Алюминий, несмотря на то, что человечеству он стал известен, как металл, относительно недавно, прочно вошел в нашу жизнь. Сегодня трудно найти хотя бы одну отрасль человеческой деятельности, в которой не применялся бы алюминий. Если существует металл, то существуют способы его обработки, при которых возникает пыль этого материала. Алюминиевая пыль широко используется человеком, при этом она нанесет серьезный ущерб его здоровью, если пренебречь требованиями техники безопасности.
Описание
Размеры пылинок алюминия прямо зависят от того, как обрабатывают материал. В зависимости от типа производства, образуются пылевые частицы различных размеров, (в мкм):
- до 0,1;
- от 0,1 до 10;
- свыше 10.
Частицы первой группы образуют дым, и присутствуют, в основном, в прокатных или литейных цехах алюминиевых заводов, не оснащенных фильтрующими установками. Вторая группа частиц создает облако и может образоваться не только в литейных и прокатных местах, но и прессовочных и формовочных цехах. Более крупные частицы получаются при обработке алюминия всеми видами резания – сверление, пиление, рубка и т.д. Предельная концентрация пыли алюминия в воздухе зоны работы на предприятии составляет 2 мг\м³.
Алюминиевую пыль относят к группе А взрывоопасных загрязнителей, класс II. Это означает, что в обычной среде возгорание невозможно, но длительное тепловое воздействие может вызвать самовозгорание. Если к алюминиевой пыли добавить воду, то произойдет высвобождение большого объема водорода, что создает хорошие причины для взрыва. Поэтому, в сочетании с водой, пыль алюминия взрывоопасна.
Состав и ГОСТ
Самый известный вариант такой пыли – алюминиевая пудра. Это очень тонко помолотые части (порошок) алюминия, в виде серебристо-серых пластинок. Применяется в качестве алюминиевых колеров различного назначения при производстве лакокрасочных изделий. Применяется пудра в пиротехнике и при производстве газобетона. Изготавливается она из первичного алюминия марки А5 и выше, или его отходов, соответствующих по своему составу марке А5.
В состав порошка, в зависимости от марки, могут входить примеси в виде железа и кремния, не превышающие 0,5% от общего объема. Присутствующие в порошке примеси меди и марганца, не могут превышать 0,05%, а вода – не более 0,2%. Самый большой процент примеси – до 4% дают жировые добавки.
Основным нормативным документом, регулирующим производство пудры на территории РФ. является ГОСТ 5494-95 «Пудра алюминиевая. Технические условия».
Источники пыли алюминия на производстве
Основными источниками пыли алюминия являются:
- алюминиевые заводы – предприятия, получающие первичный алюминий путем гидролиза глиноземных руд;
- предприятия, производящие продукцию из первичного алюминия;
- производства, работающие с изделиями из алюминия и его сплавов;
- производители алюминиевой пудры и изделий с ее применением.
Пыль алюминия появляется в результате его обработки резанием, ковкой, формовкой, литьем, переплавкой. Производства лакокрасочной и пиротехнической продукции, применяющие пудру, а также линии по изготовлению газобетона тоже ее использующие, вносят немалый объем в образование пыли алюминия из частиц пудры.
Вред алюминиевой пыли для здоровья
По уровню влияния на человеческий организм, такую пыль относят к 3-ему классу опасности. Влияние загрязнителя заключается в провоцировании болезней бронхов и легких, проблем с клетками печени и центральной нервной системой. При длительном вдыхании паров алюминия, например, при его выплавке или сварке, в легких произойдет разрастание соединительной ткани, затрудняющей их вентилирование. Длительное дыхание алюминиевой пыли с крупными частицами (до 5 мкм), приведет к эмфиземе легких, диффузному пневмосклерозу или тяжелой форме пневмонии.
Для снижения влияния алюминиевой пыли на организм человека необходимо, в первую очередь, защищать органы дыхания. Средствами индивидуальной защиты могут быть:
- ватно-марлевая повязка;
- респиратор;
- в особо сложных условиях – противогаз.
При применении ватно-марлевых повязок или даже обычных медицинских масок, для повышения эффективности необходима их частая замена. Респиратор более эффективен и дольше работает.
Одной защитой органов дыхания от алюминиевой пыли не уберечься – попадая на кожу, ее частицы смешиваются с пОтом и получаются производные вещества, способные проникнуть в организм через кожу. При работе с алюминием, необходимо применять защитные костюмы и средства защиты лица и глаз. Слизистая оболочка глаз тоже не является серьезным препятствием на пути проникновения соединений алюминия в организм.
Очистка воздуха на производстве
При проектировании устройств очистки воздуха от алюминиевой пыли нужно учитывать тот факт, что эта пыль является взрывоопасной. Применять необходимо взрывозащищенные очистители с картриджными или рукавными фильтрами. Если необходимо очистить воздух с высокой концентрацией пыли, то применяют установки с круглыми рукавными фильтрами.
На схеме обозначены позиции:
- Подающие сопла.
- Магистраль сжатого воздуха.
- Электроклапан.
- Поток сжатого воздуха.
- Рукавный фильтр.
- Каркас фильтра.
- Бункер для сбора и отвода пыли.
Большую эффективность в процессе очистки воздуха показали скрубберы – устройства для мокрой очистки воздуха. При работе с алюминиевой пылью воду применять нельзя, но можно применять другие жидкости или пену. Пенный скруббер работает по принципу генерации пены, которая улавливает пыль из прокачиваемого через очиститель воздуха. Перфорированные тарелки скруббера обрабатывают жидким веществом, которое при перемешивании с газом образует очищающую пену.
Для эффективной очистки воздуха и других газов, используют насадочные газопромыватели – цилиндрические вертикальные полости, внутри которых размещаются различные насадки. Они хорошо улавливают пыль, частички которой хорошо смачиваются, и не обязательно водой.
Для точечной вентиляции, например, для удаления пыли из воздуха рабочей зоны применяют специальные взрывозащищенные пылесосы промышленного типа. В них камера закачки воздуха, с установленными внутри, фильтрующими картриджами, отделена от камеры очистки и камеры выпуска очищенного воздуха. Это позволяет не только очистить рабочее место от алюминиевой пыли, но и недопустить возникновения пожара или взрыва.
Неплохо зарекомендовали себя и фильтры циклонного типа, в которых грязный воздух раскручивают по кругу. Подчиняясь законам физики, частицы пыли, имеющие больший вес, чем воздух, центробежной силой прижимаются к стенкам циклона, откуда впоследствии удаляются.
Для более эффективной очистки воздуха и от алюминиевой пыли и снижения ее вредности, рекомендуется применять комплекс установок с фильтрами различного типа. Например, мобильная установка может быть размещена рядом с индивидуальным рабочим местом, а большая установка с фильтрами рукавного типа будет очищать воздух всего производственного помещения. Учитывают при проектировании очистительной установки и размеры цеха или другого подразделения – например, для маленького цеха достаточно мобильного циклона, а в больших металлургических цехах и установки очистки воздуха более мощные.
5 фактов об алюминиевой пыли, которые должен знать каждый сотрудник
- Алюминиевая пыль быстро соединяется с кислородом при комнатной температуре, поэтому при работе с алюминием или его отходами необходимо соблюдать меры предосторожности.
- Чем меньший размер имеет частица алюминиевой пыли, тем выше вероятность пожара или взрыва. Самыми опасными считаются мелкие частицы (меньше 100 микрон), поэтому при удалении пыли необходимо применять только взрывозащищенные устройства.
- Если в воздухе присутствуют не только мелкие, но и крупные частицы, то возрастает риск взрыва или пожара, с высокоскоростным горением.
- Пыль необходимо постоянно убирать – чем больше накоплено пыли, тем сильнее будет пожар.
- При смешивании алюминиевой пыли с водой происходит выделение тепла и водорода, что также может поспособствовать возникновению пожара или взрыва.
Чтобы избежать негативных последствий при работе с алюминием и его пылью, необходимо использовать взрывозащищенное оборудование. Если к очистке воздуха на предприятии планируется привлечь стороннюю организацию, то необходимо проверить наличие у нее специальных разрешительных документов, а также опыта работы именно с алюминиевой пылью, первичным алюминием или его соединениями.