盐沉淀装置的一个纵向剖面结构示意图，该纵向剖面通过第一进液通道6和进气通道11，第一进液通道6和进气通道11均为L形结构，第二进液通道7的结构与第一进液通道6的结构相同。

继续参照图1，第一进液口6-1、第二进液口7-1设于外箱体2的底壁，第一出液口6-2、第二出液口7-2设于内箱体1的顶部侧壁；第一进气口11-1设于外箱体2的顶部侧壁，第一出气口11-2设于内箱体1的底壁。此结构设置，通过将进液口设置在箱体的底部，出液口设置在箱体的上部，能够延长两种溶液在进液通道内的加热时间，并使加入的CaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液由反应溶液的液面上方滴落，滴落的两种溶液由上向下融合在反应溶液中；而将第一进气口11-1设置在外箱体2的顶部侧壁，第一出气口11-2设于内箱体1的底壁，使得供入的气体在进气通道内由上向下流动，延长加热时间，气体在内箱体1的底部供入反应溶液后，在浮力作用下自然上升，有利于与反应溶液均匀混合。

进一步地，第一出液口6-2、第二出液口7-2、第一出气口11-2均设有单向阀。防止反应溶液反向进入进液通道、进气通道。

本实施例中，第一进液通道6、第二进液通道7和进气通道11可以是安装在加热空间的管路，也可以利用分隔件将内箱体1与外箱体2之间的空间分隔成三个各自独立的通道。

优选地，通过在内箱体1与外箱体2之间的空间设置多个纵向设置的分隔件，利用分隔件将加热空间分隔成多个流体通道。具体而言，第一进液通道6、第二进液通道7和进气通道11之间由分隔件隔开，且内箱体1的外壁构成第一进液通道6、第二进液通道7和进气通道11的通道壁的一部分。进一步地，分隔件也为导热材料制成，分隔件的表面也构成第一进液通道6、第二进液通道7和进气通道11的通道壁的一部分，使得进液通道、进气通道的通道壁都能够对流体加热。本实施例的密封蒸发条件下的碳酸盐沉淀装置，利用内箱体1的外壁和外箱体2的内壁构建进液通道和进气通道，使得各个通道直接被导热的内箱体1加热，直接利用内箱体1的热量传导，确保进液通道内的溶液、进气通道内的气体温度与内箱体1内的溶液温度相同。

为了使恒温箱内的反应溶液充分混匀，内箱体1内设有搅拌装置。其中，搅拌装置可以为机械搅拌装置，也可以利用潜水泵进行搅拌混匀。

在其中一种可选实施方式中，机械搅拌装置包括搅拌电机以及与搅拌电机的输出轴连接的搅拌桨叶，搅拌桨叶为Teflon材质。

在另一种可选实施方式中，搅拌装置包括多个第一潜水泵13，利用潜水泵实现反应溶液的混匀。其中，多个第一潜水泵13的第一喷水口13-1围绕内箱体1的中心线顺时针或逆时针布置。进一步地，搅拌装置还包括至少一个第二潜水泵，第二潜水泵的第二喷水口与第一潜水泵13的第一喷水口13-1的喷射方向不同。反应过程中，可以利用第一潜水泵、第二潜水泵的不同喷射角度，使恒温箱内的反应溶液形成紊流，从而提升溶液搅拌效果；当需要收集碳酸盐沉淀物时，则只启动第一潜水泵13，关闭第二潜水泵。

进一步地，第一潜水泵、第二潜水泵的外壳以及过水通道的通道壁均设有Teflon涂层，避免引入干扰因素。

由于碳酸盐沉淀反应完成后，需要取出碳酸盐沉淀物，现有实验装置只能在完成实验后，将恒温箱的盖体打开，将所有反应溶液和沉淀物一同取出，进行过滤得到碳酸盐沉淀物，此过程不仅操作麻烦，而且由于无法在保留大部分反应溶液的条件下阶段性的取出不同pH值条件下，不同平衡状态下的碳酸盐沉淀物，浪费实验材料，且耗时久，不利于实验研究。基于上述问题，本实施例中，在内箱体1的底部中心设有沉淀物出口14，沉淀物出口14连接有出料通道15，出料通道15穿过外箱体2的底部中心与外箱体2的外部连通；出料通道15上设有第四阀15-1。可选的，内箱体1的底壁中心向下凹陷形成沉淀物出口14，内箱体1的底壁中心为向沉淀物出口14倾斜，形成漏斗结构，便于碳酸盐沉淀物的收集。密封蒸发条件下的碳酸盐沉淀装置还包括收集瓶16，收集瓶16的进料口与出料通道15的出料口拆卸连接。

正常情况下，第四阀15-1是关闭的，当需要取出碳酸盐沉淀物时，启动多个第一潜水泵13，关闭第二潜水泵，使恒温箱内的反应溶液形成旋涡，旋涡的中心线穿过出料通道15，碳酸盐沉淀物在旋涡的作用下向内箱体1的底部中心处的沉淀物出口14聚集，碳酸盐沉淀物通过沉淀物出口14进入出料通道15，打开出料通道15上的第四阀15-1，碳酸盐沉淀物随少量反应溶液经出料通道15流出，收集在收集瓶16，只需2-3秒钟即可关闭第四阀15-1，就可以完成碳酸盐沉淀物的取出，方便快捷，而且可以在实验过程中，阶段性的取出碳酸盐沉淀物，在第一次实验取出全部沉淀碳酸盐后，由于保留了大部分反应溶液，此时，溶液为含Li、B的CaCO₃近饱和盐溶液，可以继续通过第一蠕动泵4-2和第二蠕动泵5-2向存留的反应溶液中添加CaCl₂和Na₂CO₃溶液，在沉淀达到平衡前每间隔24小时收集非平衡状态下沉淀的碳酸盐，沉淀达到平衡时终止本次实验。由于实验过程中是实时监测反应溶液的pH值，因而能够开展非平衡条件下的pH值与锂含量、沉淀速率及锂同位素关系的研究；结合平衡条件下pH值与碳酸盐锂同位素的关系，最终确定碳酸盐锂同位素与溶液pH值关系的具体影响因素，是动力学分馏还是平衡分馏影响的同位素分馏机理，因此使得实验研究更具有连续性，同一实验装置可以获得两种条件下的碳酸盐沉淀。

正常情况下，第四阀15-1是打开的，收集瓶16通过出料通道15与内箱体1连通，正常沉淀过程中有一部分碳酸盐沉淀物自然落入收集瓶16中，启动第一潜水泵，关闭第二潜水泵，使内箱体1内的反应溶液流动形成旋涡，在旋涡的作用下使得碳酸盐沉淀物收集在收集瓶16中，关闭第四阀15-1，将收集仓卸下，即可完成碳酸盐沉淀物的收集。

本实施例中，盖体3密封设置在内箱体1和外箱体2的顶部开口，盖体3设有第一密封部3-1、第二密封部3-2、第三密封部3-3，分别与密封安装于第一进液通道6、第二进液通道7和进气通道11的顶部开口。第一出液口6-2设置在第一进液通道6的上部侧壁上，位于第一进液通道6的第一顶部开口的下方；第二进液口7-1设置在第二进液通道7的上部侧壁上，位于第二进液通道7的第二顶部开口的下方；第一进气口11-1设置在进气通道11的上部侧壁上，位于进气通道11的第三顶部开口的下方；通过在盖体3的下端面设置封堵第一进液通道6、第二进液通道7和进气通道11的顶部开口的三个密封部，能够防止溶液以及气体溢出。

为了提升密封性，第一密封部3-1、第二密封部3-2、第三密封部3-3上包覆有弹性密封层，通过在密封部上设置弹性密封层以提升盖体3与进液通道、进气通道的顶部开口的密封性。

本实施例中，内箱体1的底壁与外箱体2的底壁之间设有支座19，支座19具有一定高度，连接内箱体1外箱体2，使得内箱体1的底壁与外箱体2的底壁之间具有空间，支座19设有中心通孔，支座19与内箱体1同轴设置，出料通道15穿过中心通孔。

在其中一种可选实施方式中，盖体3上还设有Li源注射器17，Li源注射器17的注射端伸入内箱体1中的液面以下，用于向达到碳酸盐沉淀平衡后的反应溶液中定量加入LiCl溶液。

本实施例中，密封蒸发条件下的碳酸盐沉淀装置可以采用手动控制，如手动控制恒温箱的反应温度，手动控制潜水泵的启停，手动开启管路上的各个阀门以及蠕动泵等。

本实施例中，密封蒸发条件下的碳酸盐沉淀装置还可以设置控制器，控制器能够控制恒温箱的加热程序、搅拌装置或潜水泵的启动和停止，还能够控制自动添加酸性气体、碱性气体、惰性气体、CaCl₂溶液及Na₂CO₃溶液的操作。需要说明的是，本实施例的控制器采用现有控制技术就能够实现碳酸盐沉淀装置的自动控制过程，该自动控制过程可以预先设置控制程序，能够按照预定的反应恒温、pH值、反应时间等进行自动化控制。

与现有技术相比，本实施例提供的密封蒸发条件下的碳酸盐沉淀装置至少具有如下有益效果之一：

1、本申请实施例不仅通过Na₂CO₃溶液调节反应溶液pH值，还使用酸性气体和碱性气体对溶液pH值进行微调，能够精确调节反应溶液的pH值，以确保溶液pH值在达到稳态，pH值波动范围在±0.03以内，pH值的控制调节精度高。

2、通过在内箱体与外箱体之间设置加热空间，并且第一进液通道、第二进液通道和进气通道位于加热空间内，能够对供入内箱体之前的CaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液、惰性气体、酸性气体和碱性气体进行加热，使得加入恒温箱内反应溶液的两种溶液和酸、碱气体及惰性气体的温度与恒温箱内的温度保持一致，避免因加入液体或气体的温度与反应溶液的温度存在差值，影响反应效果，确保整个沉淀过程中均在恒温下进行，从而能够提升试验结果准确性。

3、利用第一潜水泵、第二潜水泵的不同喷射角度，使恒温箱内的反应溶液形成紊流，从而提升溶液搅拌效果。

4、通过在内箱体的底部中心设有沉淀物出口，沉淀物出口连接有出料通道，出料通道穿过外箱体的底部中心与外箱体的外部连通，在取样时，利用多个顺时针或逆时针布置的第一潜水泵使恒温箱内的反应溶液形成旋涡，碳酸盐沉淀物在旋涡的作用下聚集在沉淀物出口，并由出料通道流出收集在收集瓶中，碳酸盐沉淀物的收集方便、快捷；而且实验过程中每隔一段时间都可以把此时间段内的碳酸盐沉淀物全取出来。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种密封蒸发条件下的碳酸盐沉淀装置，其特征在于，包括：

恒温箱，所述恒温箱具有封闭的反应空间，所述恒温箱设有单向通气阀，以供所述反应空间的气体排出至外界大气；

第一进样室(4)，所述第一进样室(4)通过第一进液管路与所述反应空间连通，以向所述反应空间内供入CaCl₂溶液；

第二进样室(5)，所述第二进样室(5)通过第二进液管路与所述反应空间连通，以向所述反应空间内供入Na₂CO₃溶液；

酸性气源(8)，所述酸性气源(8)通过供酸气管路与所述反应空间连通，以向所述反应空间供入酸性气体；

碱性气源(9)，所述碱性气源(9)通过供碱气管路与所述反应空间连通，以向所述反应空间供入碱性气体；

惰性气源(10)，所述惰性气源(10)通过供惰性气管路与所述反应空间连通，以向所述反应空间供入惰性气体。

2.根据权利要求1所述的密封蒸发条件下的碳酸盐沉淀装置，其特征在于，所述恒温箱包括同轴布置的内箱体(1)和外箱体(2)，所述内箱体(1)的外壁与外箱体(2)的内壁之间具有加热空间；

所述第一进液管路、第二进液管路、供酸气管路、供碱气管路和供惰性气管路中各管路的至少一部分位于所述加热空间。

3.根据权利要求2所述的密封蒸发条件下的碳酸盐沉淀装置，其特征在于，所述内箱体(1)的底壁与所述外箱体(2)的底壁之间设有支座(19)，所述支座(19)与所述内箱体(1)同轴设置。

4.根据权利要求2所述的密封蒸发条件下的碳酸盐沉淀装置，其特征在于，所述内箱体(1)由导热材料制成，所述外箱体(2)由隔热材料制成。

5.根据权利要求4所述的密封蒸发条件下的碳酸盐沉淀装置，其特征在于，所述第一进液管路包括第一供液管(4-1)和第一进液通道(6)，所述第一进液通道(6)具有第一进液口(6-1)和第一出液口(6-2)，第一进液口(6-1)通过第一供液管(4-1)与第一进样室(4)连通，第一出液口(6-2)与所述内箱体(1)的内部空间连通；

所述第二进液管路包括第二供液管(5-1)和第二进液通道(7)，所述第二进液通道(7)具有第二进液口(7-1)和第二出液口(7-2)，第二进液口(7-1)通过第二供液管(5-1)与第二进样室(5)连通，第二出液口(7-2)与所述内箱体(1)的内部空间连通；

所述供酸气管路、供碱气管路和供惰性气管路具有共用的进气通道(11)和主供气管(18)，所述进气通道(11)具有第一进气口(11-1)和第一出气口(11-2)，所述主供气管(18)具有第二进气口和第二出气口，第二进气口通过三条分支管路分别与酸性气源(8)、碱性气源(9)、惰性气源(10)连接，第二出气口与第一进气口(11-1)连通，第一出气口(11-2)与所述内箱体(1)的内部空间连通；

其中，所述第一进液通道(6)、第二进液通道(7)和进气通道(11)设于所述加热空间内。

6.根据权利要求5所述的密封蒸发条件下的碳酸盐沉淀装置，其特征在于，所述第一供液管(4-1)、第二供液管(5-1)上均设有蠕动泵。

7.根据权利要求6所述的密封蒸发条件下的碳酸盐沉淀装置，其特征在于，所述第一进液通道(6)、第二进液通道(7)和进气通道(11)之间由分隔件隔开，且所述内箱体(1)的外壁构成所述第一进液通道(6)、第二进液通道(7)和进气通道(11)的通道壁的一部分。

8.根据权利要求2至7任一项所述的密封蒸发条件下的碳酸盐沉淀装置，其特征在于，所述内箱体(1)内设有pH计(12)和搅拌装置。

9.根据权利要求8所述的密封蒸发条件下的碳酸盐沉淀装置，其特征在于，所述内箱体(1)的底部中心设有沉淀物出口(14)，沉淀物出口(14)连接有出料通道(15)，出料通道(15)穿过所述外箱体(2)的底部中心与外箱体(2)的外部连通，出料通道(15)上设有第四阀(15-1)。

10.根据权利要求7所述的密封蒸发条件下的碳酸盐沉淀装置，其特征在于，所述恒温箱还包括盖体(3)，所述盖体(3)密封设置在所述内箱体(1)和外箱体(2)的顶部开口，所述盖体(3)设有第一密封部(3-1)、第二密封部(3-2)、第三密封部(3-3)，分别密封安装于所述第一进液通道(6)、第二进液通道(7)和进气通道(11)的顶部开口。

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