一种用于矿产勘查中地气测量取样的过滤装置及过滤方法与流程

本发明属于矿产勘查技术领域，具体涉及一种用于矿产勘查中地气测量取样的过滤装置及过滤方法。

背景技术：

地气测量方法作为一门经典的穿透性地球化学勘查方法，经历了多年多位学者的研究试验，已经逐步成熟，能够在勘查隐伏矿产中发挥重要作用。地气方法分主动抽气法和被动吸附法两种，其中，主动抽气方法具有快速取样的优点，捕集介质分为聚氨酯泡塑及超纯溶液两种。主动抽气方法在野外工作中，用钢钎在土壤覆盖层打0.7m左右取样孔，分别连接螺旋取样钻、过滤器、捕集介质及抽气装置以抽取地气样品。在地气取样过程中，由于捕集介质都经过超纯处理。因此，保证取样条件的一致性对结果有重要意义。过滤器相对其他装置，对取样环节影响最大。在工作中，一般使用玻璃纤维的微孔滤膜作为主要过滤装置，其孔径为1μm，能够阻碍粗颗粒的土壤进入到捕集介质中。但是，在取样过程中发现，微孔滤膜虽能达到过滤作用，但是存在一定的偶然误差。原因主要有三点：①野外条件无法每个点位更换微孔滤膜，②连续多点的工作中，由于微孔滤膜有一定厚度，使得部分粒径与微孔滤膜孔径相似或较小的颗粒停留在微孔滤膜之上，这样就会对后续点位的测量结果有一定影响，③在土壤湿润地区，滤膜的干湿度对其通气程度有一定影响，抽气力度无法保持一致，也容易破裂导致样品失效。

因此需要提供一种用于矿产勘查中地气测量取样的过滤装置及过滤方法，避免偶然误差，以解决现有技术的不足。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于矿产勘查中地气测量主动抽气法取样的过滤装置，装置简易，使用操作便捷，不需要每个点位对微孔滤膜进行更换，最大条件的保证取样工作中的一致性。

实现本发明目的的技术方案：

一种用于矿产勘查中地气测量取样的过滤装置，该装置包括过滤器进气口、不锈钢网一、无水硫酸钙颗粒、聚氨酯滤网、不锈钢网二、出气仓、出气口、进气仓、密封胶皮圈一、密滤水装填口、滤水仓和密封胶皮圈二，过滤器进气口与进气仓为塑料一体成型，不锈钢网一与进气仓的内壁连接固定，进气仓的内壁内有一圈凹环，用来放置具有弹性的密封胶皮圈一；密滤水装填口和滤水仓使用螺纹连接，无水硫酸钙颗粒充填于滤水仓内仓，聚氨酯滤网与滤水仓内仓连接固定；出气仓和出气口固定连接，不锈钢网二与出气口固定连接，出气仓的内壁内有一圈凹环，用来放置具有弹性的密封胶皮圈二。

所述的过滤器进气口、不锈钢网一、进气仓和密封胶皮圈一构成了初级过滤装置。

所述的无水硫酸钙颗粒、聚氨酯滤网、密滤水装填口和滤水仓构成了除水气装置。

所述的不锈钢网二、出气仓、出气口和密封胶皮圈二构成了微米级过滤装置。

所述的过滤器进气口用于与螺旋取样器的胶皮气管连接。

所述的进气仓内壁与不锈钢网一经强力胶粘合。

所述的出气仓与出气口为一体成型，与连接后方捕集介质的胶皮管相连接。

所述的不锈钢网二孔径为2.6μm。

一种用于矿产勘查中地气测量取样过滤方法，该方法具体包括以下步骤:

步骤(1)在进行地气样品取样工作前，除去初级过滤装置及微米过滤装置表面及内部的灰尘，并将初级过滤装置、除水气装置、微米过滤装置顺序连接；

步骤(2)在取样点进行地气取样时，除去初级过滤装置、除水气装置和微米过滤装置表面的土壤颗粒，再依次将三个部分进行组装，进行抽气过滤工作；

步骤(3)在取样点进行地气取样后，除去初级过滤装置、除水气装置和微米过滤装置表面的土壤颗粒，将其放置于灰尘较少的密闭容器中。

所述的步骤(1)具体包括以下步骤：

步骤(1.1)将全新或经烘干的无水硫酸钙颗粒装入滤水仓之中，再将滤水装填口拧到滤水仓上；

步骤(1.2)震荡、敲击，除去初级过滤装置及微米过滤装置表面及内部的灰尘，并将初级过滤装置、除水气装置、微米过滤装置顺序连接。

所述的步骤(2)具体包括以下步骤：

步骤(2.1)将初级过滤装置、除水气装置和微米过滤装置分别用钢钎、铁锤等坚硬物体轻微敲打撞击，除去停留在不锈钢网一、无水硫酸钙颗粒及不锈钢网二表面的土壤颗粒；

步骤(2.2)依次将三个部分按初级过滤装置-除水气装置-微米级过滤装置顺序连接，组成完整过滤装置；

步骤(2.3)将过滤器进气口一侧与螺旋取样器的胶皮管相连接，出气口与装有捕集介质的泡塑取样器或u型瓶一侧的胶皮管连接，进行抽气；

步骤(2.4)在下一个点位的取样前对过滤器进行拆解，并将初级过滤装置、除水气装置、微米级过滤装置分别进行敲击振动降低其内部土壤微粒的数量，再依次顺序连接，以进行下一个测点的取样工作。

所述的步骤(3)中在土壤湿润地区的取样过程中，应密切注意除水气装置中无水硫酸钙颗粒的颜色，若一半以上颜色变为浅红色，则应进行及时的更换。

本发明的有益技术效果在于：

(1)本发明能够有效减少偶然误差所导致的在异常点位后的数个点位样品微量元素含量过高的这一通病；

(2)本发明安装拆卸方便，在每个取样点位完成后，三个零部件均可单独通过震动分离其中的土壤微粒，能够有效避免土壤水分过大导致的不同点位抽气力度不均一的问题。

(3)本发明简便易携带，安装拆卸方便，在野外的使用主要是通过进气孔与螺旋取样钻胶皮管相连接，出气孔与泡塑取样器或装有溶液的u型瓶相连接，在抽气过程中起过滤作用，能够有效过滤掉所抽气流中的大颗粒土壤颗粒及水分。在完成一个取样点位的抽气工作后，经过简单的拔插即可拆卸并通过与钢钎、铁锤等硬物敲击震动，有效分离停滞在其中或筛网表面的土壤微粒，能够最大限度的保证野外工作中的一致性。

附图说明

图1为本发明所提供的一种用于矿产勘查中地气测量主动抽气法取样的过滤装置的结构示意图；

图中：1-过滤器进气口；2-不锈钢网一；3-无水硫酸钙颗粒；4-聚氨酯滤网；5-不锈钢网二；6-出气仓；7-出气口；8-进气仓；9-密封胶皮圈一；10-滤水填装口；11-滤水仓；12-密封胶皮圈二

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明提供了一种用于矿产勘查中地气测量主动抽气法取样的过滤装置，该装置包括过滤器进气口1、不锈钢网一2、无水硫酸钙颗粒3、聚氨酯滤网4、不锈钢网二5、出气仓6、出气口7、进气仓8、密封胶皮圈一9、滤水填装口10、滤水仓11和密封胶皮圈二12。

过滤器进气口1与进气仓8为塑料一体成型，不锈钢网一2与进气仓8的内壁使用强力胶固定，进气仓8的内壁内有一圈凹环，用来放置具有弹性的密封胶皮圈一9；滤水填装口10和滤水仓11使用螺纹旋拧方式连接，无水硫酸钙颗粒3充填于11内仓，可通过滤水填装口10的打开进行更换，聚氨酯滤网4使用强力胶与滤水仓11内仓的缩口处连接固定；出气仓6、出气口7也为一体成型塑料件，不锈钢网二5与出气口7的内仓使用强力胶固定，出气仓6的内壁内有一圈凹环，用来放置具有弹性的密封胶皮圈二12。

如图1所示，本发明主要有三部分组成，第一部分为初级过滤装置，包括过滤器进气口1、不锈钢网一2、进气仓8和密封胶皮圈一9，其作用为在抽气过程中阻挡大颗粒的土壤，起初步过滤作用，进气口1用于与螺旋取样器的胶皮气管连接，气体在不锈钢网一2初步过滤，进气仓8内壁与不锈钢网一2经强力胶粘合，保证不锈钢网一2密闭，气体不会绕行，密封胶皮圈一9起连接第一部分及第二部分的作用，具有弹性，保证连接处的密闭性，其在抽气过程中，不会引起金属元素污染。第二部分为除水气装置，包括无水硫酸钙颗粒3、聚氨酯滤网4、滤水填装口10和滤水仓11，其中的无水硫酸钙颗粒3，能够有效的对所抽地气进行干燥，硫酸钙相对与硅胶颗粒，吸引土壤中纳微颗粒能力较差，不会大量的阻碍其通过。聚氨酯滤网4位于干燥剂后，起同气并隔断干燥剂的作用。滤水填装口10位于干燥剂前部，为干燥仓的填装口，起到进气、隔离干燥剂及开口填装干燥剂的作用。第三部分为微米级过滤装置，包含不锈钢网二5、出气仓6、出气口7和密封胶皮圈二12，不锈钢网二5孔径为2.6μm，在地气的抽气过程，将后期微米级、纳米级等颗粒进行再次过滤，排除粒径稍大的颗粒。密封胶皮圈二12与密封胶皮圈一9功能一致。出气仓6与出气口7为一体成型，在保证密闭的情况下，与连接后方捕集介质的胶皮管相连接。三个大部分在连接或拆分时，只需用力压实推进或缓慢用力拔出即可。

本发明还提供了一种用于矿产勘查中地气测量主动抽气法取样过滤方法，该方法具体包括以下步骤：

步骤(1)在进行地气样品取样工作前，除去初级过滤装置及微米过滤装置表面及内部的灰尘，并将初级过滤装置、除水气装置、微米过滤装置顺序连接。

步骤(1.1)在进行地气样品取样工作前，将全新或经烘干的无水硫酸钙颗粒3装入滤水仓11之中，再将滤水填装口10拧到滤水仓11上。

步骤(1.2)通过震荡、敲击，除去初级过滤装置及微米过滤装置表面及内部的灰尘，并将初级过滤装置、除水气装置、微米过滤装置顺序连接。

步骤(2)在取样点进行地气取样时，除去初级过滤装置、除水气装置和微米过滤装置表面的土壤颗粒，再依次将三个部分进行组装，进行抽气过滤工作。

步骤(2.1)在取样点进行地气取样，将初级过滤装置、除水气装置、微米过滤装置分别用钢钎、铁锤等坚硬物体轻微敲打撞击，通过振动的方式，除去停留在不锈钢网一2、无水硫酸钙颗粒3及不锈钢网二5表面的土壤颗粒。

步骤(2.2)依次将三个部分按初级过滤装置-除水气装置-微米级过滤装置顺序连接，组成完整过滤装置，使用密封胶皮圈9、密封胶皮圈12代替螺纹，安装效率很快。

步骤(2.3)在打孔及连接完螺旋取样器后，将过滤器进气口1一侧与螺旋取样器的胶皮管相连接，出气口7与装有捕集介质的泡塑取样器或u型瓶一侧的胶皮管连接，连接好抽气筒或大气取样器后进行抽气。

步骤(2.4)在每个点位的取样间隔之间，对过滤器进行拆解，并将初级过滤装置、除水气装置、微米级过滤装置分别进行敲击振动，以降低其内部土壤微粒的数量，以达到将地气测量取样中偶然误差降低到最小，再依次顺序连接，以进行下一个测点的取样工作。

步骤(3)在取样点进行地气取样后，除去初级过滤装置、除水气装置和微米过滤装置表面的土壤颗粒，将其放置于灰尘较少的密闭容器中。

在一天的野外工作结束后，应将初级过滤装置、除水气装置、微米级过滤装置脱离并经充分震荡，放置于灰尘较少的密闭容器中，用于第二日的取样工作。在土壤湿润地区的取样过程中，除需完成上述操作步骤外，还应密切注意除水气装置中无水硫酸钙颗粒3的颜色，若一半以上颜色变为浅红色，则应进行及时的更换。

上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。