綠色化學(xué)在康維礦山實(shí)驗室設計中的應用論文

　　隨著(zhù)環(huán)境保護意識的加強，綠色化學(xué)的觀(guān)點(diǎn)被越來(lái)越多的人所接受，在化學(xué)相關(guān)行業(yè)中，其指導作用是非常重要的。本文探討了在康維礦山實(shí)驗室的設計過(guò)程中，根據綠色化學(xué)的思想來(lái)對實(shí)驗室的設施選用、傳統礦山分析方法改變、資源的節約和廢酸的排放等問(wèn)題，以期達到使礦山實(shí)驗室遠離傳統破壞型的目的。

　　1、實(shí)驗室的選址

　　傳統礦山實(shí)驗室為了便于指導生產(chǎn)和節約建筑成本，多建于居住區域或辦公區域，且無(wú)明顯的隔離區，由于巖礦測試類(lèi)實(shí)驗室均有破礦、溶樣、檢測等工作，其中噪聲、酸霧、易燃易爆�；�品因素較多。此次康維礦山實(shí)驗室選址經(jīng)實(shí)地考察，礦山居住及辦公區域為小四合院，所處位置常吹西風(fēng)。故建議將實(shí)驗室建于居住及辦公區域東側五百米外，另外建兩個(gè)地下室作為�；�品庫房，并安裝監控設施進(jìn)行重點(diǎn)監控，駁回為節省成本將實(shí)驗室置于四合院空房的提議。

　　2、綠色處理實(shí)驗室酸霧廢氣

　　在無(wú)機實(shí)驗室特別是礦產(chǎn)類(lèi)主要檢測有色金屬、貴金屬的實(shí)驗室，樣品處理過(guò)程中不可避免要使用到酸(硝酸、鹽酸、氫氟酸、高氯酸等等)，產(chǎn)生的廢氣主要是NaOH、H2SO4、SO2、H2S、HCl、NO2、HNO3等氣體，按照清潔生產(chǎn)的要求，在處理工藝上，首先考慮將這類(lèi)物質(zhì)盡可能地凈化處理，要求做到達標排放。而傳統礦山實(shí)驗室采取直排的方法將酸氣排入大氣，對環(huán)境造成了較大的污染。近年新發(fā)展了一種液體噴淋吸收方法消除酸氣的負面影響。液體吸收法是目前無(wú)機氣體凈化的常用處理工藝，工藝技術(shù)相對成熟，且穩定可靠。該工藝以液體為吸收劑，通過(guò)洗滌收集裝置使廢氣中的有害成分被液體吸收，從而達到凈化的目的。吸收過(guò)程中會(huì )發(fā)生某些氣體在溶液中溶解的物理作用，這是物理吸收，適用于在水中溶解度比較大的有害氣體和蒸氣，一般吸收效率較低。同時(shí)有氣液中化學(xué)物質(zhì)之間發(fā)生的明顯的化學(xué)反應，這是化學(xué)吸收，吸收效率較高，主要的吸收劑選用堿性溶液(NaOH)。應用堿液吸收有害氣體時(shí)，堿液濃度的高低對化學(xué)吸收的傳質(zhì)速度有很大的影響。當堿液的濃度較低時(shí)，化學(xué)傳質(zhì)的速度較低;當提高堿液濃度時(shí)，傳質(zhì)速度也隨之增大;當堿液濃度提高到某一值時(shí)，傳質(zhì)速度達到最大值，此時(shí)堿液的濃度稱(chēng)為臨界濃度;當堿液濃度高于臨界濃度時(shí)傳質(zhì)速度并不增大。該工藝特點(diǎn)是既能吸收有害氣體，又能除掉排氣中的粉塵。

　　整個(gè)吸收系統屬于氣膜控制吸收過(guò)程，采用液相分散型裝置，即噴淋填料塔。其工作時(shí)吸收液通過(guò)填料塔頂部的噴淋裝置被均勻的噴灑在填料層頂部，并沿著(zhù)填料層自上而下呈膜狀流動(dòng)，而廢氣則自塔下部進(jìn)入，穿過(guò)填料層從塔頂排出。在此過(guò)程中，廢氣被迫多次改變方向、速度與吸收液不斷碰撞、接觸，使廢氣與吸收液在填料層中有充分接觸反應時(shí)間，令廢氣中有害成分能夠被吸收液充分吸收凈化。凈化后的氣體經(jīng)塔內除霧后可達標排放，噴淋水可循環(huán)利用，清渣后繼續使用。這種工藝在原理上來(lái)講較為簡(jiǎn)單，運行、維護的費用不大，且無(wú)二次污染，用于樣品處理量較小的礦山實(shí)驗室較為合適，其工藝流程方框圖如下：

　　3、簡(jiǎn)單處理廢液

　　除了酸霧廢氣，實(shí)驗測試不可避免地伴隨了液體廢物的產(chǎn)生，在康維礦山的檢測項目中，主要是含酸的廢液，此類(lèi)廢液直接排放也會(huì )對地下水造成污染，可用較為簡(jiǎn)易的方法進(jìn)行處理：準備帶蓋的廢液桶，將廢液與NaOH溶液進(jìn)行中和，調節其PH值為6-8即可排放。

　　4、以實(shí)驗室綠色化為指導思想對實(shí)驗室測試方法進(jìn)行統籌設計

　　4.1將綠色化學(xué)理念貫穿于實(shí)驗測試方法的選用

　　要將綠色化學(xué)理念應用到巖礦類(lèi)實(shí)驗測試中，必須要讓方法的選用就和綠色化學(xué)聯(lián)系起來(lái)，必須讓管理者和操作人員都明白，化學(xué)元素在環(huán)境中的分布及其環(huán)境化學(xué)行為，認識到環(huán)境保護是未來(lái)化學(xué)人才的另一個(gè)必備素質(zhì)。在實(shí)驗室內必須進(jìn)行環(huán)保、安全教育和廢棄物處理技術(shù)教育。在方法選用時(shí)必須考慮節約試劑減少環(huán)境污染并尋求治理污染的途徑，認識到化學(xué)在行業(yè)發(fā)展中的地位，認識到化學(xué)品的危險性及給環(huán)境帶來(lái)的危害，從而培養綠色環(huán)保意識。

　　4.2改進(jìn)傳統樣品處理方法，盡量采用“微型化學(xué)實(shí)驗”

　　康維礦山樣品量并不十分大，但傳統的樣品處理辦法將使用大量的無(wú)機酸，在酸類(lèi)的運輸、存儲等方面都會(huì )面臨著(zhù)重大的考驗，且不符合綠色建設的理念。這種狀況下，可以采用“微型化學(xué)實(shí)驗”的測試，微型化學(xué)實(shí)驗即是盡量少的使用化學(xué)試劑來(lái)獲取所需化學(xué)信息的方法。它的特點(diǎn)是減少污染、節約經(jīng)費和減少有毒有害試劑使用量，也能達到縮短測試時(shí)間、節約能耗、減少“三廢”排放的目的，同時(shí)雖然化學(xué)試劑用量少，但同樣能夠達到測試結果準確、安全生產(chǎn)等目的。在康維礦山的實(shí)際情況中，以微波消解方法來(lái)代替傳統四酸溶礦更為環(huán)保，且經(jīng)濟、快速，能更好達到礦山實(shí)驗室測試工作指導生產(chǎn)的目的。微波密封消解技術(shù)，是利用微波輻射引起的內加熱和吸收極化作用及其所達到的高溫、高壓使消解速度大大加快，不僅可以減少樣品的污染和易揮發(fā)元素的損失，而且樣品分解徹底，操作過(guò)程簡(jiǎn)便容易。而礦山樣品傳統處理方法樣品預處理所耗時(shí)間及費用約占實(shí)驗室分析過(guò)程投資的60%，采用微波消解可將樣品處理時(shí)間縮短一半以上，所耗費的酸類(lèi)試劑節約70%以上，在測試工作效率大大提高的同時(shí)減少了有毒有害物質(zhì)的使用。

　　5、規范規章制度

　　綠色化學(xué)中有5R原則，減量(reduce)，重復使用(reuse)，拒絕使用(rejection)，回收(recycling)，再生(regeneration)，綠色化學(xué)追求的不是被動(dòng)治理污染，而是主動(dòng)減少和消除實(shí)驗測試帶來(lái)的化學(xué)污染，建立綠色實(shí)驗室，光靠道德和說(shuō)教是不夠的，必須規范規章制度，約束實(shí)驗室對測試工作產(chǎn)生的有毒有害廢棄物進(jìn)行規范處理。

　　6、結束語(yǔ)

　　簡(jiǎn)言之，將綠色化學(xué)的理念貫穿到實(shí)驗室的建設，滲透到實(shí)驗測試的整個(gè)過(guò)程中，其意義不僅是能夠收到良好的環(huán)境效益，同時(shí)單位會(huì )收到一定的經(jīng)濟效益，長(cháng)遠來(lái)講還能更新我們的化學(xué)實(shí)驗測試觀(guān)念，同時(shí)對增強全民環(huán)保意識也有著(zhù)極重要的現實(shí)意義和深遠的歷史影響。綠色化學(xué)的發(fā)展是化學(xué)發(fā)展史和實(shí)驗測試發(fā)展史中不可阻擋的歷史潮流，礦山實(shí)驗室的建設與使用都必須以綠色化學(xué)實(shí)驗室為發(fā)展方向。

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