在環(huán)境監(jiān)測(cè)和實(shí)驗(yàn)室分析測(cè)定時(shí),常常使用三氯/甲烷、四氯化碳和石油醚等有機(jī)溶劑。這些試劑化學(xué)性質(zhì)不活潑、不助燃,與酸、堿不起作用,處理起來(lái)比較困難。其易揮發(fā),具有一定的毒性,污染環(huán)境。本文根據(jù)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)及使用試劑的要求,探討有機(jī)試劑的回收和循環(huán)利用。
一、回收方法:
1.活性碳吸附法
活性碳吸附法回收有機(jī)廢液裝置,在長(zhǎng)吸附柱底部裝入一層脫脂棉,起過(guò)濾作用,防止活性/碳粉末隨廢液流入回收瓶中,同時(shí)可以進(jìn)一步除去廢液中剩余的水分;在吸附柱中部裝入顆粒狀活性碳(粉末狀活性碳過(guò)濾性能差,易堵塞吸附柱),除去廢液中的雜質(zhì)。在吸附柱頂部裝入一層脫脂棉,除去廢液中的水分,同時(shí)濾去廢液中的顆粒物,起初步凈化作用;在吸附柱頂部加一漏斗,用于加入有機(jī)廢液或待回收的廢液,同時(shí)可以防止廢液蒸發(fā)。
回收有機(jī)廢液時(shí),將有機(jī)廢液通過(guò)上部漏斗加入吸附柱中,利用活性碳的強(qiáng)吸附能力進(jìn)行吸附,以除去廢液中能被活性碳吸附的雜質(zhì),吸附后的有機(jī)試劑流入回收瓶中,在回收瓶口蓋上聚乙烯塞子,防止有機(jī)試劑蒸發(fā)。
2.恒溫水浴蒸餾法
恒溫水浴法回收有機(jī)廢液裝置,在恒溫水浴鍋中裝入自來(lái)水,插入溫度計(jì),將裝有待回收廢液的蒸餾瓶放置于恒溫水浴鍋中,接入冷凝管,確保接口密封良好,通入冷卻水,冷凝管末端插入廢液回收瓶中,在回收瓶口蓋上聚乙烯塞子,防止有機(jī)試劑蒸發(fā)。回收有機(jī)廢液時(shí),根據(jù)溫度計(jì)讀數(shù)調(diào)節(jié)水溫,將恒溫水浴鍋中的水調(diào)至所需的溫度,廢液倒入蒸餾瓶中恒溫加熱。有機(jī)廢液受熱后蒸發(fā)形成蒸氣,通過(guò)冷凝管冷凝成液體,流入回收瓶中。
二、四氯化碳的回收利用
對(duì)于實(shí)驗(yàn)室使用后的四氯化碳廢液,可以采用恒溫水浴蒸餾和活性碳吸附法進(jìn)行回收。
根據(jù)溶解在四氯化碳中的有機(jī)物蒸發(fā)或氣化溫度不同和四氯化碳易揮發(fā)的特點(diǎn),部分分析物質(zhì)的蒸發(fā)溫度低于四氯化碳的蒸發(fā)溫度, 可以先將廢液倒入蒸餾瓶?jī)?nèi),于50~70 ℃(不超過(guò)70℃,防止四氯化碳沸騰)的恒溫水浴中進(jìn)行加熱蒸餾,初步去除雜質(zhì)及溶解在試劑中的化學(xué)物質(zhì)。然后將蒸餾后的四氯化碳通過(guò)加有顆粒狀的活性碳的吸附柱進(jìn)行吸附過(guò)濾,進(jìn)一步去除溶解在四氯化碳中的化學(xué)物質(zhì)。
三、四氯化碳的合格性檢驗(yàn)
將利用上述方法回收后的四氯化碳,用光程長(zhǎng)4cm的玻璃比色皿,在紅外分光光度計(jì)中于3.1~3.6μm或在波數(shù)為3300cm-1~2600cm-1之間的紅外波段進(jìn)行掃描,要求透過(guò)率≥90%,在波長(zhǎng)3.3μm,3.38μm,3.41μm 或波數(shù)為3030cm-1、2960cm-1、2930cm-1處沒(méi)有明顯的吸收峰,其他指標(biāo)符合GR級(jí)四氯化碳標(biāo)準(zhǔn)。如果四氯化碳用于紅外分光光度法測(cè)定油類時(shí),用光程長(zhǎng)4cm 的玻璃比色皿,在紅外分光光度計(jì)中波數(shù)為3300cm-1~2600cm-1之間的紅外波段進(jìn)行掃描,以GR級(jí)四氯化碳為參比,測(cè)定回收后四氯化碳的油類含量,當(dāng)四氯化碳中油類的含量低于0.02mg/L 時(shí),也可回用于實(shí)驗(yàn)室油類的分析測(cè)定。
四、三氯/甲烷的回收利用
1.三氯/甲烷的回收
對(duì)于實(shí)驗(yàn)室使用后的三氯/甲烷廢液,可以采用恒溫水浴蒸餾和活性碳吸附法進(jìn)行回收。
由于三氯/甲烷能夠溶解水中的油類及其它有機(jī)物用三氯/甲烷進(jìn)行萃取時(shí),常將水中的有機(jī)物萃入試劑中,根據(jù)有機(jī)物蒸發(fā)溫度不同,部分分析物質(zhì)的蒸發(fā)溫度低于三氯/甲烷的蒸發(fā)溫度,可以先將廢液倒入蒸餾瓶?jī)?nèi),于50~60℃(不超過(guò)60℃,防止三氯/甲烷沸騰)的恒溫水浴中進(jìn)行加熱蒸餾,初步去除難蒸發(fā)的化學(xué)物質(zhì)。然后將蒸餾后的三氯/甲烷通過(guò)加有顆粒狀的活性碳的吸附柱進(jìn)行吸附過(guò)濾,進(jìn)一步去除溶解在三氯/甲烷中的其它雜質(zhì)。當(dāng)三氯/甲烷中含有乙醇時(shí),除去乙醇的方法是用水洗滌氯仿5~6次后,將分出的氯仿用無(wú)水氯化鈣干燥24h,再進(jìn)行蒸餾,收集60.5~61.5℃餾分;或者將氯仿與少量濃硫酸一起振動(dòng)兩三次,每200ml氯仿用10ml濃硫酸,分去酸層以后的氯仿用水洗滌,干燥,然后蒸餾。
2.三氯/甲烷的合格性檢驗(yàn)
在1cm或2cm玻璃比色皿中倒入回收后的三氯/甲烷,在帶光譜掃描的分光光度計(jì)中,于400nm~760nm可見(jiàn)光波段進(jìn)行光譜掃描,透過(guò)率 ≥90%,在各波段沒(méi)有明顯的吸收峰,其他指標(biāo)符合AR級(jí)三氯/甲烷標(biāo)準(zhǔn)。如果三氯/甲烷廢液只是分析某一種單獨(dú)組分,并回用于同類項(xiàng)目的分析測(cè)定時(shí),可以在某一特定波長(zhǎng)處進(jìn)行掃描,檢查該組分的含量,如無(wú)明顯吸收峰時(shí)即可回用。或者以未使用過(guò)的三氯/甲烷作參比,測(cè)定回收后的三氯/甲烷的吸光度或透光度,當(dāng)該吸光度為0或透光度為100%時(shí),也可回用于該項(xiàng)目的分析測(cè)定。
五、石油醚的回收利用
用石油醚作為萃取劑進(jìn)行萃取產(chǎn)生的廢液中,其中含有少量不飽和烴,沸點(diǎn)與烷烴相近,用直接蒸餾法無(wú)法分離。石油醚的精制通常將石油醚用其體積的濃硫酸洗滌2~3次,再用10%硫酸加入高錳/酸鉀配成的飽和溶液洗滌,直至水層中的紫色不再消失為止。然后用水洗,經(jīng)無(wú)水氯化鈣干燥后蒸餾。或者在150ml分液漏斗中,加入100ml石油醚,用10ml濃硫酸分兩次洗滌,再用 10% 硫酸與高錳/酸鉀配制的飽和溶液洗滌,直至水層中紫色不再消失為止。用蒸餾水洗滌兩次后,將石油醚倒入干燥的錐形瓶中,加入無(wú)水氯化鈣干燥1h。蒸餾收集需要規(guī)格的餾分。若需絕對(duì)干燥的石油醚,可加入鈉絲(與純化無(wú)水乙/醚相同)。
綜上所述,使用以上方法能夠較好地回收實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的四氯化碳、三氯/甲烷和石油醚等有機(jī)廢液,減少了實(shí)驗(yàn)室廢液的排放,保護(hù)了環(huán)境,同時(shí),回收的試劑回用于實(shí)驗(yàn)室,節(jié)約了成本和費(fèi)用。
附:三廢處理注意事項(xiàng)
1. 因處理報(bào)廢試劑費(fèi)用很高,不得將無(wú)毒無(wú)害試劑當(dāng)作有毒有害試劑處理,例如稀HAc、NaOH溶液,固體NaCl、Na2SO4等。
2. 提倡自行提純回收有機(jī)溶劑再利用。
3. 提倡自行對(duì)某些有害廢液進(jìn)行無(wú)害化處理,例如,酸堿中和、BaCl2溶液用廢H2SO4或廢硫酸鹽處理等。
4. 能相互反應(yīng)產(chǎn)生有毒氣體的廢液,不得倒入同一收集桶中。若某種廢液倒入回收桶會(huì)發(fā)生危險(xiǎn),則應(yīng)單獨(dú)暫存于一容器中,并貼上標(biāo)簽。
5. 化學(xué)廢棄瓶采用專用回收桶。回收空瓶應(yīng)經(jīng)過(guò)清洗、無(wú)殘液。