一种煤矸石山高温区域降雨淋溶模拟实验装置及实验方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种煤矸石山高温区域降雨淋溶模拟实验装置，属于降雨淋溶模拟实验技术领域，包括加热温控系统、石英材质淋溶系统、定量可控喷淋系统、温度检测系统、滤液收集装置、气体收集装置、空气鼓入装置和不锈钢框架。该装置结构紧凑，可实现柱状整体拆卸。石英材质淋溶系统外部包裹加热温控系统，石英淋溶管顶部设置氧化铝陶瓷隔热塞连接定量可控喷淋系统和气体收集装置，底部设置石英滤液收集槽连接空气鼓入装置和滤液收集装置。该发明专利技术还公开了煤矸石山高温区域降雨淋溶模拟实验方法，通过安装降雨淋溶模拟实验装置，进行模拟降雨淋溶，检测分析所得淋溶液和有毒有害气体各项指标，研究煤矸石山高温自然区域污染物淋溶释放规律。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矸石山高温区域降雨淋溶模拟实验装置及实验方法
本专利技术涉及降雨淋溶模拟实验
，具体讲是一种煤矸石山高温区域降雨淋溶模拟实验装置和实验方法。
技术介绍
煤矸石是煤炭在采掘和洗选过程中排放的脉石矿物，占产煤量的15％～20％，累计堆存量超过40亿吨，现已成为我国最大的工业固体废弃物[1]，煤矸石主要以煤矸石山形式进行露天堆存处置。煤矸石山经长时间堆存会发生氧化自燃甚至爆炸，向大气中释放CO、H2S、SO2和NOx等有毒有害气体；在降雨淋溶作用下，淋溶液流经煤矸石山体渗透进入地下造成地下水体酸性污染和重金属含量超标。煤矸石中伴生的黄铁矿是其堆存造成环境污染的主要污染源。黄铁矿具有很强的化学反应活性，在常温条件下吸附氧气后缓慢氧化，在有水和微生物共存时循环再生三价铁离子，促进硫铁矿氧化反应速率增大[2]，同时释放并积累大量热量，当煤矸石山内部热量蓄积到可燃物的着火点时，煤矸石发生自燃，内部最高温度可达800℃。煤矸石与降雨渗滤液发生化学反应时，反应生成的酸性产物和可溶性重金属盐溶入渗滤液，形成酸性矿山废水(AMD)，酸性矿山废水渗透整个矸石山体后最终进入周边或地下水体，造成水体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤矸石山高温区域降雨淋溶模拟实验装置，其特征在于：包括加热温控系统、石英材质淋溶系统、定量可控喷淋系统、温度检测系统、滤液收集装置、气体收集装置、空气鼓入装置和不锈钢框架(8)；所述加热温控系统包括红色陶瓷电加热圈(1‑1)、数显温控箱(1‑2)、压簧式热电偶(1‑3)；所述石英材质淋溶系统包括石英淋溶管(2‑1)、氧化铝陶瓷隔热塞(2‑2)、快装卡箍(2‑3)、石英滤液收集槽(2‑4)、可调卡盘(2‑5)、固定卡盘(2‑6)；所述定量可控喷淋系统包括淋溶储液瓶(6‑1)、蠕动泵(6‑2)、滴灌喷头(6‑3)；所述温度检测系统包括K型热电偶(5‑1)和多通道温度记录仪(5‑2)；所述滤液收...

【技术特征摘要】
1.一种煤矸石山高温区域降雨淋溶模拟实验装置，其特征在于：包括加热温控系统、石英材质淋溶系统、定量可控喷淋系统、温度检测系统、滤液收集装置、气体收集装置、空气鼓入装置和不锈钢框架(8)；所述加热温控系统包括红色陶瓷电加热圈(1-1)、数显温控箱(1-2)、压簧式热电偶(1-3)；所述石英材质淋溶系统包括石英淋溶管(2-1)、氧化铝陶瓷隔热塞(2-2)、快装卡箍(2-3)、石英滤液收集槽(2-4)、可调卡盘(2-5)、固定卡盘(2-6)；所述定量可控喷淋系统包括淋溶储液瓶(6-1)、蠕动泵(6-2)、滴灌喷头(6-3)；所述温度检测系统包括K型热电偶(5-1)和多通道温度记录仪(5-2)；所述滤液收集装置包括止水阀门(3-1)、打孔橡胶塞(3-2)、滤液收集瓶(3-3)、U型干燥管(3-4)；气体收集装置为铝箔采气袋(7)；空气鼓入装置包括玻璃转子流量计(4-1)和电磁式空气泵(4-2)。2.根据权利要求1所述的一种煤矸石山高温区域降雨淋溶模拟实验装置，其特征在于：所述红色陶瓷电加热圈(1-1)和外围包裹铝箔纸保护层的石英淋溶管(2-1)通过紧箍螺栓进行固定，放置在所述可调卡盘(2-5)上，调节可调卡盘(2-5)上下螺母拧紧位置来设置红色陶瓷电加热圈(1-1)的垂直高度；所述数显温控箱(1-2)放置在所述不锈钢框架(8)内部；所述压簧式热电偶(1-3)接线柱与所述数显温控箱(1-2)输入端连接，压簧式热电偶(1-3)探头穿过所述红色陶瓷电加热圈(1-1)中间插入孔与所述石英淋溶管(2-1)表面接触测温。3.根据权利要求1或2所述的一种煤矸石山高温区域降雨淋溶模拟实验装置，其特征在于：所述石英淋溶管(2-1)沿轴向等距布置四个取样孔；所述石英淋溶管(2-1)底端包裹耐高温硅胶板(2-8)与快装卡箍上接头(2-3-1)过盈配合，所述快装卡箍上接头(2-3-1)底端与石英淋溶管(2-1)底端齐平，石英淋溶管(2-1)与快装卡箍上接头(2-3-1)衔接处涂抹防火阻燃胶进行密封；所述可调卡盘(2-5)嵌套在所述快装卡箍上接头(2-3-1)外沿，可调卡盘(2-5)内径与快装卡箍上接头(2-3-1)顶端外径相同；所述快装卡箍上接头(2-3-1)与快装卡箍下接头(2-3-2)通过硅胶密封圈(2-3-3)密封，快装卡箍上接头(2-3-1)与快装卡箍下接头(2-3-2)用快装卡箍卡套(2-3-4)拧紧连接；所述石英滤液收集槽(2-4)法兰直径与通孔硅胶圈(2-7)卡孔直径相同，所述通孔硅胶圈(2-7)与石英滤液收集槽(2-4)上端圆柱部分进行过盈配合，石英滤液收集槽(2-4)法兰底端与通孔硅胶圈(2-7)卡孔顶端接触；所述快装卡箍下接头(2-3-2)与通孔硅胶圈(2-7)进行过盈配合，快装卡箍下接头(2-3-2)顶端与通孔硅胶圈(2-7)边沿平齐；所述石英滤液收集槽(2-4)与快装卡箍下接头(2-3-2)之间缝隙通过涂抹防火阻燃胶进行密封；所述快装卡箍下接头(2-3-2)嵌套在所述固定卡盘(2-6)内部，固定卡盘(2-6)内径与快装卡箍下接头(2-3-2)顶端外径相同；所述固定卡盘(2-6)与可调卡盘(2-5)通过螺栓孔固定在不锈钢框架(8)面板上。4.根据权利要求3所述的一种煤矸石山高温区域降雨淋溶模拟实验装置，其特征在于：所述石英滤液收集槽(2-4)底部排液口通过橡胶软管与止水阀门(3-1)输入端连接，所述止水阀门(3-1)输出端通过打孔橡胶塞(3-2)进液孔与滤液收集瓶(3-3)密封连接，所述打孔橡胶塞(3-2)排气孔通过橡胶软管与U型干燥管(3-4)连接，U型干燥管(3-4)中填充碱石灰干燥剂，用于去除空气中的CO2气体，防止CO2溶于淋溶液对pH指...

【专利技术属性】
技术研发人员：冉洲，刘文昌，潘永泰，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11