Устройство для определения количества ртути в горных породах

ОЛ ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯН АВТОР С НОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалнстическикРеспубики 1 11 905784(51)М. Кл. 6 01 й 31/06 Ркудэрствопвй ненктет СССР эо делан взебрвтеикЯ и аткрцтнй(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА РТУТИ В ГОРНЫХ ПОРОДАХИзобретение относится к устройствам для анализа веществ и может бытьиспользовано в геологии и геохимиидля определения ртути в природныхобъектах: горных породах, рудах и5почвах, при поисках месторожденийполезных ископаемых.Известны устройства для анализартути в горных породах содержащиенагреватель, фильтры и цвухканальный ртутный атомно-абсорбционныйфотометр 111.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 вообщеделают невозможным проведение прямых измерений. Попадая в кюветуфотометра, эти вещества либо поглощают, либо рассеивают излучение ивызывают ложные сигналы, превышающие полезный иногда на много порядков,Известно также устройство для определения количества ртути в гор" ных породах, содержащее вертикаль" ный 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 23.Однако несмотря на наличие избирательного фильтра, не удается анализировать вещества с очень вью. соким уровнем помех, например сульфид)1 В связи с. Тем что хотя зо 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 золота и разрушения амальгамы вместе с парами ртути поступает в фото-. метр и мешает анализу, поглощая йли рассеивая излучение. Кроме то3 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 ся на стенках коммуникаций и корпуса сорбента и затем, медленно испаряясь, создает некоторый фон, чта затрудняет анализ проб с низкими содержаниями ртути, 15Цель 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 1, 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, на не контактирующим непосредственно с его спиралью. Так как коэФициент диффузии паров ртути в воздухе очень велик (около 0,11 см/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 н воздухе. Ртуть, вышедшая за пределы потока, захватывается золотым пакрыПоставленная цель достигается тем, что спиральный сорбирующий элемент 0 выполнен н виде тора и расположен коаксиально в корпусе, а нагреватель установлен соосно ему под корпусом.На чертеже изображено устройство25 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, подвижно 30 го в горизонтальном направлении зонта 4, последовательно соединенных с зонтом 4 гаэоаналиэатора 5 и насоса 6 и помещенного н корпус спирального сорбирующего элемента 7, покры того пленкой металлического золота,Спиральный сорбирующий элемент выполнен в виде тора и расположен коаксиально в корпусе, а нагреватель 2 установлен соосно под корпусом. 40Нагреватель 2 обеспечивает в рабочей зоне, т.е. в месте нахождения контейнера 3 с анализируемым материалом, температуру 700"8000 С. Назначение нагреватели - разрушение всех . 15 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: нагревателя непрерывного действия и нагревателя, допускающего работу н импульсном режиме, например индукционного типа, или малоинерционного нагревателя в ниде печи сопротивле ния, состоящей из витка нихрома большога сечения, питаемого током большой силы, но низкого напряжения. Над 4 4нагревателем 2 размещен вертикальный трубчатый корпус 1, в верхней частикоторого закреплен спиральный сорбирующий элемент 7 с золотым покрытием, свернутый в кольцо и соединенный с источником тока, включаемым взаданное время. При прохождении тока через спираль сорбирующего элемента7 он нагревается до 500-6000 С. Вертикальный трубчатый корпус обеспечинает ламинарность носходящего конвекционного потока, защищая его отслучайных движений окружающего воздуха. Свернутый в кольцо спиральныйсорбирующий элемент 7 с золотымпокрытием служит для накопления ртути из проходящего через его сере 4 ину конвекционного потока. Искусственного разряжения в корпусе для образования тяги не создается, но н нем может быть установлен зонт 4 вытяжной вентиляции. Подвижный вытяжной зонт 4 соединен с газоанализатором 5, например фотаметром, к выходу которого подключен насос 6, работающий непрерывно. Подвижный зонт 4 может зазанимать одно из двух Фиксированных положений.Насос 6 прокачивает через газо- анализатор 5 воздух, забираемый через зонт 4. Фотометр непрерывно определяет содержание ртути в проходящем через него газе.15 тием сорбента и накапливается нанем, образуя амальгаму. В то же время мешающие вещества, обладая во много раз меньшими коэффициентами диффузии, практически не могут выходить за пределы конвекционного потока и поэтому не взаимодействуют соспиралью сорбента. Таким образом,происходит диффузионное разделениепаров ртути и мешаощих веществ,10чем достигается уменьшение влиянияна результаты анализа мешающих веществ.После извлечения ртути из пробыконтейнер 3 удаляется из нагревателя 2, а подвижный вытяжной зонт4 вводится в зазор меяду трубчатымкорпусом 1 и устанавливается надсорбирующим элементом 7. Включается ток через спираль сорбента, она 20нагревается, амальгама разрушается и восстановленные .пары ртутиувлекаются, отсасываемые насосом 6с потоком воздуха, через зонт 4в газоанализатор 5, где и производится измерение, после чего подвижный зонт возвращается в краййее левое положение. Цихл закончен и устройство готово. для следующего измерения. 30Технико-экономическая эффективность изобретения по сравнению с известным устройством заключается в том,что предлагаемое устройство позволяет определять содержания ртути в об- ,5разцах такого состава (например, мономинеральных сульфидов, почвы, обогащенной органическими вещества"ми и т.п.), анализ которых на известных устройствах невозможен, т.е. 40предлагаемое устройство во много разснижает влияние на результаты измерений мешающих веществ (серы, паровводы, дыма и т.д,), а также отсутствует эффект "заражения", Холостые 45измерения после анализа проб с концентрациями около 10, показывают нулевые отсчеты при пределе обнару жения ниже 1-10.Ж. 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 месячной эксплуатации устройства, внедренного в аналитической лаборатории Геохимической экспедиции Центрального геофизического треста ИГ РСФСР.формула изобретенияУстройство 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, похрытыйпленкой металлического золота, о тл и ч а ю щ е е с я тем,.что, с целью повышения точности определенийза счет устранения влияния примесей,спиральный сорбирующий элемент выполнен в виде тора и расположен коакфсиально. в корпусе, а нагреватель установлен соосно ему под корпусом.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, "Разведка и охрана нерр",19 б 5, Р 12, с. 18-22.2. "Разведка и охрана недр",1971, Р,10, с. 38-43.905784 Составитель А.ТарасовТехред М. Надь Корректор А.Дэятко дактор Л.Пли Заказ 357 ал ППП Патент , г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3Тираж 882ВЦИИПИ Государственного кпо делам изобретений и113035, Москва, Ж, Рауш Подписноемитета СССРткрытийкая наб., д. 4/о