Устройство для селективной сорбции микроамальгам

 

1. УСТРОЙСТЮ ДЛЯ СЕЛЕКТИВНОЙ СОРБЦИИ МИКРОАМАЛЬГАМ, содержащее газоприёмный блок с сорбентом , измерительную систему и вакуумный насос, соединенные последовательно между собой газопроводным трактом, о т ли ч a ю щ е е с я тем, что, с целью расширения возможностей разделения концентргщий ртути на составляющие ее амальгамные формы, в нем между газоприем- . ным блоком и измерительной системой установлена дополнительная камера с закрепленным в ней распределителем , имеющим сквозные радиальные каналы, соединенные с газопроводным трактом и полусферой, a газоприемный блок снабжен редукторами, приводом и последовательно соединенными посредством газопроводного трйкта двумя или более KeiMepaмй , в каждой из которых расположен вращакхцийся диск на валу, причем сорбент нанесен на поверхности дисков и внутренней поверхности полусферы , a валы связаны между собой и с приводом через редукторы таким образом, чтобы угловая скорость вращения дисков последовательно уменьшалась или увеличивалась по мере удаления от привода. 2. Устройство по п. 1, обличающееся тем, что в дополнительной камере на входе газопроводного тракта установлен распределитель , -выполненный в виде полу сферы с радиальными каналами, вы| уклая поверхность которого размеiщенa внутриполусферы с сорбентом.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

COI

РЕСПУБЛИН

МЯ) 01 V .9 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ "

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЬЙ (21) 3483586/18-25 (22) 12.08.82 (46) 15.12.83. Бюл. Р 46 (72) Г.А. Долгих, !0.Д. Жеребцов и М.И. Политиков (71) Казахский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института разведочной геофизики научно-производственного объединения "Рудгеофиэика" (53) 550.84(088.8) (56) 1. Патент США Р 3232033, кл. 55-387, опублик. 1966.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3265941/18-25 (044607), кл. G 01: V 9/00, 1981 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕЛЕКТИВНОЙ СОРБЦИР! МИКРОАМАЛЬГАМ, содержащее гаэоприемный блок с сорбентом, измерительную систему и вакуумный насос, соединенные последовательно между собой газопроводным . трактом, отличающееся тем, что, с целью расширения воз-. можностей разделения концентраций ртути на составляющие ее амальгамные формы, в нем между гаэоприем- . ным блоком и измерительной системой установлена дополнительная камера с закрепленным в ней распределителем, имеющим сквозные радиальные каналы, соединенные с газопроводным трактом и полусферой, а газоприемный блок снабжен редукторами, приводом и последовательно соеди,ненными посредством газопроводного тракта двумя или более камерами, в каждой из которых расположен вращающийся. диск на валу, причем сорбент нанесен на поверхности дисков и.внутренней поверхности полусферы, а валы связаны между собой и с приводом через редукторы .таким образом, чтобы угловая скорость !9 вращения дисков последовательно уменьшалась или увеличивалась по мере удаления от привода.

2. Устройство по п. 1, î т л и ч а ю щ е е с я тем, что в дополнительной камере на входе газо проводного тракта установлен распределитель,-выполненный в виде полу сферы с радиальными каналами, вы; пуклая поверхность которого разме,щена внутри полусферы с сорбентом.

1061095

Изобретение относится к геохимическим методам поисков рудных месторождений и может быть использовано прн разработке аппаратуры для выполнения комплексной газортутной съемки с использованием микроамальгам, а также для контроля загрязнения окружающей среды ртутью и ее амальгамными соединениями.

Известно устройство для сорбирования паров ртути из газовых проб, содержащее газоприемный блок с камерой, имеющей входное и выходное отверстия, между которыми располоt жен пористый поглотитель иэ покрытой золотом стекловаты, блок пита-. ния и измерительный блок. При прокачивании газовой пробы через камеру ртуть накапливается на поглотителе, затем десорбируется термическим путем и определяется в измерительном блоке фотометрически (Ц .

Недостатком устройства является то, что с его помощью можно определить лишь общее содержание паров ртути, находящихся в элементарном и амальгамном состояниях. Информацию о формах нахождения микроамальгам с помощью этого устройства получить невозможно. Сорбент в этом устройстве работает ненадежно — при продолжительной работе поглотитель спекается, что приводит к уменьшению сорбирующей поверхности и, следовательно, к неудовлетворительной повторяемости результатов.

Наиболее близким по технической сущности к данному является устройство для селективной сорбции микро" амальгам, состоящее из газоприемного блока (включающего газоотборный . колпак с пылеулавливающим фильтром и золотым сорбентом), ротаметра, вакуумного насоса, измерительного блока - фотометра, блока питания, фильтра-поглотителя ртути и трем ходовых кранов в газопроводном тракте. Газоотборный колпак устанавливают на точке опробования. Прокачивают газовую пробу через золотОй сорбент с различной, контролируемой ротаметром, скоростью. Накопившиеся при этом на сорбенте микроамальгамы при отжиге сорбента поступают в измерительный блок - фотометр, где определяют их концентрацию (2g °

Недостатком устройства является то, что оно не позволяет выделить из одной пробы несколько разновидностей форм нахождения микроамальгам, а также не дает высокий про цент осаждения на сорбенте слабосорбирующихся микрочастиц ртути и некоторых ее амальгамных соединений, особенно при пониженных темпера турах.

Цель изобретения - расширение возму-.::-:остей разделения концентраций ртути на составляющие. ее амальгамные формы.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем гаэоприемный блок с сорбентом, измерительную систему и вакуумный насос, соединенные последовательно между собой газопроводным трактом

1 ъ

О между газоприемным блоком и измери

I тельной системой устанавливают дополнительную камеру с закрепленными в ней распределителем, имеющим сквоэ ные радиальные каналы, соединенные с газопроводным трактом и полусферой, а гаэоприемный блок снабжен

:редукторами, приводом и последовательно соединенными посредством гаэопроводного тракта двумя или более камерами, в .каждой из которых расположен вращающийся диск на валу, причем сорбент нанесен на поверхнос-. ти дисков и внутренней поверхности полусферы, а валы связаны между собой и с пРиводом через редукторы таким образом, чтобы угловая скорость вращения дисков последовательно уменьшалась или увеличивалась по мере удаления от привода.

В дополнительной камере на входе газопроводного тракта установлен распределитель в виде полусферы с радиальными каналами, выпуклая поверхность которого размещена внутри.полусферы с сорбентом.

З5 Устройство реализует способ разделения микроамальгам по смачиваемости (сорбции) поверхности золотого сорбента. Известно, что в зависимости от наличия того или иного элемента в соединении со ртутью амальгамирующие свойства последней меняются. Известно также, что золото растворяется в ртути незначительно и ртуть фактически не растворяет, 45 а лишь смачивает поверхность золота» Уменьшение поверхностного натяжения амальгамы улучшает смачиваемость золота ртутью. При накоплении ртути на золотом сорбенте в процессе прокачки газовой пробы на микрочастицы ртути влияют силы сцепления (смачиваемости) с сорбентом и кинетическая энергия их движения в газопроводном тракте. Если кинетичес55 кая энергия больше сил сцепления сорбента с некоторыми микроамальгамами, по последние не накапливаются на сорбенте. Это позволяет накапливать различные микроамальгамы на сорбенте поочередно. Выпол40 нить это можно изменением скорости прокачки газовой пробы либо вращением сорбента с различными скоростями, что приводит к изменению центробежной силы, стремящейся сбросить микрочастицы ртути с сорбирую1061095 щей поверхности. Для того, чтобы од. имеющей радиальные каналы 24. Расновременно накапливать микроамаль- . 1ределитель 23 закреплен таким обгамы из одной газовой пробы, необ . — разом, чтобы выпуклая поверхность ходимо иметь несколько камер с сор- его была обращена к внутренней по,бентами, соединенных последователь-, верхности полусферы 21. Валы 20 но. . $ установлены во втулках 25, исклюВ предложенном устройстве ис- чающих влияние внешней среды. Входпользован второй путь решения зада- . ные и выходные отверстия каждой качи — вращение сс(рбентов. Для этого меры 9 и 10 расположены таким обприменяются вращающиеся диски, на разом, чтобы ось входной части гаэоповерхность которых нанесен сорбент. щ проводного тракта 8 была перпендикуДиски установлены в последователь- .. :лярна оси вала 20 и направлена по но соединенных с помощью. газопровод- . радиусу, а ось выходной части газоного тракта камерах. Проба поступа-,проводного тракта 8 — по касательет в первую камеру, затем во вторую ной соответствующего диска 17 или и т.д. Диски закреплены на валах, 15 18. Это позволяет повысить эффективкоторые соединены последовательно : ность накопления микроамальгам и между собой и приводом через редук- выхода десорбированных частиц ртуторы, которые позволяют вращать ти из камер 9 и 10. диски с сорбентом с различной угло- В качестве измерительной систе.вой скоростью. В результате на каж-. ьы 2 может использоваться многоканаль,дом диске с сорбентом накапливает- Ю:ный атомно-абсорбционный спектро.ся одна амаЛьгамная форма ртути. - :Фотометр.

Для более полного извлечения рту- Устройство работает следующим об)ги из газовой пробы, после камер с . разом. .вращающимися дисками установлена до-. l. . Включают привод 12 гаэоприемного полнительная камера. В основном в 25 блока 1 с максимальной угловой ско- . Фотометрах используют струнные сор- ростью.-Вращение передается через бенты. Поток газовой пробы лишь час- валы 20 и редуктор 11;дискам 17 и. 18. тично касается поверхности сорбейта, :При этом д с 18

У. м диск вращается с углольшей (или меньшей), что не позволяет накопить всю Ртуть | вой скоростью бо содержащуюся в газовой пРобе. Для 3О чем у диска 17. Втулки 25 обеспечиповышения эффективности. накопления вают изоляцию камер 9 и 10 от внешртути предложено поток п обы напок пробы нап- ней среды. .Храни устанавливают в слеравлять на сорбент, нанесенный на . дующем положении: 5-АД, 6-ЛД, 7-АД,. внутренней поверхности полусферы. -14-АБД, 15-АД, 16-АД. Включают насос

Для того, чтобы микрочастицы Ударя" 35 3 ° Так как ось входной части газолись о поверхность сорбента под пря- проводного тракта 8 перпендикулярмым углом, газовую пробу направляют . на оси вала 20 .и направлена по рав радиальные каналы Распределителя диусу диска 17, То частицы микровыполненного в виде полусферы. амальгамы ударяются о сорбент 19

На фиг. 1 и 2 показан пример реа- под наиболее выгодным углом п елиэации устройства. ,4Р устройство содержит газоприемный . ливаются частицы ртути с тем элеблок 1 (гаэоотбо ный к л (ор ый колпак не по- ментом, у которого силы сцепления казан), измерительную систему 2, . превышают кинетическую энергию часвакуумный насос 3 с ротаметром (не тиц. Далее проба по гаэопроводному показан), дополнительную цилиндри- . 45 тракту 8 через кран 15 поступает ческую камеру 4, краны 5-7 и газо- - в камеру 10, где ударяясь о сорпроводный тракт 8, соединяющий бент 19 на диске 18, накапливаются, все перечисленные узлы, а также уэ- частицы ртути с другим элементом, лы, входящие в гаэоприемный блок 1. ; обладающие более высокой (или меньГазоприемный блок 1 включает ци- 5ф шей) силой сцепления с золотым линдрические камеры 9 и 10, соеди- сорбентом, чем у частиц, которые ненные газопроводным трактом 8 после- накопились в камере 9. Далее гаэодовательно, редуктор 11 с датчиком вая проба по тракту 8 через краны угловой скорости (не показан), : :16 и 6 поступает в дополнительную привод 12, фильтр-поглотитель 13 и у:камеру 4 через каналы 24 распредекраны 14-16. В к р . камерах 9 и 10 ус.-:лителя 23. Частицы ртути, которые тановлены диски 17 и 18 с золотым прошли через камеры 9 и 10, вылесорбентом 19. Диски 17 и 18 жестко : :тая из каналов 24 под наиболее выэакреплены на валах 20, которые свя- :. годным углом к н и ом к внутренней поверхзаны между собой с помощью редук- - . ности полусферы 21 оса а тора 11 а также с и Ю ры, осаждаются на ж с приводом 12. :сорбенте 22. Затем проба по тракту

В дополнительной цилиндрической .-:8 через краны 7 и 5 поступает в камере 4 установлены полусфера 21 "насос 3 и выходит в атмосферу. с нанесенным на ее внутренней пО- : После прокачки требуемого объема верхности золотым сорбентом 22 и газовой пробы насос 3 и привод 12 распределитель 23 в виде полусферы, И,выключают. Устанавливают краны в

1061095 положения: 5-ДБ, 6-БД, 7-БД, 14-БДС

15-АБ, 16-АД. Производят отжиг сорбента 19 на диске 17 и включают насос 3 и привод 12. При этом десорбированные микроамальгамы из выходного отверстия камеры 9 поступают по тракту через краны 15, 16, 5, 6 и 7 в измерительную систему

2, где осуществляется измерение концентрации паров ртути с одним элементом, а затем через насос 3 десорбированные частицы ртути выбрасываются в атмосферу. Транспортировка микроамальгам по тракту 8 осуществляется очищенным от ртути и механических примесей в фильтрепоглотителе 13 атмосферным воздухом.

Насос 3 и Привод 12 выключают.

Затем, поставив краны в положения: 5-ДБ, 6-БД, 7-БД, 14-БДС, 15-АД, 16-АД, производят отжиг сорбента 19 на диске., 18, включают насос и привод 12 и измеряют концентрацию ртути с друЬим амальгирующим элементом.

После этого выключают насос 3 и привод 12. Устанавливают краны в положения: 5-ДБ, 6-АД, 7-АД, 14-БДС,.15-БД, 16-ДВ, включают насос 3 и привод 12 и производят отжиг сорбента 22. Поступающий через фильтр-поглотитель 13 и кран 14 по тракту 8 атмосферный воздух очищается от ртути и механических примесей и транспортирует.десорбированные частицы ртути из камеры 4 через краны 7 и 5 в измерительную систему 2. Измеряется суммарное содержание остаточной слабосорбирую цейся ртути. Затем частицы ртути

I через насос 3 выходят в атмосферу.

Насос 3 и привод 12 выключают.

5 Далее повторяют операции с новыми пробами, снижая каждый цикл угловую скорость вращения привода

12. Это позволит получить информацию о концентрации в почвенном воз-, 10 духе паров ртути в различных амальгамных формах. Если необходимо накопить только сумму всех микроамальгам, краны устанавливают в положения 5-АД, 6-АД, 7- АД, 14-АБД, 15 15-БД, 16-БД.

В приведенном примере применены две камеры с вращающимися дисками.

Количество камер зависит от требуемой детальности разделения микроамальгамных форм ртути и производи-. тельности работ.

Устройство имеет следующие .преимущества, обеспечивающие достижение положительного эффекта: расширенные функциональные возможности за счет разделения амальгамирующих элементов лучшие условия осаждения паров ртути при определении суммарного содержания различных ее форм, 30 повышенную точность определения содержаний ртути за счет повышения качестна осаждения ее на полусферическом сорбенте, что в конечном итоге позволит повысить надежность выявления месторождений полезных ис35 копаемых.

1061095

Составитель A. Петраш

Редактор О. Колесникова ТехредИ.Костик Корректор A. Тяско

Заказ 10035/49 . Тнрак 716 Подписное

ВНИППП Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7l-35, Раушская.наб., д. 4/5. В аЪ ФФ филиал ППЛ "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4