一種室內模擬赤泥堆場返堿的裝置的制作方法

本實用新型涉及一種室內模擬赤泥堆場返堿的裝置，屬于模擬赤泥堆場返堿的裝置技術領域。

背景技術：

赤泥是生產氧化鋁過程中產生的一種固體廢棄物。每生產1噸氧化鋁大約產生1～1.5噸的赤泥。作為氧化鋁生產大國，目前我國累積堆存的赤泥超過3.5億噸。赤泥堆場不僅占據大量土地，而且給周圍的生態環境帶來了巨大的危害。堆場返堿現象就是危害之一。由于赤泥屬于強堿性廢棄物，堆場表面常年返堿嚴重。即便是表層覆土的封場后的堆場，表面返堿現象依然嚴重，直接影響堆場周圍的空氣和土壤。

赤泥堆場一般位于人跡罕至的山區，生活條件艱苦，野外現場試驗很難開展。一直以來，受時間和空間的限制，對赤泥堆場的返堿現象未能進行深入科學地研究。因此，發明一種室內即可模擬赤泥堆場返堿情況的裝置，通過人工模擬不同外界條件，高效獲取野外工作中難以得到的數據，顯得尤為重要。

技術實現要素：

本實用新型的目的是為了解決上述現有技術存在的問題，即赤泥堆場一般位于人跡罕至的山區，生活條件艱苦，野外現場試驗很難開展。一直以來，受時間和空間的限制，對赤泥堆場的返堿現象未能進行深入科學地研究。進而提供一種室內模擬赤泥堆場返堿的裝置。

本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的：

一種室內模擬赤泥堆場返堿的裝置，包括供液裝置、反應裝置、溫控裝置和支撐裝置，所述供液裝置包括儲液瓶、蠕動泵、導流軟管和布水頭，所述反應裝置包括空芯圓柱、支撐板、漏斗形出水口和液體收集瓶，所述溫控裝置包括溫度傳感器、導熱材料、電加熱管、絕熱材料和控制面板，所述支撐裝置為不銹鋼架；所述空芯圓柱固定在支撐板上，儲液瓶和蠕動泵固定在不銹鋼架的上端，儲液瓶的出口和蠕動泵的入口相連通，蠕動泵的出口與導流軟管的一端相連通，導流軟管的另一端與布水頭相連通，布水頭設置在空芯圓柱的上端，漏斗形出水口設置在空芯圓柱的下端，液體收集瓶設置在漏斗形出水口的下端，控制面板固定在不銹鋼架下部，導熱材料包覆在空芯圓柱的外壁上，電加熱管纏繞在導熱材料的外部，絕熱材料包覆在電加熱管和導熱材料的外部，溫度傳感器設置在空芯圓柱和導熱材料之間，控制面板分別與電加熱管和溫度傳感器電連接。

本實用新型的有益效果是，既能夠盡可能地模擬赤泥堆場的現實情況，又能控制多種條件(正常雨水，酸雨，多個溫度條件)，極大地避免了野外研究中的不足，最終得到全面科學可信的實驗數據。

附圖說明

圖1為本實用新型室內模擬赤泥堆場返堿的裝置結構示意圖。

圖中的附圖標記，1為儲液瓶，2為蠕動泵，3為導流軟管，4為布水頭，5為空芯圓柱，6為支撐板，7為漏斗形出水口，8為液體收集瓶，9為溫度傳感器，10為導熱材料，11為電加熱管，12為絕熱材料，13為控制面板，14為不銹鋼架。

具體實施方式

下面將結合附圖對本實用新型做進一步的詳細說明：本實施例在以本實用新型技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式，但本實用新型的保護范圍不限于下述實施例。

實施例1

如圖1所示，本實施例所涉及的一種室內模擬赤泥堆場返堿的裝置，包括供液裝置、反應裝置、溫控裝置和支撐裝置，所述供液裝置包括儲液瓶1、蠕動泵2、導流軟管3和布水頭4，所述反應裝置包括空芯圓柱5、支撐板6、漏斗形出水口7和液體收集瓶8，所述溫控裝置包括溫度傳感器9、導熱材料10、電加熱管11、絕熱材料12和控制面板13，所述支撐裝置為不銹鋼架14；所述空芯圓柱5固定在支撐板6上，儲液瓶1和蠕動泵2固定在不銹鋼架14的上端，儲液瓶1的出口和蠕動泵2的入口相連通，蠕動泵2的出口與導流軟管3的一端相連通，導流軟管3的另一端與布水頭4相連通，布水頭4設置在空芯圓柱5的上端，漏斗形出水口7設置在空芯圓柱5的下端，液體收集瓶8設置在漏斗形出水口7的下端，控制面板13固定在不銹鋼架14下部的支撐板6上，導熱材料10包覆在空芯圓柱5的外壁上，電加熱管11纏繞在導熱材料10的外部，絕熱材料12包覆在電加熱管11和導熱材料10的外部，溫度傳感器9設置在空芯圓柱5和導熱材料10之間，控制面板13分別與電加熱管11和溫度傳感器9電連接。

所述儲液瓶1為標注刻度的具塞玻璃瓶，用于存儲淋溶液，如雨水或者酸雨。

優選地，具塞玻璃瓶的容積為1.5～2L。

所述布水頭4為聚乙烯空芯圓柱，布水頭4的頂部開口，周圍和底部均勻開有直徑為0.5mm的微孔。

所述空芯圓柱5為有機玻璃制成，側壁設圓柱形取樣孔，內壁磨砂處理。

優選地，空芯圓柱5柱體高度為80～100cm，內徑為8～20cm，外徑為10～25cm，壁厚為1～2mm，側壁設置四個直徑為2cm圓柱形取樣孔。

所述導熱材料10為導熱石墨片。所述導熱石墨片的厚度為2mm。

所述絕熱材料12為10mm厚的玻璃纖維絕熱材料，其中導熱材料和絕熱材料的高度均為10cm，且能夠在空芯圓柱5的任意位置上下移動并固定，以保證空芯圓柱5里的反應在實驗控制的溫度內完成，溫度可在23～45℃范圍內調控。

應用本實施例的裝置開展模擬赤泥堆場返堿實驗時，首先在空芯圓柱5的底部加入一定厚度的石英砂(過濾出水)。之后鋪一層尼龍紗網，然后按照堆場中赤泥容重再填進一定厚度的赤泥，如果是模擬封場后覆土的赤泥堆場的返堿實驗時，還需在赤泥之上按照相應土壤容重裝填一定厚度的土壤。依據模擬堆場現場的降雨量數據，控制供液裝置的供給量(如果模擬堆場現實中的降雨為酸雨時，應供給酸雨)。最后，利用溫控裝置依據模擬現場的環境溫度對實驗裝置進行溫度調整。

實施例2

將本發明制備的室內模擬赤泥堆場返堿的裝置初步用于探究赤泥返堿的理化原理：如圖1所示，準備兩套室內模擬赤泥堆場返堿的裝置，其中儲液瓶1的容積為2L，空芯圓柱5由有機玻璃材料制成，高度為100cm，內徑8cm，外徑10cm，側面每隔20cm設有直徑為2cm圓柱形取樣孔，內壁磨砂處理。空芯圓柱5的底部先裝填5cm厚的石英砂，然后蓋上紗網，最后依據堆場赤泥容重0.89g/cm³在1^#空芯圓柱5中裝填80cm厚的赤泥，用來模擬正常使用赤泥堆場。2^#空芯圓柱5中以相同的方法裝填赤泥70cm厚，之后在赤泥表面以容重為1.3g/cm³裝填土壤10cm厚，用來模擬封場后覆土的赤泥堆場。依據堆場降雨數據確定人工雨水，淋溶量為1.5L。實驗期間，通過底部漏斗形出水口收集液體樣品。實驗結束后，通過空芯圓柱5側壁取樣孔取不同深度的赤泥或者土壤樣品，在赤泥或土壤頂部收集所有返堿的樣品，待測。最后，通過測定各樣品的性質，最終確定赤泥堆場出現返堿現象的原因原理。

實施例3

結合實施例1，利用本發明的室內模擬赤泥堆場返堿的裝置進一步探究外界因素對赤泥返堿的影響：準備六套與實施例1相同的裝置，編號依次為1^#、2^#、3^#、4^#、5^#和6^#。所有六個空芯圓柱5中按容重0.89g/cm³均裝填80cm厚的赤泥。其中1^#、2^#和3^#裝置淋溶人工雨水，4^#、5^#和6^#裝置淋溶酸雨，淋溶量均為1.5L。實驗期間，利用溫控系統分別控制1^#和4^#溫度25℃，2^#和5^#溫度30℃，3^#和6^#溫度35℃。依據實例1中的采樣方案進行采樣。最終確定酸雨和正常雨水的不同自然條件以及不同的溫度對赤泥堆場返堿的影響。

以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式，這些具體實施方式都是基于本實用新型整體構思下的不同實現方式，而且本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。