本发明属于标准物质制备技术领域，具体涉及一种放射性铀矿标准物质的制备装置和制备方法。
背景技术：
标准物质(referencematerial，rm)是指具有一种或多种足够均匀和很好确定了的特性值，用以校准设备、评价测量方法或给材料赋值的材料或物质。
标准物质的制备装置和制备方法是十分关键。目前国内大部分标准物质研制单位样品加工制备系统均采用传统颚式破碎、球磨粉碎技术，对候选物样品进行研磨粉碎，直至候选物样品通过0.074mm筛的过筛率达到99.90％，将磨细样品置于混料机混匀制备成为标准物质。在标准物质加工过程中采用的设备颚式破碎、球磨机和混料机的材质多为普通标准设备，加工自动化程度低，污染重，且在样品粉碎研磨过程中不同程度带入的其它成分造成样品污染，制备的标准物质不能真实代表标准物质的自然特性。
此外，现有承接标准物质加工单位非常少，而且由于考虑到放射性照射及其污染，存在概不接受放射性铀矿标准物质加工的现象。
因此，如何实现高自动化程度、高效率、低污染、高真实性地制备放射性铀矿标准物质已然成为标准物质制备领域亟需解决的技术问题。
技术实现要素：
本发明需要解决的技术问题为：现有标准物质的制备装置和制备方法自动化程度低、效率低、污染重，且不能真实代表标准物质的自然特性。
本发明的技术方案如下所述：
一种放射性铀矿标准物质的制备装置，包括电控柜、投料罐、电动传送系统、摔料箱、球磨机、出料箱和工作电机。投料罐用于盛放粗碎后的标准物质候选物样品，电控柜控制电动传送系统将投料罐移动至嵌套于摔料箱内部的球磨机上方，标准物质候选物样品由投料罐转移至球磨机，工作电机为球磨机提供电力供应，出料箱连接于摔料箱下部用于盛放制备完成的标准物质。
作为优选方案：所述投料罐设有投料罐上口和投料罐下口，所述摔料箱设有摔料箱上口和摔料箱下口，所述球磨机设有球磨机进出料口，标准物质候选物样品由球磨机进出料口装入；由投料罐向球磨机标准物质候选物样品时，投料罐下部依次穿过呈开启状态摔料箱上口和球磨机进出料口，通过开启投料罐下口将标准物质候选物样品由投料罐转移至球磨机进行研磨混料，同时关闭摔料箱上口和球磨机进出料口；研磨混料完成后，开启球磨机进出料口和摔料箱下口，球磨机内的物质依次通过球磨机进出料口和摔料箱下口，进入与摔料箱下口相连接的出料箱内。
作为优选方案：所述球磨机为直径大于筒体长度的弧形饼状腔体，腔体内壁设有刚玉内衬，腔体内部盛放有刚玉球作为研磨介质。
作为优选方案：所述电控柜配有plc单元，控制电动传送系统运行轨迹、球磨机启动/关闭状态、球磨机运转参数和摔料箱运转参数。
作为优选方案：所述电动传送系统通过齿轮实现竖直方向传送运行，通过轨道实现水平方向传送运行。
作为优选方案：该装置还设有若干个辅助电动传送系统传送操作的定位探头，设置在投料罐的装料位置、投料罐与球磨机接触的位置、以及摔料箱与出料箱接触的位置。
一种采用上述制备装置的放射性铀矿标准物质制备方法，包括以下步骤：
步骤一、烘干、粗碎
将放射性铀矿标准物质候选物样品烘干后进行粗碎；
步骤二、投料
将粗碎后的标准物质候选物样品通过投料罐上口装入投料罐中，关闭投料罐上口；电控柜控制电动传送系统移动投料罐至摔料箱正上方，然后投料罐下部下降依次穿过呈开启状态的摔料箱上口和球磨机进出料口后停止运动；打开投料罐下口，粗碎后的标准物质候选物样品依自身重力注入球磨机腔体内；完成本次投料后电控柜控制电动传送系统移动投料罐返回至装料位置；重复步骤二上述操作直至所有标准物质候选物样品投入球磨机腔体；
步骤三、研磨混料
关闭摔料箱上口和球磨机进出料口，进行研磨混料操作；通过电控柜设定运行球磨机研磨混料的时间、转速，启动球磨机开关，使放射性铀矿标准物质在配有刚玉内衬及研磨刚玉球的球磨机中进行标准物质研磨混匀加工操作；当球磨机运行完成设定的研磨时间后，电控柜控制球磨机准确停止于球磨机进料口垂直朝上的位置；
步骤四、摔料、卸料
通过电控柜设定摔料箱摔料时间，启动球磨机使研磨混匀的标准物质在高速离心力的作用下先从球磨机进出料口被摔出球磨机进入摔料箱中，随即依靠标准物质自身重力通过摔料箱下口进入出料箱中，待所有标准物质装入出料箱中后，关闭球磨机、启动电动传送系统将出料箱牵出，进行标准物质的后续包装工作。
作为优选方案：步骤一中，烘干操作在烘干温度为95℃±5℃的烘箱中进行，粗碎操作通过配有刚玉颚板的颚式破碎机实现。
本发明的有益效果为：
(1)本发明的一种放射性铀矿标准物质的制备装置和制备方法，满足放射性铀矿标准物质及各类标准物质的加工制备的要求，使放射性铀矿标准物质加工制备过程的投料、研磨、混匀及卸料过程实现自动化，无污染、无粉尘伤害工作人员、成本低、研磨效率高，制备的标准物质具有准确代表自然物质性质、粒度合格、均匀性好等特点；
(2)本发明的一种放射性铀矿标准物质的制备装置和制备方法，在放射性铀矿标准物质的加工制备过程中，由于该制备装置采用plc电控单元，标准物质在投料、研磨、混匀及卸料过程呈现自动化，工作人员能够在不接触放射性铀矿的情况下，无污染、无粉尘伤害地完成标准物质加工研磨混匀的工作；
(3)本发明的一种放射性铀矿标准物质的制备装置和制备方法，该制备装置的球磨机材质设计为刚玉内衬和刚玉球，避免了其他成分混入标准物质中，保证制备的标准物质能够准确代表标准物质自然特性；
(4)本发明的一种放射性铀矿标准物质的制备装置和制备方法，该制备装置的球磨机外形为直径大于筒体长度的弧形饼状结构，使标准物质候选物样品与研磨球充分接触，提高了研磨混匀的工作效率；
(5)本发明的一种放射性铀矿标准物质的制备装置和制备方法，烘干操作时烘干温度控制在95℃±5℃，能够防止破坏放射性铀矿标准物质候选物样品中的结晶水，使制备的标准物质准确代表了标准物质自然特性；
(6)通过使用本发明提供的该制备装置和制备方法加工制作的标准物质，能够准确代表自然物质成分的性质，粒度合格、均匀性好，完全满足铀矿标准物质及各类标准物质的加工制备要求，具有推广应用的实际价值。
附图说明
图1为本发明的放射性铀矿标准物质的制备装置结构示意图。
图中：1-电控柜，2-投料罐，3-投料罐上口，4-电动传送系统，5-投料罐 下口，6-摔料箱，7-摔料箱上口，8-球磨机进出料口，9-球磨机，10-刚玉球，11-刚玉内衬，12-摔料箱下口，13-出料箱，14-工作电机。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的一种放射性铀矿标准物质的制备装置和制备方法进行详细说明。
一种放射性铀矿标准物质的制备装置，包括电控柜1、投料罐2、电动传送系统4、摔料箱6、球磨机9、出料箱13和工作电机14：投料罐2用于盛放粗碎后的标准物质候选物样品，电控柜1控制电动传送系统4将投料罐2移动至嵌套于摔料箱6内部的球磨机9上方，标准物质候选物样品由投料罐2转移至球磨机9，工作电机14为球磨机9提供电力供应，出料箱13连接于摔料箱6下部用于盛放制备完成的标准物质。
本实施例中，所述投料罐2设有投料罐上口3和投料罐下口5，所述摔料箱6设有摔料箱上口7和摔料箱下口12，所述球磨机9设有球磨机进出料口8：装入粗碎后的标准物质候选物样品时，关闭投料罐下口5，标准物质候选物样品由投料罐上口3装入；由投料罐2向球磨机9标准物质候选物样品时，投料罐2下部依次穿过呈开启状态摔料箱上口7和球磨机进出料口8，通过开启投料罐下口5将标准物质候选物样品由投料罐2转移至球磨机9进行研磨混料，同时关闭摔料箱上口7和球磨机进出料口8；研磨混料完成后，开启球磨机进出料口8和摔料箱下口12，球磨机9内的物质依次通过球磨机进出料口8和摔料箱下口12，进入与摔料箱下口12相连接的出料箱13内。
本实施例中，所述球磨机9为直径大于筒体长度的弧形饼状腔体，腔体内壁设有刚玉内衬11，腔体内部盛放有刚玉球10作为研磨介质。
本实施例中，所述电控柜1配有plc单元，能够控制电动传送系统4运行轨迹、球磨机9启动/关闭状态、球磨机9运转参数和摔料箱6运转参数。
本实施例中，所述电动传送系统4通过齿轮实现竖直方向传送运行，通 过轨道实现水平方向传送运行。
本实施例中的放射性铀矿标准物质制备装置，还设有若干个辅助电动传送系统4传送操作的定位探头，其可以设置在投料罐2的装料位置、投料罐2与球磨机9接触的位置、以及摔料箱6与出料箱13接触的位置。
一种采用上述装置的放射性铀矿标准物质制备方法，包括以下步骤：
步骤一、烘干、粗碎
将放射性铀矿标准物质候选物样品烘干后进行粗碎。
本实施例中，烘干操作在烘干温度为95℃±5℃的烘箱中进行，粗碎操作通过配有刚玉颚板的颚式破碎机实现。
步骤二、投料
将粗碎后的标准物质候选物样品通过投料罐上口3装入投料罐2中，关闭投料罐上口3；电控柜1控制电动传送系统4提升投料罐2，先至指定高度后，再进行水平移动至摔料箱6正上方，然后投料罐2下部下降依次穿过呈开启状态的摔料箱上口7和球磨机进出料口8后停止运动；打开投料罐下口5，粗碎后的标准物质候选物样品依自身重力注入球磨机9腔体内，完成投料。
投料完成后，关闭投料罐下口5，电控柜1控制电动传送系统4使投料罐2依次经过上升、水平和下降运动返回到初始装料位置，完成一次投料过程。如此反复多次投料操作，直至将所有的标准物质候选物样品投入球磨机9腔体。
步骤三、研磨混料
关闭摔料箱上口7和球磨机进出料口8，进行研磨混料操作。通过电控柜1设定运行球磨机9研磨混料的时间、转速，启动球磨机9开关，使放射性铀矿标准物质在配有刚玉内衬11及研磨刚玉球10的球磨机9中进行标准物质研磨混匀加工操作；当球磨机9运行完成设定的研磨时间后，电控柜1控制球磨机9准确停止于球磨机进料口8垂直朝上的位置。
步骤四、摔料、卸料
通过电控柜1设定摔料箱6摔料时间，启动球磨机9使研磨混匀的标准物质在高速离心力的作用下先从球磨机进出料口8被摔出球磨机9进入摔料箱6中，随即依靠标准物质自身的重力通过摔料箱下口12进入出料箱13中，待所有标准物质装入出料箱13中后，关闭球磨机9、启动电动传送系统4将出料箱13牵出，即可进行标准物质的后续包装工作。