книги из ГПНТБ / Оздоровление условий труда при интенсифицированном производстве никеля методические рекомендации утверждены 6 мая 1974 г

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РСФСР ГЛАВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ ИНСТИТУТОВ

И КООРДИНАЦИИ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

л е н и н г р а д с к и й н а у ч н о -и с с л е д о в а т е л ь с к и й и н с т и т у т

ГИГИЕНЫ ТРУДА И ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ ЗАБОЛЕВАНИИ

УТВЕРЖДАЮ

Зам. начальника Главного управле­ ния НИИ и координации научных исследований

профессор В. М. СЕРГЕЕВ

6 мая 1974 г.

ОЗДОРОВЛЕНИЕ УСЛОВИИ ТРУДА

ПРИ ИНТЕНСИФИЦИРОВАННОМ

ПРОИЗВОДСТВЕ НИКЕЛЯ

Методические рекомендации

ЛЕНИНГРАД

1974 .

ВВЕДЕНИЕ

Получение чистого никеля путем электролиза остается до­ минирующим способом, который обеспечивает возрастающую потребность промышленности в этом металле.

Увеличение объема выпуска никеля достигается как пу­ тем создания новых производственных мощностей, так и пу­ тем интенсификации процесса электролиза в действующих це­ хах и на действующем оборудовании.

Цехи электролиза никеля состоят из двух главных, разме­ щаемых в самостоятельных производственных помещениях, отделений: электролизного и очистного. Многолетними иссле­ дованиями Ленинградского НИИ гигиены труда и профзабо­ леваний было показано, что наиболее постоянным неблаго­ приятным фактором в помещениях цехов электролиза никеля является аэрозоль растворов, который образуется вследствие наличия в рабочих растворах газов и, в первую очередь, воз­ духа.

В60-х годах в очистных отделениях стали использовать более совершенное аппаратурное оформление и, как пока­ зали результаты исследований, многие виды оборудования отличаются гигиенической целесообразностью, так что соз­ дающиеся в этих отделениях неблагоприятные условия труда

восновном обусловлены недостатками эксплуатационного ха­ рактера.

Вэлектролизных отделениях за многие годы не было вне­ дрено каких-либо мероприятий, способных существенно улуч­ шить гигиеническую характеристику условий труда. Так, освобождение католита от содержащихся в нем газов перед выпуском в ванны или устройство над ваннами аспирируемых укрытий до настоящего времени не вышло за пределы проверки в опытных условиях; не получила широкого распро­ странения подача католита затопленными струями; пол­ ностью закрытые коммуникации для анолита вместо желобов встречаются лишь на отдельных участках и т. д. Попытка

3

оздоровления условий труда в цехах электролиза никеля, главным образом, средствами общеобменной вентиляции не дала надлежащего эффекта в борьбе с загрязнением помеще­ ний аэрозолем растворов. В этих условиях решается вопрос о внедрении на предприятиях, принятых уже в течение не­ скольких лет в одном из цехов, технологических параметров электролиза никеля, позволяющих увеличить производитель­ ность ванн.

В основе интенсификации процесса находится изменение соотношений концентраций ионов «SO4» и «С1» в электролите путем существенного увеличения концентраций «С1» •— ионов и некоторого снижения концентраций ионов «SO4». Это изме­ нение позволяет вести электролиз при более высоких плот­ ностях тока, использовать электролит с относительно боль­ шим содержанием никеля и пропускать через ванну в еди­ ницу времени сравнительно большее количество электролита, что и обеспечивает высокую производительность ванн.

САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОИЗВОДСТВА

Процесс электролиза никеля протекает в электролизных циркуляционных ваннах осаждения.

Анодами в них являются пластины чернового никеля, ко­ торый при электролизе переходит в раствор вместе с содер­ жащимися в нем примесями, а катодами —•пластины чистого никеля, получаемые в специальных матричных ваннах. Элек­ тролит в электролизных ваннах состоит из двух, отличаю­ щихся по составу, растворов. Раствор у анодов — анолит со­ держит катионы никеля, кобальта, меди, железа и некоторые другие и анионы «S 04» и «С1», в растворе у катодов— католите— при наличии тех же анионов, преобладают катионы никеля.

Перемешивание анолита и католита предупреждается пу­ тем устройства катодных диафрагм из плотной ткани. Ванна представляет собой группу ванн— ячеек до 36—40 шт. в од­ ном бассейне. Электролизные ванны занимают основную часть площади предназначенных для них производственных помещений — электролизных отделений.

Анолит из ванн по специальным желобам поступает в сборники, из которых транспортируется на очистку от приме­ сей в очистное отделение. Освобожденный от примесей рас­

4

твор— католит подается в катодные ячейки электролизных ванн.

Процесс электролиза протекает при температуре раствора 66—76°, подогрев происходит за счет электрохимических про­ цессов.

Обслуживание электролизных ванн сводится к наблюде­ нию и поддержанию их в рабочем состоянии. В электролиз­ ном отделении выполняются и операции, требующие большой затраты физического труда: сдирка листов никеля с катодов матричных ванн; правка катодов и их выгрузка; чистка ванн — разгрузка от катодного никеля, извлечение катодных диафрагм и анодного скрапа, слив электролита и удаление осевшего шлама.

Для характеристики условий труда, создающихся при ин­ тенсифицированном процессе электролиза никеля была про­ ведена сопоставительная гигиеническая оценка электролиз­ ных отделений, где процесс ведется при традиционных техно­ логических параметрах (цех 1) и электролизного отделения

сновой технологией (цех 2). Кроме того, выполнено не­ сколько серий экспериментальных исследований, которые по­ зволили на тех же объектах наблюдать процессы электролиза

сразными технологическими параметрами в идентичных ус­

ловиях.

В качестве гигиенических показателей, характеризующих условия труда электролизных отделений, были выбраны кон­ центрации никеля, представленного в составе аэрозоля в виде растворимых в воде соединений *, а также температура и от­ носительная влажность воздуха. Первый из перечисленных показателей определялся и при экспериментальных исследо­ ваниях в ограниченном пространстве над ваннами, выбран­ ными для опытов. Концентрации, полученные в процессе экспериментов, являются хотя и условными, но сопостави­ мыми между собой показателями, указывающими на интен­ сивность образования аэрозоля растворов в том или другом случае.

Среди различных технологических параметров электро­ лиза никеля следует отметить, что при новой технологии в растворах содержится 103,8— 109,8 г/л никеля вместо 66,5—

* Никель определялся общепринятым методом, изложенным в книге Е. А. Перегуд и Е. В. Гернет «Химический анализ воздуха промпредпри-

ятий», 1970 г.

5

71,5 г/л, pH католита 3,4—5,8 вместо 2,5, плотность тока 340

вместо 236—263 А/м2.

Помещение электролизного отделения цеха 1 оборудовано системой вентиляции, осуществляющей общий воздухообмен по схеме «снизу — вверх». Подача приточного воздуха произ­ водится в рабочую зону через щели в полу по периметру элек­ тролизных ванн, а также через поворотные насадки и жалю­ зийные решетки в пристенных каналах. Удаление воздуха производится шахтами, установленными по кровле здания. В электролизном отделении цеха 2 смонтриована общеобмен­ ная приточно-вытяжная вентиляция с механическим по­ буждением. Подача приточного воздуха осуществлена в верх­ нюю зону сосредоточенно и в рабочую зону — через щели по периметру ванн. Удаление воздуха производится из верхней зоны осевыми вентиляторами, установленными в наружной стене помещения.

Количество воздуха, подаваемого на 1 м2 зеркала ванн для цеха 1 — 536 м3/м2-час, для цеха 2 — 800 м3/м2-час.

Путем определения никеля в пробах воздуха, отбирав­ шихся одновременно над электролитом и на расстояниях от него, было подтверждено, что ванны в обоих цехах являются источником выделения аэрозоля растворов. При этом концен­ трации никеля над ваннами в цехе 1 составляли 0,120—

3,080 мг/м3, а в цехе 2 — 0,011—0,552 мг/м3. Концентрации никеля, обнаруженные в зоне дыхания рабочих колебались соответственно от 0,005 до 1,430 мг/м3и от 0,011 до 0,116 мг/м3.

Таким образом, концентрации никеля в цехах 1 и 2 прак­ тически во всех случаях превышали допустимую величину

(0,005 мг/м3).

Экспериментальные наблюдения проводились в трех каме­ рах. Поскольку в практике цеха 1 католит в ванны подавался падающими струями, а в цехе 2 — затопленными, то, в инте­ ресах сопоставимости, в каждой камере определение концен­ трации никеля производилось при обоих способах подачи ка­ толита.

Результаты исследований в экспериментальных камерах приведены в таблице.

Сопоставление средних концентраций * никеля в камерах при подаче католита в ванны падающими струями со сред­

* Здесь и в дальнейшем различие между средними концентрациями статистически достоверно.

6

ними концентрациями при затопленных струях во всех слу­ чаях подтверждает, что подача католита в ванны затоплен­ ными струями позволяет существенно снизить интенсивность образования аэрозоля.

Основные результаты определения концентраций никеля в трех экспериментальных камерах

Средние концентрации никеля при подаче католита, мг/м3

Как видно из таблицы, при одинаковых технологических параметрах (камеры 2 и 3) имеет место прямая зависимость между величинами плотности тока и концентрациями аэро­ золя над ваннами. Что касается сопоставления средних кон­ центраций в камерах 2 и 1, то, как и при сравнении результа­ тов анализа проб воздуха в цехах, можно отметить, что при новой технологии электролиза не имеет место ухудшение со­ стояния воздушной среды. Найденные при эксплуатации элек­ тролизных ванн по новой технологии величины концентраций аэрозоля в большей части случаев даже более низкие. Оче­ видно, образование аэрозоля над ваннами зависит от различ­ ных причин и повышение плотности тока является лишь одной из них, причем не всегда приобретающей преимущест­ венное значение.

Относительная влажность воздуха в цехах 1 и 2 в период исследований (зимний период) была, как правило, невысокой. Что касается температуры воздуха, то в цехе 2 значительно чаще имели место случаи, когда в помещении преобладали температуры, которые превышали допускаемые для электро­ лизных цехов 20—24°, достигая 30, 32 и даже 38°. Однако, как

7

показал анализ, менее благоприятный температурный режим в цехе 2 по сравнению с цехом 1 связан, в первую очередь, не с особенностями технологии, а с сосредоточенной подачей перегретого воздуха (до 38°).

ПУТИ ОЗДОРОВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВА

Полученные материалы исследования указывают, что для создания благоприятных условий труда при интенсифициро­ ванном процессе электролиза никеля, необходимо осущест­ вление тех же оздоровительных мероприятий, которые следо­ вало реализовать при эксплуатации отделений электролиза в условиях традиционной технологии.

1.В целях борьбы с аэрозолем растворов, источником ко­ торого служат электролизные ванны, следует оборудовать по­ следние вентилируемыми укрытиями, допускающими обслу­ живание ванн. При отсутствии укрытий подача католита в ванны должна осуществляться затопленными струями, католит перед подачей в ванны необходимо освобождать от со­ держащихся в нем газов, pH растворов следует максимально повысить, а также ограничить насыщение растворов газами на переделах очистки (внедрение контролируемой дозировки газообразных реагентов, в том числе, воздуха; ликвидация способа передачи растворов открытыми струями; изъятие обо­ рудования, в котором такие струи имеются, например, рам­ ные фильтр-прессы и т. д.).

2.Для исключения в электролизных отделениях других источников загрязнения воздушной среды аэрозолем: заме­ нить желоба для анолита трубами; спуск анолита осуществ­ лять через тройники, обеспечить надежное укрытие и аспира­ цию сборников анолита; усилить эксплуатационный надзор, позволяющий предотвратить пролив растворов в простран­ ство под ваннами или на рабочие площадки.

3.Для предупреждения проникновения аэрозоля раство­ ров в электролизные отделения с поступающим воздухом сле­ дует осуществить ряд мероприятий:

1) не допускать перемещения загрязненного аэрозолем воздуха из других отделений в отделение электролиза путем обеспечения компенсации притоком удаляемого воздуха.

2) запретить даже кратковременную эксплуатацию при­ точных систем на полную или частичную рециркуляцию;

8

3) исключить возможность попадания растворов в подзем­ ные приточные каналы через смотровые люки и воздухорас­ пределительные устройства.

4. Метеорологические параметры в электролизных отделе­ ниях в зимнем режиме должны находиться в следующих пре­ делах:

температура воздуха 20—24°, относительная влажность воздуха не выше 65%.

Для обеспечения требуемых параметров рекомендуются, следующие мероприятия.

1) Организация воздухообменов:

а) при условии укрытия ванн ■— удаление воздуха из под укрытий и подачу приточного воздуха сосредоточено в верх­ нюю зону;

б) при эксплуатации открытых ванн — удаление воздуха из верхней зоны и подачу его в подванное пространство.

Для поступления ‘ воздуха в помещения обслуживания ванн, вокруг последних должны оставаться огражденные бор­ тами зазоры шириной 100 мм, укрытые решетками. Удаление воздуха следует производить через незадуваемые шахты с механизированными регулирующими клапанами.

2)Автоматическое регулирование температуры приточ­ ного воздуха.

3)В зонах обслуживания электролизных ванн на период работы над ваннами необходимо обеспечить рабочие места аэраторами, установленными на спецкранах.

5. Для размещения оборудования по приготовлению нике­

левых основ в электролизных отделениях должны выделяться самостоятельные производственные площади.

6.Наружные ограждения электролизных отделений дол­ жны исключать образование конденсата на их поверхности.

Взимнее время должно предусматриваться двойное остекле­ ние окон. Фонари должны иметь вертикальное остекление и желобы для отвода конденсата.

7.Полы в помещениях, включая пространства под ван­ нами, должны иметь уклоны к трапам для отвода смывных вод в приемные емкости и гладкое водонепроницаемое покры­

тие. В проходах между рядами ванн допускаются деревянные настилы. Стены должны быть гладкими и иметь покрытие из антикоррозийных материалов.

8. Для облегчения условий труда следует механизировать трудоемкие операции:

9