【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及矿样浸出模拟试验，特别是涉及一种带环压的破碎矿样夹持器及矿样柱浸前处理方法。
技术介绍
1、原地浸出是在地层环境下通过浸出剂的流动扩散与矿石发生原位反应，将矿石中金属浸出并随浸出液前移的过程。在现有浸出模拟试验手段中，通常采用具有一定长度的金属填砂管对破碎矿样进行填装压实、端面密封，然后进行模拟浸出试验，并测定试验中的渗流性能变化。但现有填砂管一般不能施加围压，试验过程中存在沟流现象；而且破碎矿样填装密度对破碎矿样柱渗透性有较大影响，填装后渗透性难以调节，甚至会出现不能渗流的情况；另外在模拟浸出过程中，填砂管还存在拆卸浸出渣样困难的情况。如果将填砂管和橡胶套筒进行结合，虽然可组成能够加围压的填砂管，但对于破碎矿样，仍然存在以下问题：
2、由于橡皮套筒的可塑性，装填过程中破碎矿样压实力度控制不均，易使橡皮套筒局部膨胀，轴向直径粗细不均，使渗透性测定产生误差；加之各部位破碎矿样填装密度不同，使各段破碎矿样浸出过程差异化；此外，破碎矿样压实力度太大可导致橡皮套筒撑破。
3、在相关技术的专利中，《一种新型可加载围压的填砂管》
4、cn201820047799.3技术中提到，将填砂管和橡胶套筒结合的结构，并未提及模拟试验中上述出现的问题，以及解决办法；专利技术《模拟隔层胶结差地层的可分离双层耐压填砂管及模拟方法》cn202010117355.4，主要描述了一种可拆卸的填砂管体，以便观察窜槽内堵剂的成胶情况，并未提及橡胶套筒和可加围压功能；技术《填砂管防窜处理装置》(cn2016206720
5、针对上述问题，矿产开采领域的模拟试验，如地浸、堆浸、石油行业等，虽然存在类似填砂管或不同形状及尺寸的岩心柱，但均未对模拟试验中填装破碎矿样的填砂管(可加围压或无围压)提出上述存在的问题及解决方法。
6、因此，需要设计一种带环压的新型的装置来解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种带环压的破碎矿样夹持器及矿样柱浸前处理方法，解决了金属填砂管不能施加围压、矿样填装密度不均及试验过程中可产生沟流的缺点。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、本专利技术提供一种带环压的破碎矿样夹持器，包括施压腔、矿样容器和防膨罩，所述矿样容器上设置有出液通道，所述矿样容器内设置有试验腔，所述试验腔的周向侧壁为弹性材料制成，所述试验腔设置于所述施压腔内，所述试验腔的侧壁外罩设有所述防膨罩，所述防膨罩上具备均匀的透水透气结构且能够抵抗所述试验腔周向侧壁朝外膨胀。
4、优选的，所述矿样容器为一个弹性套筒，所述弹性套筒两端均设置一个第一密封件来对所述弹性套筒进行密封，至少一个所述第一密封件可拆，在一个所述第一密封件上设置所述出液通道，所述弹性套筒外套设有所述防膨罩。
5、优选的，两个所述第一密封件均能够在所述弹性套筒中沿着所述弹性套筒的长度方向进行双向移动。
6、优选的，未设所述出液通道的所述第一密封件上设置有进液通道。
7、优选的，所述施压腔于一个外壳中形成，所述外壳呈套筒状，所述外壳套设于所述防膨罩外，所述外壳和所述弹性套筒之间的环形间隙的两端均由第二密封件密封，两个所述第一密封件的端部穿过所述第二密封件并伸出到所述施压腔的外侧，所述第一密封件和所述第二密封件滑动配合。
8、优选的，所述防膨罩为不锈钢丝网层。
9、优选的，所述进液通道的出口和所述出液通道的进口均罩设有过滤层。
10、本专利技术还提供了一种矿样柱浸试验前处理系统，包括破碎矿样加湿混合装置、破碎矿样恒压填装设备、压缩率测量工具和如上所述的带环压的破碎矿样夹持器；所述压缩率测量工具通过测量从所述带环压的破碎矿样夹持器上的出液通道中流出的流体的体积来计算带环压的破碎矿样夹持器内破碎矿样的体积变化。
11、优选的，所述压缩率测量工具包括u型管和量筒，所述u型管的入口能够和所述带环压的破碎矿样夹持器的出口连通，所述u型管的出口能够和所述量筒连通，测量时所述u型管中加入水并使得水平面与所述u型管的出口在同一水平位置。
12、本专利技术还提供了一种矿样柱浸前处理方法，包括：
13、步骤一、利用破碎矿样加湿混合装置对破碎矿样加湿混合；
14、步骤二、利用破碎矿样恒压填装设备将破碎矿样填装于带环压的破碎矿样夹持器中；其中，填装时，弹性套筒竖直设置，自弹性套筒的底部进行分层填装，每次填装高度为5cm～10cm，每装填一层后，即进行施压固定的垂直压力后再进行下一次矿样填装；
15、步骤三、组装带环压的破碎矿样夹持器，并向其内施加围压进行浸出试验；
16、步骤四、通过压缩率测量工具测量从所述带环压的破碎矿样夹持器中流出的流体的体积来计算带环压的破碎矿样夹持器内破碎矿样的体积变化。
17、本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
18、本专利技术提供的方案消除了破碎矿样填装过程中易使试验腔的弹性侧壁局部膨胀，轴向直径大小不等、密度和渗透性分布不均的缺点；进而使得试验腔在加围压后，轴向上受力均匀，可保持圆柱形状，实现了地层模拟压力下破碎矿样的渗透率测量；解决了金属填砂管不能施加围压、试验过程中可产生沟流的缺点。
19、且由于破碎矿样的压缩回弹性较弹性侧壁差，在柱浸试验后，弹性侧壁与破碎矿样柱易分离，更容易拆卸渣样。
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1.一种带环压的破碎矿样夹持器，其特征在于：包括施压腔、矿样容器和防膨罩，所述矿样容器上设置有出液通道，所述矿样容器内设置有试验腔，所述试验腔的周向侧壁为弹性材料制成，所述试验腔设置于所述施压腔内，所述试验腔的侧壁外罩设有所述防膨罩，所述防膨罩上具备均匀的透水透气结构且能够抵抗所述试验腔周向侧壁朝外膨胀。
2.根据权利要求1所述的带环压的破碎矿样夹持器，其特征在于：所述矿样容器为一个弹性套筒，所述弹性套筒两端均设置一个第一密封件来对所述弹性套筒进行密封，至少一个所述第一密封件可拆，在一个所述第一密封件上设置所述出液通道，所述弹性套筒外套设有所述防膨罩。
3.根据权利要求2所述的带环压的破碎矿样夹持器，其特征在于：两个所述第一密封件均能够在所述弹性套筒中沿着所述弹性套筒的长度方向进行双向移动。
4.根据权利要求2所述的带环压的破碎矿样夹持器，其特征在于：未设所述出液通道的所述第一密封件上设置有进液通道。
5.根据权利要求2所述的带环压的破碎矿样夹持器，其特征在于：所述施压腔于一个外壳中形成，所述外壳呈套筒状，所述外壳套设于所述防膨罩外
6.根据权利要求1所述的带环压的破碎矿样夹持器，其特征在于：所述防膨罩为不锈钢丝网层。
7.根据权利要求4所述的带环压的破碎矿样夹持器，其特征在于：所述进液通道的出口和所述出液通道的进口均罩设有过滤层。
8.一种矿样柱浸试验前处理系统，其特征在于：包括破碎矿样加湿混合装置、破碎矿样恒压填装设备、压缩率测量工具和权利要求1～7任意一项所述的带环压的破碎矿样夹持器；所述压缩率测量工具通过测量从所述带环压的破碎矿样夹持器上的出液通道中流出的流体的体积来计算带环压的破碎矿样夹持器内破碎矿样的体积变化。
9.根据权利要求8所述的矿样柱浸试验前处理系统，其特征在于：所述压缩率测量工具包括U型管和量筒，所述U型管的入口能够和所述带环压的破碎矿样夹持器的出口连通，所述U型管的出口能够和所述量筒连通，测量时所述U型管中加入水并使得水平面与所述U型管的出口在同一水平位置。
10.一种矿样柱浸前处理方法，其特征在于：包括：
...【技术特征摘要】
1.一种带环压的破碎矿样夹持器，其特征在于：包括施压腔、矿样容器和防膨罩，所述矿样容器上设置有出液通道，所述矿样容器内设置有试验腔，所述试验腔的周向侧壁为弹性材料制成，所述试验腔设置于所述施压腔内，所述试验腔的侧壁外罩设有所述防膨罩，所述防膨罩上具备均匀的透水透气结构且能够抵抗所述试验腔周向侧壁朝外膨胀。
2.根据权利要求1所述的带环压的破碎矿样夹持器，其特征在于：所述矿样容器为一个弹性套筒，所述弹性套筒两端均设置一个第一密封件来对所述弹性套筒进行密封，至少一个所述第一密封件可拆，在一个所述第一密封件上设置所述出液通道，所述弹性套筒外套设有所述防膨罩。
3.根据权利要求2所述的带环压的破碎矿样夹持器，其特征在于：两个所述第一密封件均能够在所述弹性套筒中沿着所述弹性套筒的长度方向进行双向移动。
4.根据权利要求2所述的带环压的破碎矿样夹持器，其特征在于：未设所述出液通道的所述第一密封件上设置有进液通道。
5.根据权利要求2所述的带环压的破碎矿样夹持器，其特征在于：所述施压腔于一个外壳中形成，所述外壳呈套筒状，所述外壳套设于所述防膨罩外，所述外壳和所述弹性套筒之...
【专利技术属性】
技术研发人员：王立民，廖文胜，原渊，陈乡，陈梅芳，
申请(专利权)人：核工业北京化工冶金研究院，
类型：发明
国别省市：
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