Безопасность технологического процесса выплавки металлов
Реферат
по дисциплине «Безопасность технологических процессов в металлургии»
на тему «Безопасность технологического процесса выплавки металлов»
Содержание
Введение
.Выплавка металлов
.Общие сведения о технологических процессах
.Вредные и опасные факторы и их предотвращение
.Загрязнение и защита окружающей среды
Заключение
Список использованной литературы
Введение
В процессе жизнедеятельности человек подвергается воздействию различных опасностей, под которыми обычно понимают явления, процессы, объекты, способные в определенных условиях наносить ущерб здоровью человека непосредственно или косвенно, т.е. вызывать различные нежелательные последствия. Человек подвергается воздействию опасностей и в своей трудовой деятельности. Эта деятельность осуществляется в пространстве, называемом производственной средой. В условиях производства на человека в основном действуют техногенные, т.е. связанные с техникой, опасности, которые принято называть опасными и вредными производственными факторами.
Основными опасными и вредными факторами литейного производства являются выделения теплоты, пыли, токсических газов, аэрозолей, движущиеся машины и механизмы, подвижные части производственного оборудования.
1.Выплавка металлов
Металлургическая промышленность перерабатывает руду и металлолом для получения сплавов и чистых металлов. В металлообрабатывающих отраслях производится их обработка с целью производства деталей и компонентов машин, оборудования, приборов и инструментов, в которых нуждаются другие промышленные отрасли и сектора экономики. В качестве исходных материалов металлы и сплавы используются в различных видах, в частности в виде проката (круглого, полосового, тонколистового, трубчатого и т. п.) и холоднотянутых изделий (круглых, трубчатых, проволоки, мелкосортных профилей и т.п.). К основным технологическим методам обработки металла относятся следующие:
· Плавка и рафинирование металлической руды и лома
· Разливка расплавленного металла в профильные формы
· Придание металлу формы для волочения с помощью ковки или штамповки (горячая или холодная ковка под прессом)
· Сварка или резка тонколистового металла
· Придание металлу формы на токарном станке
Разнообразные методы применяются и для отделки и покрытия металлов, в их числе шлифовка и полировка, абразивная струйная очистка, гальваностегия, оцинкование, термическая обработка, анодирование, нанесение защитного покрытия спеканием.
При плавке металлов ценные компоненты отделяются от бесполезного материала посредством физических и химических реакций. Конечным продуктом становится металл, содержащий заданное количество примесей. При первичной плавке металлы получают непосредственно из рудных концентратов, при вторичной - из лома и технологических отходов. К лому относятся пригодные для переработки остатки, обрезки металлических деталей, нестандартные бруски, листы и проволока.
2.Общие сведения о технологических процессах
плавка металл опасный вредный
Для производства металлов чаще всего применяются два технологических способа - пирометаллургический и гидрометаллургический. В пирометаллургическом процессе отделение металлов от других материалов происходит за счет теплоты - используется разница между потенциалами оксидирования, точками плавления, давлением паров, плотностью или смешиваемостью рудных компонентов при плавке. Гидрометаллургическая технология характеризуется тем, что металлы отделяются в водных растворах от других материалов с помощью методов, основанных на использовании разной растворимости их структурных составляющих, на различии их электрохимических свойств.
2.1Пирометаллургия
В пирометаллургическом процессе руда после ее обогащения (посредством дробления, измельчения, флотации и сушки) агломерируется или обжигается (кальцинируется) с другими материалами, такими как флюс. Затем концентрат плавится в доменной печи, полученные слитки подвергается третьему пирометаллургическому процессу для рафинирования металла до требуемого уровня чистоты. Каждый раз при нагревании руды или слитка образуются отходы. Вентиляционная пыль и технологические газы могут накапливаться в пылеуловителе с тканевыми фильтрами и удаляются или возвращаются в процесс в зависимости от остаточного содержания металла. Из газа захватывается также сера, и, если ее концентрация превышает 4%, она может быть превращена в серную кислоту. В зависимости от происхождения руды и остаточного содержания основного металла из нее в качестве побочных продуктов могут извлекаться различные металлы, например, такие как золото и серебро.
При плавке сульфидной руды образуется частично оксидированный металлический концентрат (штейн). При плавке ненужный материал, обычно железо, образует с флюсом шлак и превращается в оксид. Ценные металлы обретают кондиции на этапе конвертерного процесса (в конвертерной печи). Этот метод используется при производстве меди и никеля. Железо, феррохром, свинец, магний и железистые соединения получаются посредством перегонки руды с древесным углем и флюсом (известняком) - плавка обычно проводится в электрической печи (см. главу Железо и Сталь). Еще один пример пирометаллургического процесса - электролиз расплавленных солей.
Высокая температура, требуемая для пирометаллургической обработки, достигается с помощью сжигания ископаемого топлива или использованием экзотермической реакции самой руды (например, во взвешенной плавке). Взвешенная плавка может служить примером энергосберегающего пирометаллургического процесса, при котором оксидируются железо и сера рудного концентрата. Экзотермическая реакция в сочетании с системой рекуперации теплоты обеспечивает ощутимую экономию энергии. Высокая рекуперация серы в этом процессе благоприятна также для защиты окружающей среды. Такой процесс используется в большей части недавно построенных меде- и никелеплавильных цехов.
2.2Гидрометаллургия
Примерами гидрометаллургического процесса являются выщелачивание, осаждение осадков, электролитическое восстановление, ионообмен, мембранное разделение и экстракция растворителем. Первый этап гидрометаллургического процесса - выщелачивание ценных металлов из менее ценного материала, например, с помощью серной кислоты. Выщелачиванию часто предшествует предварительная обработка (например, сульфатизирующий обжиг). Процесс выщелачивания, как правило, требует высоких давления и температуры, присутствия кислорода. Выщелачивание можно осуществлять и с применением электричества. Искомые металл или его соединения получают из выщелачивающего раствора посредством осаждения или восстановления различными методами. Так, восстановление используется при производстве кобальта и никеля с применением газа.
Электролиз металлов в водных растворах также считается гидрометаллургическим процессом. При электролизе ионы металла преобразуются в металл. Находящийся в слабом кислотном растворе он осаждается на катодах под воздействием электрического тока. Посредством электролиза могут быть рафинированы многие цветные металлы.
Часто, в зависимости от обрабатываемого рудного концентрата и типа рафинируемого металла, металлургический процесс представляет собой сочетание пирометаллургического и гидрометаллургического процессов. Пример - производство никеля.
.Вредные и опасные факторы и их предотвращение
Предотвращение вредных факторов и травматизма в металлургической промышленности является, главным образом, проблемой обучения и проблемой технической. Медицинский аспект тут вторичен, играют только дополнительную роль. Наибольший эффект в предотвращении вредных факторов дают обмен информацией и сотрудничество между отделами планирования, техники безопасности и профессиональной гигиены, а также компаниями.
Самыми экономичными и результативными становятся меры, которые принимаются на этапе планирования нового процесса или создания новой установки. При планировании производственных мощностей необходимо принимать во внимание, как минимум, следующие аспекты:
·Потенциальные источники загрязняющих атмосферу веществ должны быть закрыты корпусом, изолированы;
·Технологическое оборудование должно быть сконструировано и размещено так, чтобы обеспечивался свободный доступ для его обслуживания;
·Зоны, где возможно непредвиденное возникновение вредных факторов (например, существует угроза поражения электричеством или отравления цианистым водородом), необходимо постоянно контролировать, предусмотрев надежную систему предупреждения об опасности;
·Для соблюдения личной профессиональной гигиены необходимо использовать пробоотборники, позволяющие оценивать реальный уровень опасного воздействия вредных факторов. Необходим регулярный фиксируемый контроль загазованности, запыленности, шума;
·При планировании технологического пространства следует учитывать возможные изменения или расширение производства, чтобы не ухудшать стандарты профессиональной гигиены;
·Должна действовать система непрерывной подготовки специалистов, мастеров, бригадиров и рабочих по технике безопасности, санитарии и гигиене. Особое внимание следует уделять разъяснению вопросов, связанных с вредными факторами на конкретных рабочих местах, вновь принятым работникам. Такая специальная подготовка необходима каждый раз при внедрении нового технологического процесса;
·Несоблюдение личной гигиены при приеме пищи, курение в рабочей зоне способны увеличить незащищенность от вредных факторов;
·Руководство предприятия обязано наладить такую систему контроля за техникой безопасности, за уровнем санитарии и гигиены, которая позволяла бы получать надежные данные для принятия технических и экономических решений;
3.1Травматизм
В литейном производстве уровень травматизма выше, чем во многих других отраслях. Разбрызгивание или разлив расплавленного металла и шлака; взрывы газа и при контакте расплава с водой; столкновения (наезд) локомотивов, вагонов, передвижных кранов и другого мобильного оборудования; падение тяжелых предметов и падение с высоты, на скользких полах и переходах - таков далеко не полный перечень источников травматизма.
К мерам предосторожности относятся следующие: надлежащая подготовка работников, соответствующие средства индивидуальной защиты (каска, предохранительная обувь, перчатки и т.п.); безопасное хранение материалов; профилактическое обслуживания оборудования; строгое соблюдение правил движения подвижного оборудования (установленные маршруты, эффективная сигнализации); программа мер предупреждения травм из-за падений.
3.2Термическое воздействие
Заболевания, связанные с температурным воздействием, такие как стенокардия, вызываются, главным образом, инфракрасным излучением от печей и расплавленного металла. Это - особая проблема при напряженной работе в условиях высоких температур.
Ее решению способствуют размещение перед печами водяной или воздушной завесы, местное охлаждение, будки с кондиционерами, теплоизолирующая защитная одежда, достаточно продолжительная акклиматизация и регулярные перерывы в работе, позволяющие отдохнуть в прохладном месте, надлежащее количество напитков для обеспечения повышенной потребности организма в жидкости.
.3Химические вредные факторы
У плавильных печей высока незащищенность от вредных паров, пыли, газов, химических веществ. При дроблении и измельчении руды опасное воздействие оказывают диоксид кремния и токсичная металлическая пыль (содержащая свинец, мышьяк, кадмий и т.п.).
Ограничивать выбросы пыли и газа помогают защитные укрытия рабочей зоны, автоматизация технологического процесса, местная вытяжная вентиляция, смачивание материалов, исключение непосредственных контактов с ними. Если названных мер недостаточно, прибегают к специальной защите органов дыхания.
При плавке из сульфидных руд и моно оксида углерода в процессе сгорания выделяется значительный объем диоксида серы. Снизить опасность помогает разрежающая и местная вытяжная вентиляция.
Как побочный продукт при плавке образуется серная кислота, используемая в электролитическом рафинировании и выщелачивании металлов. Она вредна как в жидком состоянии, так и в виде паров (тумана). От нее следует защищать кожу и глаза, чему во многом способствует местная вытяжная вентиляция.
При получении некоторых металлов возникают особые вредные факторы. К ним следует отнести карбонил никеля (при рафинировании никеля), фториды (при плавке алюминия), мышьяк (при плавке и рафинировании меди и свинца), а также ртуть и цианид (при рафинировании золота). Чтобы предохраниться от них, нужны исключительные меры предосторожности.
.4Другие вредные факторы
Яркое видимое и инфракрасное излучение расплавленного металла пагубно для зрения, способно спровоцировать катаракту. Средства предохранения от него - очки и щитки. Интенсивное инфракрасное излучение вызывает ожоги кожи, если не использовать защитную одежду.
Установки для дробления и измельчения руды, газовые воздуходувки, электропечи высокой мощности производят шумы, угнетающие органы слуха. Если невозможна изоляция источника шума, следует прибегать к индивидуальным средствам защиты (например, наушникам). Необходимы регулярные аудиометрические исследования, на основании которых может быть составлена программа специальных мер.
5. Загрязнение и защита окружающей среды
Выбросы таких опасных газов, как диоксид серы, сульфид водорода и хлорид водорода загрязняют воздушную среду, а также могут вызывать коррозию металла и бетона. Стойкость растительности к воздействию диоксида серы различна в зависимости от ее типа и характера почвы (в целом, вечнозеленые деревья менее устойчивы, чем лиственные). В выбросах могут содержаться неспецифические твердые частицы, фториды, свинец, мышьяк, кадмий и многие другие токсичные металлы. Сточные воды несут с собой многообразные опасные вещества, например, серную кислоту. Твердые отходы могут быть загрязнены мышьяком, свинцом, сульфидом железа, диоксидом кремния и т.д.
На плавильном производстве необходимо предусмотреть оценку и регулирование выбросов. Эта работа, имеющая свою специфику, должна выполняться персоналом, тщательно изучившим химические свойства материалов, выбрасываемых при технологических процессах. Их физическое состояние, температура, при которой они покидают процесс, компоненты газового потока, многие иные факторы - все это приходится учитывать при планировании мероприятий, направленных на снижение уровня загрязнения воздушной среды. Целесообразно также предусмотреть регистрацию метеорологических данных и готовность уменьшить количество выбросов при определенных погодных условиях. Необходимы выезды в населенные пункты и сельскохозяйственные районы для регулярного наблюдения за степенью загрязнения воздушной среды.
Источником диоксида серы - одного из главных загрязняющих веществ - является получаемая в значительных количествах серная кислота. Соблюдение стандартов выброса диоксида серы и других вредных газообразных отходов в отдельных случаях обеспечивается путем очистки с помощью тканевых фильтров и электростатических отстойников.
В таком процессе флотации, как концентрация меди, используется значительный объем воды. Большая часть его не сбрасывается, а возвращается в технологический процесс. Хвостовые погоны перекачиваются как шлам в отстойные водоемы; на очистных установках происходит обработка воды.
К твердым отходам относятся шлаки, шлам, образующийся при преобразовании диоксида серы в серную кислоту, отстой в прудах - хранилищах отходов. Некоторые шлаки вновь концентрируют и возвращают в плавильные печи для переработки или извлечения присутствующих в них металлов. Многие отходы вредны и должны храниться с соблюдением правил охраны окружающей среды.
Список использованной литературы
1.Сфера технологий безопасности. Сайт <#"justify">5.Информационный портал по охране труда. Сайт http://www.trudohrana.ru