电解锰厂生产过程中危险有害因素分析

周笛

（天津大沽化工股份有限公司，天津 300455）

本文从电解锰生产工艺着手，通过对其生产过程存在的危险有害因素进行分析，并提出相应的安全防护措施，为电解锰企业的安全生产提供技术性指导。化液中钝化，取出，洗板、干燥，敲板，得成品。洗板废水经污水处理系统中和、除杂，回收再利用[3]。

1 电解锰生产工艺简介

目前，电解锰生产工艺主要包括三个过程，包括锰矿的开采及制样、矿石的浸出及溶液净化、电解三个过程。其生产工艺流程如图1所示[1]。

（1）锰矿的开采及制样。包括锰矿石的开采、破碎、筛分、选矿等过程，其中前三个过程由人力和机械共同完成，选矿过程则包括重选、磁选、浮选、火法富集等手段[2]。

（2）浸出及溶液的净化。包括原料的浆化、硫酸浸出、除铁、除重金属、溶液的深度净化、添加亚硒酸等过程，将电解过程中的阳极液返还，与矿粉混合制浆，再加入一定量的硫酸，其反应原理如式（1）所示。

一般锰矿石中含有大量的杂质元素，如Fe、Al、Ca、Mg、Co、Ni、Cu 等。这些元素的存在对后续电解过程将造成不利的影响，因而需要予以脱除。在硫酸浸出锰矿后，加入MnO2粉及后续加氨除铁、铝、钙、镁，硫化除 Co、Ni、Cu 等重金属，将溶液静置，深度净化，再添加二氧化硒做添加剂，此时溶液称为新液。

（3）电解。将新液通入电解槽中，进行电解，以目前工艺，平均生产1t锰需要消耗5000～6000kW/h电量。电解完成后，将附着有锰片的阴极板插入钝

图1 电解锰生产工艺流程图

2 生产过程中主要危险有害因素分析

2.1 锰矿石开采及制样过程中危险有害因素分析

目前，国内锰矿石需要在地底开采，因而相比露天开采，安全系数大大降低，矿洞的防漏水措施、员工的工作环境等问题需要时刻有保障，若出现工作人员操作失误，或仪器故障，矿洞内员工与外界信号联系不通畅，违章作业等均有可能导致事故的发生。

矿石开采过程中，需要使用大量的机械设备，易发生机械伤害。一旦发生机械故障，必须严格遵守安全操作规程，请专业维修人员进行检修，防止机械伤害，并采取相应的防护措施。

矿石经开采后，需要进行破碎、筛分、选矿。在破碎、筛分过程易造成矿石飞溅，易发生物体打击事故，造成人员伤亡。锰矿后续浸出过程中，将矿物磨成颗粒，带来大量的粉尘污染，这些颗粒能够长期悬浮于空气中，操作人员经呼吸道吸入，容易引起尘肺病，逐渐破坏正常的呼吸功能。在矿石的破碎过程中，应该佩戴过滤式防尘口罩，带化学安全防护眼镜，穿化学防护服，带橡胶手套并注意个人清洁卫生。

选矿需要使用大量的浮选药剂，随着洗矿水一起排至周边环境中，对水体污染严重，废渣随意堆放，易随着雨水冲刷，重金属离子溶解，污染土壤，对生态环境的安全产生不利的影响。因而有必要提高机械自动化进程，减少人员直接参与整个过程，建立废水处理系统及废渣填埋场，在开采的同时，恢复周边生态环境。

2.2 矿石浸出及溶液净化过程危险有害因素分析

矿石经制样过程后，先将矿样与阳极液混合制浆，并加入浓硫酸进行浸出。浓硫酸遇水将放出大量的热，易灼伤工人皮肤，发生灼烫事故；且由于瞬间温度过高，硫酸易形成酸雾，腐蚀设备，进行氧化还原反应时会释出有毒的二氧化硫，吸入对呼吸道损害极大，情况严重时可能造成操作者中毒事故。

在溶液中和阶段，氨水储存罐直接放置在生产车间，若控制不好，引起泄露，工作人员极易吸入，造成眼睛、鼻腔等处粘膜受损，引起氨中毒现象。硫化除重金属、溶液深度净化尤其是后期添加剧毒的二氧化硒，均是由员工直接手工操作加入，易发生中毒事件。各净化池直接曝露于空气中，如果不采取较好的防护措施，溶液中的有害气体容易挥发，造成呼吸道伤害或中毒事件；若这些场所中扶梯、平台、围栏等附属设施不够牢固、或检修后未及时恢复其防护设施，就有可能使操作工人易跌落池中，造成生命危险。

在获得溶液的同时，产生了大量渣，出渣时，由于下方有人员走动，易造成物体打击伤害，应对压滤机采取一定的防护措施。且电解锰厂一般采取建立渣库直接堆存，但由于渣场防漏措施不严格，渣中的大量的重金属离子、有毒元素、铵盐将会随着雨水冲刷渗入到地下水、江河、土壤中，直接危害周边人和动植物的健康。

2.3 电解过程危险有害因素分析

目前锰的电解均在露天环境下进行，电解液中硫酸铵达到130～150g/L，因而电解时有大量的氨物挥发出来，操作工人如果没有较好的防护措施，有发生氨气中毒的危险，而电解槽阴阳极均暴露在外，操作工人踩在上面观察电解情况，一旦电路设备出问题，可导致操作工人发生触电事故。电解过程产生的阳极液中含有大量的硫酸，若工作人员穿戴不当，违规操作，可能导致发生腐蚀皮肤的事故。电解锰出槽时，需采用大型起重机，若工作人员操作失误，或仪器检修不到位，易发生机械伤害。阴极板需插入剧毒的铬酸盐溶液中，取出后直接在工作场所沥干洗净，产生的洗板废水中含有大量的铬、锰离子，若外排，将严重污染周边水体，引起重金属中毒事故的发生。因而工厂需要建立相应的废水处理系统，实现水资源的无害化处理和循环利用。经水洗后，阴极板需要使用烘箱、锅炉等设备，因而要经常对设备进行检修，尤其是余热锅炉，检查其炉体腐蚀、疲劳、过热现象，往往这些因素导致锅炉耐压强度降低而引起爆炸事故。

对于产品锰的处理，企业一般直接采取人工敲板的方式，易对人造成机械伤害。有的工厂将锰片磨成锰粉，而金属锰粉是一种易燃易爆物质，在生产和保存过程中，必须注意防火防爆，且若不注意防尘，锰粉颗粒的吸入易造成锰中毒事件。

3 安全对策措施

3.1 防尘毒措施

在电解锰过程中，应防范有毒物质和粉尘。保证设备和管道的密封性，防止其有毒物质的泄露；改善工作环境，合理通风；设置监测、报警和安全联锁装置，安装有毒气体探测器；认真学习安全防护知识，正确佩戴安全防护器材。

3.2 防机械伤害措施

电解锰生产过程中主要用到的大型设备有粉碎机、浮选装置、反应釜、压滤机、起重机、电解槽、干燥器等。严格按其技术性能和有关规定正确使用；严禁拆除机械设备上的自动控制机构、力矩限位器等安全装置及监测指示仪器、报警器等自动报警装置、信号装置，其调试和故障排除应由专业人员负责进行；机械进入作业地点后，施工技术人员应向机械操作人员进行施工任务及安全技术措施交底，熟悉现场作业环境，听从指挥；必须学会穿戴劳动保护用品。

3.3 防火防爆措施

在电解锰过程中，存在液氨泄漏引发爆炸；锅炉爆炸；金属锰粉易燃易爆，与空气混合形成爆炸性混合物，遇着火源引发爆炸。因此，要保证设备的密封性和可靠性，加强在线监测，并安装报警装置和定期检测联锁系统，确保正常运行[4]。选择可靠材质，增强腐蚀裕度；严格控制原料及溶剂中的水份，以减缓系统腐蚀。消防系统严格按照防火规范进行设计；设置火灾探测器和自动报警装置及装置异常监测系统；定期检查制度，确保正常状态。

3.4 防灼烫措施

电解锰过程中含有大量的浓硫酸，遇水发出大量的热，易灼伤人的皮肤。因此在整个生产过程中，加强对腐蚀性危险化学品等容器的日常检查，及时淘汰不合格的储存装置；强化危险源的辨识工作，制定可靠的作业指导书，提高从业人员面对突发事件的处置能力；应正确穿戴个体防护用品，提高从业人员的自我保护意识。

总之，通过对电解锰厂生产过程中主要存在中毒、机械伤害、灼烫、火灾和爆炸、粉尘、触电、水土污染等危险有害因素进行分析，从事故的原因出发，采取相应的安全措施来控制整个过程中事故的发生，对目前电解锰厂的安全管理和清洁生产进行了指导，有一定的现实意义。

［1］ 姚俊,周方钦,麻明友,等.电解锰生产过程中的环境污染问题及对策的研究[J].吉首大学学报（自然科学版）,1997,18(4)：60-62.

［2］ 张晓梅.电解锰行业环境污染原因及防治对策研究[J].西昌学院学报（自然科学版）,2013,27(2)：82-84.

［3］ 林韬,卢立祥,魏建民,等.电解锰生产工艺及设计[J].天津化工,2013,27(03)：26-32.

［4］ 沈郁.异氰酸酯生产过程中危险有害因素及安全防护措施[J].中国安全科学学报.2010,20(2)：143-149.