一种重金属元素富集装置的制作方法

本发明涉及重金属富集工具领域，特别涉及一种重金属元素的富集装置。

背景技术：

1、现有富集装置易受自然水体中大量离子(如na+、k+、ca2+、cl-、等)干扰，对一般水体富集率低，吸附效果等稳定性差，对水质样品要求较高，且富集的均匀性较差，而且富集池、富集膜测试面积小，不能满足手持式x-射线荧光光谱仪的应用。

2、现有的富集装置如申请号为cn201620388676.7的一种重金属吸附富集装置，包括外壳体，所述外壳体上端开口，所述外壳体上分布有通孔，所述外壳体上端开口位置处设置有内壳体，所述内壳体上端开口，所述内壳体上端边沿处设置有伸出外壳体的水平支撑边，所述内壳体上分布有内透孔，所述内壳体内置有吸附材料，所述内壳体外壁与外壳体内壁之间留有空隙，所述内壳体上端开口处设置有端盖；该装置通过合理的结构改良，尤其是通过内壳体、外壳体配合吸附材料的设计，可有效去除重金属，适用于重金属污染的废水、土壤、污泥，而且结构简单易用，也方便吸附材料的替换，适合野外操作。该装置无连续性进液的口，无法实现连续性处理。发明人在改进过程中，如果采用在现有的装置顶部设接水口，水体会集中被接水口正下方的吸附材料进行富集，而周边的吸附材料利用少，从而造成吸附不匀，影响吸附效果浪费吸附材料的问题。

技术实现思路

1、发明的目的在于提供一种重金属元素的富集装置，解决了现有装置无法实现连续性富集处理，如果采用在现有的装置上设接水口，水体会集中被接水口正下方的吸附材料进行富集，而周边的吸附材料利用少，从而造成吸附不匀，影响吸附效果浪费吸附材料的问题。

2、本发明是这样实现的，一种重金属元素的富集装置，包括盖体、承载件以及富集材料层，所述盖体与承载件之间形成容纳空间，所述富集材料层置于所述容纳空间内且通过固定环与承载件连接，盖体顶部设有进液口，进液口与富集材料层之间设有分水板。

3、盖体顶部的进液口与待处理的重金属水体进行连接，重金属水体可以连续性的从盖体进液口进入到富集装置内，对含重金属元素的水质样品进行连续性处理；为了满足多种检测仪器的测试，如手持式x-射线荧光光谱仪，使用手持式x-射线荧光光谱仪时，需要将富集材料层的富集材料包覆在手持式x-射线荧光光谱仪的检测头上，需要大面积的测试面，因此富集材料层的面积需要足够大，这样就需要富集装置有足够的尺寸；含重金属元素的水质样品从进液口进入富集装置时，集中分布在进液口的正下方，对于进液口正下方的富集材料进行充分的利用，但是对于进液口下方周边的富集材料并不能进行充分利用，造成富集的均匀性差，影响富集效果以及检测；本发明中，含重金属元素的水质样品从进液口进入富集装置的容置空间内，然后经过分水板，分水板将含重金属元素的水质样品向富集材料层的外周进行分散，使得含重金属元素的水质样品与富集材料层能均匀的接触，在保证连续性富集重金属的基础上保证富集的均匀性。

4、本发明采用大面积测试面的设计，大大提升了手持式x射线荧光光谱法测定水中痕量重金属元素的检出能力，达到ppb级别。

5、本发明的进一步技术方案是：所述分水板上设有沿径向设置的多个分水槽。

6、进液口设置在盖体顶部，含重金属元素的水质样品从进液口进入容纳空间，经过分水板时，含重金属元素的水质样品由于分水槽的作用，会沿分水槽延伸方向往下流，从而使得流经分水槽的含重金属元素的水质样品被分散至富集材料层，保证富集材料层对含重金属元素的水质样品中的重金属元素富集均匀性。

7、本发明的进一步技术方案是：所述分水槽一侧为倾斜面，所述倾斜面用于流过分水槽的液体形成微旋流。

8、流经分水槽的含重金属元素的水质样品在倾斜面的作用下，使得含重金属元素的水质样品的水流形成微旋流，进一步的增加液体分布的均匀性，从而保证富集材料层富集的均匀性。

9、本发明的进一步技术方案是：所述倾斜面的倾斜角度α为3°-5°。

10、倾斜面的倾斜角度在3°-5°之间，避免大于5°时形成旋涡真空造成水体与富集材料层接触不均匀，同时避免角度过小无法形成微旋流。

11、本发明的进一步技术方案是：所述分水板由中心向外周倾斜。

12、水流从分水板的中心进入容纳空间，经过分水板时，沿着分水板向外周流动，由于分水板由中心向外周倾斜，从而加速水流向外周流动的速度，增加水流流向外周的可能性。

13、本发明的进一步技术方案是：所述承载体为底部开口的圆筒状结构，所述承载件上设有与容纳空间连通的出液管。

14、经过容纳空间中的富集材料层的富集处理后的液体经过出液管流出。

15、本发明的进一步技术方案是：所述容纳空间内设有用于支撑富集材料层的筛板，所述富集材料层与承载件可拆卸连接，所述盖体与承载件可拆卸连接。

16、富集完成后，为了检测富集效果，先将盖体从承载件上拆卸，然后将富集材料层从承载件上拆卸，对富集材料层内的富集材料进行检测，判断富集效果。其中富集材料置于筛板上，筛板用于承载富集材料。

17、本发明的进一步技术方案是：所述分水板与承载件之间设有密封环。

18、密封环的作用起到密封容置空间的作用，保证进入到容置空间内的液体与富集材料层充分接触。

19、本发明的进一步技术方案是：所述盖体为底部开口的圆筒状结构，所述盖体底部与承载件可拆卸连接，所述进液口开设在盖体的圆心位置。

20、进液口从盖体圆心位置进入容纳空间，进一步保证液体向外周扩展的均匀性。

21、本发明的进一步技术方案是：所述盖体顶部为圆锥状。

22、盖体顶部的圆锥状，进一步的保证含重金属元素的水质样品向容纳空间的外周方向流动。

23、本发明的有益效果：盖体顶部的进液口与待处理的重金属水体进行连接，重金属水体可以连续性的从盖体进液口进入到富集装置内，对含重金属元素的水质样品进行连续性处理；为了满足多种检测仪器的测试，如手持式x-射线荧光光谱仪，使用手持式x-射线荧光光谱仪时，需要将富集材料层的富集材料包覆在手持式x-射线荧光光谱仪的检测头上，需要大面积的测试面，因此富集材料层的面积需要足够大，这样就需要富集装置有足够的尺寸；含重金属元素的水质样品从进液口进入富集装置时，集中分布在进液口的正下方，对于进液口正下方的富集材料进行充分的利用，但是对于进液口下方周边的富集材料并不能进行充分利用，造成富集的均匀性差，影响富集效果以及检测；本发明中，含重金属元素的水质样品从进液口进入富集装置的容置空间内，然后经过分水板，分水板将含重金属元素的水质样品向富集材料层的外周进行分散，使得含重金属元素的水质样品与富集材料层能均匀的接触，在保证连续性富集重金属的基础上保证富集的均匀性。

24、本发明采用大面积测试面的设计，大大提升了手持式x射线荧光光谱法测定水中痕量重金属元素的检出能力，达到ppb级别。

技术特征：

1.一种重金属元素的富集装置，其特征在于，包括盖体(1)、承载件(2)以及富集材料层(3)，所述盖体(1)与承载件(2)之间形成容纳空间(7)，所述富集材料层(3)置于所述容纳空间(7)内且通过固定环(9)与承载件(2)连接，盖体(1)顶部设有进液口(4)，进液口(4)与富集材料层(3)之间设有分水板(5)。

2.根据权利要求1所述的一种重金属元素的富集装置，其特征在于，所述分水板(5)上设有沿径向设置的多个分水槽(6)。

3.根据权利要求2所述的一种重金属元素的富集装置，其特征在于，所述分水槽(6)一侧为倾斜面(61)，所述倾斜面(61)用于流过分水槽(6)的液体形成微旋流。

4.根据权利要求4所述的一种重金属元素的富集装置，其特征在于，所述倾斜面(6)的倾斜角度α为3°-5°。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种重金属元素的富集装置，其特征在于，所述分水板(5)由中心向外周倾斜。

6.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种重金属元素的富集装置，其特征在于，所述承载体(2)为底部开口的圆筒状结构，所述承载件(2)上设有与容纳空间(7)连通的出液管(21)。

7.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种重金属元素的富集装置，其特征在于，所述容纳空间(7)内设有用于支撑富集材料层(3)的筛板(10)，所述富集材料层(3)与承载件(2)可拆卸连接，所述盖体(1)与承载件(2)可拆卸连接。

8.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种重金属元素的富集装置，其特征在于，所述分水板(5)与承载件(2)之间设有密封环(8)。

9.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种重金属元素的富集装置，其特征在于，所述盖体(1)为底部开口的圆筒状结构，所述盖体(1)底部与承载件(2)可拆卸连接，所述进液口(4)开设在盖体(1)的圆心位置。

10.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种重金属元素的富集装置，其特征在于，所述盖体(1)顶部为圆锥状。

技术总结本发明公开了一种重金属元素的富集装置，包括盖体、承载件以及富集材料层，所述盖体与承载件之间形成容纳空间，所述富集材料层置于所述容纳空间内且通过固定环与承载件连接，盖体顶部设有进液口，进液口与富集材料层之间设有分水板；本发明中，含重金属元素的水质样品从进液口进入富集装置的容置空间内，然后经过分水板，分水板将含重金属元素的水质样品向富集材料层的外周进行分散，使得含重金属元素的水质样品与富集材料层能均匀的接触，在保证连续性富集重金属的基础上保证富集的均匀性；本发明采用大面积测试面的设计，大大提升了手持式X射线荧光光谱法测定水中痕量重金属元素的检出能力，达到ppb级别。技术研发人员：许淑丽,隋勤全,王宏伟受保护的技术使用者：天开联合科技（天津）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/17