试金系统宜布置在实验室首层下风向,远离精密仪器室,以避免试金灰尘等对仪器的干扰。一个完整的试金系统包括配料室、高温试金室、分金室、试金天平室以及配套的试金工具室和试金排班室。分金室按常规的化学分析室设计考虑,配料室、高温试金室和试金天平室在设计时应注意以下问题。
1)配料室。除考虑适当的设备(烘箱、化验制样机等)、存放试剂和操作的空间外,应注意配料时试样的损失及粉尘样在混匀过程中扬尘(主要是氧化铅)吸入对人体的危害。因此配料过程需在通风柜中进行,通风柜考虑普通材质,设计风速要适宜,以防试样损失从而造成结果偏低,通风柜排风管收下的粉尘需设收尘装置,以防扬尘(主要是氧化铅)对人体的危害。
2)高温试金室。高温试金室主要配置高温箱式电阻炉,是试金分析的核心部分,火试金产生的铅污染主要在熔融和灰吹过程中产生。熔融时加入的氧化铅除产生铅扣外,大部分进入熔渣,少量以氧化铅和氯化铅形式进入烟气,原因是氧化铅颗粒非常细,上面覆盖的氯化钠不是很均匀,来不及生成铅而随着烟气排出。从有关工厂数据来看,布袋收集的烟尘含铅为 65%左右,含氯1.5%,这个量估算应低于配料时加入的氧化铅总量的 0.1%。
灰吹时控制温度和炉门的缝隙大小,确保铅扣均匀氧化并且不让氧化铅烟气产生(从炉口看不到灰皿有上升的青烟),此时铅扣基本上都在高温下生成氧化铅,由于灰皿材料对氧化铅有选择性吸收,氧化铅在此处基本上被灰皿的空隙吸收,挥发的氧化铅量非常少,产生的烟尘一部分沉积于烟道,一部分与熔融烟尘一起被布袋收下。
对于火试金含铅烟气的处理,可采用吸风罩+布袋收尘器+风机的除尘方式。比较经济实用的做法是做一个落地式通风柜,每个柜子放 1~2 台试金或灰吹炉,若柜子之间预留空间比较小,可将试金炉放在可活动的小车上,其目的是便于试金炉的维修和碳棒更换。柜子上面稍微靠外一些设置通风管道排风,后面和侧面不设排风口。试金室设一大通间,将通风柜全部设在一间房内。该方式通风效果好,对人体污染较小,并且易于设计和操作。如条件允许,每个柜子单独配 1 台风机或者每 2 个通风柜配置 1台风机,以确保通风效果良好。布袋收尘器可设在试金室旁边的一间收尘间,也可设于室外的地面上。由于吸风量大,吸入空气较多,经烟道进入布袋时烟气基本上趋于常温,因此布袋材质耐温要求不超过 100℃。考虑到烟尘中氧化铅颗粒非常细,布袋材质需考虑能收集超细含铅粉尘。
3)试金天平室。天平的使用环境要求一般包括:
(1)最大噪声<45 dB,地面震动<5 mg(毫加),天平台面震动<0.5 mg(毫加);(2)温度范围 20℃~25℃,温度波动范围±0.5℃;(3)相对湿度:45%~60%。
为满足天平的使用环境要求,天平室尽量设在背阳面实验室中部受振动、噪声等影响最小的区域,并设双层门窗防尘防震防噪声;设置空调或除湿机以保证温度和湿度要求;天平台用钢筋混凝土现浇完成,该平台为独立基础,与周边基础分开,天平台安装制作时需与周围墙面脱开并有减震装置。