本发明涉及核环境科学技术领域，特别是涉及一种抗吸附性多用途流动浸出设备。
背景技术：
放射性固体废物，尤其是包含长寿命核素(如239pu、237np等)的高放固体废物具有放射性活度高，毒性大的特点，其危害可持续几万年甚至更长，放射性核素危害生态环境的过程可分为三步：释放、迁移和影响。水存在条件下，浸出作用是放射性固体废物中核素释放的基本机制。开展核素浸出行为研究，对了解和掌握核素从污染物中的释放机理，规律，释放速率、总量及其在环境中迁移具有重要意义。
目前，浸出方法包括静态浸出法、流动浸出法和加速浸泡法，各方法对使用的浸出装置有不同的要求，然而，市场上尚未出现通用的浸出装置，已有的试验装备存在适用范围窄，实验条件控制不精确和对核素的抗吸附性能不够高等具体问题，难以满足科研需求。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种抗吸附性多用途流动浸出设备，以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种抗吸附性多用途流动浸出设备，包括加热装置、浸泡装置、搅拌装置、流速控制装置、浸泡剂盛装容器；
所述浸泡装置包括筒体、筒盖、物料托及支撑架，所述筒体与所述筒盖可拆卸连接，所述筒盖上开设有进水口和出水口，所述进水口和出水口内均可拆卸连接有过滤装置；所述筒体放置在所述加热装置内，所述支撑架设置在所述筒体内部，并与所述筒体内壁螺纹连接；所述支撑架中部开设有放置孔，所述物料托插接在所述放置孔内；所述物料托上开设有若干个通孔；
所述加热装置上设置有进水通道和出水通道，所述进水通道与所述筒盖的进水口连通，所述出水通道与所述筒盖的出水口连通；所述流速控制装置和所述浸泡剂盛装容器均设置在所述加热装置外侧，所述浸泡剂盛装容器通过所述流速控制装置与所述进水通道连通。
优选的，所述筒体内壁上固定有内衬，所述内衬和所述物料托的材质均为聚四氟乙烯。
优选的，所述筒体与所述筒盖之间设置有密封垫圈。
优选的，所述筒盖上安装有卡钳，所述筒体与所述筒盖通过所述卡钳可拆卸连接。
优选的，所述加热装置为恒温烘箱，所述恒温烘箱内设置有加热腔；所述进水通道和出水通道均设置在所述恒温烘箱箱体顶部，所述恒温烘箱箱体顶部开设有排风口，所述排风口与所述加热腔连通，所述恒温烘箱箱门上设置有观察窗；所述恒温烘箱控温精度为±0.5℃。
优选的，所述搅拌装置为六工位磁力搅拌器，所述搅拌装置安装在所述恒温烘箱底部，且与所述加热腔对应设置；所述搅拌装置转速范围为0-2000r/min，搅拌控速精度为±10r/min。
优选的，所述恒温烘箱箱体上固定安装有温控面板和搅拌速度控制面板所述温控面板与所述恒温烘箱电性连接，所述搅拌速度控制面板与所述搅拌装置电性连接。
优选的，所述流速控制装置为恒流柱塞泵，所述流速控制装置流速控制范围为0.01-50.00ml/min，控制精度为±0.5％。
优选的，所述过滤装置为滤芯。
优选的，所述的浸泡剂盛装容器为聚四氟乙烯容器，所述浸泡剂盛装容器内盛装有浸泡剂，所述浸泡剂为超纯水或浓盐水。
本发明公开了以下技术效果：本发明的抗吸附性多用途流动浸出设备，能够实现对放射性固体废物中的核素进行浸出，便于实验研究，物料托的存在使得本发明既能适用于块状固体，也能适用于粉末状固体，内衬和物料托均采用聚四氟乙烯材质，聚四氟乙烯具有良好的抗吸附性能，能够有效消除浸出的核素吸附在容器壁上造成分析结果不准确等不利因素，通过控制流速控制装置可实现流动浸出或静态浸出，扩大了使用范围，提高了实验效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的浸泡装置截面图；
图2为本发明的加热装置主视图；
图3为本发明的俯视图；
其中，1筒体、2筒盖、3物料托、4支撑架、5进水口、6出水口、7通孔、8进水通道、9出水通道、10内衬、11密封垫圈、12卡钳、13恒温烘箱、14排风口、15观察窗、16搅拌装置、17温控面板、18搅拌速度控制面板、19滤芯、20恒流柱塞泵、21聚四氟乙烯容器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-3所示，本发明提供一种抗吸附性多用途流动浸出设备，包括加热装置、浸泡装置、搅拌装置、流速控制装置、浸泡剂盛装容器；
浸泡装置包括筒体1、筒盖2、物料托3及支撑架4，浸泡装置可耐受1mpa的高压和200℃的高温；筒体1与筒盖2可拆卸连接，筒盖2上开设有进水口5和出水口6，进水口5和出水口6内均可拆卸连接有过滤装置；筒体1放置在加热装置内，支撑架4设置在筒体1内部，并与筒体1内壁螺纹连接；支撑架4中部开设有放置孔，物料托3插接在放置孔内；物料托3上开设有若干个通孔7；
加热装置上设置有进水通道8和出水通道9，进水通道8与筒盖2的进水口5连通，出水通道9与筒盖2的出水6口连通；流速控制装置和浸泡剂盛装容器均设置在加热装置外侧，浸泡剂盛装容器通过流速控制装置与进水通道8连通。
进一步的，所述筒体1内壁上固定有内衬10，所述内衬10和物料托3的材质均为聚四氟乙烯，聚四氟乙烯具有良好的抗吸附性能，能够有效消除浸出的核素吸附在容器壁上造成分析结果不准确等不利因素；当浸泡对象为块状固体时，将块状固体放置在物料托3内，当浸泡对象为粉末状固体时，直接将粉末状固体放置在内衬10上。
进一步的，筒体1与筒盖2之间设置有密封垫圈11。
进一步的，筒盖2上安装有卡钳12，筒体1与筒盖2通过卡钳12可拆卸连接。
进一步的，加热装置为恒温烘箱13，恒温烘箱13内设置有加热腔，加热腔大小为450mm×400mm×400mm；进水通道8和出水通道9均设置在恒温烘箱13箱体顶部，恒温烘箱13箱体顶部开设有排风口14，排风口14与加热腔连通，恒温烘箱13箱门上设置有观察窗15；恒温烘箱13控温精度为±0.5℃。
进一步的，搅拌装置16为六工位磁力搅拌器，搅拌装置16能使浸泡对象更加充分地与浸泡剂接触，使得核素浸出更加充分，搅拌装置16安装在所述恒温烘箱13底部，搅拌装置16与恒温烘箱13之间设置有隔热棉，防止搅拌装置16的电器元件因为高温受到损坏，且与加热腔对应设置；搅拌装置16转速范围为0-2000r/min，搅拌控速精度为±10r/min。
进一步的，恒温烘箱13箱体上固定安装有温控面板17和搅拌速度控制面板18，温控面板17与恒温烘箱13电性连接，搅拌速度控制面板18与搅拌装置16电性连接。
进一步的，流速控制装置为恒流柱塞泵20，流速控制装置流速控制范围为0.01-50.00ml/min，控制精度为±0.5％，通过控制恒流柱塞泵20来控制进入浸泡装置的浸泡剂的流速，既能实现静态浸出也能实现动态浸出。
进一步的，过滤装置为滤芯19，滤芯19采用具有自清洁功能的滤芯，设置滤芯19能够有效的实现固液分离，防止粉末跟随浸泡剂流出浸泡装置，对实验结果造成影响，滤芯19根据粉末状放射性固体样品粒径选择范围为1nm～1μm。
进一步的，浸泡剂盛装容器为聚四氟乙烯容器21，浸泡剂盛装容器内盛装有浸泡剂，浸泡剂为超纯水或浓盐水。
使用本发明的抗吸附性多用途流动浸出设备，对放射性玻璃固化体粉末的流动浸出实验(浸泡剂：超纯水)
将破碎研磨后的玻璃固化体样品分别过100目和200目筛，得到100～200目粉末样品，清洗烘干后备用。分别精确称量1g左右100-200目放射性玻璃固化体粉末6份，记录质量后分别置于浸泡容器内(粉末状样品，不用物料托3)，注满超纯水后，通过卡钳12使筒体1与筒盖2紧固连接，置于90℃的恒温烘箱13内，关闭恒温烘箱13箱门，用管线连接浸泡剂盛装容器、恒流柱塞泵20、浸泡容器和样品接收容器，浸泡剂的流动方向为浸泡剂盛装容器→恒流柱塞泵→进水通道8→进水口5→出水口6→出水通道9→样品接收容器，恒流柱塞泵流速设置为0.29ml/min(～420ml/d)，滤芯19孔径选用0.1μm，滤芯设置在进水口5和出水口6处，打开六工位磁力搅拌器，搅拌速度设置在800r/min，开始浸泡实验，根据研究需求定期补充浸泡剂，更换并取出样品接收容器，样品接收容器中溶液经放射化学分离纯化流程后，测定核素浓度，为核素浸出行为研究提供数据。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
1.本发明提供一种抗吸附性多用途流动浸出设备，其特征在于：包括加热装置、浸泡装置、搅拌装置、流速控制装置、浸泡剂盛装容器；
所述浸泡装置包括筒体(1)、筒盖(2)、物料托(3)及支撑架(4)，所述筒体(1)与所述筒盖(2)可拆卸连接，所述筒盖(2)上开设有进水口(5)和出水口(6)，所述进水口(5)和出水口(6)内均可拆卸连接有过滤装置；所述筒体(1)放置在所述加热装置内，所述支撑架(4)设置在所述筒体(1)内部，并与所述筒体(1)内壁螺纹连接；所述支撑架(4)中部开设有放置孔，所述物料托(3)插接在所述放置孔内；所述物料托(3)上开设有若干个通孔(7)；
所述加热装置上设置有进水通道(8)和出水通道(9)，所述进水通道(8)与所述筒盖(2)的进水口(5)连通，所述出水通道(9)与所述筒盖(2)的出水(6)口连通；所述流速控制装置和所述浸泡剂盛装容器均设置在所述加热装置外侧，所述浸泡剂盛装容器通过所述流速控制装置与所述进水通道(8)连通。
2.根据权利要求1所述的抗吸附性多用途流动浸出设备，其特征在于：所述筒体(1)内壁上固定有内衬(10)，所述内衬(10)和所述物料托(3)的材质均为聚四氟乙烯。
3.根据权利要求1所述的抗吸附性多用途流动浸出设备，其特征在于：所述筒体(1)与所述筒盖(2)之间设置有密封垫圈(11)。
4.根据权利要求1所述的抗吸附性多用途流动浸出设备，其特征在于：所述筒盖(2)上安装有卡钳(12)，所述筒体(1)与所述筒盖(2)通过所述卡钳(12)可拆卸连接。
5.根据权利要求1所述的抗吸附性多用途流动浸出设备，其特征在于：所述加热装置为恒温烘箱(13)，所述恒温烘箱(13)内设置有加热腔；所述进水通道(8)和出水通道(9)均设置在所述恒温烘箱(13)箱体顶部，所述恒温烘箱(13)箱体顶部开设有排风口(14)，所述排风口(14)与所述加热腔连通，所述恒温烘箱(13)箱门上设置有观察窗(15)；所述恒温烘箱(13)控温精度为±0.5℃。
6.根据权利要求5所述的抗吸附性多用途流动浸出设备，其特征在于：所述搅拌装置(16)为六工位磁力搅拌器，所述搅拌装置(16)安装在所述恒温烘箱(13)底部，且与所述加热腔对应设置；所述搅拌装置(16)转速范围为0-2000r/min，搅拌控速精度为±10r/min。
7.根据权利要求6所述的抗吸附性多用途流动浸出设备，其特征在于：所述恒温烘箱(13)箱体上固定安装有温控面板(17)和搅拌速度控制面板(18)，所述温控面板(17)与所述恒温烘箱(13)电性连接，所述搅拌速度控制面板(18)与所述搅拌装置(16)电性连接。
8.根据权利要求1所述的抗吸附性多用途流动浸出设备，其特征在于：所述流速控制装置为恒流柱塞泵(20)，所述流速控制装置流速控制范围为0.01-50.00ml/min，控制精度为±0.5％。
9.根据权利要求1所述的抗吸附性多用途流动浸出设备，其特征在于：所述过滤装置为滤芯(19)。
10.根据权利要求1所述的抗吸附性多用途流动浸出设备，其特征在于：所述的浸泡剂盛装容器为聚四氟乙烯容器(21)，所述浸泡剂盛装容器内盛装有浸泡剂，所述浸泡剂为超纯水或浓盐水。
技术总结