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有色金属冶炼劳动卫生
 
摘要: 有色金属通常包括铜、镍、钴、铅、锌、铝、镁、钨钼、铍、锡、锑、汞、钒、锶、钛、铋、金、银、铂、钯、钌、铑、锇、铱、镭、钍、铀等。

有色金属通常包括铜、镍、钴、铅、锌、铝、镁、钨钼、铍、锡、锑、汞、钒、锶、钛、铋、金、银、铂、钯、钌、铑、锇、铱、镭、钍、铀等。

在自然界中,各种有色金属常以硫化物、氧化物、砷化物、碳酸盐、硅酸盐等矿石形式存在,并常为多种有色金属矿物的天然簇聚共生。因此,在采掘一种矿源时就可以从矿石中提炼出多种有经济价值的有色金属。从地层开采出来的矿石称为原矿,经选矿得到精矿; 精矿冶炼后,成为各种有色金属; 再加工制成不同形状和规格的金属板、棒、管、丝、粉等有色金属产品。

铅锌矿冶炼 铅和锌都是重金属。在自然界中常为铅与锌共生的铅锌矿,并伴有铋、锑、砷。因此,铅和锌多同时冶炼,有时亦一并炼铋。铅和锌都具有一定的防腐蚀力,能同许多金属组成重要的合金。

目前,大型铅锌冶炼厂多采用鼓风炉熔炼烧结矿法。精矿先经850~900℃烧结脱硫,供硫化铅锌矿(方铅矿、闪锌矿)或氧化矿(白铅矿、菱锌矿) 变成氧化铅和氧化锌。然后,加熔剂(二氧化硅、碳酸钙)进行高温(1000~1400℃) 熔炼,除去精矿中的脉石杂质,供氧化铅和氧化锌还原为铅和锌。同时铅、锌在炉内反应、分馏,提炼出金属铅和金属锌。

在冶炼的生产作业环境中存在一些金属化合物的烟尘,铅的烟尘是主要生产性有害因素; 原料和熔剂燃烧时亦可产生一些有毒害的气体,如一氧化碳、二氧化硫等。此外,还存在高温、热辐射等生产性有害因素。

(1) 有色金属烟尘: 铅锌冶炼中可产生铅、锌、锑、锡等多种金属化合物的混合性烟尘,此烟尘发生于烧结、熔炼、精炼等工艺过程中。每生产一吨铅排放出的烟尘量约为0.06t,每生产一吨锌排放出的烟尘量约为0.04t;其中主要是铅的烟尘。车间内主要操作岗位空气中铅的浓度可达0.11~35.8mg/m3,烧结工段为0.17~16.95mg/m3,鼓风炉工段为0.11~22.9mg/m3,精炼工段为3.66~35.8mg/m3。厂房外环境有时亦有铅污染,因此,铅冶炼工的铅中毒患病率一般较高。在炼铋时同样也接触铅,江西某厂炼铋车间82人中有4人发生轻度铅中毒。也有报告在锌冶炼过程中,工人因接触氧化镉烟雾,而发生氧化镉中毒。

(2) 刺激性气体: 铅锌冶炼中每生产一吨锌,自烟气中排出的硫量约为0.6t。有时1小时就排出二氧化硫约1t。空气污染十分严重。工人长期吸入二氧化硫,可发生慢性上呼吸道炎症和牙齿酸蚀症。

(3) 硫酸雾: 锌电解厂房内空气中的硫酸浓度可达13~44mg/m3。在硫酸雾长期作用下,生产工人可以发生结膜炎、慢性咽炎、支气管炎和牙齿酸蚀症。

预防金属烟尘危害可采用料仓、运输、加料的密闭化和机械化; 烧结机及熔炼炉应设局部排风、除烟装置等,排出的烟尘应经过洗涤除尘或静电除尘。预防二氧化硫危害,应做到烧结脱硫完全,并采用鼓风或吸风燃烧返烟生产系统,便于回收利用二氧化硫。预防硫酸雾可采用皂角粉末混悬液等覆盖电解槽,并采用槽边吸风。

铜镍矿冶炼 铜和镍都是高沸点重金属。在自然界中常为铜和镍共生的铜镍矿,并常伴有钴和铂族金属。因此,铜和镍常同时冶炼。铜和镍能与许多金属组成合金,是铜基合金、镍基合金、不锈钢及合金结构钢的主要合金元素,也是制作电气器材的良好材料。

将来自选矿厂的硫化铜镍精矿加入回转窑,在900℃温度下进行焙烧,产生热焙砂(600℃)。热焙砂与石英熔剂、焦炭混合后,进入电炉熔炼成低冰铜(低冰镍)。又经转炉吹炼成高冰铜(高冰镍)。再经高锍磨浮选进行铜、镍分离。最后,经电解精炼出金属铜、镍。

铜镍冶炼生产中的主要生产性有害因素为刺激性气体(二氧化硫、氯气)、有色金属烟尘(镍、铜、钴)以及高温和热辐射等。

(1) 刺激性气体: 铜镍冶炼生产中二氧化硫排放量居有色金属冶炼企业的首位,每生产一吨铜进入烟气中的总硫量约为1.1t。硫化精矿中的硫与氧化合生成二氧化硫及少量三氧化硫一起排放于空气中,污染生产环境。熔炼过程各生产岗位二氧化硫平均浓度可达4.4~2360mg/m3,以出渣时为严重,可引起二氧化硫中毒和牙齿酸蚀症。在应用氯化冶金技术冶炼时,以氯气做为氧化剂。由于氯气跑、冒、滴、漏,车间空气中氯浓度可高达611.5mg/m3,易引起氯中毒。

(2) 有色金属烟尘:铜镍冶炼生产中,每生产一吨粗铜产生的尘量约为0.05t。镍熔炼生产岗位空气中悬浮的固体粒子中有多种金属成分,铁、镍、铜、钴、锰的比例约为4:1:0.5:0.04:0.02。这些化合物多系硫化物。镍平均浓度为0.005~5.1mg/m3。镍冶炼工人长期吸入烟尘后,发生神经衰弱综合征者占4~10%,有近半数的工人出现呼吸道卡他症状,X线胸片显示肺门改变、肺纹理增强者占22~39%。此外,有可能发生金属性尘肺。曾有镍冶炼工发生肺癌的报道。此外,尚可以发生镍性皮炎。

(3) 高温与热辐射: 车间空气温度一般在36~47℃,超过当地夏季通风设计温度8~10℃; 冬季略低,生产岗位热辐射强度为7.32~31.80J/(cm2·min),风速为0.1~4.7m/s,气湿极低,属干热型高温气象条件。在炎热季节,可发生中暑。

预防措施同铅锌冶炼。

锑矿冶炼 锑是银白色金属,脆而无延展性,在常温下不易氧化,具有抗腐蚀性。锑在工业上多与铅、锡等金属组成硬度较强的合金。锑的氧化物可以制成颜料,用于搪瓷、陶瓷、油漆和橡胶工业; 硫化物可用来做发火剂和发烟剂; 氯化物可做为涂镀材料用于防腐。

将锑金精矿砂制球,经鼓风炉熔炼成三氧化二锑,再经反射炉精炼成金属锑锭,还通过电解和火法精炼等工序回收黄金和铅。

锑冶炼中的生产性有害因素主要为含锑烟尘。所产生的烟尘细微,粒径小于2μm者占50%以上。厂房内自然落尘中游离二氧化硅含量平均为4.4%。在冶炼的整个生产过程中均可产生大量的金属烟尘,其主要成分是三氧化二锑,也含有铅和砷。各生产岗位空气中毒物平均浓度,锑为8.95~27.99mg/m3,铅为0.007~0.097mg/m3,砷为0.017~0.183mg/m3; 但在个别岗位,毒物的最高浓度锑为106.0mg/m3,铅为0.115mg/m3,砷为1.87mg/m3。冶炼工人长期接触可发生上呼吸道炎症和锑尘肺,X线胸片可见结节状阴影,进展缓慢,且不融合。实验动物病理学检查,肺内主要病变为尘细胞性病灶,仅见网状纤维增生,未见胶原纤维,基本上与铁末沉着症相似。

预防措施参见铅锌矿冶炼。

锡矿冶炼 锡是银白而略带蓝色的金属。有两种同素异构体即白锡(β体)和灰锡(α体)。常见者为白锡,当温度低于13.2℃时,特级纯的白锡能转变成灰色粉状的灰锡。锡能与其他金属组成合金。用于电子工业,原子能工业,超导材料以及宇航飞船制造等部门。

还原熔炼是锡精矿冶炼的主要方法。首先将锡精矿进行焙烧除去杂质。再将精矿中锡的品位提高到70~75%的焙砂,加还原剂(石英、石灰石、煤)经高温(1100~1450℃)作用,使硫化矿进一步脱硫; 锡的氧化物和某些杂质(铜、铅、锌、铋、锑、砷)一起形成粗锡; 硅、钙、铝、钛、钨被造渣分离。粗锡经火法或电解精炼,最后获得99.9~99.999%的高纯锡。

在矿石中有多种元素共生,其中含有锡、铜、铅、砷、铟、镉等,以铅、砷含量较高。锡矿冶炼过程中可产生二氧化硫、一氧化碳、砷化氢及有色金属烟尘,可危害工人身体健康。

(1) 有害气体: 多发生在锡冶炼的焙烧、粗炼、精炼等工序,在以炉渣为原料回收某些金属的生产过程中也可产生。厂房空气中有毒害气体的浓度波动范围,砷化氢1~45mg/m3,硫化氢20~28mg/m3,二氧化硫1~38.99mg/m3,一氧化碳37~62.5mg/m3。在高浓度环境中可引起急性中毒。急性砷化氢中毒较为常见。

(2) 有色金属烟尘: 熔炼时,炉料内金属受高温作用蒸发和氧化,是形成有色金属烟尘的主要原因。一般烟尘中可含有锡、铜、锌、铋、锑、铅、砷、硅、钙等。厂房空气中有毒物质浓度,砷可达0.05~4.42mg/m3,铅0.016~35mg/m3。可以引起冶炼工人砷中毒和铅中毒或者砷铅联合中毒。也有炼锡工发生锡末沉着症的报告。在锡矿的采矿和冶炼工作中,矿工和炼锡工均有肺癌的发生,其中以矿工的肺癌发病率较高,其原因尚在研究中。

预防措施同铅锌矿冶炼。并应加强对砷危害和砷化氢急性中毒的预防。

其他有色金属冶炼 铍、镉都是稀有金属。自然界于地壳中的埋藏量极低,如铍约占地壳组成的十万分之五。它们是组成合金的重要金属,广泛用于化学工业、电气器材、机械制造及国防工业。

绿柱石是炼铍的主要矿石。多采用火法冶炼工艺。作业场所常被含铍烟尘和铍蒸气污染。熔炼操作处空气中铍含量多超过国家卫生标准; 焙烧操作时铍蒸气浓度常为0.106mg/m3。工人长期接触可发生慢性铍中毒、铍性皮炎和皮肤溃疡。

镉冶炼多在铅锌矿、锡矿冶炼之后进行,从精选尾矿或炉渣中回收提炼镉。在粉碎、投料过程中产生大量含镉粉尘; 电解、煮镉、铸锭时有镉蒸气逸出。车间空气中镉浓度一般常超过最高容许浓度。工人长期接触,可发生神经衰弱和关节疼痛症状,出现鼻粘膜肥厚,肢端挛缩、骨质密度降低、骨纹粗疏等改变。


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  • 发布时间: 2012-12-12
  • 更新时间: 2012-12-12

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