3M中國有限公司 張穎琦丨文、圖

用銅礦石或銅精礦生產(chǎn)銅的方法較多，主要有火法冶煉和濕法冶煉兩大類，目前世界上有80%的銅是用火法冶金生產(chǎn)的，特別是對硫化銅礦，基本上全是用火法冶煉，我國的銅冶煉也主要以火法冶煉為主。

冶煉廠的工作環(huán)境相對來說比較惡劣，冶煉流程中同時存在多種職業(yè)危害因素，如粉塵、煙、有毒有害氣體、高噪聲、高溫和熱輻射等等，短期或長期接觸這些職業(yè)危害因素都會對人身體健康造成一定的危害。筆者在實地走訪國內(nèi)銅冶煉工廠時發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場工人使用呼吸防護、聽力防護、眼面部防護用品有很多不規(guī)范之處，如：現(xiàn)場危害因素評估不全面，導致防護不到位；選用的防護用品防護等級不夠；呼吸防護用品的指定防護因數(shù)低于現(xiàn)場危害因數(shù)；工人沒有正確使用和維護防護用品等。

下面以銅火法冶煉廠的工藝流程為主，針對其主要職業(yè)危害因素，以國內(nèi)外職業(yè)健康防護相關(guān)標準和規(guī)章制度為依據(jù)，提出呼吸防護、聽力防護和眼面部防護的解決方案。

結(jié)合工藝流程識別職業(yè)健康危害

硫化銅礦到銅精礦的浮選過程主要發(fā)生在銅礦選礦廠，從選礦廠運輸銅精礦到冶煉廠后，通常采用如圖1所示的工藝流程。

圖1 銅的火法冶煉流程圖

銅精礦中主要物質(zhì)為黃鐵礦（FeS2）和黃銅礦（CuFeS2），不同成分的礦粉按一定比例混合，混合制團過程或者干燥的過程中再加入造銅锍熔煉所需的其他熔劑石英石（SiO2）和石灰石（CaCO3），此過程中的主要職業(yè)危害因素是原料粉塵和機械設(shè)備運行產(chǎn)生的噪聲。

干燥過的熔煉料或者混合制團后的球團被送入閃速爐，熔煉爐以及電爐中，整個熔煉還原過程的主要物理化學變化為；水分蒸發(fā)，高價硫化物分解，硫化物直接氧化，造硫反應和造渣反應。此過程中產(chǎn)生的主要職業(yè)危害因素是煙塵、煙氣、含有大量二氧化硫（SO2）的酸性氣體、高溫以及高溫飛濺熔體。

熔煉過程發(fā)生在熔煉車間，主要產(chǎn)物為銅锍（含銅量20%～65%）。熔煉產(chǎn)生的銅锍會被進一步送入轉(zhuǎn)爐進行吹煉，吹煉的目的是把銅锍中的硫和鐵氧化除去而得到粗銅。轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的粗銅會被送入陽極爐進一步還原，生成陽極銅（含銅量為99%），最后澆鑄成陽極銅板。此過程為銅的精煉，主要發(fā)生在精煉車間。吹煉造銅過程中，生成的氧化亞鐵（FeO）與初始添加的溶劑中的二氧化硅（SiO2）進行造渣反應，爐渣被分層定期排出。

此外，轉(zhuǎn)爐和陽極爐里的爐殼爐襯也要經(jīng)常維護，維護材料是水泥和耐火材料，因此精煉廠的主要職業(yè)危害因素是粉塵、煙塵、煙氣、含有大量二氧化硫的酸性氣體、高溫和高溫飛濺熔體。

經(jīng)過火法精煉產(chǎn)出的陽極銅含銅量通常為99%，但其質(zhì)量仍然不能滿足電氣和其他工業(yè)的要求。因此，幾乎所有的粗銅都要經(jīng)過電解精煉，以除去火法精煉難以除去的雜質(zhì)。工藝在電車間進行，主要職業(yè)危害因素是打磨粉塵、酸性液體、噪聲。

從以上冶煉流程可看出，銅冶煉廠的主要職業(yè)危害因素有：粉塵、煙塵、煙氣、含有大量二氧化硫的酸性氣體、噪聲、高溫、熱輻射、熔融飛濺物、酸性液體等。

粉塵來自銅礦礦粉和輔料熔劑，礦粉和輔料中含有對呼吸有害的鐵、銅、鉛、鋅、硫、砷、鈣等重金屬元素和游離的二氧化硅。煙塵來自冶煉過程中物理變化和化學反應產(chǎn)生的顆粒物。長期吸入這些有害的粉塵會造成呼吸系統(tǒng)疾病或者塵肺病。此外，重金屬中毒也是常見的職業(yè)病，而且多為慢性中毒。

冶煉過程中產(chǎn)生的二氧化硫酸性氣體是主要的有害氣體。空氣中的二氧化硫濃度在5.0×10-5以上對人體已有潛在影響；在1.0×10-6～3.0×10-6時多數(shù)人開始感到刺激；在4.0×10-4～ 5.0×10-4時 人 會出現(xiàn)潰瘍和肺水腫直至窒息死亡。二氧化硫與空氣中的煙塵有協(xié)同作用。當空氣中二氧化硫濃度為0.21×10-6，煙塵濃度大于0.3 mg/L，可使呼吸道疾病發(fā)病率增高，慢性病患者的病情迅速惡化。

熔煉爐和轉(zhuǎn)化爐周圍有高溫、熱輻射和熔融飛濺物。

冶煉廠的噪聲源主要是機械設(shè)備運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的，幾乎每個冶煉工藝流程都有噪聲。長期接觸高分貝值的噪聲對人體的影響有：耳鳴、聽力損失、其他健康影響如失眠、高血壓、疲勞和暴躁等。

上述危害因素通常是兩種或兩種以上同時存在，因此選用防護用品要同時考慮防護到位且全面，防護用品互相匹配且舒適度較高。除此之外，由于酸性氣體的存在，整個環(huán)境是酸性環(huán)境，選用的防護用品必須考慮此因素。

呼吸、聽力和眼面防護用品

呼吸防護

1.呼吸器選用依據(jù)

首先，選用呼吸器時，要對現(xiàn)場危害因素進行評估，即檢測現(xiàn)場有哪些危害物質(zhì)，這些危害物質(zhì)的濃度是多少，由專業(yè)的檢測機構(gòu)或人員完成，得到現(xiàn)場危害物質(zhì)種類及其濃度的詳細數(shù)據(jù)。

其次，完成現(xiàn)場污染物濃度的測量后，要了解這些污染物有沒有超標以及超標的倍數(shù)。GBZ 2.1—2007《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值 第1部分:化學有害因素》中確定OEL值（Organic Electro Luminescence，職業(yè)接觸限值）的定義，即勞動者在職業(yè)活動過程中長期反復接觸，對絕大多數(shù)接觸者的健康不引起有害作用的容許接觸 水 平。OEL值 包 括 PC—TWA（Permissible concentration—Time Weighted Average，時 間加權(quán)平均容許濃度），PC—STEL（Pemissible concentration-Short Term Exposure Limit，短時間接觸容許濃度）和MAC（maximum allowable concentration，最高允許濃度）。GBZ 2.1—2007《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值 第1部分:化學有害因素》對多種毒物建立了職業(yè)接觸限值，例如：二氧化 硫 的PC—TWA是5 mg/m3,PC—STEL 是 10 mg/m3。 把 現(xiàn) 場檢測的污染物濃度和此標準中的OEL值相比，得出超標情況以及超標倍數(shù)，用于計算危害因數(shù)。

最后，危害因數(shù)的數(shù)值與選用什么類型的呼吸器息息相關(guān)，不同的呼吸器有不同的指定防護因數(shù)（APF）值。GB/T 18664—2002《呼吸防護用品的選擇、使用與維護》中有指定防護因數(shù)（APF值）的定義，即一種或一類適宜功能的呼吸防護用品，在適合使用者佩戴且正確使用的前提下，預期能將空氣污染物濃度降低的倍數(shù)。例如：自吸過濾式的口罩和半面罩APF值為10，全面罩為100，正壓式的空氣呼吸器SCBA的APF值為大于1 000。應選用指定防護因數(shù)大于危害因數(shù)的呼吸防護用品，更多明細可參考GB/T 18664—2002《呼吸防護用品的選擇、使用與維護》中的“表3 根據(jù)有害環(huán)境選擇呼吸防護用品”。

2.過濾元件選用依據(jù)

根據(jù)《用人單位勞動防護用品管理規(guī)范》（安監(jiān)總廳安健〔2018〕3號）要求，重金屬粉塵要選用過濾效率至少滿足GB 2626—2006《呼吸防護用品——自吸過濾式防顆粒物呼吸器》規(guī)定的KN95級別的防顆粒物呼吸器，即KN95及以上的口罩或者濾棉。

根據(jù)GB 2890—2009《呼吸防護自吸過濾式防毒面具》，不同的有毒有害氣體應選用不同功能的濾毒盒。例如：E型濾毒盒用于防護二氧化硫和其他酸性氣體或蒸氣，3M 6002CN, 6003CN, 6006CN型 號的濾毒盒都可以防護二氧化硫。

3.認識呼吸器的特點

口罩分為不帶呼吸閥和帶呼吸閥的兩種類型，帶有呼吸閥的口罩通?？梢越档涂谡謨?nèi)的悶熱感，降低呼氣阻力，提高員工使用的舒適度。

面罩分為橡膠材質(zhì)和硅膠材質(zhì)的兩種類型，通常橡膠材質(zhì)的面罩在酸性環(huán)境、高溫熱輻射環(huán)境中易老化破裂，縮短使用壽命。高溫加快皮膚出油出汗，也是加速橡膠面罩老化的因素，而且還會影響對橡膠過敏的一些特殊個體，導致出現(xiàn)皮膚過敏問題。因此，從舒適性和使用壽命上來講,建議員工佩戴全硅膠面罩。

正壓式的電動送風呼吸器，解決了口罩和面罩存在的問題，舒適度大大提高，而且APF值相對較高，能同時防護呼吸和眼面部。

長管呼吸器是一類隔絕式呼吸器，通過一根輸氣導管將作業(yè)環(huán)境以外的潔凈氣體輸送到佩戴者的面罩內(nèi)。由于不需要借助任何過濾元件，所以長管呼吸器適合防各類空氣污染物及其混合物的環(huán)境。

SCBA（Self-Contained Breathing Apparatus，攜氣式呼吸防護用品）是隨身攜帶高壓氣瓶的隔絕式呼吸器，稱為攜氣式或自給式呼吸器。SCBA一般都是正壓式呼吸器，使用全面罩。由于人可以背負的高壓氣瓶重量和大小有限，所以受氣瓶供氣量的限制，使用時間通常只有幾十分鐘，一般不會太長。

4.銅冶煉廠常用呼吸器的選擇

銅冶煉廠冶煉爐周圍是高溫熱輻射的環(huán)境，空氣中由于酸性氣體的存在使得大部分環(huán)境是酸性的，結(jié)合以上信息給出銅冶煉廠呼吸器的選用建議如下：

首先，如果作業(yè)現(xiàn)場評估結(jié)論是存在粉塵、煙或有毒有害氣體濃度超標的結(jié)論，說明對勞動者必須采取呼吸防護措施；管理人員應根據(jù)每種空氣污染濃度的超標情況計算危害因數(shù)，據(jù)此選用APF值大于危害因數(shù)的呼吸器。

其次，結(jié)合冶煉環(huán)境產(chǎn)生的煙、塵特點，防顆粒物口罩或面罩的過濾效率級別應至少選用KN95級別；由于作業(yè)現(xiàn)場是高溫環(huán)境，作業(yè)強度高，選擇戴呼吸閥的防塵口罩有助于降低悶熱和不舒適感；高溫環(huán)境使作業(yè)人員流汗多，對普通橡膠材質(zhì)的呼吸器面罩易導致提前老化，故呼吸器面罩宜選用全硅膠材質(zhì)。如接觸二氧化硫這類酸性氣體，呼吸器應配E型防酸性氣體濾毒盒；同時接觸二氧化硫和煙塵的作業(yè)，需要塵毒組合的呼吸防護，即在防酸性氣體濾毒盒進氣口外加KN95濾棉組合使用；若考慮到舒適度要求高和APF值較高時，可考慮選用電動送風呼吸器配防酸濾盒和過濾效率達到95%以上濾棉；在某些環(huán)境下使用長管呼吸器也是可能的，這可以免除更換過濾元件的費用，但現(xiàn)場必須提供可靠的供氣源，而且呼吸器的長供氣管對作業(yè)者的活動不應構(gòu)成額外的風險；進入密閉空間作業(yè)，或接觸未知污染物種類和濃度水平，以及缺氧的環(huán)境（如搶修或處理突發(fā)情況）等屬于立即威脅生命和健康環(huán)境時，應直接使用正壓空氣呼吸器。

再次，由于原礦粉中會含有少量的鎳、鉛、砷、銻等元素，加之冶煉工藝的特點，所以在冶煉過程中某些工藝會有毒性比較高的有害氣體，例如：一氧化碳、砷化氫等，這些有害氣體如果沒有可過濾式的濾毒盒防護，則應選用隔絕式的呼吸防護用品，如長管呼吸器，正壓空氣呼吸器。聽力防護用品

1.護聽器選用依據(jù)

監(jiān)測：對作業(yè)場所的噪聲暴露情況進行監(jiān)測是進行聽力保護的基礎(chǔ)，通過監(jiān)測現(xiàn)場噪聲分貝值可以辨別噪聲源，確定危險人群，了解暴露水平，從而幫助確定下一步工程控制措施、管理措施和聽力保護措施。通常要用聲級計測量噪聲的分貝值，或者用個體噪聲計量劑測量個人有效工作時間內(nèi)接觸噪聲的TWA分貝值。

GBZ 2.2—2007《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值 第2部分：物理因素》中規(guī)定了噪聲暴露標準是8 h等效A聲級小于85 dB。如果暴露時間縮短，允許的暴露強度可以有所增加。具體是，等效A聲級每增加3 dB，暴露時間必須相應減半。

防 護： 根 據(jù)GB/T 23466—2009《護聽器的選擇指南》,當LEX,8h≥85 dB(A)時，作業(yè)人員應佩戴護聽器進行聽力防護。勞動者暴露于工作場所LEX.8h為85～95 dB的應選用護聽器SNR為17～34 dB的耳塞或耳罩；勞動者暴露于工作場所LEX,8h≥95 dB的應選用護聽器SNR≥34 dB的耳塞、耳罩或者同時佩戴耳塞和耳罩，耳塞和耳罩組合使用時的聲衰減值，可按兩者中較高的聲衰減值增加5 dB估算。

驗證：使用3M Earfit聽力防護驗證系統(tǒng)來測定3M某一型號護聽器在個人耳道內(nèi)的實際聲衰減值（PAR），用公式“員工暴露值——雙耳綜合PAR = 防護后暴露值＜85 dB ”選用合適的護聽器。

此外，護聽器在選用和佩戴后，降噪后實際接觸的噪聲水平不能大于85 dB降噪不足；也不能噪聲降低到70 dB以下，過度降噪使人會產(chǎn)生隔絕感，對周邊環(huán)境難以適應；如果佩戴護聽器后能將接觸的噪聲水平控制在80～85 dB，或70～75 dB，這是屬于可接受的水平；在佩戴護聽器后，實際接觸的噪聲水平在75～80 dB之間，是最佳的效果。

2.護聽器的特點

護聽器分為耳塞、耳罩兩大類，耳塞又分為揉搓型的泡棉耳塞和免揉搓型的耳塞。

耳塞的特點：體積小，重量輕，適合熱環(huán)境佩戴，不妨礙其他防護用品，對低頻噪聲防護效果較好，便宜。但是耳塞較易遺失，佩戴方法較復雜，不方便遠距離監(jiān)察，不適用患耳道感染疾病者。

耳罩的熱點：佩戴方法較為簡單，比較容易取得較好、穩(wěn)定的防護效果，便于遠距離監(jiān)察。但是耳罩體積大，較重，高溫環(huán)境感覺不舒適，可能妨礙其他防護用品的佩戴，價格較高。

3.銅冶煉廠護聽器的選用建議

首先，根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測的噪聲暴露值，若噪聲超過85 dB，應選用符合以上內(nèi)容講到的防護和驗證能達到的降噪要求的護聽器。

其次，在銅冶煉廠，粉塵和煙塵大且環(huán)境相對較臟，所以不建議使用揉搓型的耳塞，因為比較臟的手指揉搓耳塞時容易使耳塞越來越臟，戴進耳道里很不衛(wèi)生，易引發(fā)耳道疾病。此時建議使用免揉搓型的耳塞或者耳罩。在冶煉爐、轉(zhuǎn)爐、電爐等高溫環(huán)境中，不建議佩戴耳罩，因為戴耳罩易出汗使悶熱感增強，導致員工佩戴不舒服，此時也建議佩戴免揉搓型的耳塞。

眼面防護用品

銅冶煉工藝流程中危害眼面部的主要職業(yè)危害因素如下：

1.粉塵、煙氣和酸性液體

礦粉、輔料粉塵和煙氣會可能對眼睛造成外傷，應該選用防塵密封護目鏡。例如：通過美國ANSI/ISEA Z87.1—2010《職業(yè)和教育的個人眼部和臉部防護設(shè)備》標準中D4防塵測試要求的防塵護目鏡。

酸性液體會對眼睛和面部皮膚造成腐蝕性的外傷，應該選用防化學護目鏡。例如：ANSI/ISEA Z87.1—2010《職業(yè)和教育的個人眼部和臉部防護設(shè)備》標準中D3防液體飛濺測試要求的防化學護目鏡。

2.高溫熔融物和金屬飛濺物冶煉爐旁邊的高溫熔融物，應選用護目鏡加防熱輻射的面屏。個人防護用品的正確使用和保養(yǎng)

選擇了合適的防護用品不一定能起到應有的防護效果，還需要使用者正確使用與維護。如果錯誤使用了防護用品，可能達不到任何防護效果。所以，在使用任何個人防護用品前，應閱讀使用說明書，了解其產(chǎn)品的功能、限制、佩戴方法、使用和維護過程中應該注意的事項等，或者聯(lián)系防護用品生產(chǎn)商咨詢相關(guān)使用和維護的注意事項。以下列舉一些工人使用防護用品不正確的情況：

呼吸防護用品：把頭戴式口罩剪斷自行改造成耳戴式；頭戴式口罩只戴了一根帶子在頭上，另一根沒戴；口罩的金屬鼻夾沒有摁壓，導致密合性差有顆粒物泄漏；把口罩頭戴或面罩的頭架戴在安全帽外面，沒有戴在頭部會導致呼吸器密合性差有顆粒物泄漏；把口罩或面罩的里面加墊一層棉布使呼吸器密合性差導致有顆粒物泄漏；面罩長時間佩戴不清潔導致老化和破損；把面罩上的濾棉正反面放反，影響濾棉使用壽命；在濾棉承接座里疊放兩片及兩片以上濾棉增加了呼吸阻力同時也影響過濾效果，等等。

聽力防護用品：泡棉耳塞沒有正確揉搓佩戴，預成型耳塞也沒有正確佩戴，導致耳塞沒有插入耳道起不到有效的降噪效果；雙手在佩戴耳塞之前比較臟，因此容易弄臟耳塞影響耳道衛(wèi)生；耳罩沒有完全把耳朵罩住，影響降噪效果等不好的現(xiàn)象。

眼面部防護用品：選用的眼罩和安全眼鏡與面部不貼合，有較大間隙，有危害物從間隙飛濺進去的風險；清潔保養(yǎng)眼罩或安全眼鏡不到位，導致使用壽命短，更換頻率高。