分析化学实验中常见废液的处理与回收

(整期优先)网络出版时间:2022-08-16
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分析化学实验中常见废液的处理与回收

初秋亭

莱州市检验检测中心  山东莱州 261400

摘要:有机、无机废液的破坏性都很强,所以进行废液处理时,二者都不能忽视,必须提高警惕,按照规定的贮存规范、处理方法、萃取技术处理废液,如途中,出现突发状况,如火灾、有毒气体排出,实验人员应迅速逃离现场,不要盲目采取抑制措施,避免事故进一步扩大破坏范围。基于此,文章展开分析,希望带来一定的借鉴。

关键词:化学实验废液;处理与利用;研究与分析

1废液处理原则

1.1集中贮存

因为废液不可循环使用,无法通过简单的净化措施排除有害物,所以,化学实验产生的废液应有选择的储存,分类保管。如:有机物不能与过氧化氢废液融合,硫化物、氯化物不能与含酸废液融合。又因为实验室内装置、设备众多,为避免废液感染现象,必须将废液贮存到特定的容器内,并进行特殊标注,等待实验结束后,集中净化处理。

1.2贮存环境

管理贮存废液的容器需要密封,原理火源、水源,以免引起爆炸或水污染。容器周边不应设置实验装置、钢架、玻璃容器等,应将容器设置在原理其他物品的开阔地界,防止容器因过失操作行为被破坏,废液溢出,污染环境。

1.3科学管理

贮存废液的容器上应设置标签,标明废液成分、贮存时间、处理方法、注意事项等。针对具有极强破坏性的废液,实验者应及时清理,不要长时间贮存。同时,废液需在指定的场所处理,实验者不能擅自选用中和溶液,处理废液[1]

2化学实验废液处理方法

2.1无机类

无机类废液中,有害物质多以离子形态存在,故常采用物理、化学等方法,分解、回收有害物。(1)含汞废液汞毒性极强,对人体消化、神经系统破坏性极大,集中在试验器具上,如温度计、压力计[2]。如因器具破损导致汞泄露,实验者可以先用试管收集,在用三氯化铁稀释残留物。在处理含汞废液时,应先将有机转无机,转变汞元素特性。之后选择常见的两种处理方法,处理溶液:一是还原法,用铜、铁、锌做还原剂,与汞发生还原反应,生成金属汞。二是硫化物沉淀法,氢氧化钠中和废液,待PH值升至8后,加入硫化钠,反应生成硫化汞沉淀,加入硫酸铁,反应生成硫酸亚铁,分离过滤之后的废液中,汞离子含量会急速下降。(2)含铅废液铅与汞的破坏性一样,即使危险毒素,也是重要污染物。处理铅废液时,实验者通常会选择氢氧化钙、氢氧化钠溶液处理,并利用消石灰,降低溶液PH值,让沉淀物氢氧化铅的凝聚程度更好,达到最好的共沉淀效果。之后,采用光度法分离沉淀物,不断搅拌溶液,多次反复过滤。如果沉淀物密度小,不易过滤出来的话,也可以加热废液,用器皿罩将溶液罩住,收集蒸发掉的铅元素。(3)含氰废液处理含氰废液的方法有两种,一是漂白粉法,利用氯酸离子的还原性,分解氰离子,反应生成氮气,排除废液。二是氧化法,将废液与硫酸钠溶液中和,搅拌均匀,静置3小时,氰离子会被转化成硫氰酸根,这种元素对人体没有伤害。或选择高锰酸钾溶液为氧化剂,如果废液中的含有强酸,应提前稀释,待PH值升高到10之后,搅拌废液,促进氰离子转化[3]

2.2有机类

化学实验经常会采用有机萃取方法,选择有机物为标准也,实验后,有机物会残留在溶液中,无法提纯,甚至还会造成环境污染。所以,虽然有机物毒性、污染程度较低,但是仍需进行分类处理。常见的处理方法有:吸附法、焚烧法、水解法、生物化学处理法、萃取法等。(1)含胺类废液胺是燃料中间体,可以吸附大量颜色物体,如直接与人体皮肤接触,会引发炎症感染。一般情况,实验者会采用萃取方法,提取胺类有机物,使它的纯度、浓度升高,能够与溶液分离开来。如果废液中胺类浓度低的话,则简单的萃取方法很难提纯胺类物质,所以应向废液中加入氧化物的溶液,对废液进行氧化处理,使胺类物质转化成苯胺物质,使用醋酸丁酯或粗汽油来萃取该物质[4]。(2)含酚废液的处理酚浓度高的溶液可以使蛋白质变性,对人体细胞造成深层伤害。为此,化学实验中,实验者必须特别注意与含酚废液保持距离,不要与其直接接触。如废液中的酚浓度低,则可以采用漂白法,利用氧化剂的氧化作用,将酚分解成水和二氧化碳。如酚浓度很高,一般氧化剂无法与其发生氧化反应,即使发生反应,废液中的酚也不能完全转化成二氧化碳和水,则应向废液中加入氢氧化钠溶液,之后加热废液,让多余反应气体排出。再采用光度检测法,标记可燃物质,提取该物质,逐层萃取酚物质。

3分析化学实验废液的处理方法和措施

3.1“酸、碱滴定实验”中废液的处理

在酸碱滴定分析基本操作实验中,主要的用的酸、碱标准溶液的浓度均为0.10mol/L,分别回收酸和碱,然后中和至中性后再进行排放。

3.2“铅铋混合液中铅、铋含量的连续测定”废液的处理

在络合滴定法实验中,产生大量的铋离子和铅离子的混合废液。在实验前,为减少污染物排放量,要求学生把测定铅铋的废液倒入指定的废液回收桶内,容量瓶内未用完的铅铋试液倒入指定的回收桶内回收给其它专业的同学利用。然后用沉淀法处理铅铋废液,采用硫化钠作为沉淀剂,将回收废液中Bi3+、Pb2+生成PbS和BI2S3沉淀,经过滤、分离,冲洗,对滤液进行检测,确认合格后才可排放,废渣回收利用。

3.3“过氧化氢含量的测定(高锰酸钾法)”中废液的处理

过氧化氢含量的测定(高锰酸钾法)主要产生锰废液,可向废液中加入NaOH,使废液中的锰生成MnO2沉淀,经过滤、分离,废液符合污水排放标准后再排放,沉废渣回收利用。

3.4“氯化物中氯含量的测定”实验中废液的处理

沉淀滴定法“氯化物中氯含量的测定”实验产生大量的含银废液,大部分是氯化银沉淀,少量的银离子。向银废液加入NaCl,充分搅拌,使银离子生成氯化银沉淀,经过滤、回收氯化银,用于“测定铁矿石中铁的含量”中作掩蔽剂。

3.5强化实验室管理,实验准备科学化

对于分析化学实验准备室的药品、试剂的存放应采用分类存放,并做好台账。所用的仪器设备要有使用登记、实验室也有安全使用记录本,每间实验室都定期检查,发现问题及时上报处理。在准备实验过程中,化学试剂的配制要科学化、定量化。比如,有个别实验可先配制高浓度的储备液,在实验操作时可稀释成标准使用液,避免实验过程中溶液过剩而造成的浪费。另外,还要求实验前要认真预习,对实验目的、实验原理、操作步骤、实验过程中的注意事项等都要了解,尽量避免因操作失误而造成重复实验。实践证明,以上这些措施减少了化学试剂用量,既节约了教学成本,又减少了环境污染,增强了环保意识,更有利于学生创新能力培养,也创造了良好的实验环境。

结束语

化学实验中产生的废液对环境污染严重,有机污染物、无机污染物不仅会污染重要资源,残留物还会影响实验人员的身体健康。为净化实验室,提高化学实验的安全性和可靠性,化学实验废液必须选择集中处理方法,合理规划,运用恰当的方式处理废液。因为废液中的有害物质、污染物繁杂,所以选取单一、传统的废液净化处理方式已无法完全排除废液的有害特征。总之,化学实验是帮助人类探索微观元素的重要方式,从事该行业的实验者、工作人员都应重视实验室废液处理及排放问题,将其当做重点工作任务,认真负责地做好每一项工作。

参考文献

[1]赵雯,马力.核心素养引领下项目式实验教学的探索与实践研究——以中学化学实验室废液自动化处理为例[J].中国现代教育装备,2022(06):4-8.DOI:10.13492/j.cnki.cmee.2022.06.002.

[2]邓文芳,方正法,陈超,谭亮.分析化学实验的绿色化及废液处理[J].大学化学,2022,37(06):108-111.

[3]云观,陈佳丽,蒋舰,邵艳秋.有机化学实验中废液及固废的处理[J].山东化工,2020,49(05):257-258.DOI:10.19319/j.cnki.issn.1008-021x.2020.05.100.

[4]邓佑林,陆婷婷,黄秀香,韦岩松,柳亚清,韦丽勤,钟欣华.有机化学实验教学过程中实验室废液处理的探讨[J].广州化工,2019,47(24):166-168.