一種土壤中金屬離子富集裝置及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于礦產(chǎn)資源勘查領(lǐng)域，具體涉及一種土壤中金屬離子富集裝置及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在地球自然電場(chǎng)的作用下，元素能夠以離子形式從地下深部迀移到地表并在地表土壤中富集。例如鈾元素在土壤中通常以鈾酰絡(luò)陽(yáng)離子(U0/+)以及uo2(co3)34—、uo2(oh)3—、(uo2)2co3(oh)3—等陰離子形式存在。這些鈾離子大多數(shù)是在漫長(zhǎng)的地質(zhì)時(shí)期內(nèi)，在各種地質(zhì)營(yíng)力的作用下由地下深部礦體運(yùn)移到近地表土壤的。因此地表土壤中鈾元素的活動(dòng)態(tài)離子含量情況對(duì)深部鈾礦勘查具有重要的意義。
[0003]針對(duì)地表土壤中這些金屬離子的提取，前蘇聯(lián)學(xué)者Ryss提出了電化學(xué)提取的方法。國(guó)內(nèi)學(xué)者將前蘇聯(lián)的地電提取方法作了改進(jìn)和發(fā)展，在提取裝置上更加小型化和輕便。目前常用的地電提取材料是聚氨脂泡塑，事先需要對(duì)其進(jìn)行去本底。同時(shí)，在埋置和取出過(guò)程中容易粘染到周圍的土壤，而且分析測(cè)試步驟也較為復(fù)雜。因此，一種能夠避免外界干擾、操作簡(jiǎn)便的土壤中金屬離子富集裝置亟待開發(fā)。同時(shí)，傳統(tǒng)中使用聚氨脂泡塑、泡海綿和脫脂棉作為吸附材料的技術(shù)，聚氨脂泡塑、泡海綿和脫脂棉在一次使用后需要完全灰化進(jìn)行分析測(cè)試，無(wú)法留存副樣以供質(zhì)量檢查使用;且聚氨脂泡塑、泡海綿和脫脂棉易毀損殘留在土壤中，造成環(huán)境污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明目的在于提供一種能夠避免外界干擾、操作簡(jiǎn)便、對(duì)環(huán)境友好的土壤中金屬離子富集裝置。
[0005]為了簡(jiǎn)化表述，本發(fā)明中引入了上下左右等方位概念。本發(fā)明中的上下左右等方位概念以附圖1中所示的土壤中金屬離子富集裝置相應(yīng)的上下左右等方位為準(zhǔn)。
[0006]本發(fā)明的土壤中金屬離子富集裝置包括固定板、陽(yáng)電極和陰電極，所述陽(yáng)電極的上端與所述固定板的左端固定連接，所述陰電極的上端與所述固定板的右端固定連接。
[0007]本發(fā)明提供的土壤中金屬離子富集裝置具體使用時(shí)，直接填埋進(jìn)入待勘查點(diǎn)土壤，澆注上電解質(zhì)溶液即可進(jìn)行通電富集，通電完畢，取電極周圍土壤即可。整個(gè)富集取樣過(guò)程方便快捷，使用簡(jiǎn)便。同時(shí)，本發(fā)明中的土壤中金屬離子富集裝置清潔簡(jiǎn)單，且并未使用到泡海綿和脫脂棉等材質(zhì)，對(duì)環(huán)境友好。
[0008]為了便于電源的連接，作為優(yōu)選，所述陽(yáng)電極的上端固定設(shè)置有導(dǎo)電的陽(yáng)極環(huán)，所述陰電極的上端固定設(shè)置有導(dǎo)電的陰極環(huán)。電源的輸出端有可能為線夾形式或者導(dǎo)線形式等，無(wú)論何種結(jié)構(gòu)的電源輸出端，通過(guò)環(huán)狀結(jié)構(gòu)的陰極環(huán)和陽(yáng)極環(huán)均能實(shí)現(xiàn)電源的快速穩(wěn)定連接。進(jìn)一步的，所述陽(yáng)極環(huán)和所述陰極環(huán)的材質(zhì)均為金屬。金屬材質(zhì)的陽(yáng)極環(huán)和陰極環(huán)能夠在起到導(dǎo)電作用的同時(shí)，堅(jiān)固度高耐磨耐用，使用壽命長(zhǎng)。
[0009]本發(fā)明中的土壤中金屬離子富集裝置中的陽(yáng)電極和陰電極豎直布置時(shí)，能夠獲得更好更準(zhǔn)確的富集取樣效果，因此作為優(yōu)選，所述陽(yáng)電極和陰電極的下端均呈錐形。錐形的陽(yáng)電極和陰電極能夠順利的插入土壤，以方便富集裝置整體的固定，使用更為簡(jiǎn)便。
[0010]作為優(yōu)選，所述陽(yáng)電極和陰電極的中部均為中空的腔體，且所述中部的側(cè)壁為柵格狀?？商娲?，所述陽(yáng)電極和陰電極亦可均為內(nèi)設(shè)空腔的長(zhǎng)方體形狀，長(zhǎng)方體的陽(yáng)電極和陰電極的四周側(cè)壁均分別為柵格狀。尤其優(yōu)選的，柵格狀側(cè)壁上的柵格孔與內(nèi)部空腔連通。柵格狀的陽(yáng)電極和陰電極表面與土壤的接觸面積更大，對(duì)土壤中金屬離子的富集效果更好和富集效率更高。同時(shí)，假如將電極整體做成內(nèi)設(shè)空腔的柵格狀結(jié)構(gòu)，會(huì)降低電極的強(qiáng)度，尤其是電極下端為圓錐狀時(shí)下端的強(qiáng)度;僅僅中部部位的柵格狀及內(nèi)設(shè)空腔的設(shè)計(jì)在保證了電極強(qiáng)度的同時(shí)，提升了富集效果和富集效率。
[0011]為了降低電極對(duì)勘查準(zhǔn)確率的影響，作為優(yōu)選，所述陽(yáng)電極和陰電極均為碳纖維棒。金屬作為電極時(shí)，會(huì)存在意外引入金屬離子，進(jìn)而影響勘查準(zhǔn)確率。優(yōu)選的碳纖維棒作為電極能夠很好避免外界干擾，進(jìn)一步提升勘查準(zhǔn)確率。
[0012]作為優(yōu)選，所述固定板為塑料板。
[0013]作為優(yōu)選，還包括正負(fù)極分別與陽(yáng)電極和陰電極電連接的電源。進(jìn)一步優(yōu)選的，所述電源的電壓為6V?12V。較高的電源電壓可能會(huì)對(duì)操作者安全造成影響，較低的電源電壓會(huì)影響金屬離子富集的效率和效果。本發(fā)明中優(yōu)選的6V?12V電壓能夠很好的兼顧操作者安全和富集效率效果。
[0014]本發(fā)明還同時(shí)提供了使用前述本發(fā)明的土壤中金屬離子富集裝置進(jìn)行礦產(chǎn)資源勘查的方法，包括如下步驟:
[0015]S1、在勘查點(diǎn)挖掘取樣坑；
[0016]S2、將前述本發(fā)明所述土壤中金屬離子富集裝置放入取樣坑，并將S1中挖掘出的土壤回填在取樣坑內(nèi)所述土壤中金屬離子富集裝置的周圍；
[0017]S3、向所述土壤中金屬離子富集裝置周圍的土壤澆注不含金屬離子的電解質(zhì)溶液，然后將陽(yáng)電極和陰電極分別與電源的正負(fù)極電連通進(jìn)行電解；
[0018]S4、電解完畢，取所述土壤中金屬離子富集裝置周圍的土壤送檢分析即可。
[0019]本發(fā)明提供的方法，步驟簡(jiǎn)潔，使用簡(jiǎn)便，能夠增強(qiáng)深部鈾礦化信息，為尋找地下深部隱伏金屬礦產(chǎn)提供依據(jù)。
[0020]作為不帶有金屬離子的電解質(zhì)溶液的優(yōu)選，S3中所述電解質(zhì)溶液為5?20^%的NH4C1水溶液。NH4C溶液可以起到提高土壤內(nèi)金屬離子流動(dòng)速度的效果，同時(shí)還能夠促進(jìn)金屬離子在溶液中的溶解，進(jìn)而提升土壤中金屬離子的迀移效率，提升金屬離子富集效果和效率。
[0021]作為優(yōu)選，S3中所述電源的電壓為6V?12V，S3中電解時(shí)間為12?48小時(shí)。
[0022]作為優(yōu)選，S4中所取土壤先過(guò)80目篩，并經(jīng)自然曬干或低溫烘干后，再送檢分析；所述低溫烘干的烘干溫度不高于60°C。烘干溫度過(guò)高會(huì)造成所取土壤樣品內(nèi)金屬離子的散失，烘干溫度以不高于60°C為佳。
[0023]作為優(yōu)選，S1中所述取樣坑為圓柱狀，其深度為40?60cm，其直徑為30?40cm; S3中向土壤中澆注的電解質(zhì)溶液的體積為500?1500ml ； S4中所取土壤的重量為500g。翻挖過(guò)后的土壤會(huì)變得松軟，更易吸收電解質(zhì)溶液。設(shè)定規(guī)格下的取樣坑與電解質(zhì)溶液的用量相配合，能夠較好的完全浸潤(rùn)富集裝置周圍土壤，順利形成電解體系，進(jìn)而提升富集效果和效率。取樣量的多少對(duì)分析測(cè)定的結(jié)果影響很大。根據(jù)本發(fā)明提供的方法，以取樣量為500g為佳，此取樣量既能完整的反應(yīng)勘查點(diǎn)的真實(shí)金屬含量情況，又能降低樣品分析工作量，為本發(fā)明方法的最適取樣量。
[0024]綜上所述，本發(fā)明提供的土壤中金屬離子富集裝置及其使用方法能夠避免外界干擾、簡(jiǎn)便的獲取勘查地域樣品信息、樣品成分相對(duì)干凈方便了后續(xù)樣品的分析測(cè)試，同時(shí)避免了使用聚氨酯海綿等材料帶來(lái)的環(huán)境污染。同時(shí)，本發(fā)明提供的土壤中金屬離子富集裝置及其使用方法還兼具有富集效果好富集效率高的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是本發(fā)明的土壤中金屬離子富集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖中:1為固定板;2為陽(yáng)電極;3為陰電極;4為陽(yáng)極環(huán);5為陰極環(huán)。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡釋。
[0028]實(shí)施例1:一種土壤中金屬離子富集裝置
[0029]如圖1所示，本實(shí)施例的土壤中金屬離子富集裝置包括固定板1、陽(yáng)電極2和陰電極3，所述陽(yáng)電極2的上端與所述固