Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

1495

.pdf
Скачиваний:
29
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
33.32 Mб
Скачать

рассева на три фракции на двухситный грохот 8. Мелкая фракция и крупная, измельченная в дробилке 9, возвращаются в качестве ретура

в гранулятор, а

товарная

фракция

подвергается кондиционированию

и направляется

на склад

готовой

продукции.

На рис. 11.56 приведена «безретурная» схема получения нитроам­ мофоски из расплава с гранулированием его в башне. Ортофосфорная кислота (54,3% Р2 О5) из сборника 1 центробежным насосом 2 перекачивается в напорную емкость 3. Азотную кислоту (47% HNO3 ) из сборника 4 центробежным насосом 5 перекачивают в напорную емкость 6. Из напорных емкостей 3 и б ортофосфорная и азотная кислоты поступают в смеситель 7, в котором с помощью мешалки тщательно перемешиваются. При этом предусмотрена линия подачи конденсата в смеситель в случае необходимости понижения концент­ рации смеси кислот. Смесь кислот из смесителя перетекает в сбор­ ник 8, из которого центробежным насосом 9 перекачивается в напор­ ную емкость 10, а далее в нейтрализатор 11.

Газообразный аммиак поступает в нейтрализатор по пяти тру­ бам, погруженным в раствор. Процесс нейтрализации ведут до значения pH 2,8— 3,2, при котором в растворе будут находиться дигидрофосфат и нитрат аммония. За счет теплоты реакции темпе­ ратура в нейтрализаторе поддерживается 120° С. При этом часть воды испаряется и концентрация раствора повышается до 76%. Раствор из нейтрализатора перетекает в сборник 12, из которого

поступает на выпарку. Процесс выпарки

ведут при температуре

170° С и остаточном давлении 0,3 атм.

Конечную концентрацию

раствора доводят до 98%, процесс ведут в однокорпусном выпар­ ном аппарате с выносной греющей камерой и с естественной цир­ куляцией. В этих условиях соли находятся в расплавленном состо­ янии, твердая фаза не выделяется.

Плав из выпарного аппарата стекает в сборник 14, в который пода­ ется пылевидная фракция целевого продукта. Из сборника центробеж­ ным насосом 15 плав перекачивают в напорную емкость 16, установ­ ленную на грануляционной башне. Из напорной емкости плав переливается в смеситель 17, в котором интенсивно перемешивается с загружаемым хлоридом калия. С целью предотвращения процесса кон­ версии хлорида калия с нитратом аммония и образования хлорида ам­ мония, что значительно увеличило бы вязкость раствора и привело бы к загустеванию суспензии, емкость смесителя должна быть небольшой, чтобы продолжительность пребывания массы в нем не превышала 40— 50 с. Исходя из этих условий, поступающий на смешение хлорид калия предварительно высушивают, подвергают размолу и подогревают в смесителе до температуры 165— 170° С. Из смесителя реакционная масса самотеком поступает в распылитель 18 (~300 об/мин), откуда распыливается в грануляционную башню 19 в виде капель. Образую-

653

Рис. 11.56. «Безретурная» схема получения нитроаммофоски из расплава с гранулированием его в башне:

1 —сборник Н3ГО4 ; 2 —насос H3 P 0 4; 3 —напорный бак Н3 ГО4; 4 —сборник HNOj; 5 насос HNO3 ; 6 —напорный бак HNO3 ; 7 —смеситель; 8 —сборник смеси кислот; 9 —насос для смеси кислот; 10— напорный бак; 11 —нейтрализатор; 12 —сборник; 13 — выпарной аппарат с вынос­ ной греющей камерой; 14 —сборник для плава; 15 —насос для плава; 16 —напорный бак для плава; 17 —смеситель для КС1; 18 —распылитель; 19 —грануляционная башня; 20 — вентилятор; 21 —скребок; 2 2 —ленточный конвейер; 23 —охлаждающий барабан; 2 4 —элеватор; 25 —грохот; 26 —дробилка; 2 7 —циклон; 2 8 — вентилятор; 29 —барабан-кондиционер; 30 —бункер для припудривающей добавки; 31 —конденсатор; 3 2 — ваку­

ум-насос; 33 —скруббер; 34 — насос

щиеся в башне гранулы с температурой 90° С собираются в нижней части башнй и скребком 21 передаются на ленточный конвейер 22. Це­ левой продукт охлаждается воздухом в барабане 23, откуда элеватором 24 подается на рассев в двухступенчатый грохот 25. Мелкая фракция из грохота, пыль из циклона 2 7 и измельченная крупная фракция в дробилке 2 6 направляются на смешение с плавом в сборник 14. Целе­ вой продукт с размером гранул 1,5— 3,5 мм поступает в барабан-конди­ ционер 29, в котором опудривается кизельгуром или инфузорной зем­ лей и направляется на склад готовой продукции.

Получаемый по рассмотренной схеме продукт состава 17:17:17

содержит: 40% NH4NO3 ; 30% NH4 H2PO4 ;

27,5% КС1 и 1 % влаги.

На производство 1 т целевого продукта

расходуется:

ортофосфор-

ной

кислоты

( 1 0 0 % Н3РО4) — 0,235

т,

азотной

кислоты

( 1 0 0 %

HNO3 ) — 0,308

т, аммиака

(100%) —

0,125

т,

хлорида

калия

(60%

К2 0 ) — 0,228

т,

кизельгура — 34 кг,

пара

(0,3

и

1,5

МПа) — 0,34

т, электроэнергии — 79,2 МДж.

 

 

 

 

 

 

Нитрофосфаты. Ф и з и к о - х и м и ч е с к и е

о с н о в ы

п р о ­

ц е с с а р а з л о ж е н и я

п р и р о д н о г о ф о с ф а т а а з о т ­

н о й

к и с л о т о й . В процессе разложения фосфата азотной кисло­

той образуется раствор (вытяжка), состоящий в основном из свободной ортофосфорной кислоты и нитрата кальция. В зависимо­ сти от последующей переработки вытяжки можно получать как азот­ ные или фосфорные удобрения, так и двойные или тройные, также сложные удобрения с широким диапазоном соотношения питатель­ ных веществ.

Процесс разложения фосфатов азотной кислотой является сложным процессом, протекающим по следующему основному уравнению:

Ca5 (P04)3F + IOHNO3 = ЗН3РО4 + 5Ca(N03 ) 2 + HF

Содержащиеся в природных фосфатах примеси также взаимодей­ ствуют с азотной кислотой:

(Mg,Ca)CC), + 2H N03 = (Mg,Ca)(N03 ) 2 + С 0 2 + Н20

М20 з + 6 HNO3 = 2М (Ш 3)з + ЗН20

CaF2 + 2H N03 = Ca(N03 ) 2 + 2 HF

При наличии в фосфатах соединений железа (II) они окисляются азотной кислотой:

FeO + 4H N03 = Fe(N03 ) 3 + N 0 2 + 2Н20

ГЛАВА 12

САНИТАРНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩ ЕСТВ

И ПРОМ Ы Ш ЛЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

В разделе приведены сведения о санитарно-технических нормах в технологии неорганических веществ, а также степени их вредного вли­ яния на здоровье людей, работающих в этих производствах. При этом описывается общий характер действия конкретного химического сое­ динения на организм человека, предельно допустимые концентрации (ПДК) исходных видов сырья, полуфабрикатов, готовой продукции и их возможных смесей, указаны причины, условия и дозы, вызывающие отравление (острое и хроническое). Приведены также сведения об ин­ дивидуальных средствах защиты обслуживающего производство персо­ нала и методах оказания первой медицинской помощи пострадавшим.

12.1.СОЕДИНЕНИЯ НАТРИЯ

Вприроде встречается в составе минералов: галита (каменная соль), мирабилита (глауберова соль), чилийской селитры (природный нитрат натрия), буры (декагидрат тетрабората натрия) и др.

Получается электролизом расплава NaCl и NaOH. Металлический натрий у работающих в производстве вызывает

тошноту, изжогу, боли в эпигастральной области. У производственни­ ков отмечены также нарушения функции нервной и пищеваритель­ ной систем, раздражение слизистой верхних дыхательных путей. В процессе соприкосновения с влажной кожей или одеждой натрий воспламеняется и вызывает ожоги.

Исходя из перечисленного, обслуживающий персонал в производ­ стве обеспечивается спецодеждой из нейлона, стекловолокна, а также индифферентными и гидрофобными мазями.

В производстве обеспечивается устранение контакта металличе­ ского натрия с влажным воздухом и водой.

Металлический натрий хранят под слоем керосина.

Хлорид натрия. Токсическое действие обусловлено в основном раздражающими свойствами. При этом необходимо иметь сведения о

22Химическая технология

657

неорганических веществ, кн.

I

содержащихся природных примесях (соли мышьяковистых, цианидо­ водородной и других кислот). Природные примеси могут вызвать воспаление верхних дыхательных путей, вплоть до прободения носо­ вой перегородки.

В процессе вдыхания распыленного в камере 10%-ного раствора хлорида натрия отмечается отложение кристаллов NaCl в легких. В условиях периодического воздействия пыли хлорида натрия с кон­ центрацией 95— 150 мг/м3 у рабочих возникает особый симптомокомплекс отравления («синдром соляной пыли»), характеризующийся го­ ловными болями, болями в грудной и эпигастральной областях. Объективно — хроническое воспаление слизистой носа, язвочки на носовой перегородке, в гортани, трахее, а также коньюнктивиты и кератиты. Рентгенологически — признаки поражения носовых и лоб­ ных пазух, а также явления пневмосклероза.

У рабочих, занятых дроблением и упаковкой соли, засолкой ры­ бы,— папулезная высыпь на внутренней стороне предплечий, глубо­ кие болезненные, не заживающие продолжительное время язвы на тыльной стороне пальцев и кисти. Поражения могут осложняться ин­ фекцией. В производстве замечены также случаи высыпи с покрасне­ нием и отечностью лица, век и ушных раковин у рабочих, занятых очисткой хлорида натрия. Возможно также выпадение волос, измене­ ние в ногтях и иногда их выпадение.

Основной мерой предупреждения заболеваний является снижение запыленности воздуха в процессе добычи и переработки исходного хлорида натрия и чистого NaCl.

Карбонат натрия. Карбонат натрия иногда вызывает изъязвление слизистой оболочки носа, раздражение дыхательных путей, конъюнк­ тивит, желудочно-кишечные заболевания. В процессе погрузочно-раз­ грузочных работ у рабочих происходит омертвление крупных участ­ ков кожи на руках и спине, а при отпадении струпа обнажаются глубокие изъязвления. В процессе длительной работы с растворами возможны: 1) экземы; 2) разрыхление кожи; 3) дерматиты (развива­ ются при концентрации 1,8— 2,0%, редко — при 1,5%; 4) изъязвления кожи типа «птичьих глазков». Глаза поражаются растворами карбона­ та натрия лишь при концентрации выше 2%.

Предельно допустимая концентрация для карбоната натрия 2 мг/м3. Работник в производстве карбоната натрия должен носить защит­ ные очки, резиновые перчатки, а также костюм из плотной ткани.

12.2. СОЕДИНЕНИЯ КАЛИЯ

Металлический калий получают взаимодействием расплавленного гидроксида или хлорида калия с металлическим натрием при высо­ кой температуре.

658

Действие металлического калия идентично с действием элементного натрия.

Хлорид калия. Хлорид калия находится в природе в виде минера­ лов: сильвина КС1, сильвинита KCl-NaCl, карналлита КСЬМеСЬ-бНЮ

каинита KCl-MgS04-3H20 и др.

6

2 ’

В процессе производства хлорида калия у рабочих отмечаются изменения на ЭКГ и снижение выделения витаминов С и Bj с мо­ чой. Рабочие же подземных выработок калийных руд страдают гной­ ничковыми болезнями кожи, заболеваниями периферической нервной системы, гипотонией, нарушениями тонуса парасимпатического отде­ ла вегетативной нервной системы.

Пыль калийсодержащих руд резко ухудшает заживление кожных ран, вызывает мацерацию пограничных здоровых участков кожи, спо­ собствует развитию гнойной инфекции. У рабочих, контактирующих с каинитом, отмечаются дерматиты с везикулезными вспышками на фоне отека и гиперемии кожи, воспаление слизистой оболочки глаз.

Основной мерой оздоровления условий труда является ликвидация запыленности воздуха в процессе добычи и переработки минералов.

12.3. СОЕДИНЕНИЯ МЕДИ

Основными неорганическими соединениями меди являются: ок­ сид, хлорид, оксохлорид, нитрат, гидроксокарбонаты, сульфат и гидроксосульфат меди. Широко применяются в народном хозяйстве аце­ тат и оксоацетат меди.

Токсическое действие меди и ее неорганических соединений. Медь содержится в организме в основном в виде комплексных орга­ нических соединений и играет важную роль в процессах кроветворе­ ния. Во вредном действии избытка меди в организме предполагают реакцию ее с SH-группами ферментов. С колебаниями содержания меди в сыворотке и коже связывают появление депигментации кожи. Соединения меди, вступая в реакцию с белками тканей, оказывают раздражающее действие на слизистые оболочки верхних дыхатель­ ных путей и желудочно-кишечного тракта.

Попадание сульфата или ацетата меди в желудок человека вызы­ вает тошноту, рвоту, боли в животе, понос, быстрое появление гемо­ глобина в плазме крови и моче. Процесс может вызвать желтуху, анемию, снижение резистентности эритроцитов. Возможна также сульфгемоглобинемия, билирубинемия (до 2,6— 7 мг%) вплоть до смер­ ти при явлениях острой почечной недостаточности. Описан острый

гастроэнтерит при

потреблении воды, содержащей медь (44

мг/л).

При

попадании внутрь 0,2— 0,5 г солей меди вызывают

рвоту,

1— 2

г — тяжелые,

а иногда смертельные отравления.

 

В процессе зачистки медных валов, шлифовке медных шайб, свар­ ке и резке изделий из меди, прокатке медных болванок или чистой медной проволоки, дуговой плавке медного лома в воздух выделяется пыль меди и ее оксиды. В двух последних случаях концентрация меди в воздухе составляет 0,22— 14 мг/м3. При этом через 1— 2 ч у работаю­ щих появляется раздражение слизистых, сладкий вкус во рту, а спустя несколько часов — головная боль, слабость (особенно в ногах), покрас­ нение зева и конъюнктивы, тошнота, боль в мышцах, иногда рвота и понос, разбитость, озноб, температура 38— 39° С. Такая же картина на­ блюдается при вдыхании пыли карбоната меди, распылении оксида ме­ ди (концентрация по меди 0,03— 0,12 мг/м3), а также в процессе чистки аппаратов от остатков соединений меди. В процессе сухой протравки зерна карбонатом меди (фунгицид содержит также сульфат меди и до 0,005% мышьяка) через несколько часов — сильный озноб, температу­ ра до 39° С и выше, проливной пот, общая разбитость, боли в мышцах, головная боль, а также раздражение слизистой глотки и гортани, ка­ шель с зеленой мокротой не только во время лихорадки, но и после нее. Все это обычно сопровождается бронхитом. «Медно-протравная лихорадка» обычно продолжается в течение 3— 4 дней. Отличительной особенностью «медно-протравной» и вообще «медной лихорадки» по сравнению с «литейной (цинковой)» является поражение желудоч­ но-кишечного тракта.

В процессе хронической интоксикации медью и ее соединения­ ми возможны функциональные расстройства нервной системы, на­ рушение функции печени и почек, изъязвление и перфорация но­ совой перегородки.

В производстве изделий из меди и ее сплавов (3,7— 9,4 мг/м3) заре­ гистрированы церебральные ангионеврозы, снижение фагоцитарной активности лейкоцитов, титра лизоцима и бактерицидной способности сыворотки крови. При этом повышается содержание меди в волосах.

В процессе электролитического рафинирования меди, когда ее пыль действует в сочетании с парами серной кислоты и неблагоприятным микроклиматом, у обслуживающего персонала отмечают снижение им­ мунобиологической реактивности, поражение зубов и слизистой оболоч­ ки рта, язвенную болезнь желудка. У сварщиков и резчиков (стаж 1— 3 года, концентрации аэрозоля 1,6— 45 мг/м3) не обнаружено признаков пневмокониоза и хронической интоксикации. Среди работающих с мед­ ными порЬшками при стаже более пяти лет снижается жизненная ем­ кость легких, наблюдается билирубинемия и нарушается функция пече­ ни. При этомчасть рабочих жалуется на изжогу, боли в области желудка, плохой аппетит и тошноту. У рабочих медных рудников (пыль меди 40— 70 мг/м3) резко увеличено содержание гемоглобина и числа эритроцитов, содержание меди в сыворотке крови. Кроме того, у них на­ блюдается усиление сосудисто-бронхиального рисунка, уплотнение кор-

660

ней легких, базальная эмфизема, повышается активность медьоксидазы

иуровня сиаловых кислот в крови, воспаление и фиброз десен.

Урабочих, соприкасающихся с соединениями меди, кожа лица, волос и конъюнктива глаз иногда окрашены в зеленовато-желтый или зе­ леновато-черный цвет, на деснах темно-красная или пурпурно-красная кайма. Медь, ее соли и оксиды раздражают кожу, а пыль раздражает глаза и вызывает изъязвления роговицы. Описаны случаи аллергиче­ ских дерматитов при контакте с медью и латунью, положительные кожные пробы на медь выявлены почти у половины больных или пере­ болевших дерматитами или экземой, а также у части здоровых рабочих цеха электролиза меди и у металлистов. Известны случаи аллергиче­ ского дерматита у рабочих, переносивших мешки с сульфатом меди, у работающих с телефонными проводами, а также при воздействии ни­ трата меди при приеме лекарственного средства, содержащего медь. Ученые-медики связывают выраженные аллергенные свойства меди с высокой способностью проникать через эпидермальный барьер в кожу.

Опоражении слизистых у рабочих, опрыскивающих виноградники

бордосской жидкостью (концентрация аэрозоля в зоне вдыхания 1— 130 мг/м3), свидетельствует увеличение в четыре раза числа лейко­

цитов

на слизистой оболочке носа через

2— 3

ч.

С

пищей человек ежедневно получает

2— 5

г меди, из которых

усваивается около 30%. В крови человека циркулирует медь, лабиль­ но-связанная с а 2-глобулином (церулоплазмином, образующимся в печени). До 90% меди откладывается в печени. Выделение же из ор­ ганизма происходит в основном через желудочно-кишечный тракт. У работающих с соединениями меди повышается ее содержание в кро­

ви,

органах и выделениях.

В

норме кровь содержит 0,06— 0,1 мг ме­

ди,

а моча — 0,016— 0,033

мг/л.

 

При «медной лихорадке»

рекомендовано симптоматическое лече­

ние. При отравлении через рот производят промывание желудка 0,1%-ным раствором K4 [Fe(CN)6], внутрь — тот же раствор (1— 3 сто­ ловые ложки каждые 15 мин) для осаждения и образования малоток­ сичного плохо растворимого комплекса. Кроме того, дают белковую

воду или молоко, 30 г

жженой магнезии, солевое слабительное, а

при болях в животе — 1

мл 0,1 %-ного раствора сульфата атропина

под кожу. Больного помещают в теплое помещение.

Определены следующие значения предельно допустимых концен­

траций:

1)

медь металлическая— 1

мг/м3; 2)

среднесменная

0,5

мг/м3;

3)

кремнемедистый сплав — 4

мг/м3;

4)

оксида меди

0,1

мг/м3; 5) для меди с добавкой до 3% графита,

10% олова и 30% ни­

келя — 0,5

мг/м3; 6) для пыли медно-сульфидной руды при содержа­

нии свободной S i02 менее 10% — 4 мг/м.

 

 

 

Вкачестве индивидуальной защиты в атмосфере аэрозолей меди

иее соединений применяют респираторы Ф-62, У-2К, «Астра-2»,

«Лепесток-200», носят очки ПО-2, ПО-3 и противопылевые очки. Персонал цеха носит пылезащитную спецодежду и после работы принимает душ. При сварочных работах применяют шланговые про­ тивогазы с принудительной подачей чистого воздуха. Основным же мероприятием является предупреждение выделения аэрозолей меди и всех ее соединений.

12.4.СОЕДИНЕНИЯ СТРОНЦИЯ

Внародном хозяйстве широко применяются в основном следую­ щие соединения стронция: гидроксид, хлорид, нитрат, карбонат, суль­ фат и хромат.

Токсическое действие стронция и его неорганически! соеди­ нений. Общий характер действия сходен с действием солей бария. Однако при приеме через рот соединения стронция малотоксичны. Основные нарушения наблюдаются со стороны минерального обмена.

При

введении в желудок хлорида стронция для белых мышей

ЛД50 =

1,03, для белых крыс — 2,79, для морских свинок — 2,84, для

кроликов— 1,51 г/кг. При введении в желудок нитрата стронция для белых мышей ЛД50 = 1,02, для белых крыс— 1,89, для морских сви­ нок— 3,07, для кроликов— 1,6 г/кг. При введении в желудок белых крыс гидроксида стронция ЛД50 = 3,16 г/кг, а при введении хромата стронция ЛД50 = 3,11 г/кг. При всех случаях признаками отравления являются заторможенность, тремор, судороги. На вскрытии: полно­ кровие органов, ожог слизистой оболочки желудка, перитонит (при действии гидроксида стронция).

Через 3, 6 и 9 месяцев после интратрахеального введения крысам 50 мг карбоната стронция в легких увеличивается содержание оксипролина. На вскрытии — явления пневмосклероза. Хроническое отравле­ ние пылью нитрата стронция (14,7 мг/м3, 4 ч ежедневно в течение 4 месяцев) вызывает нарушение функции печени, снижение активности холинэстеразы, повышение содержания щелочной фосфатазы, уровня а-липопротеидов, содержания кальция в крови. На вскрытии — дис­ трофические изменения бронхов, перибронхиальный и периваскулярный склероз, а в кистях — пролиферация остеобластов и остеокластовУстановлено, что концентрацию нитрата стронция 3,2 мг/м3 (4 ч еже­ дневно в течение 4 месяцев) можно считать близкой к пороговой.

При рентгенографическом обследовании 40 аппаратчиков (со ста­ жем работы более 5 лет) у пяти из них выявлены умеренно выров­ ненные диффузные интерстициальные изменения в легких, что связа­ но с вдыханием пыли соединений стронция.

Экспериментально установлено, что ежедневные аппликации ла­ нолиновой мази, содержащей до 70% Sr(N03)2 или SrCl2, на спину

662

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]