炼铅奥斯麦特炉尾气的预防

马忠旭， 姜有泽

（1.甘肃有色冶金技术学院， 甘肃 金昌 737100；

2.兰州金川新材料科技股份有限公司， 甘肃 金昌 737100）

尾气处理的风险体现在如若气体控制失效对工作人员和设备的影响。炉体的安全控制需要将瓦斯泄露至周围环境和大气中的时间降到最低。维持安全级别系统和器件需要确保足够的安全，并且符合环境标准。在喷枪被关闭的情况下，炉体气体控制的突然失效将显露许多严重的潜在事故如火焰、烟雾、高热废气、会从炉体较高部分溢出。在这种情况下，建议人员离开工作台从安全出口撤离，如没有监管人员的允许不得再次进入。

配备烟气净化系统的目的是为了移除从给料系统和材料转运冲洗点以及出渣口的收集点逃逸的灰尘和气体。密封装置是作为系统的一部分安装的但是不仅仅限于顶替金属的未使用的室口（燃烧室口，样品室口），喷枪口密封，给料口密封单元，出渣平台和传送系统等。为了维护一个良好的炉体操作环境将设备维持在一个良好的状态下并按要求使用是非常重要的。密封不严密将导致设备废弃或不能使用。如果这些系统未被安装，操作或维持的话，将导致环境变坏，个人受到烟气和废气的侵蚀。

1 尾气污染防控分析

1.1 二氧化硫

二氧化硫主要是化石燃料，矿/精矿和给料物质中含有硫在燃烧或处理过程释放出来的[1]。

二氧化硫（SO2）是无色，活泼的气体，它有刺激性气味，并且是有毒气体[2]。根据研究显示二氧化硫能够引起肺部问题并加重呼吸道疾病（尤其是支气管炎）并且影响肺部自身清洁能力。在对哮喘的重症呼吸道疾病时更为严重[3]。吸入二氧化硫会造成眼睛喉咙和支气管的疼痛，可以引起呼吸的不规律。在一些情况下，吸入后会导致肺部的水肿。二氧化硫在短期内就能够表现出较大的呼吸问题。

二氧化硫会存在于奥斯麦特的气体管道和操作过程中的炉内气体中。当炉内压力变为正值时，也可能存在于炉体邻近的操作夹板中，在炉体接口处有生产气体排出口在出渣口和产品处理区域存在浓聚物。

防治二氧化硫的基本方法包括：

1）在负压强的情况下操作奥斯麦特炉来限制作为过程废气的一部分的二氧化硫。

2）加强奥斯麦特炉的密封来减少过程处理中的挥发性气体的溢出。

3）出闸口上方安置装置来捕获气体。

4）使用PPE 如防毒面罩来作为最后一道防线。

对于已经吸入二氧化硫气体的人员的主要处理步骤包括：

1）将病人移动到一个安全温暖没有二氧化硫的地方。

2）如果呼吸停止，首选的方案就是嘴对嘴立即进行人工呼吸或者使用“氧气气袋装置”或使用当时能够使用的其他装置。

3）立即执行药物急救。

1.2 一氧化碳

一氧化碳的产生是由于不完全燃烧或者原料中含有碳，一般是由于空气或氧气的进气不足。奥斯麦特炉中一氧化碳的产生一般是由于炉内碳还原及（或）如果系统参数设置错误导致的用于完全燃烧的空气或氧气的不足而使得燃料未完全燃烧[4]。

一氧化碳存在于奥斯麦特炉的气体管道中以及熔炉的炉壁中，也有可能从炉体接口和废气排放口溢出。当向炉内添加不正常的还原剂时一氧化碳浓度会增加。

一氧化碳（CO）是无色，无味的气体[6]。血红蛋白与一氧化碳的融合性要远高于氧气，这将导致血红蛋白快速的与一氧化碳融合形成羧基-血红蛋白[7]。一氧化碳这一特性将导致人体缺氧而窒息。吸入一氧化碳的性状有头痛（最初是前额处）恶心，头昏眼花，并且反应迟钝，胸部憋闷四肢无力。这将导致逐渐虚弱，昏迷并死亡。人体由于吸入一氧化碳过多而导致快速昏迷，不一定所有症状都会显示出来。高浓度的一氧化碳（高于5×10-3）将产生迅速的影响并且容易在1 min 之内昏倒。一氧化碳影响的区域取决于空气中一氧化碳的浓度，暴露在一氧化碳中的时间以及身体的强健程度[8]。

从各种不同浓度的一氧化碳中安全撤离的有效时间如表1 所示：

此外必须考虑其他可能出现的有毒性气体。

在需要较高还原条件的地方，要连续监控炉内气体成分，来及时发觉一氧化碳的状态。尾气监控设备需要安装在气体处理系统中，余热锅炉的下游（WHB）。手动的监控设备也必须在炉底可用以防止正压强气流或溢出的气体。

表1 不同浓度一氧化碳安全撤离的有效时间

防止一氧化碳溢出的主要措施包括：

1）连续监控炉子废气中的一氧化碳（适当的位置）。

2）在负压下惊醒窑炉操作防止气体溢出。

3）确保炉体所有接口都已密封完好来防止炉体操作过程中气体的溢出。

4）在进入任何空间以前使用有限空间许可系统（包括气体测试）这样可以在一氧化碳浓度过高时有所保护。

处理一氧化碳中毒人员的主要步骤包括：

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1）将病人转移到一个安全温暖的没有CO 的地点并且立即联系医疗救援。绝对不可以让病人在周围漫走或步行至工厂医疗区域。为病人保温直至救援到来。

2）病人不得返回任何气体区域，除非得到医生的允许，因为一氧化碳在血液中消散的很慢。

3）如果呼吸停止，首选的方案就是嘴对嘴立即进行人工呼吸或者使用“氧气气袋装置”或使用当时能够使用的其他装置。

4）立即执行药物急救。

要防止由于一氧化碳覆盖炉体及（或）尾气处理系统而可能存在的爆炸，操作员知道起因以及这种情况下的危害是非常重要的。炉子控制系统的某一模块设计中有喷枪或管道或作为炉子给料物质为附加的煤炭提供空气/氧气的连锁互锁程序，目的就是防止炉子操作过程中废气中既有一氧化碳又有氧气，进而可能引起爆炸。

1.3 氧化铅

氧化铅主要源自铅烟尘。当温度达到铅熔点以上时，铅和氧化铅烟尘便可能产生。当奥斯麦特炉处于可控状态时（例如负压下），铅蒸汽和氧化铅通过尾气收集系统离开炉体。铅及氧化铅烟尘的最普遍来源是熔炼炉体内的铅蒸汽以及处理含铅烟尘、铅锭和铅渣时。包括铅在内的所有重金属，主要通过吸入和食入进到人体[9]。

当温度超过铅的熔点后，铅会很容易的产生铅烟气，并被氧化成氧化铅，吸入铅烟尘或蒸汽可能会引起上呼吸道和肺部疼痛。接触铅后产生的症状如表2 所示。

表2 接触铅后产生的症状

多数的吸入问题可以通过通风和采取呼吸防护的办法避免。对于在铅车间工作或进去的人员，保护好皮肤和呼吸道（口鼻）是一个最低的要求。预防和控制铅接触的其他方法如下：

1）尽量使奥斯麦特炉负压运行以避免正常情况下的烟气外泄。

2）确保炉顶密封以避免外泄。

3）确保所有进料及材料转运点（放渣口、溜槽、备用容器及长勺）均设置有卫生保健系统。

4）遵守良好的个人卫生习惯以避免吸食，包括在进食、吸烟或者离开工作区域前洗手、脸、颈和胳膊。

大气监测可以评估出人们吸入的铅（通常以铅烟尘和铅蒸汽或雾状的形式）含量水平。

初次进入含铅区域工作的工人，最好进行体检。体检的主要目的是检测暴露在含铅环境下的工人的健康。体检不能用来决定是否进行和继续风险控制。通过体检可以把铅对人体健康的不利影响降至最低[10]：

1）辨别哪些人需要更仔细的检查。这些人因为怀孕或贫血或肾脏疾病等，可能更容易受到铅中毒的影响。

2）确认生物监测结果在正常范围。

3）检测出哪些人必须离开含铅作业环境。

4）工人也要定期检测，主要是测量血液中铅含量（血铅水平）。

铅中毒的主要处理方法是使血铅高或有中毒征兆的人离开铅作业环境，补充铁、钙和锌化合物。如果员工由于已检测出血铅含量提高而离开原作业场所后，只有当铅含量降低后方可返回含铅作业环境，并且应尽量采取措施以避免接触和吸入。

2 结语

奥斯麦特炼铅工艺虽然充分利用了氧气强化熔炼技术[11]，具有生产效率高、能耗低、自动化水平高、劳动强度低、系统配置紧凑、节约用地、设备密闭性好、烟气含硫浓度高[12]，便于制酸，较好地解决了环境污染等问题的优点，但是工作环境依然较为恶劣，还存在一线从业人员血铅含量高的现象，需要更进一步的改进。