[发明专利]一种FeCO3

权利要求书

1.一种FeCO₃在中低温高含CO₂水溶液中溶解度的测试装置，其特征在于，装置主要包括：真空泵(1)、第一阀门(2)、第一精密阀门(3)、第二阀门(4)、第二精密阀门(7)、移液管(8)、第三阀门(9)、第四阀门(10)、取液管(11)、第五阀门(12)、集气瓶(14)、反应筒(15)、显微CT探头(16)、搅拌棒(17)、磁力搅拌器(18)、恒温箱(19)、第一管线(24)、第二管线(25)、第三管线(26)、第四管线(27)；其中，真空泵(1)用于抽吸整个测试系统并形成一定负压，第三管线(26)和第一精密阀门(3)用于向反应筒(15)及第一管线(24)、第二管线(25)及第四管线(27)内注入指定的CO₂气体；第一管线(24)用于连通移液管(8)、第四管线(27)与真空泵(1)，第二管线(25)用于连通取液管(11)和反应筒(15)；第一阀门(2)、第二阀门(4)、第三阀门(9)、第四阀门(10)及第五阀门(12)用于控制所有管线内流体的流向，第二精密阀门(7)和取液管(11)用于精确地从反应筒(15)内取样；用于溶解FeCO₃的反应筒(15)由顶盖(13)、顶部螺栓(23)、侧盖(20)、侧面螺栓(21)、玻璃窗(22)、温度表(6)、压力表(5)及密封圈组成，其中顶盖(13)通过顶部螺栓(23)和密封圈固定于反应筒(15)上，玻璃窗(22)通过侧盖(20)和侧面螺栓(21)以及密封圈固定于反应筒(15)上；磁力搅拌器(18)和搅拌棒(17)用于搅拌溶液，加速FeCO₃的充分溶解；玻璃窗(22)上的显微CT探头(16)用于监测FeCO₃的沉积和溶解动力学过程；恒温箱(19)用于控制反应筒(15)的温度；集气瓶(14)用于收集移液管(8)除氧过程中排除的气体；温度表(6)和压力表(5)用于显示FeCO₃溶解度测试过程中的温度和CO₂分压。

2.一种FeCO₃在中低温高含CO₂水溶液中溶解度的测试方法，其采用权利要求1所述的FeCO₃在中低温高含CO₂水溶液中溶解度的测试装置，其特征在于：步骤一：对整个测试系统进行压力测试，确保测试过程中CO₂分压始终保持不变；步骤二：向依次用石油醚、丙酮、甲醇洗净后的反应筒(15)内加入过量的高纯度FeCO₃粉末，用顶盖(13)和顶部螺栓(23)及密封圈牢牢的封闭反应筒(15)，同时向移液管(8)内注入所需的测试溶液；步骤三：关闭第二阀门(4)、第二精密阀门(7)和第五阀门(12)，打开第一阀门(2)和第一精密阀门(3)，先用真空泵(1)对测试系统进行抽吸形成负压并维持10分钟，然后再关闭第一阀门(2)，通过第三管线(26)向测试系统注入一定压力的CO₂对负压进行释放，重复三次可彻底除氧；步骤四：关闭第一阀门(2)、第一精密阀门(3)和第五阀门(12)，打开第二阀门(4)、第三阀门(9)和第四阀门(10)向移液管(8)内通入低压CO₂驱除水溶液中的溶解氧，持续30分钟；步骤五：关闭第二阀门(4)、第二精密阀门(7)、第三阀门(9)、第四阀门(10)和第五阀门(12)，打开第一阀门(2)和第一精密阀门(3)，用真空泵(1)抽吸反应筒(15)并形成负压，再关闭第一阀门(2)和第一精密阀门(3)并打开第二阀门(4)和第五阀门(12)，同时向移液管8内注入CO₂气体，确保移液管(8)内测试溶液通过第一管线(24)顺利进入真空状态下的反应筒(15)；步骤六：启动磁力搅拌器(18)和搅拌棒(17)，打开第一精密阀门(3)，关闭其它所有阀门，向反应筒(15)内注入实验所需的CO₂分压；步骤七：当CO₂分压达到预定值时，关闭所有阀门，增加反应筒的温度，当温度达到预定值时，采用第一精密阀门(3)卸载因温度增加而增加的压力，开启显微CT探头(16)，监测碳酸亚铁的沉积和溶解动力学过程；步骤八：三天后，停止磁力搅拌器(18)，观察显微CT探头(16)结果，直到悬浮在溶液中的FeCO₃颗粒完全沉积为止，然后采用第二管线(25)、第二精密阀门(7)和取液管(11)开始第一次取样，取1～2ml的FeCO₃溶液，稀释后，采用分光光度法和络合滴定法综合确定取样溶液的FeCO₃溶解度；步骤九：第一次取样结束后，重新开启磁力搅拌器(18)，每隔一天后再采用步骤八所用的方法进行第二次、第三次、第四次及第N次取样并采用分光光度法和络合滴定法综合确定每次取样溶液的FeCO₃溶解度，直到反应筒(15)内FeCO₃在实验温度和CO₂分压下达到沉积和溶解的动态平衡，即最后两次取样溶液的FeCO₃溶解度相等为止。