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-
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.
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-
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