某冶炼企业锌电解车间危险、有害因素辨识及风险控制对策措施研究

刘 阳

1 企业基本情况概况

某企业年产20万t/a的锌冶炼，电解为传统的电解沉积工艺，采用1.6m2阴极板，剥下的锌片送熔铸车间。

电解车间采用铅银合金为阳极，压延纯铝板为阴极，每槽放阴极片、阳极片，槽间设导电棒。在电流作用下，锌在阴极上析出，析出周期为24h。采取隔片出槽方式，吊车将带锌阴极自槽中取出（通过吊车自带接液盘回收废电解液），送至机械剥锌机组剥下析出的锌片。阴极铝板经阴极洗刷机清理、平整后由吊车运回电解槽，进行下一个周期电解。

电解槽流出的废电解液经废电解液溜槽进入废电解液循环槽，部分废电解液泵送回浸出车间，大部分废电解液泵至冷却塔进行冷却后和净液车间送来的新液混合，然后通过溜槽再次进入每个电解槽。电解槽约30天清理一次，掏槽采用真空抽吸，抽出的阳极泥经输送泵送至焙砂浸出车间。根据阴极锌的产量和实际生产情况，电解车间配置600个电解槽，分东、西2个系列配置。电解液循环、冷却系统配置在厂房两端，通过溜槽使二者连成一个整体，溶液贮槽及真空掏槽系统配置在厂房室外。

电解液主要原辅料：新液（主要成分：Zn145g/L、Cu0.0001g/L、Cd0.0005g/L、Co0.0004g/L、Ni0.0001g/L、Fe0.020g/L、H2SO41g/L～3g/L）、废电解液、铅银合金（阳极）、压延纯铝板（阴极）、碳酸锶、骨胶、蒸汽、酒石酸锑钾等。

2 主要危险、有害因素辨识

危险、有害因素的辨识是根据在生产过程里使用和产生的危险化学品的物理化学性质、危险特性，生产工艺、设备及储存等方面进行分析，主要分类依据有：《企业职工伤亡事故分类标准》（GB6441）、《生产过程和危险有害因素分类与代码》（GB13861）等。

2.1 灼烫

灼、烫是指火焰烧伤、高温物体烫伤、化学灼伤（酸、碱、盐、有机物引起的体内外灼伤）、物理灼伤（光、放射性物质引起的体内外灼伤）。

（1）化学灼伤：电解槽或溜槽、管道等破损；人员清洗化验器具、取送新废液样等未按操作规程作业等，可能导致酸性液体进入眼中、皮肤等，如果附近无事故喷淋及洗眼器，或因距离较长、出水口堵塞、水压过低等，无法完成洗眼等过程，作业人员接触其物料后未能及时处理，可能发生灼烫危害。

（2）火焰烧伤:若发生火灾，操作人员来不及撤离时，将发生火焰烧伤。

（3）高温物体烫伤：①电解液经循环泵至钛板加热器将电解液加热到65℃后进入高位槽，如果开关阀门等未严格按操作规程作业或管道、阀门等破损泄漏，工作人员误触及到40℃以上的高温设备、管道表面，易发生灼烫伤害。另外，高温季节电解车间室内外作业，可能发生高温中暑。②阴阳极接触不良，人员接触可能发生高温灼烫；③槽上移动蒸汽管；蒸汽阀门腐蚀、老化、破损、保温层脱落等都有可能造成高温烫伤事故。

2.2 淹溺

作业人员在电解槽或其他无盖槽罐等区域巡检、疏通下液管、清理掏槽地坑等如果注意力不集中、违章作业、地面湿滑等均可发生淹溺危险。

2.3 中毒和窒息

（1）锌电解生产过程中产生酸雾，操作人员如果长期处于超出标准规范要求浓度的酸雾环境中，可能出现呛咳、胸闷、呼吸困难、喉头水肿等，严重会引起中毒。

（2）电解工段使用酒石酸锑钾，酒石酸锑钾为高毒类物质，造成食欲不振，皮疹、恶心、头痛、咽喉痛合并刺激呼吸道，引起咳嗽；高浓度导致腹痛、肺水肿、心律不齐或心跳停止。

（3）电解液中含氟、氯离子，人员大量吸入等，可能引起中毒。

（4）进入受限空间（清理新废液罐、电解槽、冷却塔等）进行维护、清理等时，可能发生中毒或窒息。

2.4 火灾、其他爆炸危害

（1）阳极板、铜排导电不良等短路，严重时可能发生火灾爆炸事故。

（2）厂房未严格按照《建筑物防雷设计规范》进行设计防雷装置或防雷设施未起作用，雷击引燃易燃物或其他可燃物而导致火灾。

（3）电气保护失效（吊具按钮漏电、电气设备未进行接地等），电缆老化绝缘损坏、短路、断路、接头松脱等、可能发生火灾。

（4）机械设备用到的润滑油、绝缘油在储存和使用过程中发生大量泄漏，遇明火可能发生火灾。

2.5 容器爆炸危害

压力管道（压缩空气管道、蒸汽管道）、压力容器（压缩空气储罐、乙炔及氧气等气瓶）等，可能由于其材质缺陷、储存或输送的气液介质自重和介质长期对管道整个内壁的压力以及介质腐蚀、渗透等作用下，发生裂纹、破损等，严重时会发生压力管道、压力容器爆炸事故。

2.6 触电

（1）在电解槽测槽温等，如果未严格按照操作规程作业等，可能发生触电伤害。

（2）导电母排、溜槽等直流系统对地漏电，造成电位差，可能发生触电伤害。

（3）低压室绝缘措施不到位或操作不当，易导致触电或电弧烧伤。

（4）在运行中缺乏必要的检修维护，电气保护失效（吊具按钮漏电、电气设备未进行接地等），导致设备或线路存在漏电等。

（5）在受限空间中，由于空间范围狭窄，空气潮湿以及电气设备和电缆易受砸压而使绝缘损坏，所以作业环境内极易发生人身触电、漏电及短路故障。

2.7 物体打击

高处作业平台物料、工具掉落；各类支架等松动、断裂、老化、脱落等，可能发生物体打击伤害。如：①冷却塔结晶下料筒支架腐蚀，支架等掉落等。②用扁铲分板时扁铲未拿稳；分板时用力过猛，极板垮塌。③转运废阳极时，废阳极掉落等。④剥锌架脱焊、腐蚀、老化、断裂。⑤吊车急停晃动。

2.8 高处坠落伤害

在吊碳酸锶、安装循环带、清新液取样器、改罐扯放闸板、落锌时叉锌、更换/擦起重机司机室窗户玻璃、直斜爬梯建构筑物施工现场等场所可能因为违章作业、防护装置缺失等发生高处坠落伤害。

2.9 车辆伤害

该企业厂内外物料运输量较大，内部货物使用叉车运输，还有较大数量的公务车辆、外来车辆、工程车辆等在厂内行驶；如果厂区功能分区、物流布置不合理造成生产线相互频繁交叉等或司机违章作业或车辆故障等（叉车走道调头、行驶速度过快、爆胎、漏油等），可能发生车辆伤害。

2.10 坍塌危害

（1）如果设计缺陷，荷载计算有误，强度达不到设计要求；选材不当，钢材在低温条件下冷脆面损坏；随意变更设计图纸，使屋面强度达不到要求，火灾增加了屋面荷载，导致对屋面结构不利等，未按抗震设防等，均可能导致承受重荷载等不足，发生建（构）筑物垮塌等事故。

（2）电解车间酸雾易形成气相腐蚀性环境，如果未进行防腐蚀处理等，可能导致设备基础下沉、构架、管道变形、开裂威胁，严重时致使设备等倒塌。

（3）如果废阴极板、带锌板倒塌等堆垛不稳定性、取用不慎等，可能导致料堆坍塌。（4）未定期清理冷却塔塔壁结晶、积渣等，可能导致垮塌。（5）该企业所在地极端气温-15℃，深度冻土可能导致建筑物基础、地埋设施的损毁和构建物的倒塌。

2.11 机械伤害

阳极整形机组、剥离机组、专用吊车、电解液循环泵、电解液过滤机、泵等转动部位具有强大的机械能，若主剥刀装置处理残余锌片、维护调整剥锌机、主剥刀装置取板、维护紧固主剥刀装置、皮带卡锌片、刷板装置挂钩卡板、清理碳酸锶搅拌筒等时无防护、防护不当、防护装置和设施缺陷、支撑不当、防护距离不够等，人体触碰到运动中的机械部位，机械能会作用到人体上，导致机械伤害事故。

2.12 起重伤害

吊车将带锌阴极自槽中取出（通过吊车自带接液盘回收废电解液），锌阴极片吊运等使用起重机，起重机运行过程中，受厂房内酸雾、噪声等影响，司机视距、听力等受影响，如果吊车抓卸料（极板）未挂稳发生移动等可能发生物料碰撞梁柱等发生物料倾倒、安全装置突然失灵、吊物歪拉斜吊、零部件或紧固件腐蚀、老化等均可能发生起重伤害。

2.13 其他伤害

（1）噪声与振动伤害：阳极整形机组、剥离机组、专用吊车、电解液循环泵、电解液过滤机等易产生机械噪声。作业人员长期在噪声作业会对听觉系统造成损伤，甚至导致不可逆性噪声性耳聋。振动可能导致中枢神经功能紊乱、血压升高等。

（2）电磁辐射危害：人体处于交变电磁场中，达到一定剂量就会产生辐射损害。电磁辐射对人体的神经系统、心血管系统、生殖系统、消化系统等均存在不同程度的危害。

（3）电击：高压柜操作和维护通道过小等，缺乏必要的防护措施导致人员伤亡。

（4）断路器事故：进水受潮；遮断容量不够；分合闸速度不满足要求；产品质量差等，易导致设备损坏、人员伤亡。

（5）接地网事故：接地电阻不合格；接地引下线腐蚀断裂；接地引下线、热稳定不满足要求导致设备损坏、人员伤亡。

（6）安全管理缺陷。①未制订安全操作规程或制订不完善或未按安全操作规程进行操作；②安全管理不到位；③设备未及时进行维护保养，未及时消除隐患；④未落实安全管理责任或安全管理责任不明确、安全管理制度不完善；⑤应急救援预案制定不完善或未演练；⑥安全管理人员配备不到位，特种作业人员上岗证书不全；⑦危险源的识别不充分，针对性不强；⑧安全教育不及时、无针对性等。

（7）室内作业场所环境不良：室内地面滑、室内作业场所狭窄、室内作业场所杂乱、室内地面不平、作业场地光照、空气、温度湿度等不良。

3 可能发生的事故类型、场所及其严重程度

3.1 锌电解掏槽工序

可能发生的事故类型：掏槽作业涉及转运掏槽胶管、搬运掏槽器、掏槽、扯板、调极距、拆装管配件、清理掏槽地坑等，可能存在砸伤、滑倒摔伤、触电、高空坠物、淹溺、烫伤等事故。可能发生的概率及严重程度：该企业主要采用真空掏槽，掏槽周期30d，每月暴露一次，发生可能性不是很大，属于稍有危险，可以接受。

3.2 锌电解吊运工序

可能发生的事故类型：吊运作业过程中存在如果起重机故障、钢丝绳断裂、作业人员视线不良或作业操作不当、超额定负荷吊物等存在起重伤害、高处坠落等风险。可能发生的概率及严重程度：按照工艺技术要求配备成熟、可靠、实用的生产设备（采用绝缘吊钩桥式起重机等），起重设备定期进行了检测，起重机作业人员持证上岗等，发生事故的可能性不是很大，属于一般危险，需要注意。

3.3 锌电解槽上工序

可能发生的事故类型：槽上作业可能因为阴阳极接触不良；极板、铜排导电不良；电解槽（铜排）断路、短路；出装槽掉落板或锌片；电解槽漏液；酸性液体进入眼中；蒸汽阀门腐蚀、老化、破损；反溶槽盖板缺失或不全；清理下液管；加入添加剂；液压升降平台故障失灵、液压升降平台物品超重等可能存在发生火灾爆炸、腐蚀、高温、灼烫、淹溺、机械伤害、中暑等风险。可能发生的概率及严重程度：该企业为连续生产，生产过程中作业人员逐日在工作时间内暴露，属于“一般危险，需要注意”。

3.4 剥锌工序

可能发生的事故类型：进入设备内部时,未断开电源和动力源；剥锌架脱焊、腐蚀、老化、断裂；剥锌机横向链条维护；下剥锌机锌片传送皮带；更换剥锌机挂钩；取剥锌机挂钩轮子；维护剥锌机捶打、预剥离装置；处理堆码不整齐锌片；刷板装置清理铝灰等存在机械伤害、砸伤、触电、坍塌、噪声、振动、坍塌等风险。可能发生的概率及严重程度：剥锌作业采用自动控制机械化作业，发生事故的可能性不是很大，属于“一般危险，需要注意”。

3.5 压滤工序

风险发生的类型：废水回收坑满溢、电源线泡水、压滤机压力异常、处理压滤机故障、电机传动轴防护罩缺失等。可能发生的概率及严重程度：该装置独立布置，且设置了防护栏、防护罩等防范措施，作业人员在区间作业时间较少，只是偶然地暴露，发生事故的可能性不是很大，属于“稍有危险，可以接受”。

4 风险控制安全对策措施建议

（1）电解车间土建设施、钢结构、基础、平台及金属支架、管道均进行防腐处理。设备均选用不锈钢防腐内衬，物料管道尽量选用焊接管，减少法兰的使用。

（2）解车间利用废电解液循环冷却塔的风机，在厂房顶部设有强制通风风道及静压分配箱与冷却塔的风机相连，排除电解厂房内酸雾，以改善操作环境，降低了电解厂房强制通风的能耗。

（3）电解采用新风系统对电解系统进行新风换气，改善劳动者作业环境。

（4）设计加强对电解技术条件的控制，诸如电解液循环、杂质浓度、电解液温度、电流密度、添加剂加入量等因素的合理调控，降低浓差极化现象的危害程度，降低槽电压、提高电流效率，使电流效率保持在90%以上。

（5）采取有效的电绝缘措施，避免电解槽与楼板、支撑梁柱、出液溜槽之间发生短路漏电，造成电能损失。

（6）新液等输送管道每法兰连接处用防护罩保护。

（7）高位槽设置液位计、防腐围堰等，防止酸液等溢漏。

（8）排风管道采用一定厚度的玻璃钢材质。

（9）电解车间地面设置导流沟、耐腐蚀地面。

（10）电解液循环槽、上清液槽、电解液高位槽均按照现场设置备用槽，以减少玻璃钢贮槽发生泄漏时对电解生产的影响。

（11）严格按《个体防护装备选用规则》等要求为从业人员免费发放合格的劳动防护用品，督促作业人员穿戴相应的劳保用品如（防酸工作服、防酸工作靴、防酸手套等）。

（12）电解槽区域设置应急冲洗装置，保护半径不超过15m。

（13）电解车间耐火等级不宜低于二级，灭火器设置在位置明显和便于取用的地点，且不得影响安全疏散。

（14）电解区域选用防腐灯具和防腐配电设备。

（15）风机、泵、压滤机等设备转动部位的突出部位设防护罩。

（16）需要经常操作、检查的设备均设有操作平台、梯子及操作保护栏杆，对梯子、栏杆应加强检查、维修，防止因腐蚀而发生意外事故。

（17）起重设备符合《起重机械安全规程》（GB6067）要求；限位器、联锁开关、制动器、限载器、报警器等安全设施应齐全。

（18）保持良好通风；工作现场禁止吸烟、饮食等；进入有限空间作业严格执行危险作业票审批手续。

（19）严禁无证驾驶、超速行驶、定期检修车辆等。

（20）在机组操作台、面板及机组上设置紧急停止装置。

（21）导电母排设绝缘设施。

（22）电解铅残渣（阳极泥、碎渣）暂时堆存时，使用专用容器盛装，集中堆放。

（23）各类管道应按《工业管路的基本识别色和识别符号》等，涂刷相应色标和流向标志。

（24）电解车间应有效控制和预防电极爆炸事故发生：①严格电极糊采购标准，加强监督管理，确保生产选用优质电极糊；②从工艺上控制加糊粒度，落实电极糊储存及运输中的防潮措施；③加强电极日常维护、检查；④加强现场隐患的检查整改力度。

（25）在高温设备、管线附近设置“注意防烫”；在高噪声作业场所设置“高噪声区”、“必须戴护耳器”；在高压电设施区设置“高压危险”“禁止进入”；在吊装作业场所设置“注意吊物”；存在触电可能的位置应设置“小心有电”警告标志；在装置出入口、生产场所及作业地点的紧急通道和紧急出入口的显著位置设置“紧急出口”等禁止、警告、指令及提示等安全标志。

（26）建立健全安全生产责任制度、安全管理制度、安全操作规程等，加强安全生产管理。

（27）配备专（兼）职安全管理人员，负责日常安全管理工作。

（28）每年至少开展一次综合应急演练或专项应急演练，每半年至少开展一次现场处置应急演练，以此来提高员工的安全事故响应和处理能力，会使用相应的安全施救器材和设备。

5 结语

该企业通过落实相应安全措施，结合企业实际生产情况，认真落实和进一步细化、完善，并加强对操作人员的技术培训和安全教育，提高操作人员的操作技术和应变能力等措施后，其生产过程中的危险、有害因素可以得到有效控制，可以降低事故发生的几率，减少因发生事故对厂内、外界的影响，可做到固有危险程度在可接受范围内。