Устройство для определения количества ртути в горных породах

 

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Н АкаТОРС НОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Социалнстическик

Респубики (iver 905784 (6l ) Дополнительное к авт. синд-ву (22)Заявлено 18.03.80 (21) 2898232/23-26 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15. 02.82. Бюллетень Рй 6

Дата опубликования описания 15.02.82 (Я)м. Кл.

G 01 и 31/06

9кудэратвапвй нанктет

СССР ао делан взабрвтеикЯ и аткрмтий

{ 53) УДК 54.064 (088.8) (72) Автор . изобретения

И.И.Степанов (7l ) Заявитель (543 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КО 1И1ВСТВА

РТУТИ В ГОРНЫХ ПОРОДАХ

Изобретение относится к устройствам для анализа веществ и может быть использовано в геологии и геохимии для определения ртути s природных объектах: горных породах, рудах и

5 почвах, при поисках месторождений полезных ископаемых.

Известны устройства для анализа ртути в горных породах содержащие нагреватель, фильтры и цвухканальный ртутный атомно-абсорбционный фотометр $11.

В отходящих газах после нагревателя кроме паров ртути может находиться много других веществ (дым, пары воды, пары серы и т.д.), которые сильно осложняют или вообще делают невозможным проведение прямых измерений. Попадая в кювету фотометра, эти вещества либо поглощают, либо рассеивают излучение и вызывают ложные сигналы, превышающие полезный иногда на много порядков.

Известно также устройство для определения количества ртути в rop" ных породах, содержащее вертикальный трубчатый корпус, нагреватель е помещенным в него контейнером для образца, последовательно соединенные газоаналиэатор и насос и помещенный в корпус спиральный сорбирующий элемент, покрытый пленкой металлического золота 2).

Однако несмотря на наличие избирательного фильтра, не удается анализировать вещества с очень ваРсоким уровнем помех, например сульфид )ту В связи с. Tea To xoTa so» лото и не вступает в химические реакции с частицами дыма, серы и т.п., но тем не менее часть из:них осе-. дает на поверхности золота и во время следующего этапа нагревания soлота и разрушения амальгамы вместе с парами ртути поступает в фото-. метр и мешает анализу, поглощая йли рассеивая излучение. Кроме 1о3 90578 го, сорбент находится в корпусе и соединен с нагревателем коммуникациями большей или мен шей длины.

Мешающие вещества неизбежно частично оседают на внутренних стенках корпуса и коммуникаций, некоторые из них активно поглощают ртуть из потока, занижая результаты анализа. При анализе повышенных содержаний ртути часть ее конденсирует- 1о ся на стенках коммуникаций и корпуса сорбента и затем, медленно испаряясь, создает некоторый фон, что затрудняет анализ проб с низкими содержаниями ртути. f5

Цель изобретения — повышение точности определений за счет устранения влияния примесей.

Устройство работает следующим образом.

Подвижный зонт 4 находится в левом положении. Элемент 7 освобожден от ртути. Контейнер 3 с пробой помещается в нагреватель 2 и выдерживается в ней установленное время (45 с), в течение которого иэ пробы отгоняется имевшаяся в ней ртуть. Пары ртути вместе с мешающими веществами выносятся вертикально вверх ламииарным конвекционным потоком, проходящим через центр кольцевого сорбирующего элемента 7, но не контактирующим непосредственно с его спиралью. Так как коэффициент диффузии паров ртути в воздухе очень велик (около 0,11 cM /с при 20 С и атмосферном давлении), а давление паров в конвекционном потоке всегда выше чем в комнатном воздухе, то ртуть относительно легко покидает конвекционный поток и рассеивается в воздухе. Ртуть, вышедшая за пределы потока, захватывается золотым покрыПоставленная цель достигается тем, что спиральный сорбирующий элемент выполнен в виде тора и расположен коаксиально в корпусе, а нагреватель установлен соосно ему под корпусом.

На чертеже изображено устройство

25 с частичными разрезами.

Устройство для определения качества ртути в горных породах состоит иэ вертикально-трубчатого корпуса 1, нагревателя 2 с помещенным в него контейнером 3 для образца, подвижно30

ro в горизонтальном направлении зонта 4, последовательно соединенных с зонтом 4 гаэоаналиэатора 5 и насоса 6 и помещенного в корпус спирального сорбирующего элемента 7, покры- 35 того пленкой металлического золота, Спиральиья сорбирующий элемент выполнен в виде тора и расположен коаксиально в корпусе, а нагреватель

2 установлен соосно под корпусом. 40

Нагреватель 2 обеспечивает в рабочей зоне, т.е. в месте нахождения контейнера 3 с анализируемым материалом, температуру 700"800 С. Назначение нагревателя — разрушение всех . соединений ртути и форм ее нахождения, имеющихся в анализируемых материалах, и перевод ртути в атомный пар. В устройстве возможно применение нагревателей 2-х разных видав: нагре-50 вателя непрерывного действия и нагревателя, допускающего работу в импульсном режиме, например индукционного типа, или малоинерционного нагревателя в виде печи сопротивле- 55 ния, состоящей из витка нихрома большого сечения, питаемого током большой силы, но низкого напряжения. Над

4 4 нагревателем 2 размещен вертикальный трубчатый корпус 1, в верхней части которого закреплен спиральный сорбирующий элемент 7 с золотым покрытием, свернутый в кольцо и соединенный с источником тока, включаемым в заданное время. При прохождении тока через спираль сорбирующего элемента

7 он нагревается до 500-600ОС Вертикальный трубчатый корпус обеспечивает ламинарность восходящего конвекционного потока, защищая его от случайных движений окружающего воздуха. Свернутый в кольцо спиральный сорбирующий элемент 7 с золотым покрытием служит для накопления ртути из проходящего через era середину конвекционного потока. Искусственного разряжения в корпусе для образования тяги не создается, но в нем может быть установлен зонт 4 вытяжной вентиляции. Подвижный вытяжной зонт 4 соединен с газоанализатором

5, например фотометром, к выходу которого подключен насос 6, работающий непрерывно. Подвижный зонт 4 может зазанимать одно из двух фиксированных положений.

Насос 6 прокачивает через газоанализатор 5 воздух, забираемый через зонт 4. Фотометр непрерывно определяет содержание ртути в проходящем через него газе.

905784 тием сорбента и накапливается на нем, образуя амальгаму. В то же время мешакяцие вещества, обладая во много раз меньшими коэффициентами диффузии, практически не могут выхо- 5 дить за пределы конвекционного потока и поэтому не взаимодействуют со спиралью сорбента. Таким образом, происходит диффузионное разделение паров ртути и мешающих веществ, 10 чем достигается уменьшение влияния на результаты анализа мешающих веществ.

После извлечения ртути из пробы контейнер 3 удаляется из н гревателя 2, а подвижный вытяжной зонт

4 вводится в зазор межцу трубчатым корпусом 1 и устанавливается над сорбирующим элементом 7. Включается ток через спираль сорбента, она нагревается, амальгама разрушается и восстановленные -пары ртути увлекаются, отсасываемые насосом 6 с потоком воздуха, через зонт 4 в газоанализатор 5, где и производится измерение, после чего подвижный зонт возвращается в краййее левое положение. Цикл закончен и устройство готово. для следукнцего измерения. 30

Технико-экономическая эффективность изобретения по сравнению с известным устройством заключается в том, что предлагаемое устройство позволяет определять содержания ртути в образцах такого состава (например, мономинеральных сульфидов, почвы, обогащенной органическими веществами и т.п.), анализ которых на известных устройствах невозможен, т.е. 40 предлагаемое устройство во много раз снижает влияние на результаты измерений мешающих веществ (серы, паров воды, дыма и т.д.), а также отсутствует эффект "заражения". Холостые 45 измерения после анализа проб с концентрациями около 10, показывают

l нулевые отсчеты при пределе обнару-b„ жения ниже 1-10.1. Кроме того, производительность предлагаемого устройства выше чем известного устройства в связи с резким уменьшением профилактических и ремонтных работ при анализе одних и тех же проб (известные устройства требовали частой чистки коммуникаций и корпуса сорбента). Воспроизводимость анализов на предлагаемом устройстве лучше в 2-3 раза. Значительно улуч-- ,шилась правильность анализа и уменьшились систематические расхождения, которые трудно оценить количественно. Приведенные данные получены в результате непрерывной 4-х месячнойэксплуатации устройства, внедренного в аналитической лаборатории Геохимической экспедиции Центрального геофизического треста МГ РСФСР.

Формула изобретения

Устройство для определения количества ртути в горных породах, содержащее вертикальный трубчатый корпус, нагреватель с помещенным в него контейнером для образца, последовательно соединенные газоанализатор и насос, и помещенный в корпус спиральный сорбирукиций элемент, покрытый пленкой металлического золота, о тл и ч а ю щ е е с я тем,.что, с целью повышения точности определений за счет устранения влияния примесей, спиральный сорбирующий элемент выполнен в виде тора и расположен коакю сиально в корпусе, а нагреватель установлен соосно ему под корпусом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. "Разведка и охрана непр", 1965 Р 12, с. 18-22.

2. "Разведка и охрана недр", 1971, Р,10, с. 38-43.

905784

1!

Составитель А.Тарасов

Редактор Л.Плисак Техред М. Надь Корректор А.Дэятко

Заказ 357 63 . Тираж 882 Подписное

BffHHIlH Государственного комитета СССР по делам изобретений .и открытий

Il3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4