奥斯麦特铜冶炼工艺的主要危险因素与安全防护
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摘要：由于奥斯麦特铜冶炼工艺复杂，作业场所存在高温金属熔融物和有害烟尘，具有显著的危险性，必须采取相应的安全防护措施。本文通过对该工艺过程的火灾、爆炸、灼烫和中毒等危险因素的分析，指出了应重点采取防护措施的危险源，并针对安全技术、安全管理等方面提出了防护措施。认为对其给予落实，就能够进一步促进生产安全。
关键字：奥斯麦特、铜冶炼、危险因素、安全防护
中图分类号：P624.8 文献标识码：A 文章编号：
奥斯麦特铜冶炼是以奥斯麦特熔炼炉(下简称奥炉)为核心的火法炼铜工艺，奥炉生产采用顶吹喷枪熔池技术，富氧空气经金属软管送入喷枪，喷枪从炉顶喷枪孔插入熔池，高速喷入熔体中。生产中维持熔池所需的热量，由炉料熔炼反应热和喷枪喷入的煤粉燃烧热提供，喷嘴停止工作时，以柴油作为燃料进行保温。
总体工艺流程是以原料铜精矿等为原料，使用奥炉熔炼、转炉吹炼、固定式阳极炉火法精炼生产阳极铜；采用常规较大极板电解法生产阴极铜；铜熔炼和吹炼产生的含SO2烟气经余热锅炉、电收尘器收尘混合后进烟气制酸系统。
1、火灾、爆炸
（1）奥炉熔炼过程中的爆炸
奥炉采用炉壁喷淋水强制冷却方式，在炉壁各个部分形成均匀的水膜，分别在炉体圆柱部分、锥体部分和平炉盖设置相应的喷水管，在出渣口和出铜口采用水套强化冷却。各路回水最终沿炉壁流下，经汇水槽汇入低位积水器，在自流到循环水泵房的热水池，最后回水冷池循环使用。
水质不良、水泵失效、冷却水管道堵塞或破裂、水池缺水，可造成冷却水系统供给不足，从而造成炉体温度升高；炉体漏水、水温检测失灵、水压过低等也可造成炉体温度持续升高。如果高温金属熔融将炉体烧穿，将导致高温金属物与冷却水接触，并造成冷却水迅速汽化、膨胀，从而造成金属熔融物爆炸。炉衬破损也可造成循环水与高温金属熔融物接触并造成爆炸。
另外，如果排放口和溜槽内潮湿有水，高温熔体接触低温水份，存在爆炸的危险，使用潮湿的工具与高温金属熔融物接触易造成熔融物喷溅。
如果未设置防止泡沫渣装置、未采取有效的泡沫渣控制措施，由于炉渣渣型、炉渣温度、渣中磁性氧化铁含量等控制不当造成炉渣粘度提高，溶池中反应气体排出受阻，使炉渣体积急剧膨胀，可冒出炉外发生泡沫渣事故。
（2）转炉吹炼过程中的爆炸
如果铜锍放出口、溜槽、铜水包内潮湿有水，高温金属熔融物与水接触存在爆炸的危险。
（3）火法精炼过程中的火灾爆炸
吹炼后的液态粗铜用包子倒入阳极炉中，燃烧煤粉以维持炉内热平衡。如果煤粉喷吹管道破裂，造成煤粉在车间内喷洒、弥漫，煤粉遇点火源可迅速燃烧、爆炸。
（4）煤粉喷吹过程中的火灾、爆炸
煤粉制备车间火灾危险性为乙类，设备、设施存在隐患，或违章作业易导致火灾、爆炸。
2、灼烫
如果在出渣、出铜、铜水包运输等作业时，防护距离不足或未采取屏蔽等措施，肢体不慎与高温金属熔融物或炉渣接触可造成灼烫。
阳极板浇铸作业场所未采防护措施，肢体不慎接触尚未冷却的高温阳极板或铜液可造成灼烫。
电解车间工人在配制电解液、取放极板和检修作业时，如果未正确穿戴防护用具、作业环境通风效果不好等，接触电解液或吸入其蒸汽均可导致化学灼烫。
如果各熔炼炉的出铜（渣）岗位通风除尘效果差，将导致作业区充满烟尘。烟气中含有腐蚀性的硫化物，吸入可灼伤呼吸系统。
3、机械伤害
一旦带式输送机、圆盘造粒机、给料机和各类泵、风机等机械设备缺少防护装置，易造成机械伤害。
4、中毒、窒息
若产生烟尘的熔炼作业场所通风、排烟设施不完善、烟气收集管道破损、个体防护不当，均会导致人员吸入烟尘导致中毒。
大量吸入铜烟雾可引起金属烟热。长期接触铜尘的工人常发生接触性皮炎和鼻、眼的刺激症状，引起咽痛、咳嗽、鼻塞、鼻炎等，甚至引起鼻中隔穿孔。长期吸入尚可引起肺部纤维组织增生，并导致血液内铜离子浓度超标，对人体内脏器造成损害。
电解车间作业人员意外食用电解液也可导致中毒。
5、粉尘
铜精矿、煤粉、石灰石、石英石等炼粉状物料的运输、使用过程中，如果未采取吸尘、降尘和个体防护措施，易造成粉尘危害。
二、主要技术防范措施
根据《有色金属工程设计防火规范》GB50630-2010、《铜冶炼厂工艺设计规范》GB50616-2010和《有色金属冶炼厂电力设计规范》GB50673-2011等标准的要求，应采取如下技术防范措施：
1、冶炼生产厂房内具有熔融体作业区的防火设计应符合下列规定：
（1）作业范围内严禁设置车间生活间；
（2）应采取防止雨雪飘淋室内的措施，严禁地面积水；不应在场地内设置水沟和给、排水管道；
（3）厂房的耐火等级二级。
2、受炽热烘烤、熔体喷溅、明火作用的区域，不应设置控制室，当确需设置时，其构件应采用不燃烧体，并应为门、窗和结构构件采取防火保护措施；当具有爆炸危险时，尚应设置有效的防爆设施。
3、炉底附近严禁敷设地下电缆，并不得设置水管阀门井。铜锍口、渣口及熔体流槽下方严禁敷设电线电缆、燃料管道。铜锍安全坑必须采取防渗透、防积水措施。
4、冶炼炉控制室应避开加料、排料（渣）炉口等区域配置，控制室在炉体方向不应设窗户。控制室必须设置安全疏散通道。
5、用于吊运熔融体或进行浇注作业的厂房起重机（吊车）应采用冶金专用的铸造桥式起重机。
6、运输熔融体物料应设置安全专用通道；在铜锍等熔融介质水渣池的两侧，应设置混凝土的防爆（防火）墙。
7、顶吹浸没熔炼设备安全措施必须符合下列规定：
（1）喷枪应设置紧急提升装置，应设有双电源或直流电源供电系统。
（2）应设置防止泡沫渣装置和采用有效的泡沫渣控制技术。
（3）炉体冷却元件供水不得中断，水压应稳定，冷却水应使用硬度低的净化水。
8、在铜锍水碎池的两侧必须设置混凝土防爆墙。
9、应在顶吹炉的操作平台、控制室等地设置系统紧急停止按钮，该按钮动作时，必须停止顶吹炉的空气、氧气、燃料和物料的供应。
三、安全管理防护措施
企业应建立安全管理组织机构，制定安全管理文件、安全管理制度、岗位安全操作规程，做好安全培训，重点加强如下工作：
1、做好职业危害防护
（1）应当为劳动者提供符合国家职业卫生标准的职业病防护用品，并督促、指导劳动者按照使用规则正确佩戴、使用，不得发放钱物替放职业病防护用品。
（2）应当对职业病防护设备、应急救援设施进行经常性的维护、检修和保养，定期检测其性能和效果，确保其处于正常状态，不得擅自拆除或者停止使用。
2、安全资金投入
生产经营单位应当具备安全生产条件所必需的资金投入，由生产经营单位的决策机构、主要负责人或者个人经营的投资人予以保证。
3、事故应急救援预案
《安全生产法》确立了事故应急救援制度，应急救援在事前预防和事中抢险起着重要作用，可有效减少人员伤亡，应按《生产经营单位安全生产事故应急预案编制导则》AQ/T9002-2006编制事故应急预案并进行演练。
四、结论
由于铜冶炼企业生产危险性较大，要求在技术防护和安全管理方面采取全面、合理、可行的措施。而作业人员必须加强对本行业的认识，提高自身安全意识，杜绝违章操作，这样才能保证自身安全。