实验室常见化学溶剂试剂废液的回收与处理

实验室常见化学溶剂试剂废液的回收与处理

实验室废物数量虽然不大,但种类较多且很复杂,处置不当会对实验室内的工作人员的健康带来威胁。以下收集和介绍一些实验室常见废液的处理方法,供大家在实际工作中作参考。

实验室废液处理的一般原则

根据实验室废液的特点,应做到分类收集、存放,集中处理。处理方法应简单易操作,处理效率高,不需要很多投资。

少量的有毒气可通过通风设备排出室外,通风管道应有一定高度,使排出的气体被空气稀释。产生的毒气量大时必须经过吸收处理,然后才能排出,如氮、硫、磷等酸性氧化物气体,可用导管通入碱液中,使其被吸收后排出。

对于某些数量较少,浓度较高的有毒有机物可于燃烧炉中供给充分的氧气使其完全燃烧,生成二氧化碳和水。对高浓度废酸、废碱液要经中和至近中性时排放。对于含有少量被测物和其它试剂的高浓度有机溶剂废液应回收再用。     

用于回收的废液应分别用洁净的容器盛装,同类废液中浓度高的应集中贮存,以便于回收某些组分,浓度低的经适当处理达标即可排出。

根据废液的性质选择合适的容器和存放点。废液应用密闭容器贮存,禁止混合贮存,以免发生剧烈化学反应而造成事故。容器应防渗漏,防止挥发性气体逸出而污染实验室环境。

剧毒、易燃、易爆药品的废液,其贮存应按相应规定执行。废液应避光,远离热源,以免加速废液的化学反应。贮存容器必须贴上标签,标明种类,贮存时间等,贮存时间不宜太长。

2  实验室废液处理方法

实验室含汞、铬、铅、镉、砷、酚、氰废液必须经处理达标才能排放,对实验室内少量废液的处理可参照以下方法进行。

2.1  含汞废液的处理

如不小心将汞散失在实验室里,如打碎压力计、温度表或极谱分析操作失误,将汞撒落在实验室地面、工作台上等,必须及时清除,如用滴管,毛笔或用在硝酸汞的酸性溶液中浸过的薄铜片、粗铜丝收集于烧杯中,用水覆盖。落于地面等难以收集的微小汞珠,应尽快撒上硫磺粉,使其化合成毒性较小的硫化汞后清除干净;或喷上用盐酸酸化过的1%高锰酸钾溶液(每升高锰酸钾溶液中加5ml浓盐酸),过1—2小时后再清除;或喷上20%三氯化铁的水溶液,干后再清除干净。特别应当撒出的是三氯化铁水溶液是对汞具有乳化性能并同时可将汞转化为不溶性化合物的一种非常好的去汞剂。但金属器件(铅除外)不能用三氯化铁除汞,因金属本身会受三氯化铁溶液的作用而损坏。    

如果室内汞蒸汽浓度超过0.01mg/m3,可用碘净化,即将碘加热或自然升华,碘蒸汽与空气中的汞及吸附在墙壁上、地面上、天花板上及器物上的汞作用生成不易挥发的碘化汞,然后彻底清扫干净。实验中产生的含汞废气可用导管通入高锰酸钾吸收液内,经吸收后排出。

含汞废液可先调pH值至8—10,加入过量硫化钠,使其生成硫化汞沉淀,再加入硫酸亚铁作为共沉淀剂,生成的硫化铁沉淀将悬浮在水中被难以沉降的硫化汞微粒吸附而共沉淀,然后静置,分离或经离心过滤,、清液可排放,残渣可用焙烧法回收汞或制成汞盐。汞及其无机化合物最高允许排放浓度:0.05mg/L。

2.2 含铅、镉废液的处理

镉在pH高的溶液中能沉淀下来。对含铅废液的处理通常也采用混凝沉淀法、中和沉淀法。因此可向废液中加碱或石灰乳,将废液的pH值调到8~10,使废液中的pb2+、Cd2+生成氢氧化铅和氢氧化镉沉淀,加入硫酸亚铁作为共沉淀剂,清液可排放,沉淀物与其它无机物混合,进行烧结处理。     铅及其无机化合物最高允许排放浓度:1.Omg/L;镉及其无机化合物最高允许排放浓度:0.1mg/L。

2.3  含铬废液的处理

铬酸洗液经多次使用后,Cr6+逐渐被还原为Cr3+,同时洗液被稀释,酸度降低,氧化能力逐渐降低至不能使用。此废液可在110~130%温度下不断搅拌,加热浓缩,除去水分,冷却至室温。边搅拌边缓慢加入高锰酸钾粉末,直至溶液呈深褐色或微紫色(1000ml用勺加入10g左右高锰酸钾),加热至有二氧化锰沉淀出现,稍冷,用玻璃砂芯漏斗过滤,除去二氧化锰沉淀后即可使用。

含铬废液中加入还原剂如硫酸亚铁、亚硫酸氢钠、二氧化硫、水合肼,或者废铁屑,在酸性条件下将Cr6+还原为Cr3+。然后加入碱如氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠、石灰等,调节pH值,使Cr3+形成低毒的氢氧化铬沉淀,分离沉淀清液可排放。沉淀经脱水干燥后或综合利用,或用焙烧法处理,使其与煤渣和煤粉一起焙烧,处理后的铬渣可填埋。如果将废水中的铬离子形成铁氧体(使铬镶嵌在铁氧体中),则不会产生二次污染。

六价铬无机化合物最高允许排放浓度:0.5mg/L;三价铬无机化合物最高允许排放浓度:3.0mg/L。

2.4  含砷废液的处理

在含砷废液中加入氧化钙,调节并控制pH值为8,生成砷酸钙和亚砷酸钙沉淀。有Fe3+存在时可起共沉淀作用。也可将含砷废液pH值调至10以上,加入硫化钠与砷反应生成难溶、低毒的硫化物沉淀。能产生少量含砷气体的实验,应在通风橱中进行,使有毒气体及时排出室外,避免污染实验室环境。

砷及其无机化合物最高允许排放浓度:0.5mg/L。

2.5 含酚废液的处理

低浓度的含酚废液可加入次氯酸钠或漂白粉,使酚氧化为二氧化碳和水。高浓度的含酚废液可用乙酸丁脂萃取,再用少量氢氧化钠反萃取、经调节pH值后,进行重蒸馏回收。     

挥发性酚最高允许排放浓度:1.Omg/L。

2.6 含氰废液的处理    

低浓度的氰化物废液可加入氢氧化钠调节至pH l0以上,再加入高锰酸钾(约3%),使CN—氧化分解。如果氰化物浓度较高,可用碱性氯化法处理。先用碱调至溶液pH l0以上,加入次氯酸钠或漂白粉,经充分搅拌,氰化物被氧化分解为C02和N2,放置24小时排放。应特别注意含氰化物废液切不可与酸混合,否则会发生化学反应,生成HCN气体逸出,造成中毒事故。 氰化物最高允许排放浓度:0.5mg/L。 

2.7 综合废水处理

实验室互不作用的废液混合后可用铁粉处理,此法操作简便,没有相互干扰,效果良好。

调节废水pH值为3—4,加入铁粉,搅拌半小时,用碱把pH调至9左右,继续搅拌10分钟,加入高分子混凝剂,进行混凝后沉淀,清液可排放,沉淀物以废渣处理。    

废酸液、废碱液可用中和法处理。 

3.有机溶剂的回收与提纯

实验用过的有机溶剂有些可以回收。回收有机溶剂通常先在分液漏斗中洗涤,将洗涤后的有机溶剂进行蒸馏或分馏处理加以精制、纯化。所得有机溶剂纯度较高,可供实验实验重复使用。整个回收过程应在通风柜中进行。 

3.1  三氯甲烷废液的回收与提纯

将三氯甲烷废液顺序用水、浓硫酸(三氯甲烷量的十分之一)、纯水、0.5%-盐酸羟胺(分析纯)溶液洗涤。用重蒸馏水洗涤三氯甲烷两次,将洗好的三氯甲烷用无水氯化钙脱水,放置几天,过滤后蒸馏。蒸馏速度为1~2滴/秒,收集沸程为60~62℃的馏出液,保存于棕色带磨口塞的试剂瓶中。如果三氯甲烷中杂质较多;可以用自来水洗涤之后,预蒸馏一次,除去大部分杂质,然后再按上法处理。对用蒸馏法仍不能除去的有机杂质,可用活性炭吸附纯化。 

3.2 乙醚废液的回收与提纯

将乙醚废液用水洗涤一次,中和(石蕊试纸检查),用0.5%高锰酸钾洗至紫色不褪,再用水洗,然后用0.5—1%硫酸亚铁铵溶液洗涤,除去过氧化物。用纯水洗涤乙醚二次,弃去水层,用无水氯化钙干燥,放置过液,过滤,蒸馏。在45℃的水浴上加热蒸馏,收集沸程为33.5—34.5℃的馏出液,装于棕色磨口塞试剂瓶中。蒸馏瓶中残液量不得少于60ml。如果纯度不够,可重蒸馏一次。 

3.3 石油醚废液的回收与提纯    

将石油醚废液用10%氢氧化钠溶液洗清一次,再用纯水洗涤两次,除去水层,加入无水氯化钙干燥、过滤,在水浴上蒸馏出石油醚,收集60℃以上的馏出液保存备用。

3.4  乙酸乙酯废液的回收与提纯

将乙酸乙酯废液用水洗涤几次,然后用硫代硫酸钠稀溶液洗几次使之褪色,再用纯水洗几次,除去水层,加入无水碳酸钾脱水,放置几次,过滤、蒸馏。弃去开始蒸出的馏分,收集沸程为76—77℃的馏出液备用。  

3.5  四氯化碳废液的回收与提纯

(1)含双硫腙的四氯化碳:先用硫酸洗涤一次,再用纯水洗涤两次,除去水层,加入无水氯化钙干燥、过滤、蒸馏,收集沸程为76~78℃的馏出液。

(2)含钢试剂的四氯化碳;用纯水洗涤两次后,用无水氯化钙干燥、过滤、蒸馏。

(3)含碘的四氯化碳:在四氯化碳废液中滴加三氯化钛至溶液呈无色了,用纯水洗涤两次,弃去水层,用无水氯化钙脱水,过滤、蒸馏。

3.6  苯废液的回收与提纯

(1)含丁基罗丹明B、结晶紫或孔雀绿或其它碱性染料的苯:先用硫酸洗涤一次,再用纯水洗涤两次,除去水层,以无水氯化钙干燥,在水浴上蒸馏,收集80—81℃的中段馏出液,保存于带磨口塞的试剂瓶中。  

(2)1—苯基—3-甲基-4-苯甲酰基吡唑酮-[5](PMBP)-苯的回收:在废PMBP-苯液中加入1+1盐酸(体积比为3有机层:1水层)洗涤2—3次,再用纯水洗涤3—4次,弃去水层即可复用。

4  贵重金属的回收    

4.1  汞的回收 

将极谱分析后的汞和收集的散落之汞5kg置于1000ml烧杯中,用水漂洗几次,用四层医用纱布将汞过滤于800ml烧杯中(除去机械杂质),再用水漂洗几次.加入500ml 2mol/L硫酸,控制电压280一300V,输出电流150一200mA,在不断剧烈搅拌下电解至汞盐析出(一般约需2小时)。反复电解三次,即能得到阴极所需之纯汞。

经电解之汞,仍有少量残存的汞齐,宜用抽洗法进一步除去。将经过抽洗的汞再经汞洗涤装置,用5%硝酸洗涤,再用纯水洗涤2次,除去汞表面的酸,放入汞真空蒸馏器中蒸馏,即得到可满足高纯极谱分析和气体分析要求的纯汞。  

4.2 银的回收

含银废液在搅拌下加入浓盐酸,直到不再析出白色的乳状氯化银沉淀为止,在沉淀沉降后倾泻出母液。用纯水以倾泻法洗涤沉淀至完全除去Fc3+和Cl-。在适当的容器内用1+4  的硫酸或10—15%氯化钠溶液中和金属锌棒处理,还原氯化银沉淀。“直到沉淀内不再有白色的粒子时,还原便已完全。析出的暗灰色细金属银沉淀,仔细用纯水以倾泻法洗涤,除去游离酸和锌粒子,将洗涤过的银沉淀烘干,在石墨坩埚中熔融,即得到金属银。也可将银沉淀直接溶于硝酸或硫酸中,制成硝酸银和硫酸银溶液或试剂。

4.3  铂的回收

把含铂的废液加热溶于王水,一次溶解不完,需反复二、三次。过滤,水洗滤渣,滤液与洗液合并,在蒸发器中蒸干,加水及等体积的盐酸再蒸干。在残渣中,加极少量的盐酸湿润后,加适量水溶解、过滤;用热水洗涤滤渣,洗液与滤液合并备用。  

含乙醇氯铂酸钠,氯铂酸钾废液蒸发至剩余少量溶液(避免蒸干,防止形成爆炸性的乙烯氯化亚铂)。在残渣上加以含8—10%甘油的6mol/L氢氧化钠溶液,煮沸。当溶液褪色时将其过滤,用l00ml中含1g氯化铵和lml盐酸的溶液洗涤铂沉淀。干燥、灼烧铂沉淀以分解有机化合物。在不沸腾的水浴上微微加热溶解于1份硝酸和4份盐酸组成的混合液中,用等体积的水稀释并蒸发到呈糖浆状,重新加水溶解,加入等体积的盐酸并重新蒸发。残渣用适量水溶解。     

使上述溶液的浓度接近于Pt5e/l00ml,加热至沸腾.按l00ml溶液加入50ml20%氯化铵溶液。生成氯铂酸铵沉淀,为使沉淀完全,加等体积乙醇并放置数小时,然后过滤,滤出氯铂酸铵沉淀(带残渣的溶液应充分冷却),先用20%氯化铵溶液,然后用95%乙醇或冰水洗涤。干燥沉淀,在瓷坩埚将制成之金属铂溶液溶解于王水中,在水浴上蒸发到糖浆状,加水,放置一会,然后小心地加入等体积的盐酸,重新蒸发,这样反复处理3—4次(使亚硝基氯化铂分解),残渣加水溶解。通氯气至饱和(氧化四氯络铂酸中的2价铂),蒸干,加水溶解,过滤,再蒸干,一直到不再放出亚硝酸蒸气为止。最后收集铂酸结晶,存于棕色磨口塞试刊瓶中或配制成溶液。

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