礦山化驗(yàn)室設(shè)計(jì)原稿

淺談礦山化驗(yàn)室設(shè)計(jì)1引言化驗(yàn)分析是礦山開(kāi)采、選廠生產(chǎn)的眼睛，意義重大。因此，化驗(yàn)工作做好與否，事關(guān)投資礦山的成敗。而做好化驗(yàn)工作，離不開(kāi)化驗(yàn)室。那么，一個(gè)合格的礦山化驗(yàn)室應(yīng)具備哪些條件呢，筆者根據(jù)自己多年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)一下自己的設(shè)計(jì)心得。2化驗(yàn)室任務(wù)化驗(yàn)室的基本任務(wù)［1］是承擔(dān)選礦廠各種原料、產(chǎn)品、水質(zhì)、藥劑以及流程考察、環(huán)境保護(hù)等方面的分析化驗(yàn)工作。由于選礦方面樣品較多，所以采礦與選礦共用一個(gè)化驗(yàn)室，只有當(dāng)采場(chǎng)距離較遠(yuǎn)、樣品又較多的情況下，才考慮在采場(chǎng)附近單獨(dú)設(shè)置化驗(yàn)室。具體任務(wù)有下列各項(xiàng)：（1）定期進(jìn)行生產(chǎn)礦樣（含原料、精礦、尾礦及中間產(chǎn)品）的基本分析、快速分析和商品樣分析；不定期進(jìn)行內(nèi)檢樣的分析工作。（2）當(dāng)化驗(yàn)室與礦山共用時(shí)，承擔(dān)生產(chǎn)勘探和采礦的樣品分析。（3）承擔(dān)流程考查和試驗(yàn)研究的樣品分析。（4）不定期進(jìn)行水質(zhì)、藥劑、粉塵及有害氣體等化驗(yàn)分析。3作業(yè)間的相互布置原則化驗(yàn)室一般包括制樣間、儀器分析間、化學(xué)分析間、天平間、制水間、高溫間、標(biāo)液間、標(biāo)樣間、藥品儲(chǔ)藏間、設(shè)備備件間、副樣間、值班室、辦公室、會(huì)議室、更衣室、洗手間。中小型化驗(yàn)室的各作業(yè)間可適當(dāng)合并。（1）制樣過(guò)程產(chǎn)生的振動(dòng)、噪聲和粉塵會(huì)影響分析室的大型精密儀器的使用環(huán)境，可以通過(guò)功能合理分區(qū)和消音減振等輔助手段盡量將干擾影響減至最少。制樣間應(yīng)設(shè)在一樓，最好與主樓脫開(kāi)。（2）工作聯(lián)系比較密切的作業(yè)間應(yīng)靠在一起或就近布置，例如制樣間、天平間、化學(xué)分析間、高溫間。（3）大型化驗(yàn)室的化學(xué)分析間一般按元素劃分，以便于操作，避免相互干擾。（4）天平間、儀器分析間應(yīng)設(shè)置于陰涼干燥的地方。（5）天平間、儀器分析間不宜與高溫間相鄰，并避免與化學(xué)分析間相對(duì)，以免酸氣影響儀器。（6）高溫間應(yīng)布置在靠邊位置，以利通風(fēng)排氣并減少對(duì)其它作業(yè)間的影響。（7）藥品儲(chǔ)藏與儀器、器皿保管要分別設(shè)置房間，以免酸氣影響儀器。藥品貯藏間最好布置于北側(cè)，以免陽(yáng)光直射引起室溫過(guò)高，影響藥品質(zhì)量。（8）在設(shè)計(jì)專(zhuān)用的儀器分析間的同時(shí)，就近配套設(shè)計(jì)相應(yīng)的化學(xué)分析間，這在保護(hù)儀器和加強(qiáng)管理上是非常必要的。礦山化驗(yàn)室各作業(yè)間的具體配置，可參見(jiàn)圖1。圖1化驗(yàn)室平面布置圖3作業(yè)間室內(nèi)布置要求3.1天平間室內(nèi)布置要求天平臺(tái)一般布置在靠近不開(kāi)窗的墻20～50mm處，以防墻壁振動(dòng)造成影響。3.2化學(xué)分析間室內(nèi)布置要求（1）實(shí)驗(yàn)臺(tái)分中央臺(tái)和邊臺(tái)。中央臺(tái)布置在分析間的中心位置，邊臺(tái)靠墻布置。實(shí)驗(yàn)臺(tái)的長(zhǎng)度方向應(yīng)垂直開(kāi)窗墻。（2）市面上的實(shí)驗(yàn)臺(tái)的規(guī)格：中央臺(tái)寬度一般1500mm，邊臺(tái)寬度一般750mm，實(shí)驗(yàn)臺(tái)高度一般850mm，實(shí)驗(yàn)臺(tái)長(zhǎng)度有很多規(guī)格，可根據(jù)房間大小和需要選擇。（3）市面上的實(shí)驗(yàn)臺(tái)按材質(zhì)分為鋼木實(shí)驗(yàn)臺(tái)、鋁木實(shí)驗(yàn)臺(tái)、全鋼實(shí)驗(yàn)臺(tái)、玻璃鋼實(shí)驗(yàn)臺(tái)。一般選擇全鋼實(shí)驗(yàn)臺(tái)，經(jīng)濟(jì)條件好的可以選擇玻璃鋼實(shí)驗(yàn)臺(tái)。（4）可根據(jù)需要給實(shí)驗(yàn)臺(tái)選配試劑架、水盆、水嘴、滴水架。洗滌盆（水盆、水嘴）設(shè)置于分析臺(tái)的端部，一般設(shè)1～2個(gè)。（5）分析間的走道應(yīng)直通走廊，以便發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)，人員易于疏散。（6）通風(fēng)柜在分析間內(nèi)通常靠墻（承重墻）布置，通風(fēng)柜應(yīng)布置在室內(nèi)氣流的“死角”。分析間不大時(shí)，不宜面對(duì)面地布置兩個(gè)通風(fēng)柜。3.3高溫間室內(nèi)布置要求（1）高溫間的工作臺(tái)一般靠?jī)擅鎵Τ善叫胁贾?，臺(tái)面板應(yīng)有足夠的強(qiáng)度且為耐火材料。（2）工作臺(tái)的尺寸應(yīng)根據(jù)高溫爐與恒溫干燥箱的尺寸確定，保證人員操作方便。3.4儀器分析間室內(nèi)布置要求（1）根據(jù)儀器廠家的具體要求和房間的格局布置儀器。（2）放置精密儀器的工作臺(tái)必須穩(wěn)固，工作臺(tái)的尺寸應(yīng)根據(jù)儀器的尺寸確定。（3）比色間需配備試劑柜。儀器分析間布置優(yōu)化：為避免外界的影響，可將儀器室布置成里外間，將設(shè)備放到里間。很多分析儀器都用到氣瓶，以前化驗(yàn)室的常用的做法是將氣瓶與用氣的儀器設(shè)在同一個(gè)房間，氣體管路短，操作方便。隨著國(guó)家對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中安全問(wèn)題越來(lái)越重視，若存在爆炸、燃燒和窒息性氣體，最好不要與儀器放到一個(gè)房間，可把鋼瓶柜單獨(dú)放置在隔間，布局如圖2。圖2儀器分析間布置圖另外空壓機(jī)有震動(dòng)，為了減輕對(duì)儀器的干擾，應(yīng)放到隔間。為了美觀，儀器的變壓器也應(yīng)放到隔間。若用氣儀器較多且儀器對(duì)氣體管路的長(zhǎng)度沒(méi)要求，最好在化驗(yàn)室斷頭設(shè)置氣瓶室，氣體總量應(yīng)滿(mǎn)足規(guī)范要求［2］，用氣的儀器設(shè)備配置在氣瓶室附近，盡量減少氣體管路。氣瓶柜要配有自動(dòng)檢測(cè)報(bào)警裝置和通風(fēng)系統(tǒng)，檢測(cè)裝置與通風(fēng)系統(tǒng)連鎖，以保證在氣瓶出現(xiàn)泄漏等異常情況下及時(shí)啟動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)。3.5儲(chǔ)藏間的配置要求（1）儲(chǔ)藏間包括藥品儲(chǔ)藏間、設(shè)備備件間、副樣間。設(shè)備備件間一般存放設(shè)備備件、玻璃儀器和器皿。當(dāng)副樣量大時(shí)，可設(shè)單間存放。（2）藥品儲(chǔ)藏間存放少量近期要用的化學(xué)藥品，有毒藥品應(yīng)放在藥品儲(chǔ)藏間專(zhuān)門(mén)的位置。設(shè)備備件間內(nèi)可設(shè)置物品柜和器皿柜，副樣存放可酌情設(shè)置物品柜。每排柜子之間需留有800～1000mm寬的人行通道?；?yàn)室設(shè)備選擇4總圖布置化驗(yàn)室要求環(huán)境清潔衛(wèi)生，應(yīng)選在廠區(qū)的上風(fēng)向，以免受生產(chǎn)車(chē)間散發(fā)出來(lái)的煙塵、各種雜質(zhì)和有害氣體的影響，并盡可能避免風(fēng)砂和強(qiáng)大氣流的影響?；?yàn)室不宜布置在靠近水池或噴水冷卻設(shè)施的附近及其它影響氣溫的地方?；?yàn)室要求環(huán)境安靜、噪音少、振動(dòng)小以保證高度敏感精密儀器的正常使用。對(duì)產(chǎn)生較大震源的車(chē)間及鐵路運(yùn)輸線和主要公路等應(yīng)有一定的防震距離［3］，距離大小可參見(jiàn)表1。表1

化驗(yàn)室防震距離序號(hào)震源名稱(chēng)防震距離（m）序號(hào)震源名稱(chēng)防震距離（m）1火車(chē)國(guó)家鐵路700～10004鍛錘＜1t60～100礦區(qū)鐵路100～1501～2t100～1502汽車(chē)國(guó)家公路80～1003～5t150～250礦山公路20～50≥10400～6003空壓機(jī)功率＜100kW60～1005沖床＜50t30～40功率150～250kW100～15050～200t80～100為方便管理和資源共享，以及減小占地面積，可考慮試驗(yàn)室及化驗(yàn)室合并建設(shè)的方案，但需同時(shí)考慮通風(fēng)、排氣、振動(dòng)、粉塵等相互影響?；?yàn)室區(qū)域內(nèi)要進(jìn)行綠化。5建筑化驗(yàn)室一般應(yīng)該單獨(dú)設(shè)置。中小型化驗(yàn)室多采用平房，大型化驗(yàn)室采用樓房。為保持安靜，若礦山化驗(yàn)室設(shè)置在多層建筑中時(shí)，則應(yīng)選擇最上層，并集中于一端。為保持良好的通風(fēng)換氣條件，排除室內(nèi)有害氣體，化驗(yàn)室應(yīng)采用單面外廊或單面內(nèi)廊的單層或雙層的“—”字形或“冖”字形建筑。但大型化驗(yàn)室可雙面布置，借用通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)通風(fēng)換氣。一般化驗(yàn)室寬度一般為3.6～4.0m，可根據(jù)建筑模數(shù)確定，房間進(jìn)深一般為6～6.6m，室內(nèi)凈高以不低于3.9m為宜。制樣間要求做減振處理?；瘜W(xué)分析間的門(mén)應(yīng)向外開(kāi)，大型化驗(yàn)室應(yīng)設(shè)兩個(gè)出口，此外標(biāo)準(zhǔn)液間、藥品儲(chǔ)藏間的門(mén)也應(yīng)外開(kāi)，以利于發(fā)生意外時(shí)人員的撤離。需要恒溫的儀器間可裝密封性好的門(mén)窗?；?yàn)室室內(nèi)要進(jìn)行防潮處理，地面鋪瓷磚?；瘜W(xué)分析間、標(biāo)準(zhǔn)液間、高溫室的地坪和內(nèi)墻要求耐腐蝕。窗戶(hù)要能防塵，室內(nèi)采光要好。儀器分析間和天平間要求防火、防震、防噪音、防潮、防腐蝕、防塵、防有害氣體侵入。藥品儲(chǔ)藏間應(yīng)干燥、通風(fēng)，要具有防明火、防潮濕、防高溫、防陽(yáng)光直射、防雷電的功能。6采暖化驗(yàn)室室內(nèi)采暖溫度在16～18℃，其中藥品儲(chǔ)藏間為5～8℃。精密儀器室最好設(shè)空調(diào)，根據(jù)儀器的具體要求調(diào)解溫度和濕度。7通風(fēng)由于化驗(yàn)工作中常常產(chǎn)生有毒或易燃的氣體，因此化驗(yàn)室要有良好的通風(fēng)條件，化驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)主要分為局部排風(fēng)和全面通風(fēng)兩種方式。7.1局部排風(fēng)局部排風(fēng)能以較少的風(fēng)量排出大量的有害物質(zhì)，能耗低，排風(fēng)效果好，是化驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)中最常用的方式。局部排風(fēng)設(shè)備包括通風(fēng)柜、和排風(fēng)罩，排風(fēng)罩可分為固定式和移動(dòng)式兩種。通風(fēng)柜是化驗(yàn)室中最常用的一種局部排風(fēng)設(shè)備，主要用于化學(xué)分析的試樣前處理過(guò)程，如液體試樣的加熱滴定等。通風(fēng)柜按照材質(zhì)分為鋁木通風(fēng)柜、全鋼通風(fēng)柜、玻璃鋼通風(fēng)柜。鋁木通風(fēng)柜不耐腐蝕，所以一般選擇全鋼通風(fēng)柜，經(jīng)濟(jì)條件好的最好選擇玻璃鋼通風(fēng)柜。通風(fēng)柜按照排風(fēng)方式分為上部排風(fēng)式、下部排風(fēng)式和上下同時(shí)排風(fēng)式三類(lèi)。為保證工作區(qū)風(fēng)速均勻，對(duì)于化驗(yàn)室用作加熱處理的通風(fēng)柜一般采用上部排風(fēng)式。通風(fēng)柜按照進(jìn)風(fēng)方式分為全排風(fēng)式、補(bǔ)風(fēng)式和變風(fēng)量式。全排風(fēng)式通風(fēng)柜是應(yīng)用廣泛的一種類(lèi)型；為節(jié)省采暖，最好選擇補(bǔ)風(fēng)式通風(fēng)柜；對(duì)風(fēng)量要求精度高的場(chǎng)合，應(yīng)選擇變風(fēng)量式通風(fēng)柜。固定式排風(fēng)罩一般安裝在大型儀器發(fā)生有害氣體部位的上方。排風(fēng)罩的位置、尺寸和風(fēng)量要根據(jù)儀器的具體要求確定。移動(dòng)式排風(fēng)罩，也叫萬(wàn)向排風(fēng)罩，一般安裝在化學(xué)分析室實(shí)驗(yàn)臺(tái)上方?？筛鶕?jù)具體操作位置移動(dòng)排風(fēng)罩，風(fēng)量為500～800m3/h。局部排風(fēng)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)還需考慮以下幾點(diǎn)：（1）一臺(tái)風(fēng)機(jī)連接一個(gè)通風(fēng)柜較好，不同房間共用一個(gè)風(fēng)機(jī)和通風(fēng)管道易發(fā)生交叉污染。（2）排出的廢氣應(yīng)設(shè)凈化設(shè)備。（3）為減少排風(fēng)系統(tǒng)振動(dòng)和噪聲對(duì)儀器精度和操作人員的影響，排風(fēng)機(jī)的吸入端管道需裝設(shè)消音器，另外將通風(fēng)風(fēng)機(jī)應(yīng)安裝在頂層機(jī)房?jī)?nèi)，并應(yīng)有減少震動(dòng)和噪音的裝置。（4）通風(fēng)設(shè)施（包括通風(fēng)管道）要求耐酸堿氣體腐蝕。7.2全面通風(fēng)全面通風(fēng)有自然通風(fēng)和排風(fēng)扇通風(fēng)，常用于室內(nèi)不設(shè)局部排風(fēng)系統(tǒng)的房間，或者已設(shè)了通風(fēng)柜和排風(fēng)罩，只作為局部排風(fēng)的補(bǔ)充。自然通風(fēng)適用于無(wú)有害物質(zhì)的房間通風(fēng)。排風(fēng)扇通風(fēng)適用于藥品儲(chǔ)藏間、氣瓶室和高溫室。有爆炸危險(xiǎn)的房間，必須用防爆風(fēng)機(jī)。8供電化驗(yàn)室的電源分照明用電和設(shè)備用電?；?yàn)室照明采用熒光燈。由于化驗(yàn)室有很多精密大型進(jìn)口儀器，為避免由于外部電網(wǎng)不穩(wěn)定對(duì)化驗(yàn)室儀器產(chǎn)生沖擊，化驗(yàn)室應(yīng)考慮單獨(dú)的送配電系統(tǒng)，并設(shè)置單獨(dú)變壓器確保儀器的用電穩(wěn)定性要求，大型精密設(shè)備如X熒光儀、光譜儀需單獨(dú)接地，如條件許可大型光譜儀、X熒光儀應(yīng)配備UPS不間斷電源［4］。烘箱、高溫爐等電熱設(shè)備應(yīng)有專(zhuān)用插座、開(kāi)關(guān)及低壓斷路器，且電源插座應(yīng)沿工作臺(tái)的墻上對(duì)應(yīng)布置。烘箱、高溫爐的外殼應(yīng)接地線，附近不允許堆放易燃、易爆物品。設(shè)備配電箱內(nèi)開(kāi)關(guān)要有過(guò)載和過(guò)流保護(hù)，二次配線？若氣瓶室有爆炸性氣體，應(yīng)選用防爆電器。實(shí)驗(yàn)臺(tái)和通風(fēng)柜都帶電源插座，需配電。在室內(nèi)（除輔助室）和走廊上安置應(yīng)急燈，備夜間突然停電時(shí)使用?；?yàn)室計(jì)算機(jī)應(yīng)與選礦廠中控室進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，以便將檢、化驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在樓道和設(shè)備備件間設(shè)監(jiān)控。中華人民共和國(guó)國(guó)務(wù)院令第445號(hào)對(duì)危、化品儲(chǔ)存和使用的有關(guān)規(guī)定，需要安裝視頻監(jiān)控器。另外，取樣點(diǎn)需加裝視頻監(jiān)控器。9供水與排水化驗(yàn)室的給水分二部分，一部分為生活水，這部分水直接從廠區(qū)生活水管網(wǎng)接入；另一部分是化驗(yàn)室的純水，不同的化學(xué)分析和分析儀器對(duì)水的要求不一樣，需選擇不同的制水設(shè)備。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)［4］，化驗(yàn)室用水可分為三個(gè)級(jí)別：一級(jí)水，二級(jí)水和三級(jí)水。三級(jí)水用于一般的化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)。二級(jí)水用于無(wú)機(jī)痕量分析等實(shí)驗(yàn)，如原子吸收光譜分析用水。大型化驗(yàn)室為兩層樓，為方便用水，應(yīng)采用管道輸送直接送到各化學(xué)分析室終端用水點(diǎn)。為減少能耗，把制水間放到化驗(yàn)室二樓。通過(guò)管道輸送純水的水質(zhì)受管道污染會(huì)有不同程度的下降，因此化驗(yàn)室需配置一套超純水制備系統(tǒng)，滿(mǎn)足光譜儀的用水要求。室內(nèi)供水管網(wǎng)，應(yīng)盡量設(shè)暗管，必須出露地面時(shí)，管線不得緊靠設(shè)備、墻壁等。精密儀器間內(nèi)不得設(shè)置水盆或有任何管道穿過(guò)，以免潮濕、管道滲漏或因管道檢修影響天平的使用和維護(hù)?；瘜W(xué)分析室都應(yīng)設(shè)置水盆和洗滌池，洗滌池一般布置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)的端部。在靠近洗滌池處設(shè)地漏。化驗(yàn)室外排廢水主要為生活用水和玻璃器皿的洗滌用水，可直接排入廠區(qū)排水系