锌粉尘及其爆炸控制技术与应用

严海锦（江苏科创金属新材料有限公司，江苏科成有色金属新材料有限公司，泰州华民锌品有限公司，江苏　泰州　225300）

锌粉尘及其爆炸控制技术与应用

严海锦
（江苏科创金属新材料有限公司，江苏科成有色金属新材料有限公司，泰州华民锌品有限公司，江苏泰州225300）

粉尘排放于大气中可引起大气污染，会危害人的健康，不仅使产品质量和机器工作精度降低，还使光照度和能见度降低，影响室内作业的视野，甚至在一定条件下会发生爆炸，造成人员伤亡和经济损失。球形锌粉制备过程中的粉尘主要出现在出料和分级过程中，锌粉尘也会发生爆炸，不同种类粉尘其爆炸极限不同，爆炸下限越低，粉尘爆炸危险性越大，锌粉尘爆炸下极限500 g/m3，起火点常温约680℃，锌粉尘在所有粉尘中爆炸下极限浓度是最高的。制备球形锌粉就必须防止粉尘爆炸，锌粉尘爆炸控制技术与应用是工业领域粉末冶金课题中又一个研究方向。

锌粉尘；爆炸；控制技术；应用

0　引言

粉尘引发的燃烧、爆炸事故时有发生，美国1898～1986年发生各类粉尘爆炸事故2588起，死亡1433人，伤2612人；1977年发生谷物粉尘爆炸2l起，死亡65人，财产损失超过 500万美元。日本1952～1979年共发生粉尘爆炸事故209起，死伤546人（其中死86人），损失超过亿元的不止一次。据报道，欧洲在过去的12年间发生4000起粉尘爆炸事故，相当于每个工作日就有一起爆炸事故发生［1］。近10年来，国内被公开报道的粉尘爆炸事故据不完全统计约39件，平均每年发生3～4次，伤亡人数多达1000人，财产损失数额巨大，而且近两年粉尘爆炸事故与往年相比有所上升，粉尘爆炸事件越来越受人们的关注，粉尘已经不仅仅污染我们的环境，还威胁到我们的生命。工业粉尘爆炸及其危害，已不容人们等闲视之，这些事故的发生是否有一定的规律性，起因是否有一定共性值得探讨，本文对锌粉尘爆炸的基本原理进行了分析介绍，提出了预防锌粉尘控制的技术措施和监管对策。

1　球形锌粉制备过程中粉尘控制

1.1锌粉制备过程中粉尘控制技术

1.1.1空间上控制制备球形锌粉过程中的粉尘及其危害的技术措施

球形锌粉制备过程中是在密闭的设备实现的，而锌锭在进行加热时，需要通风进氧而通过烟囱进行空气交换，物理化学过程产生的升华或者蒸汽，会在空气中凝结或氧化形成微小尘粒；同时有少量粉尘出现在出粉过程中；大量锌粉尘主要在对粉状物料的混合、转运、筛分、包装、卸料等生产过程中，从设备缝隙中溢出而附着在设备表面、墙体表面，降落在地面或悬浮在空气中。

锌粉或锌尘是遇湿易燃物品，GB4.3类43014，UN No.1436，属于危险化学品，空间上控制锌粉尘不达到一定浓度，是预防爆炸的措施之一。制备球形锌粉企业在选址时应远离居民区，进入化工集中区，同时兼顾厂区与周边的距离。有锌粉尘爆炸危险的工艺设备或者存在可燃粉尘的仓储建（构）筑物，应与其它原材料存储或者熔炼建（构）筑物分离，如锌粉熔炼车间、筛分车间、锌粉仓储车间防火等级属于乙类，在规划设计、施工建设和投入使用时要保证独立并分开，防火间距按GB50016-2015中3.3.1条的规定有锌粉尘爆炸危险的建（构）筑物单体建筑面积应小于2000 m2，单层建筑高度不低于12 m，设置门窗其高度和宽度要保证通风遮雨，屋顶轻型结构，耐火等级在二级以上，并设置不低于2个以上的安全疏散通道，路线要有明显的标志（距离地面0.3～1 m以内）和应急照明；GB50016-2015中3.3.2条用于储存的锌粉的仓库单体建筑面积一般不得超过2000 m2，每个防火分区的最大允许建筑面积为500 m2；连体或多层建筑面积一般不得超过900 m2，每个防火分区的最大允许建筑面积为300 m2。除上述标准规定以外，还需做好防火隔断、防爆泄压和防雷防静电等措施。现实中一些企业征地和规划时没有按照《建筑设计防火规范》中要求的设计和建设，也可能因规范或者用途不断调整未及时整改而导致存在安全隐患，这类隐患不一定全部不能整改，“一刀切”或者直接强制性关、停、拆和搬等措施是不可取的，我们可以根据实际使用情况，在满足安全的情况下，规范同时兼顾降低经济损失的情况下采取可行的隔断、泄压、抑制和遏制等防火整改措施，消除安全隐患。锌粉的熔炼设备设施可靠近建（构）筑物的外墙，因锌粉筛分不能淋雨，设备设施不宜太靠近建（构）筑物的外墙，以上措施可以在空间上防止粉尘集聚引发事故，导致企业内部人员受到伤害、经济损失或者祸及周边地区。

1.1.2控制粉尘散发、集聚及其危害的技术措施

飘散到工作场所的锌粉尘粒度细、纯度高和经济附加值高，吸入肺部后，易造成金属粉尘沉着症和造成肺部炎症或尘肺病，对人造成不可逆转的伤害，同时也易引发灾难性事故。熔炼车间粉尘很少，粉尘主要是出粉时，收集箱从冷凝器端口的斗中取出搬运至筛分车间过程中。应对措施是及时清理、轻取轻放，匀速平稳移动，可防止锌粉散落或者扬起，以及出现锌粉尘散发、集聚。锌粉尘主要出现在筛分和搅拌过程中，原始振动筛由筛体（筛箱）、振动器、隔震装置、支撑装置、动力装置部件构成，利用振动原理进行锌粉不同粒度分类，在运行中产生大量粉尘；一些经过改进的设备主要利用粒度不同的锌粉设置不同的加料口和独立的分离机，根据比重不同进行旋风分离，分类提取。其粉尘控制技术是利用除尘器的离心风机在粉尘外溢处形成负压区，将含尘气体吸入除尘器内，除尘器内设多条过滤袋，含尘气体通过滤袋时，粉尘被阻挡分离，净化后的气体再经风机排出。当滤袋表面粉尘增多，阻力值达到预定值时，压力传感器发给电控箱指示信号，由自动控制的脉冲喷吹系统自动对滤袋进行喷吹，附着在滤袋上的粉尘抖落掉，经过密封的卸灰管直接到达皮带上。即始终保持滤袋良好的过滤性能，又不产生扬尘。

熔炼、分级、搅拌和球磨锌粉场所的操作人员须佩戴好防尘口罩再上岗以避免职业伤害；在筛分和搅拌操作中，加料和出料时也易发生粉尘飘扬现象，控制措施是在自然通风的优良的环境中，加料环节采用负压气流输送，加料口使用负压引风和防尘罩装置，同时尽可能做好设备密封，可防止加料口粉尘飞扬；如果需要不同目数锌粉混合环节，采用双螺旋混合机，确保混合充分均匀；在成品出料口粉尘容易散发，可采用密闭出料，设置自动包装流水线直接连接包装；考虑到粉尘爆炸的危险性可增加全系统远程触摸屏控制。这样可使各设备之间通过软连接、控扬尘，保证整个工作过程中无粉尘外溢、集聚。

制备球形锌粉现场必须及时有效清理作业地面、墙面、设施表面、收集尘点、电源箱内、电线槽、设施死角部位等地方以防止粉尘集结，保持干净整洁。这是控制粉尘集聚的最原始措施，虽然不是技术但是也是防止粉尘导致安全事故的有效手段。

1.1.3锌粉尘防爆控制的技术措施

粉尘的爆炸由以下三步发展形成的：第一步是悬浮的粉尘在热源作用下迅速地干馏或气化而产生出可燃气体；第二步是可燃气体与空气混合而燃烧；第三步是粉尘燃烧放出的热量，以热传导和火焰辐射的方式传给附近悬浮的或被吹扬起来的粉尘，这些粉尘受热汽化后使燃烧循环地进行下去。随着每个循环的逐次进行，其反应速度逐渐加快，通过剧烈的燃烧，最后形成爆炸。这种爆炸反应以及爆炸火焰速度、爆炸波速度、爆炸压力等将持续加快和升高，并呈跳跃式的发展。锌粉爆炸，除了在一定的空间中存在一定浓度的锌粉尘，遇到明火是不可少的促发因素。违规操作、电路故障火花和静电影响是引发明火的最主要原因，这“三大杀手”占已公布明火起因的近七成。在常见点火源中，电火花、静电、摩擦火花、明火、高温物体表面、焊接切割火花等是引起粉尘爆炸的主要原因。

场所的电气设备应严格按照《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》进行设计、安装，达到整体防爆要求，尽量不安装或少安装易产生静电，易产生火花的机械设备，并采取静电接地保护措施。在易产生锌粉尘场所不能使用可能产生火星的用具，如铁器清理工具等。粉尘场所不能使用气管吹灰，以免产生杨尘。粉尘的场所严禁使用明火，特殊情况需要使用明火或电焊、切割等作业时，必须严格执行动火作业票制度，锌粉尘场所的人员除特别要求要穿防静电服外，应配备棉质劳动防护服装。

2　结语

目前，生物纳膜抑尘技术、云雾抑尘技术及湿式收尘技术是综合抑尘主要的技术［2］，国内外企业院所等技术人员还在研究开发更安全、更先进的作业工艺，研制新设备并适时地淘汰不符合发展要求的粉尘作业设施设备，政府也鼓励并支持企业通过技术措施来提高粉尘作业场所的安全性。此外，安全教育、安全培训、安全管理等渠道可以规避违规操作导致的安全事故，而电路故障引发火花也可以通过定时排查及时发现问题进行更改而避免，球形锌粉尘技术开发和应用与企业内部管控多种措施并举，将有效预防球形锌粉行业制备过程中产生锌粉尘，降低粉尘爆炸事故发生的风险。

［1］丁帮勤.工业粉尘爆炸及防治 ［J］.工业安全与环保，1990，（7）：34-36.

［2］安太平，黄瑛彩.生物纳膜抑尘技术在南山矿选矿厂的应用［J］.现代矿业，2014，539（3）：180-191.

The Controlling Technologies and Applications of the Zinc Dusts and Its Explosions

YAN Hai-jin
（Jiangsu Kechuang Metal New Materials Co.，Ltd，Jiangsu Kecheng Nonferrous Metal New Materials Co.，Ltd，Taizhou Huamin Zinc Products Co.，Ltd.，Taizhou，Jiangsu 225300，China）

That the emissions of dusts into the atmosphere can cause the air pollution and it’s harm to people’s health.Not only does it bring down the products’quality and the machines’working precision，but it will impact the indoor vision of bad illumination and visibility.Even under certain conditions it can be explored，which may cause the casualties and the economic losses.That the dusts of the spherical zinc powders are mainly produced in the process of outlet and classification，is often exploded.Different limits of explosion depends on different types of dusts，the lower the LEL（Lower Explosive Limited），the greater the risks of the dusts’explosion.It’s 500 g/m3of LEL and it’s about 680℃of the fire point.That the zinc dusts have the highest concentration of all dusts’LEL.It’s necessary to make the explosion proof in the preparations of the spherical zinc powders.The technologies and applications of the zinc dusts and its explosions controlling，that is another research direction in the fields of industrial powders metallurgy.

zinc dusts；explosion；controlling technology；application

1006-4184（2015）12-0035-03

2015-10-15

严海锦，男，江苏泰州人，高级工程师，主要研究方向为金属冶炼及金属新材料粉体制备及其技术研究。Email: 1178743787@qq.com。