[发明专利]一种碳酸盐沉淀装置及碳酸盐锂同位素分析方法

说明书

本发明公开了一种碳酸盐沉淀装置及碳酸盐锂同位素分析方法，其中，碳酸盐沉淀装置包括恒温箱、第一进样室和第二进样室，恒温箱的内部空间用于容纳反应溶液，恒温箱内设有pH计，恒温箱设有与外界大气连通的单向通气阀；第一进样室和第二进样室用于向恒温箱内供入CaClsubgt;2/subgt;溶液和Nasubgt;2/subgt;COsubgt;3/subgt;溶液，酸性气源、碱性气源和惰性气源用于向恒温箱内供入酸性气体、碱性气体、惰性气体。碳酸盐锂同位素分析方法能够测定不同pH条件下碳酸盐沉淀过程中平衡状态与非平衡状态下的锂同位素与pH值的关系，建立δsupgt;7/supgt;Lisubgt;carb/subgt;与溶液pH值之间的关系方程，开展非平衡条件下的pH值与锂含量、沉淀速率及锂同位素关系的研究，对碳酸盐沉淀过程中溶液pH值对锂同位素分馏的影响研究具有重要意义。

技术领域

本发明涉及碳酸盐沉淀及锂同位素分析技术领域，尤其涉及一种在密封蒸发条件下的碳酸盐沉淀装置及碳酸盐锂同位素分析方法。

背景技术

目前，碳酸盐沉淀过程中Mg、Ba、B等元素的同位素动力学分馏机理研究，是在25℃和1bar pCO₂条件下通过方解石种子进行低镁方解石的生长实验。实验过程中，向反应容器内添加两种(Ca,(Mg),(Ba))Cl₂和Na₂CO₃/(H₃BO₃)溶液引起沉淀，可以通过改变入口溶液的摩尔浓度和/或改变流速来改变沉淀速率使方解石沉淀，沉淀速率随时间增加。

现有碳酸盐沉淀装置在反应过程中，通过添加酸液或碱液实现pH值调节，但pH调节精度低，波动范围较大，影响测试结果准确性；而且现有碳酸盐沉淀装置将恒温水箱作为反应容器，使反应溶液处于恒温状态，但添加的(Ca,(Mg),(Ba))Cl₂和Na₂CO₃/(H₃BO₃)溶液温度往往与恒温水箱内的温度不一致与恒温水箱内的溶液存在温度差，添加溶液后短暂一段时间内，恒温水箱内的溶液温度并不均衡，添加溶液所带来的温度差会影响沉淀实验效果，而且造成了反应容器中溶液体积的增大。另外，利用现有碳酸盐沉淀装置进行碳酸盐沉淀实验，在实验过程中，无法阶段性的取出不同时间段内碳酸盐沉淀物，生成的碳酸盐沉淀物只能在完成实验后将恒温箱打开，将含有碳酸盐沉淀物的溶液全部取出并过滤，才能获得碳酸盐沉淀物，最终获得的碳酸盐沉淀物是所有时间段内的碳酸盐沉淀物的混合物，对最终分析结果带来误差。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种碳酸盐沉淀装置及碳酸盐锂同位素分析方法，用以解决现有技术中存在的上述问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一方面，提供一种碳酸盐沉淀装置，包括：

恒温箱，包括箱体和盖体，箱体的内部空间被配置为容纳反应溶液；盖体密封拆卸设置在箱体上，盖体上设有第一单向通气阀，以供内部空间的气体排出至外界大气；

第一进样室，第一进样室被配置为容纳CaCl₂溶液，并通过第一进液管路与箱体的内部空间连通，以向内部空间供入CaCl₂溶液；

第二进样室，第二进样室被配置为容纳Na₂CO₃溶液，并通过第二进液管路与箱体的内部空间连通，以向内部空间供入Na₂CO₃溶液；

酸性气源，酸性气源通过供酸气管路与箱体的内部空间连通，以向内部空间供入酸性气体；

碱性气源，碱性气源通过供碱气管路与箱体的内部空间连通，以向内部空间供入碱性气体；

惰性气源，惰性气源通过供惰性气管路与箱体的内部空间连通，以向内部空间供入惰性气体；