一种模拟黄铁矿生长机制的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术适用于矿物生长模拟技术领域，提供了一种模拟黄铁矿生长机制的装置及方法。模拟黄铁矿生长机制的装置包括反应容器、功能管路以及拉曼监测器。本发明专利技术提供的模拟黄铁矿生长机制的装置，通过设置透明的反应容器、能够为反应容器提供真空环境、硫化物溶液和高压二氧化碳或烷类气体的功能管路以及用于实时对反应容器内结构分子可进行结构分析和鉴定的拉曼监测器，实现对黄铁矿的晶体生长过程连续地监测。监测。监测。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟黄铁矿生长机制的装置及方法


[0001]本专利技术属于矿物生长模拟
，更具体地说，是涉及一种模拟黄铁矿生长机制的装置及方法。

技术介绍

[0002]黄铁矿作为地壳中分布最广的硫化物，常形成于各种不同的地质条件下，不同沉积成岩环境中所形成的黄铁矿晶型大小不尽相同，这使得黄铁矿的结晶习性对其所形成的环境变化极为敏感。在低饱和度、硫浓度和较合适温度条件作用下，通常形成晶型较简单的黄铁矿；在充足物质来源及高饱和度、硫浓度条件下形成的黄铁矿晶型逐渐趋于复杂，介于正立方体与五角十二面体间；在热液成因体系中，立方体形态的黄铁矿常形成于低硫含量环境中，而较复杂晶型如五角十二面体黄铁矿则形成于高硫浓度、温度适中的环境下。黄铁矿的晶型特点、分布方式、激光拉曼光谱等特征均与其形成的物理化学条件和环境介质条件有关，所以黄铁矿对判别不同成矿类型、解释储层空间变化规律、评价和预测矿床及油气储层都有极其重要的意义。虽然黄铁矿是一种砂岩储层中的常见矿物，但其在储层中的绝对含量并不高，有学者曾指出成岩过程中矿物的黄铁矿化本身对储层影响不大，但黄铁矿形成所代表的特定成岩环境与储层是密切相关的，因此黄铁矿的发育带与储层性质应当有一定的相关性国。内外科学家对黄铁矿形成的化学机理和环境进行过多方面的探讨，但对黄铁矿与储层关系的系统研究较少，黄铁矿对储层发育的影响也有待进一步研究。
[0003]现阶段黄铁矿生长的模拟制备方法主要有:化学溶解法、溶液热法及薄膜法等，其中黄铁矿晶体的制备方法有水热法和溶剂热法，水热法是在特制高压釜中，利用溶液作为反应介质，通过加热在釜内制造高温高压的反应条件，使难溶或不溶的物质重新溶解并重结晶，James B Murowchick H L Barnes等人利用NH4Cl溶液作为介质媒体，在250
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500℃的温度条件下研究温度与过饱和度对热液生长黄铁矿晶体形态的影响，得到了针状、立方体、五角十二面体等晶型，但存在合成物纯度不高且反应物易与生成物混合致生成物纯度不足且无法区分反应物与生成物等缺陷；Sweeney和Kaplan得出了一个重要结论，他们认为形成硫复铁矿是草莓状黄铁矿形成前的重要步骤，但仍有一些实验存在着形成硫复铁矿却未能形成草莓状黄铁矿集合体的情况，导致部分实验结果是自形黄铁矿晶体。因此有学者怀疑在实验室中进行的实验是否符合真正的野外地质条件。前人实验方法存在连续性等方面的不足，反应过程中的封闭环境导致无法连续获取实验数据，对黄铁矿的晶体生长过程缺乏连续地记录，实验中需要即时停止且提取样品进行测试，而非在线实时，因此可能导致结果与时间的对应关系不准确，且在分析取样中难以避免样品与外界接触，存在氧化破坏实验环境的缺陷。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种模拟黄铁矿生长机制的装置，旨在在实现对黄铁矿的晶体生长过程连续地监测。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是，提供一种模拟黄铁矿生长机制的装置，包括：
[0006]反应容器，为透明材质，一端设有开口；
[0007]功能管路；包括供气与抽气支路、用于提供具有硫离子的硫化物溶液支路以及第一汇集支路，所述供气与抽气支路和所述硫化物溶液支路并联设置后再与所述第一汇集支路串联，所述供气与抽气支路和所述硫化物溶液支路分别与所述第一汇集支路可选择性的连通，所述第一汇集支路用于与所述反应容器的开口处密封连通；所述供气与抽气支路包括并联设置的供气子支路以及抽气子支路，所述供气子支路包括用于提供二氧化碳或烷类气体的第一气源、与所述第一气源连通的第一管道以及安装于所述第一管道上并控制所述第一管道通断的第一阀门；所述抽气子支路包括真空泵、与所述真空泵连通的第二管道以及安装于所述第二管道上并控制所述第二管道通断的第二阀门；以及
[0008]拉曼监测器，用于实时对反应容器内结构分子可进行结构分析和鉴定。
[0009]在一种可能的实现方式中，所述供气与抽气支路还包括第二汇集子支路，所述供气子支路和所述抽气子支路并联设置后再与第二汇集子支路串接，所述第二汇集子支路与所述第一汇集支路可选择性地连通。
[0010]在一种可能的实现方式中，所述第二汇集子支路包括汇集管道以及安装于所述汇集管道上且用于控制所述汇集管道通断的第三阀门。
[0011]在一种可能的实现方式中，所述汇集管道上安装有用于检测所述汇集管道中气压的压力计。
[0012]在一种可能的实现方式中，所述硫化物溶液支路包括装载有硫化物溶液的注射器、与所述注射器连通的第三管道以及及安装于所述第三管道上且用于可控制所述第三管道通断的第四阀门。
[0013]在一种可能的实现方式中，所述反应容器为熔融毛细石英管。
[0014]本专利技术的另一目的是提供一种模拟黄铁矿生长机制的方法，包括：
[0015]获得铁矿物；
[0016]将预设份量的所述铁矿物放入到蒸馏水中进行清洗操作，获得铁矿物沉淀液；
[0017]将第一预设剂量的所述铁矿物沉淀液放入至所述反应容器中；
[0018]将所述反应容器抽真空处理；
[0019]向所述反应容器内注入第二预设剂量的硫化物溶液；
[0020]向所述反应容器内通入二氧化碳或烷类气体，并使所述反应容器处于预设压力下；
[0021]开启所述拉曼监测器。
[0022]本专利技术的再一目的是提供另一种模拟黄铁矿生长机制的方法，包括：
[0023]获得铁矿物；
[0024]将预设份量的所述铁矿物放入所述反应容器内；
[0025]将所述反应容器抽真空处理；
[0026]向所述反应容器内注入第二预定剂量的硫化物溶液；
[0027]向所述反应容器内通入二氧化碳或烷类气体，并使所述反应容器处于预设压力下；
[0028]开启所述拉曼监测器。
[0029]在一种可能的实现方式中，所述获得铁矿物包括：
[0030]获取硝酸铁溶液；
[0031]获取氢氧化钾溶液；
[0032]将所述硝酸铁溶液和所述氢氧化钾溶液混合并搅拌，获得二价铁离子矿物沉淀物；
[0033]将所述二价铁离子矿物沉淀物加入蒸馏水以稀释，加热，获得铁矿物沉淀液；
[0034]将所述铁矿物沉淀液过滤、洗涤并烘干获得所述铁矿物。
[0035]本专利技术提供的模拟黄铁矿生长机制的装置，与现有技术相比，通过设置透明的反应容器、能够为反应容器提供真空环境、硫化物溶液和高压二氧化碳或烷类气体的功能管路以及用于实时对反应容器内结构分子可进行结构分析和鉴定的拉曼监测器，实现对黄铁矿的晶体生长过程连续地监测。
附图说明
[0036]图1为本专利技术实施例提供的模拟黄铁矿生长机制的装置的示意图；
[0037]图2为本专利技术实施例提供的模拟黄铁矿生长机制的一种方法的流程图；
[0038]图3为本专利技术实施例提供的模拟黄铁矿生长机制的另一种方法的流程图。
[0039]图中：
[0040]100、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟黄铁矿生长机制的装置，其特征在于，包括：反应容器，为透明材质，一端设有开口；功能管路；包括供气与抽气支路、用于提供具有硫离子的硫化物溶液支路以及第一汇集支路，所述供气与抽气支路和所述硫化物溶液支路并联设置后再与所述第一汇集支路串联，所述供气与抽气支路和所述硫化物溶液支路分别与所述第一汇集支路可选择性的连通，所述第一汇集支路用于与所述反应容器的开口处密封连通；所述供气与抽气支路包括并联设置的供气子支路以及抽气子支路，所述供气子支路包括用于提供二氧化碳或烷类气体的第一气源、与所述第一气源连通的第一管道以及安装于所述第一管道上并控制所述第一管道通断的第一阀门；所述抽气子支路包括真空泵、与所述真空泵连通的第二管道以及安装于所述第二管道上并控制所述第二管道通断的第二阀门；以及拉曼监测器，用于实时对反应容器内结构分子可进行结构分析和鉴定。2.如权利要求1所述的模拟黄铁矿生长机制的装置，其特征在于，所述供气与抽气支路还包括第二汇集子支路，所述供气子支路和所述抽气子支路并联设置后再与第二汇集子支路串接，所述第二汇集子支路与所述第一汇集支路可选择性地连通。3.如权利要求2所述的模拟黄铁矿生长机制的装置，其特征在于，所述第二汇集子支路包括汇集管道以及安装于所述汇集管道上且用于控制所述汇集管道通断的第三阀门。4.如权利要求3所述的模拟黄铁矿生长机制的装置，其特征在于，所述汇集管道上安装有用于检测所述汇集管道中气压的压力计。5.如权利要求1
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4任一项所述的模拟黄铁矿生长机制的装置，其特征在于，所述硫化物溶液支路包括装载有硫化...

【专利技术属性】
技术研发人员：史淼，张金川，王锡伟，
申请(专利权)人：河北地质大学，
类型：发明
国别省市：