一种测定矿物中碳酸盐含量的装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种测定矿物中碳酸盐含量的装置。该装置由电磁搅拌器、反应瓶、加酸瓶、三通节门塞、气体体积测量管、排液阀及连通管组成。测量时，把样品放入测试装置的反应瓶中，加入过量的强酸，使与样品中的碳酸盐反应产生二氧化碳，测量CO2的体积，经计算得到碳酸盐总含量。三通节门塞便于加酸前平衡测量部分的量气管和平衡管两边之压力；排液阀能方便地调节平衡管内液面的高度而方便读数，克服了现有体积法调节平衡位置和零点困难、读数时需调节平衡管、操作繁琐的缺陷，具有操作简便、读数快捷准确、成本低廉的优点。可广泛应用于石灰石、煤炭、岩心岩性分析、水垢成分分析等领域。
【专利说明】一种测定矿物中碳酸盐含量的装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及矿物成分检测【技术领域】，特别是涉及一种矿物中二氧化碳含量的测定
方法与装置。
【背景技术】
[0002]矿物中二氧化碳含量的测定方法有:酸碱滴定法，气体吸收重量法，体积法等。
[0003]酸碱滴定法的原理是准确称取试样，用移液管准确加入一定量的强酸标准溶液，使试样溶解并完全反应，用氢氧化钠标准溶液回滴过剩的酸，根据消耗碱量计算二氧化碳含量。如，碳酸盐垢中二氧化碳的测定采用的是酸碱滴定法。该方法不适用如碱性矿物物料，如水泥等。
[0004]气体吸收重量法测定原理如下:用盐酸处理试样，试样中碳酸盐分解析出的二氧化碳，用装在U形管中的碱石棉吸收，根据U形管质量的增加，求出煤中碳酸盐二氧化碳含量。目前国际、国内测定水泥、煤中碳酸盐二氧化碳都是采用重量法。
[0005]体积法测定原理如下:用盐酸分解碳酸盐试样，通过测量分解产生的气体体积确定碳酸盐二氧化碳含量。该方法快捷、简单易行，不适合分析同时有其他气体放出的试样。
[0006]主要反应方程式如下:
[0007]MeC03+2HCl=MeCl2+H20+C02 丨(Me 代表金属离子)
[0008]现有的体积法测定方法和装置密封后，量气管和平衡管两边存在压力差，液面差，导致气体测量管零点调节困难；另外，测量时，读数前需调节平衡管高度，操作繁琐等缺陷。本发明通过增加联通大气的三通节门塞，便于加酸前平衡测量部分量气管和平衡管两边的压力；通过增加排液阀取代调节平衡管高度方便读数。
【发明内容】
[0009]一种测定矿物中碳酸盐含量的装置，由反应器、CO2体积测量器及连通气路组成:反应器由磁力搅拌器(I)、水浴杯(2)、反应瓶(3)、加酸瓶(8)及加酸瓶和反应瓶的导气管
(5)组成；在磁力搅拌器(I)的承盘上放置水浴杯(2)，在水浴杯(2)内放置反应瓶(3);反应瓶(3)由橡胶塞(4)密封，橡胶塞(4)开有四个通孔，在橡胶塞(4)的第一个通孔中直接插入温度计(6)，在第二个通孔中插入加酸瓶(8)下端的漏管，在第三个通孔中插入导气管
(5)的下口，在第四个通孔中插入玻璃管(10)，该玻璃管通过胶管与三通节门塞(11)的一个支管连通；加酸瓶(8)下端设有漏管，瓶体内存放稀酸，加酸瓶(8)的瓶口由橡胶塞(7)密封，橡胶塞(7)开有一个通孔，通孔中插入导气管(5)，导气管(5)的下口与反应瓶(3)连通；加酸瓶(8)的漏管上设置有活塞(9) ;C02体积测量器由量气管(12)、平衡管(13)和排液阀(14)构成，量气管(12)为带有刻度值的玻璃管，其O刻度线从上端开始，向下读数逐渐增大，最小刻度值为0.1ml，量气管(12)容积为IOm广50ml，在量气管(12)的上端设置一个玻璃管接口，该接口通过PU软管(15)与三通节门塞(11)的一个支管连通，量气管(12)的下端与平衡管(13)和排液阀(14)相连通，平衡管(13)为玻璃管，其位置与量气管平行，平衡管(13)的上端开口，平衡管下端与量气管(12)下端连通共同组成一个U型连通器，排液阀(14)位于量气管和平衡管组成的U型连通器底部，并与量气管(12)和平衡管(13)连通；连通气路由三通节门塞(11)和PU软管(15)组成。
[0010]三通节门塞(11)由阀体(16)和阀芯(17)组成，阀体(16)有设三个接口，第一个接口连通大气，第二个接口与玻璃管(10)相连，第三个接口通过PU软管(15)与量气管
(11)相连；节门塞内的阀芯(17)开有三通导气孔，第一个导气孔与第二个导气孔在一条直线上且与阀体的第二和第三个接口始终互相连通，第三个导气孔与第一和第二个导气孔垂直相通；当阀芯的第一个导气孔与阀体的第一个接口连通时，测试装置内部与外部环境相通，以平衡测试装置内外气压；当旋转阀芯180度时，使阀芯的第一个导气孔与阀体的第一个接口不连通，测试装置内部与外部环境隔绝，测试装置内部成为一个完全封闭的体系。
[0011]在进行实验前首先要关闭测量部分的排液阀，从平衡管上端向量气管中注满封闭液；加入待测试样，连接好试验装置，确保装置密封后，将三通节门塞旋转至测试装置和大气连通，打开量气管中排液阀，调节封闭液至“O”位；测试时，将三通节门塞旋转至测试装置和大气封闭，当反应瓶中发生化学反应生成气体CO2时，反应瓶内部的气体便向量气管扩散，量气管中液面逐渐下降，平衡管内液面逐渐上升，此时应通过排液阀调节平衡管中液面的高度，避免封闭液溢出；待量气管和平衡管液面均不再变化时，则反应瓶中化学反应结束；通过排液阀排除封闭液，使得量气管与平衡管的液面相平，此时读取量气管的示数便是反应瓶中生成CO2气体的体积。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明装置的原理图。图中:
[0013](I)磁力搅拌器，⑵水浴杯，⑶反应瓶，⑷橡胶塞，(5)导气管，(6)温度计，
(7)橡胶塞，(8)加酸瓶，(9)活塞，(10)玻璃管，(11)三通节门塞，(12)量气管，(13)平衡管，(14)排液阀，(15) PU软管。
[0014]图2为三通节门塞(11)的原理图。图中:
[0015](16)阀体，(17)阀芯，(18)阀芯通大气状态；(19)阀芯工作状态。
[0016]图3为排液阀(14)的原理图。
[0017]【具体实施方式】和实施例
[0018]实验条件:环境温度:25°C，大气压1.016kPa，硫酸浓度:0.5mol/l。
[0019]用碳酸钠试剂(碳酸钠的百分含量为99.8%)配制成10g/L的溶液进行标准测试实验，取一定体积的该碳酸钠溶液，按前述步骤测定CO2体积，如表I所示，并用以下公式折算成碳酸钠的质量:
[0020]W= PVM/(100RT)
[0021]式中:
[0022]w—样品中折合碳酸盐质量，g
[0023]P—实测大气压强，kPa
[0024]V—气体的体积，ml
[0025]R-CO2 气体常数，R=8.254J/m
[0026]T一定量分析装置内部温度，K[0027]M—碳酸盐摩尔质量，碳酸钠105.99g/mol
[0028]结果表明，碳酸钠含量0.0200g时，RSD小于10%，满足要求。
[0029]表1碳酸盐含量测试结果
【权利要求】
1.一种测定矿物中碳酸盐含量的装置，其特征在于由反应器、CO2体积测量器及连通气路组成:反应器由磁力搅拌器(I)、水浴杯(2)、反应瓶(3)、加酸瓶(8)及加酸瓶和反应瓶的导气管(5)组成；在磁力搅拌器(I)的承盘上放置水浴杯(2)，在水浴杯(2)内放置反应瓶(3);反应瓶(3)由橡胶塞(4)密封，橡胶塞(4)开有四个通孔，在橡胶塞(4)的第一个通孔中直接插入温度计(6)，在第二个通孔中插入加酸瓶(8)下端的漏管，在第三个通孔中插入导气管(5)的下口，在第四个通孔中插入玻璃管(10)，该玻璃管通过胶管与三通节门塞(11)的一个支管连通；加酸瓶(8)下端设有漏管，瓶体内存放稀酸，加酸瓶(8)的瓶口由橡胶塞(7)密封，橡胶塞(7)开有一个通孔，通孔中插入导气管(5)，导气管(5)的下口与反应瓶⑶连通；加酸瓶⑶的漏管上设置有活塞(9) ;C02体积测量器由量气管(12)、平衡管(13)和排液阀(14)构成，量气管(12)为带有刻度值的玻璃管，其O刻度线从上端开始，向下读数逐渐增大，最小刻度值为0.1ml，量气管(12)容积为IOmf 50ml，在量气管(12)的上端设置一个玻璃管接口，该接口通过PU软管(15)与三通节门塞(11)的一个支管连通，量气管(12)的下端与平衡管(13)和排液阀(14)相连通，平衡管(13)为玻璃管，其位置与量气管平行，平衡管(13)的上端开口，平衡管下端与量气管(12)下端连通共同组成一个U型连通器，排液阀(14)位于量气管和平衡管组成的U型连通器底部，并与量气管(12)和平衡管(13)连通；连通气路由三通节门塞(11)和软管(15)组成。
2.如权利要求1所述的一种测定矿物中碳酸盐含量的装置，其特征是三通节门塞(11)由阀体(16)和阀芯(17)组成，阀体(16)有设三个接口，第一个接口连通大气，第二个接口与玻璃管(10)相连，第三个接口通过I3U软管(15)与量气管(11)相连；节门塞内的阀芯(17)开有三通导气孔，第一个导气孔与第二个导气孔在一条直线上且与阀体的第二和第三个接口始终互相连通，第三个导气孔与第一和第二个导气孔垂直相通；当阀芯的第一个导气孔与阀体的第一个接口连通时，测试装置内部与外部环境相通，以平衡测试装置内外气压；当旋转阀芯180度时，使阀芯的第一个导气孔与阀体的第一个接口不连通，测试装置内部与外部环境隔绝，测试装置内部成为一个完全封闭的体系。
【文档编号】G01N7/18GK203519455SQ201320665536
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年10月26日 优先权日:2013年10月26日
【发明者】卢鑫, 谭远友 申请人:武汉纺织大学