Алюминий и его сплавы, техника безопасности в производстве алюминия

Для предотвращения несчастных случаев от электропоражений работающим в корпусе рекомендуется не прикасаться одновременно к частям электролизера или перекрытиям шинных каналов и к металлическим конструкциям, находящимся у стен (например, вакуумным линиям, трубопроводам сжатого воздуха и т.д.), к рельсам узкоколейного пути и к металлическим частям конструкции здания, а также к вентиляционным решеткам и патрубкам. Нельзя наступать на сырые или разрушенные участки пола, а также лежащие на них металлические предметы. Опасно замыкание параллельных рядов электролизеров, возникающее при неосторожной транспортировке или установке шунтов в корпусах электролиза старых предприятий, в которых расстояние между продольными рядами до 5 м . В таких корпусах нужно помнить об опасности поражения током при передаче из рук в руки инструмента рабочими, находящимися на перекрытиях шинных каналов противоположных рядов электролизеров. Нельзя подавать металлические предметы из корпуса или в корпус через окна и вентиляционные проемы здания, если при этом создается замкнутая цепь с потенциалом земли.

Во избежание замыкания  рядов электролизеров проходы и проезды должны быть свободными, а перемещать длинные предметы необходимо вдоль корпуса. 

                    

При обслуживании кранов в целях безопасности не разрешается  прикасаться незащищенными руками к обойме  крюка, штоку механизма извлечения штырей, тросу и ферме крана, находясь при этом на конструкции электролизера или перекрытии шинного канала. Необходимо помнить, что мостовые краны передвигаются по заземленным рельсовым путям, и поэтому нельзя поднимать на кран и подкрановые пути или спускать с них длинные металлические предметы, находясь одновременно в соприкосновении с металлоконструкциями под потенциалом серии.

В последнее время  для контроля сопротивления изоляции оборудования и конструкций электролизного корпуса, к которым возможно прикосновение, и оценки степени опасности прикосновения измеряют величину тока прикосновения с помощью прибора. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

9.3 Техника безопасности при основных

      технических операциях

    алюминиевого производства.  

1. Обработка электролизных ванн.

Операцию разрушения электролитной корки с погружением  ее вместе с глиноземом в расплав  принято называть обработкой ванны. Основная задача обработки – не только погрузить в криолито-глиноземный  расплав подогретый ( темп. свыше 950°С) и подсушенный глинозем, но и охладить электролит, а также в ряде случаев удалить с поверхности расплава угольную пену. Обработку электролизных ванн могут производить только подготовленные рабочие, имеющие практический опыт работы, с соблюдением мер безопасности.

В настоящее время  в алюминиевой промышленности для  пробивки корки электролита применяют  машины различного типа: самоходные пневматические, пневматические с дистанционным  управлением, с механическим пробивным  устройством, с механизмом для пробивки электролитной корки, смонтированным на портальных или консольных кранах.   

         

В стесненных условиях для разрушения корки электролитных  ванн часто используют пневматические машины на гусеничном ходу с дистанционным  управлением. Управляя такой машиной, рабочий должен находиться от нее на расстоянии не менее 1 м. 

      

На новых предприятиях наилучшие условия по обслуживанию электролизеров и увеличению производительности труда достигают при применении напольно-рельсовых (портальных) машин. В корпусах электролиза, где работают напольно-рельсовые машины, всегда следует помнить, что при встрече машин, движущихся по обеим ниткам, создается опасная зона. Непременным условием обеспечения общей безопасности является ежесменная проверка исправности у машины механизма для разрушения корки электролита, винтовых питателей для глинозема, затворов-до-затворов для анодной массы, механизма передвижения, гидросистемы, электроустройств. (рис.11)

Осуществляя технологический  контроль, необходимо один раз в  смену чистить горелки. Для чистки необходимо использовать специальный скребок. Выполняя операцию, следует находиться сбоку от горелки. (рис.21)

            
 

2. Перелив металла и электролита

Извлеченный из электролизных  ванн алюминий транспортируют либо к  месту перелива в литейный ковш, либо в литейное отделение для заливки в плавильную (шихтовочную) печь. Запрещается применять ковши с раковинами, вмятинами в стенках и в местах крепления цапф.

Непосредственно у  места перелива может находиться только рабочий, производящий эту операцию.

Тележку с литейным ковшом устанавливается с таким расчетом, чтобы при переливе металла рабочий мог свободно достать переключатель поворота вакуум-ковша. При этом необходимо стоять на специальной деревянной (диэлектрической) подставке высотой не менее 550 мм. Это позволяет лучше контролировать поступление переливаемого металла. Исправность тумбы и отсутствие на ней потенциала относительно земли проверяют ежесменно. При переливе металла из вакуум-ковша в литейный ковш категорически запрещается становиться на случайно поставленные ящики, бункеры или электрокары.

Для предотвращения разбрызгивания металла летку опоражниваемого  вакуум-ковша удерживают на возможно близком расстоянии от литейного  ковша (не более 150 мм). Закончив перелив  металла, вакуум-ковш плавно возвращают в исходное положение. Стопорную вилку набрасывают на тягу траверсы вакуум-ковша только после полной остановки механизма поворота. Несоблюдение этого требования может привести к травмированию кисти руки.

         
 

3. Рафинирование первичного алюминия.

Алюминий, получаемый электролизом криолито-глиноземных  расплавов, содержит ряд примесей, присутствие  которых нежелательно в готовой  продукции. Поэтому первичный алюминий подвергают металлургическому или электролитическому рафинированию. Простейший способ металлургического рафинирования, широко используемый в электролизных цехах – это отстаивание расплавленного алюминия-сырца в ковшах или печах при температуре 700-750°С. Безопасность труда при этом обеспечивается соблюдением всех мер для операций перелива металла.

Более чистый алюминий получают способом электролитического рафинирования в специальных  электролизерах. При эксплуатации рафинировочных электролизеров имеются характерные  особенности как по технологии, так  и по безопасности труда. Так, исходный анодный медноалюминиевый сплав чаще всего готовят в специально выделенной ванне (матке), которая служит одновременно для приготовления и очистки электролита. 
 
 

        10. Заключение 

Итак, по распространению  в земной коре (масс. доля 8,8%) алюминий уступает место лишь кислороду и кремнию.

Алюминий относится  к числу химически активных металлов, он сильный восстановитель, уже при  комнатной температуре взаимодействует  с кислородом, хлором и бромом, при  нагревании до 800°С – с азотом. При взаимодействии с кислородом воздуха алюминий покрывается тонкой пленкой Al2O3 , защищающей его от коррозии, поэтому он устойчив в атмосфере. Вследствие образования этой пленки (пассивирования) алюминий устойчив в концентрированных растворах азотной и серной кислот. При взаимодействии с фтором образуется пассивная пленка AlF3. В большинстве соединений имеет степень окисления  Координационное число алюминия в соединениях обычно равно 4 или 6 (тетраэдрическое и октаэдрическое расположение лигандов).

Вследствие сочетания высокой прочности, пластичности, электрической проводимости, малой плотности, коррозионной устойчивости и нетоксичности алюминий находит все более широкое применение, в том числе для изготовления электрических проводов и конденсаторов, химической аппаратуры, посуды, фольги и фармацевтической и пищевой промышленности. Сплавы алюминия: дюралюминий и силумин применяются как конструкционные материалы в автомобильной, авиационной, космической, судостроительной и других отраслях промышленности. Алюминий так же входит в состав многих сплавов как легирующая добавка для повышения жаростойкости.

Алюминий входит в  состав природных минералов –  алюмосиликатов, которые в последние  годы находят все более широкое  применение для нужд человека.    

Достигнутые в последнее время успехи по охране труда в металлургии алюминия во многом стали возможны благодаря техническому прогрессу. Интенсификация производства алюминия осуществляется с одновременным проведением мероприятий, обеспечивающих улучшение санитарно-гигиенических условий труда.

Благодаря развитию технических  средств механизации и автоматизации, разработке и внедрению планов НОТ  в цехах производства алюминия существенно  изменился характер труда и его  безопасности.  
 
 
 
 
 
 

      11. Список литературы: 

1.Ф.Г. Фельдман и Г.Е. Рудзитис «Химия»

       М., 1990

2.И.М. Гаврилова  «Химия краткий курс»

       М., 1999

3.Дж. Эмсли  «Элементы»

       М., 1993

4.Редакционная коллегия И.В. Горынин и другие

   «Алюминиевые сплавы и их применение»

                    М., 1978 

5. Дж. Е. Хэтч.  «Алюминий. Свойства и физическое

     металловедение».

                     М., 1989

6.  В.А. Рабинович и З.А. Хавин

   «Краткий химический справочник»

7.Э.Гроссе и Х.Вайсмантель «Химия для любознательных»                                                                                        

       Ленинград., 1987

8.Н.Л. Глинка «Общая химия»

       Ленинград., 1985

9.Н.В. Коровин «Общая химия»

       М., 2000

10. Н.М. Жаворонков, В.В. Донцов « Три проблемы

                элемента № 13»

                  М., 1988

11. П.З. Деев «Техника безопасности в производстве

            алюминия»

                    М., 1978