電解錳廠生產過程中危險有害因素分析

周笛

（天津大沽化工股份有限公司，天津 300455）

本文從電解錳生產工藝著手，通過對其生產過程存在的危險有害因素進行分析，并提出相應的安全防護措施，為電解錳企業的安全生產提供技術性指導。化液中鈍化，取出，洗板、干燥，敲板，得成品。洗板廢水經污水處理系統中和、除雜，回收再利用[3]。

1 電解錳生產工藝簡介

目前，電解錳生產工藝主要包括三個過程，包括錳礦的開采及制樣、礦石的浸出及溶液凈化、電解三個過程。其生產工藝流程如圖1所示[1]。

（1）錳礦的開采及制樣。包括錳礦石的開采、破碎、篩分、選礦等過程，其中前三個過程由人力和機械共同完成，選礦過程則包括重選、磁選、浮選、火法富集等手段[2]。

（2）浸出及溶液的凈化。包括原料的漿化、硫酸浸出、除鐵、除重金屬、溶液的深度凈化、添加亞硒酸等過程，將電解過程中的陽極液返還，與礦粉混合制漿，再加入一定量的硫酸，其反應原理如式（1）所示。

一般錳礦石中含有大量的雜質元素，如Fe、Al、Ca、Mg、Co、Ni、Cu 等。這些元素的存在對后續電解過程將造成不利的影響，因而需要予以脫除。在硫酸浸出錳礦后，加入MnO2粉及后續加氨除鐵、鋁、鈣、鎂，硫化除 Co、Ni、Cu 等重金屬，將溶液靜置，深度凈化，再添加二氧化硒做添加劑，此時溶液稱為新液。

（3）電解。將新液通入電解槽中，進行電解，以目前工藝，平均生產1t錳需要消耗5000～6000kW/h電量。電解完成后，將附著有錳片的陰極板插入鈍

圖1 電解錳生產工藝流程圖

2 生產過程中主要危險有害因素分析

2.1 錳礦石開采及制樣過程中危險有害因素分析

目前，國內錳礦石需要在地底開采，因而相比露天開采，安全系數大大降低，礦洞的防漏水措施、員工的工作環境等問題需要時刻有保障，若出現工作人員操作失誤，或儀器故障，礦洞內員工與外界信號聯系不通暢，違章作業等均有可能導致事故的發生。

礦石開采過程中，需要使用大量的機械設備，易發生機械傷害。一旦發生機械故障，必須嚴格遵守安全操作規程，請專業維修人員進行檢修，防止機械傷害，并采取相應的防護措施。

礦石經開采后，需要進行破碎、篩分、選礦。在破碎、篩分過程易造成礦石飛濺，易發生物體打擊事故，造成人員傷亡。錳礦后續浸出過程中，將礦物磨成顆粒，帶來大量的粉塵污染，這些顆粒能夠長期懸浮于空氣中，操作人員經呼吸道吸入，容易引起塵肺病，逐漸破壞正常的呼吸功能。在礦石的破碎過程中，應該佩戴過濾式防塵口罩，帶化學安全防護眼鏡，穿化學防護服，帶橡膠手套并注意個人清潔衛生。

選礦需要使用大量的浮選藥劑，隨著洗礦水一起排至周邊環境中，對水體污染嚴重，廢渣隨意堆放，易隨著雨水沖刷，重金屬離子溶解，污染土壤，對生態環境的安全產生不利的影響。因而有必要提高機械自動化進程，減少人員直接參與整個過程，建立廢水處理系統及廢渣填埋場，在開采的同時，恢復周邊生態環境。

2.2 礦石浸出及溶液凈化過程危險有害因素分析

礦石經制樣過程后，先將礦樣與陽極液混合制漿，并加入濃硫酸進行浸出。濃硫酸遇水將放出大量的熱，易灼傷工人皮膚，發生灼燙事故；且由于瞬間溫度過高，硫酸易形成酸霧，腐蝕設備，進行氧化還原反應時會釋出有毒的二氧化硫，吸入對呼吸道損害極大，情況嚴重時可能造成操作者中毒事故。

在溶液中和階段，氨水儲存罐直接放置在生產車間，若控制不好，引起泄露，工作人員極易吸入，造成眼睛、鼻腔等處粘膜受損，引起氨中毒現象。硫化除重金屬、溶液深度凈化尤其是后期添加劇毒的二氧化硒，均是由員工直接手工操作加入，易發生中毒事件。各凈化池直接曝露于空氣中，如果不采取較好的防護措施，溶液中的有害氣體容易揮發，造成呼吸道傷害或中毒事件；若這些場所中扶梯、平臺、圍欄等附屬設施不夠牢固、或檢修后未及時恢復其防護設施，就有可能使操作工人易跌落池中，造成生命危險。

在獲得溶液的同時，產生了大量渣，出渣時，由于下方有人員走動，易造成物體打擊傷害，應對壓濾機采取一定的防護措施。且電解錳廠一般采取建立渣庫直接堆存，但由于渣場防漏措施不嚴格，渣中的大量的重金屬離子、有毒元素、銨鹽將會隨著雨水沖刷滲入到地下水、江河、土壤中，直接危害周邊人和動植物的健康。

2.3 電解過程危險有害因素分析

目前錳的電解均在露天環境下進行，電解液中硫酸銨達到130～150g/L，因而電解時有大量的氨物揮發出來，操作工人如果沒有較好的防護措施，有發生氨氣中毒的危險，而電解槽陰陽極均暴露在外，操作工人踩在上面觀察電解情況，一旦電路設備出問題，可導致操作工人發生觸電事故。電解過程產生的陽極液中含有大量的硫酸，若工作人員穿戴不當，違規操作，可能導致發生腐蝕皮膚的事故。電解錳出槽時，需采用大型起重機，若工作人員操作失誤，或儀器檢修不到位，易發生機械傷害。陰極板需插入劇毒的鉻酸鹽溶液中，取出后直接在工作場所瀝干洗凈，產生的洗板廢水中含有大量的鉻、錳離子，若外排，將嚴重污染周邊水體，引起重金屬中毒事故的發生。因而工廠需要建立相應的廢水處理系統，實現水資源的無害化處理和循環利用。經水洗后，陰極板需要使用烘箱、鍋爐等設備，因而要經常對設備進行檢修，尤其是余熱鍋爐，檢查其爐體腐蝕、疲勞、過熱現象，往往這些因素導致鍋爐耐壓強度降低而引起爆炸事故。

對于產品錳的處理，企業一般直接采取人工敲板的方式，易對人造成機械傷害。有的工廠將錳片磨成錳粉，而金屬錳粉是一種易燃易爆物質，在生產和保存過程中，必須注意防火防爆，且若不注意防塵，錳粉顆粒的吸入易造成錳中毒事件。

3 安全對策措施

3.1 防塵毒措施

在電解錳過程中，應防范有毒物質和粉塵。保證設備和管道的密封性，防止其有毒物質的泄露；改善工作環境，合理通風；設置監測、報警和安全聯鎖裝置，安裝有毒氣體探測器；認真學習安全防護知識，正確佩戴安全防護器材。

3.2 防機械傷害措施

電解錳生產過程中主要用到的大型設備有粉碎機、浮選裝置、反應釜、壓濾機、起重機、電解槽、干燥器等。嚴格按其技術性能和有關規定正確使用；嚴禁拆除機械設備上的自動控制機構、力矩限位器等安全裝置及監測指示儀器、報警器等自動報警裝置、信號裝置，其調試和故障排除應由專業人員負責進行；機械進入作業地點后，施工技術人員應向機械操作人員進行施工任務及安全技術措施交底，熟悉現場作業環境，聽從指揮；必須學會穿戴勞動保護用品。

3.3 防火防爆措施

在電解錳過程中，存在液氨泄漏引發爆炸；鍋爐爆炸；金屬錳粉易燃易爆，與空氣混合形成爆炸性混合物，遇著火源引發爆炸。因此，要保證設備的密封性和可靠性，加強在線監測，并安裝報警裝置和定期檢測聯鎖系統，確保正常運行[4]。選擇可靠材質，增強腐蝕裕度；嚴格控制原料及溶劑中的水份，以減緩系統腐蝕。消防系統嚴格按照防火規范進行設計；設置火災探測器和自動報警裝置及裝置異常監測系統；定期檢查制度，確保正常狀態。

3.4 防灼燙措施

電解錳過程中含有大量的濃硫酸，遇水發出大量的熱，易灼傷人的皮膚。因此在整個生產過程中，加強對腐蝕性危險化學品等容器的日常檢查，及時淘汰不合格的儲存裝置；強化危險源的辨識工作，制定可靠的作業指導書，提高從業人員面對突發事件的處置能力；應正確穿戴個體防護用品，提高從業人員的自我保護意識。

總之，通過對電解錳廠生產過程中主要存在中毒、機械傷害、灼燙、火災和爆炸、粉塵、觸電、水土污染等危險有害因素進行分析，從事故的原因出發，采取相應的安全措施來控制整個過程中事故的發生，對目前電解錳廠的安全管理和清潔生產進行了指導，有一定的現實意義。

［1］ 姚俊,周方欽,麻明友,等.電解錳生產過程中的環境污染問題及對策的研究[J].吉首大學學報（自然科學版）,1997,18(4)：60-62.

［2］ 張曉梅.電解錳行業環境污染原因及防治對策研究[J].西昌學院學報（自然科學版）,2013,27(2)：82-84.

［3］ 林韜,盧立祥,魏建民,等.電解錳生產工藝及設計[J].天津化工,2013,27(03)：26-32.

［4］ 沈郁.異氰酸酯生產過程中危險有害因素及安全防護措施[J].中國安全科學學報.2010,20(2)：143-149.