1.主题内容
本指导书简要介绍了冶金工艺的基本过程,该工艺过程所涉及的主要危险危害因素和进行职业健康安全管理体系审核时应特别注意的事项。 2.适用范围
本指导书供编制冶金工业各专业职业健康安全管理体系审核指导书和进行职业健康安全管理体系审核时参考使用。
3.铝冶金工艺的简要说明
3.1铝冶金的基本概念和作用
现代铝冶金工艺,如按所用原料不同,可归纳为原铝生产和再生铝生产两大类:如按生产顺序和产出的产品不同,可分为氧化铝生产和电解铝生产两个部分。 3.1.1原铝生产,是以铝矿石为原料,经过氧化铝溶出、净化除杂、焙烧脱水、熔盐电解、浇铸成型等多道工序,获取金属铝(叫做“原生铝”)的作业过程。
3.1.2再生铝生产,是以铝废、碎料为原料,经过预处理分选,再加覆盖熔剂并以适当方式加热、熔化、除杂浇铸成型等工序,获取金属铝(叫做“再生铝”)的作业过程。同原铝相比较,再生铝生产工艺少、电耗低(每吨铝耗电量相当于原铝生产所需电量的5%左右)、环境效果好。
3.1.3氧化铝生产
氧化铝一般是作为生产金属铝的中间产品。目前主要生产方法分三类,即碱法、酸法和电热法。碱法,就是用碱(氢氧化钠、碳酸钠)处理铝土矿,使氧化铝和二氧化硅等分离开来。酸法,是用酸(硫酸、硝酸、盐酸等)分离氧化铝和二氧化硅等。电热法是用电能加热而促使其分离。酸法和电热法在工业上使用尚少。碱法是当前世界上生产氧化铝的主要方法。
碱法,由于处理矿石的品位不同,一般又分为拜耳法、烧结法和联合法。
3.1.3.1拜耳法
适于处理铝硅比(即矿石中氧化铝与二氧化硅的重量比值)高的优质铝矿石。目前世界上
氧化铝生产主要是拜耳法。我国平果铝业公司氧化铝生产采用的就是拜耳法工艺。
拜耳法的生产特点,是用浓氢氧化钠(即苛性碱)溶液高压侵压出铝土矿,使氧化铝成为一种可溶性物质(铝酸钠)进入溶液,二氧化硅等成为固体物质,经过分离处理,纯净的铝酸钠溶液再经种子(即新鲜的氢氧化铝)分解得氢氧化铝,再经焙烧等处理,就可得氧化铝。
3.1.3.2烧结法(或称碱—石灰烧结法)
烧结法可以处理铝硅比低的铝矿石。这类矿石我国有丰富的藏量。在生产上已经有了比较成熟的经验。
生产特点,是用纯碱(即苏打或碳酸钠)、铝土矿和石灰石一起烧成熟料,然后用赤泥水(洗涤氧化铝生产残渣过滤后的含碱溶液)浸出,使可溶性铝酸钠溶解,与不溶性的二氧化硅、氧化铁等分离,脱硅净化后的铝酸钠溶液再经碳酸化和种子分解、焙烧等处理,就得到氧化铝。
拓展市场3.1.3.3联合法
就是根据拜耳法和烧结法工艺上的优缺点,取长补短而发展起来的。由于两法前后使用情况不同,又分为串联法和并联法。
串联法,即先用拜耳法处理铝土矿,然后用烧结法再处理其赤残渣。这种方法适合于处理含硅高铁低的中等品位的铝土矿。
并联法,就是拜耳法和烧结法同时使用。此法适合处理在同一矿区既有高品位铝土矿,又有低品位铝土矿的情况,这种方法和串联法都已用于工业生产。
3.1.4电解铝生产
是把氧化铝中的铝转变成金属铝的过程。此过程是在电解槽中进行的。过程的原理,是在电解槽中装有冰晶石与氧化铝等组成的电解质,通入电流后,一方面由于电极间产生热使电解质熔融变成离子状态,另一方面由于电化学作用,铝在阴极上析出,呈液态,随着电解过程的进行,铝积累多了即可用真空抬包车吸出,经澄清或净化处理后铸成铝锭。
电解槽有预焙阳极和自焙阳极之分。预焙阳极一般分为多阳极块和连续预焙两种。自焙阳极又有侧插棒与上插棒的区别。电极都是用碳素材料制成的。
3.2铝冶金工艺的基本过程
该工艺过程一般可分为两个彼此互有联系(衔接)而又单独生产的单位,即氧化铝生产和电解铝生产。必要时,有的电解铝厂还有阳极糊或阳极块制备生产部分。
现将氧化铝生产、电解铝生产和阳极块制备过程列示如下:
原 料 | 方 法 | 盾构机过站基 本 过 程 |
铝硅比高的铝矿石 | 拜耳法 | 湿磨—高压溶出—稀释—沉降分离—澄清过滤—种分—沉降分离—氢氧化铝洗涤—焙烧—氧化铝—包装、出售 |
铝硅比低的铝矿石 | 烧结法 | 原料磨制—烧成—中碎—溶出—沉降分离—脱硅—种分—氢扬化铝洗涤—焙烧—氧化铝—包装、出售 |
铝硅比中等的铝矿石 | 联合法 | 铝土矿—拜耳法溶出—分离—铝酸钠溶液—与来自烧结法的精液相混合—种子分离、蒸发及其它—氢氧化铝焙烧—氧化铝包装、出售 |
氧化铝 | 熔盐电解法 | 原料混合制备—电解槽电解—铝液澄清净化—铸造—铝锭、出售 |
焦炭、沥青、重油等 | 阳极制备 | 破碎—锻碎、筛分—级配—混捏—压型—生阳极—焙烧—清理组装—阳极块(成品)、自用或出售 |
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4.涉及的主要危险危害因素
4.1废气排放的影响
该工艺过程中会产生大量的含SiO2工业粉尘、烟尘、含氟烟气、沥青烟和含硫烟气等污染物,对作业环境造成严重的污染。
4.2热辐射和电磁辐射
氧化铝生产的熟料烧成和氢氧化铝焙烧,以及电解铝生产都是在高温下进行,热辐射问题和电解槽、整流设备的电磁辐射则成为重要的环境因素。
4.3突发事故的发生
铝冶金工艺要使用电、油、气、碱等物品极易造成触电、中毒、爆炸等事故。因此,对化学药剂等有毒物品的重点管理;油槽及可燃气和液化汽防火的控制;对可燃气等爆炸的预防,以及有毒物质的安全控制等应成为重要的预防措施。
5.审核注意事项
5.1相对而言,铝冶金工艺在有金属工业中属于有毒有害物品种类比较多,危害较重的一个工艺过程。在审核时必须对其全过程的危害因素及控制给予特别关注。
关于构建和谐劳动关系的意见5.2电解铝生产过程中含氟、含沥青烟等有毒有害气体危害和排放的控制方法及程序的合理性,在审核时要特别注意对其控制文件及运行控制进行深入地了解和观察。
5.4铝冶金工艺过程的热辐射和电磁辐射,是该工艺过程中比较特殊的有害因素。审核过程中,应特别注意对这两个因素的控制及其控制效果。
6.重金属冶金的基本概念和作用
6.1重金属主要包括铜、镍、钴、铅、锌、镉、锡、锑、汞等常用金属,密度的都在6g/cm3以上。
重金属冶金,是以矿石为原料,经过矿物加工和金属加工,将矿石中含有的重金属提炼制成商品的生产工艺。对重金属而言,提取出来的重金属主要还是要制成半成品,经过精炼也可以制成适于工业直接应用的有金属材料。
根据重金属生产主要过程的特点,现代重金属生产所采用的工艺流程可大致划分为全火法流程、全湿法流程、火法—湿法联合流程及火法—湿法两用流程四大类:
6.1.1全火法流程
是以全火法流程为主,由焙烧、熔炼到精炼为成品都是在高温下进行的,如铜、镍、铅、锌等的生产。
6.1.2全湿法流程
全部采用湿法工艺处理的工艺。如低品位氧化铜矿、铜矿山的废石堆,浮选尾矿和含铜废水等不适合用火法冶金而需全部采用湿法工艺进行处理。
6.1.3火法—湿法联合流程
在这种联合流程中火法和湿法是前后紧密衔接,相辅相成的。这种流程大都是先经过脱硫焙烧、造硫熔炼、吹炼、烧结焙烧、还原熔炼等火法过程产出粗金属或其半成品,然后采用侵出、净化、溶剂、萃取、电解等湿法过程获得纯金属或其他工业原料。如电铜、电铅、镍钴生产等。
6.1.4天霁网论坛火法—湿法两用流程
某些矿物原料的处理即可采用全火法流程,也可采用全湿法流程。也就是说,这两种流程可按照地区的具体条件或矿物原料中的某些特点,有一定的选择性。例如竖罐蒸馏辅以精馏精炼的火法炼锌与湿法炼锌两种流程。
6.2重金属冶金工艺的基本过程
重金属的种类既多,矿物原料性质又非常复杂,故提取方法亦多种多样。重金属的原料有氧化矿、硫化矿、硫氧混合矿等。不仅如此,往往几种金属共生一起,嵌布状态也极为紧密。因此,重金属冶金的最大特点是工艺过程繁多,设备复杂。即使对每一种金属来说,也是花样十足,各显神通,并且还在不断变化改进之中。现将铜、镍、铅、锌、锡五种重金属冶金的基本过程列表如下:
原料 | 流程 | 基本过程 |
硫化铜精矿 | 火法—湿法 湿法 | 熔炼—吹炼—精炼—电解—电铜 焙烧—浸出—萃取—电积——电积铜 |
氧化铜矿 | 湿法 | 焙烧—浸出—萃取—电积—电积铜 |
硫化镍精矿 | 火法—湿法 湿法 | 焙烧—熔炼—吹炼—磨浮—电解—agps是什么意思设备安装规范电镍 1、 焙烧—氨浸—蒸氨—氧化镍 2、 加压氨浸出—氢还原—镍粉 3、 焙烧—浸出—置换 |
氧化镍矿 | 火法—湿法 火法 火法、湿法 湿法 | 1、 熔炼—吹炼—精炼—电解—电镍 2、 干燥、煅烧、预还原—熔炼—精炼——镍铁 1、 焙烧——常压氨浸—蒸氨沉镍—氧化镍(或金属镍) 2、 高压釜硫酸浸出—中和净化—硫化氢还原—硫化镍精炼—精镍 |
硫化铅精矿 | 火法—湿法 全火法 | 烧结焙烧—还原熔炼—火法精炼—电解—电铅 烧结焙烧—还原熔炼—火法精炼除铜等杂质—最终得精铅 |
硫化锌精矿 | 全火法 全湿法 | 1、 焙烧—制团—焦结—蒸馏—精馏—精锌 2、 烧结焙烧—还原熔炼—铅液冷凝—精馏—精锌 焙烧—浸出—净液—电积—电锌 |
氧化锡精矿 | 火法 | 焙烧—还原熔炼—粗锡—精炼—精锡 |
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7.涉及的主要危险危害因素
7.1废气的危害
重金属冶金,在原料准备、精矿烧结和焙烧、精炼及烟气制酸等过程中,会产生大量的工业粉尘和烟尘,含硫、含汞、镉、砷等有害元素的气体,对作业环境造成严重的污染,对作业人员会造成严重的危害。
7.2热辐射及电磁辐射的危害
火法冶炼是在高温下进行,热辐射问题和高频设备的电磁辐射则成为重要的环境因素。
7.3突发事故的发生
重金属冶金工艺使用电、油、酸、气等物品,极易造成触电、中毒、爆炸等事故,因此,对化学药品等有害化学品的重点管理,对可燃气及液化气及酸槽的有效管理及火灾预防,以及有毒物质的安全控制成为重要因素。
8.审核注意事项
8.1重金属冶金工艺在生产过程中污染物的产生最大、种类多,其中有些毒性也比较大,如何控制其对作业环境的污染,控制的效果如何,是审核时应予以特别注意的问题。
8.2铜、镍、铅、锌硫化精矿在火法冶金过程中排出的二氧化硫,可以作为生产硫酸的原料。任意排放则是污染作业环境的因素。在审核时要特别注意对其控制效果及制酸过程是否会危及操作者进行深入地调查和了解。
8.3重金属冶金工艺过程中从事冶炼的设备高压熔炼时产生的热辐射和电磁辐射是该工艺过程中比较特殊的危害因素。在审核时应特别注意对这两个危害因素的控制及其控制效果。
8.4重金属冶金工艺过程中,操作不当,其熔融金属会飞溅,甚至爆炸造成周围操作者烫灼受伤。
8.5冶炼设备的电源安全用电在审核时应予以关注。
8.6审核对所使用的化学物品的保管领用等环节的制度建立及运行情况。
8.7审核冶炼过程中所使用的或产生的可燃气体的有效管理。
8.8该工艺设备种类多,噪声源多种多样,在审核时要注意设备种类、噪声源的强度、控制措施及其效果
9.相关标准
GB12801-91 生产过程安全卫生要求总则
DL408-91 电业安全工作规程
TJ36-79 工业企业设计卫生标准
GB16203-96 作业场所工频电场卫生标准