彭 燦,石力博,張紅丹,龍潛文
(湖南有色環(huán)保研究院有限公司,湖南 長(zhǎng)沙 410100)
銅冶煉工藝設(shè)備日益向大型、高速、連續(xù)、自動(dòng)、精密、節(jié)能和環(huán)保型方向發(fā)展,但銅冶煉工藝過程中產(chǎn)生的職業(yè)危害因素種類繁多,其中鉛塵(煙)、砷及其無(wú)機(jī)化合物、鎘及其化合物、砷化氫等危害因素均為高毒物品,生產(chǎn)員工長(zhǎng)期接觸可對(duì)人體健康產(chǎn)生較大的影響,甚至導(dǎo)致相關(guān)急、慢性職業(yè)病。為了從根本上減低各類職業(yè)危害損傷,從源頭上控制生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的危害因素的濃度,各企業(yè)紛紛設(shè)置防塵、防毒設(shè)施,但仍有職業(yè)病病例發(fā)生。因此控制效果的好壞需要進(jìn)行評(píng)估研究。
某銅冶煉企業(yè)年處理55.5萬(wàn)t混合精礦,生產(chǎn)陰極銅10萬(wàn)t/a;生產(chǎn)過程中使用的原輔材料主要有:混合銅精礦、渣精礦、石英石、氧氣、天然氣等。主要由火法冶煉、濕法冶煉組成。主要生產(chǎn)工藝為:原料(渣精礦、混合銅金礦、石英石)→配料→混合料爐→底吹熔煉爐→P-S轉(zhuǎn)爐吹煉→回轉(zhuǎn)陽(yáng)極爐精煉→圓盤澆鑄→陽(yáng)極板→電解→A級(jí)銅(產(chǎn)品)。
首先需要分析銅冶煉工程中職業(yè)危害因素的來(lái)源及分布情況,并對(duì)工作場(chǎng)所的危害因素進(jìn)行定量檢測(cè),研究其檢測(cè)結(jié)果是否超標(biāo);結(jié)合各崗位設(shè)置的防塵、防毒設(shè)施,研究控制是否有效。
1.2.1 職業(yè)危害因素分析
經(jīng)工程分析及工藝調(diào)查,本工程銅冶煉過程使用的原材料混合銅精礦、渣精礦中主要成分為銅、鉛、砷、鎘、鋅、硫等元素,在火法冶煉工藝過程中產(chǎn)生銅煙(塵)、鉛煙(塵)、砷及其無(wú)機(jī)化合物、鎘及其化合物、二氧化硫等危害因素;濕法冶煉電解、凈液工藝過程使用硫酸作為電解液,因此會(huì)產(chǎn)生硫酸(及三氧化硫)、砷化氫等危害因素。
某銅冶煉工程生產(chǎn)過程中產(chǎn)生或存在的職業(yè)危害因素分布情況見表1[1,2]。
表1 生產(chǎn)過程中主要職業(yè)病危害因素及其分布
1.2.2 職業(yè)危害因素檢測(cè)結(jié)果
2020年3月對(duì)本工程各崗位職業(yè)病危害因素進(jìn)行了檢測(cè),檢測(cè)結(jié)果見表2[3],其中:(1)接觸限值依據(jù):《工作場(chǎng)所有害因素接觸限值第1部分:化學(xué)有害因素》(GBZ2.1-2019);(2)表中CSTE為短時(shí)間接觸濃度;CPE為峰接觸濃度;CME為最高接觸濃度;PC-STEL為短時(shí)間接觸容許濃度;PE為峰接觸容許濃度;MAC為最高容許濃度;(3)本論文檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)源于《某銅業(yè)有限公司工作場(chǎng)所職業(yè)病危害因素檢測(cè)報(bào)告》(2020年3月,湖南有色冶金勞動(dòng)保護(hù)研究院)。
表2 各崗位危害因素檢測(cè)結(jié)果匯總表
1.除塵系統(tǒng):配料及輸送系統(tǒng)1#~8#每個(gè)定量給料機(jī)頭部設(shè)除塵罩,排風(fēng)2 000 m3/h;底吹爐上料除塵系統(tǒng)總排風(fēng)量45 500 m3/h;轉(zhuǎn)爐上料除塵系統(tǒng)選用JLPM5B型氣箱脈沖布袋除塵器,總排風(fēng)量18 000 m3/h。
2.環(huán)保排煙系統(tǒng):底吹爐環(huán)保排煙總風(fēng)量280 000 m3/h,環(huán)保煙氣經(jīng)除塵后送至脫硫工段脫硫處理后由環(huán)保煙囪高空排放。環(huán)保煙氣凈化設(shè)備選用氣箱脈沖布袋除塵器一臺(tái),過濾風(fēng)速小于1.2 m/min,過濾面積F=4 800 m2。選用Y4-73-11 No25F(L=377 500 m3/h,H=5 952 Pa,N=1 250 kW)環(huán)保排煙風(fēng)機(jī)一臺(tái)。兩臺(tái)轉(zhuǎn)爐合計(jì)環(huán)保排煙總風(fēng)量320 000 m3/h,環(huán)保煙氣經(jīng)除塵后送至脫硫工段脫硫處理后由環(huán)保煙囪高空排放。環(huán)保煙氣凈化設(shè)備選用氣箱脈沖布袋除塵器一臺(tái),過濾風(fēng)速小于1.2 m/min,過濾面積F=6 000 m2;選用Y4-2X68 No22F(L=500 000 m3/h,H=5 800 Pa,N=1 600 kW)環(huán)保排煙風(fēng)機(jī)一臺(tái)。陽(yáng)極爐環(huán)保排煙總風(fēng)量80 000 m3/h,精煉工段環(huán)保排煙送脫硫處理后經(jīng)煙囪排放。選用LCMD-1850(F=1 850 m2,N=15 kW)布袋除塵器1臺(tái)。煙氣經(jīng)布袋除塵器凈化后經(jīng)1臺(tái)Y4-68-11 No14D(L=108 645 m3/h,H=4 253 Pa,N=250 kW)離心風(fēng)機(jī)排至環(huán)保煙囪。
3.電解車間排風(fēng)系統(tǒng):電解車間內(nèi)電解液高位槽、循環(huán)槽、上清槽、事故槽、濃密溢流槽、陽(yáng)極泥中間槽等設(shè)機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)排除槽內(nèi)產(chǎn)生的酸霧,上述排風(fēng)共設(shè)一個(gè)酸霧凈化系統(tǒng),酸霧排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)排風(fēng)量L=35 000 m3/h。選用BFN No 40型玻璃鋼酸霧凈化塔(附循環(huán)泵N=5.5 kW)凈化后經(jīng)HF-541B(L=40 000 m3/h,H=3 200 Pa,N=75 kW)玻璃鋼風(fēng)機(jī)排入大氣;電解車間電解槽面設(shè)置局部軸流風(fēng)機(jī)10臺(tái)。
4.凈液車間:凈液車間密閉旋流電積槽設(shè)置有機(jī)械排風(fēng)裝置,將有害介質(zhì)排至除害塔吸收凈化處理。
某銅冶煉企業(yè)熔煉爐出銅口設(shè)置集氣罩及煙氣系統(tǒng),但集氣罩控制風(fēng)速不夠,導(dǎo)致出銅時(shí)仍有部分煙氣逸散,導(dǎo)致鉛煙、砷及其無(wú)機(jī)化合物的濃度超標(biāo);熔煉爐出銅時(shí)有部分煙氣逸散上升到車間上部,熔煉行車窗戶密閉不嚴(yán)且無(wú)凈化供風(fēng)或新風(fēng)設(shè)施,導(dǎo)致行車室的鉛煙濃度超標(biāo);熔煉爐下料口未設(shè)置收塵罩,下料時(shí)因物料落差產(chǎn)生粉塵毒物的逸散,導(dǎo)致砷及其無(wú)機(jī)化合物的濃度超標(biāo),造成該崗位職業(yè)病危害因素的控制效果不佳。給料、配料、熔煉爐出渣、轉(zhuǎn)爐進(jìn)料、陽(yáng)極爐進(jìn)料、圓盤絞鑄、電解、凈液等崗位銅煙(塵)、鉛煙(塵)、砷及其無(wú)機(jī)化合物、鎘及其化合物、二氧化硫、硫酸、砷化氫等危害因素的濃度均符合國(guó)家職業(yè)接觸限值,職業(yè)病危害因素控制有效[4~6]。
銅冶煉工藝過程中產(chǎn)生多種危害因素,近年來(lái)由于工藝設(shè)備的改進(jìn),設(shè)備自動(dòng)化程度不斷提高,部分設(shè)備采用密閉的運(yùn)行方式,且在產(chǎn)生毒物、粉塵的崗位均設(shè)置了收塵系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)、機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)等防護(hù)設(shè)施,能有效防止粉塵、毒物的逸散。但由于設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試等方面的原因,導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)控制效果達(dá)不到預(yù)期。在本項(xiàng)目中由于熔煉爐出銅口集氣罩控制風(fēng)速不夠,無(wú)法完全覆蓋熔煉爐出銅口產(chǎn)生的煙氣,進(jìn)而導(dǎo)致鉛煙、砷及其無(wú)機(jī)化合物的濃度超標(biāo)。行車窗戶密閉不嚴(yán)且無(wú)凈化或新風(fēng)設(shè)施,導(dǎo)致行車室的鉛煙濃度超標(biāo);熔煉爐下料口未設(shè)置收塵罩導(dǎo)致塵毒超標(biāo)。其他崗位因防護(hù)設(shè)施正常有效,粉塵、毒物的濃度能夠得到有效控制。
提示我們應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況加大熔煉出銅口、出渣口集氣罩的控制風(fēng)速,并定期維護(hù)和檢修;熔煉行車門窗應(yīng)密閉,并設(shè)置凈化或新風(fēng)設(shè)施;熔煉爐下料口在不影響工藝操作情況下應(yīng)設(shè)置收塵罩,防止粉塵、毒物的逸散。