1、铅锌联合冶炼工艺安全知识培训,主要内容,工艺安全管理基础知识,锌系统工艺风险分析,天然气使用工艺风险分析,1,3,5,典型事例分析,铅系统工艺风险分析,2,1 工艺安全管理基础知识,1.1 工艺技术信息至少应包括：,a） 工艺流程简图；b） 工艺化学原理资料；c） 设计的物料最大存储量；d） 安全操作范围（温度、压力、流量、液位或组分等）；e） 偏离正常工况后果的评估，包括对员工的安全和健康的影响。f） 偏离正常工况的处置措施。,1.2 工艺危害分析,1.2.1 建立管理程序 应建立管理程序，明确工艺危害分析过程、方法、人员以及结论和改进建议。1.2.2 明确小组成员及负责人 工艺危害分析最好
2、是由一个小组来完成并应明确一名负责人，小组成员由具备工程和生产经验、掌握工艺系统相关知识以及工艺危害分析方法的人员组成。1.2.3 工艺危害分析频次与更新 应在工艺装置建设期间进行一次工艺危害分析，识别、评估和控制工艺系统相关的危害，所选择的方法要与工艺系统的复杂性相适应。应每三年对以前完成的工艺危害分析重新进行确认和更新，涉及剧毒化学品的工艺可结合法规对现役装置评价要求频次进行。1.2.4 文件记录 企业应确保这些建议可以及时得到解决，并且形成相关文件和记录。如：建议采纳情况、改进实施计划、工作方案、时间表、验收、告知相关人员等。,1.2.5 企业可选择采取下列方法的一种或几种，来分析和评价
3、工艺危害：a) 故障假设分析（What -if）；b) 检查表（Checklist）；c) “如果-怎么样？”“What if ”+“检查表”“Checklist”；d) 预先危险分析（PHA）；e) 危险及可操作性研究（HAZOP）；f) 故障类型及影响分析（FMEA）；g) 事故树分析(FTA)；,HAZOP分析方法具有三大特点：,首先是确立了系统安全的观点，而不是单个设备安全的观点；其次是系统性、完善性好，有利于发现各种可能的潜在危险；再次是结构性好，易于掌握。 我公司建议从2013年开始采取hazop方法进行工艺风险分析。,无论选用哪种方法，工艺危害分析都应涵盖以下内容：a) 工艺系统
4、的危害；b) 对以往发生的可能导致严重后果的事件的审查；c) 控制危害的工程措施和管理措施，以及失效时的后果；d) 现场设施；e) 人为因素；f) 失控后可能对人员安全和健康造成影响的范围,1.3工艺变更管理,工艺变更需遵循分公司相应工艺变更管理办法。工艺变更应充分考虑工艺安全，应包括以下方面内容： a）变更的技术基础；b）变更对员工安全和健康的影响；c）是否修改操作规程；d）为变更选择正确的时间；,2 铅系统工艺风险分析,2.1 顶吹炉泡沫渣产生机理,铅物料，燃料，返尘和熔剂等经过混合制粒后从顶吹炉顶部加入，富氧空气经喷枪送入熔池中，在熔池内发生系列氧化还原反应。通常情况下，温度、炉渣粘度控
5、制适宜，炉内反应产生的烟气可顺利从炉渣中逸出，若熔池状况不好，反应速度不平衡，渣型失调，熔渣粘度过大，表面张力小，气泡不易消除，熔池中气泡集聚，引起熔渣膨胀，形成泡沫渣。,2.1 泡沫渣产生的原因,喷枪摆动不规则，端背压明显上升，提升喷枪时端背压变化不灵敏；炉体和厂房能感觉到明显晃动；炉内负压忽高忽低，炉顶间断性地冒出烟气，烟气量和 SO2 浓度波动较大；从炉顶“三口”观察，炉膛内部炽热白亮；一般伴随余热锅炉蒸发量和电收尘出口温度上升的现象。,2.1 泡沫渣产生的危害,炉口冒烟和喷溅现象增加，操作环境恶劣，堵塞下料口、喷枪口。喷枪定位不准，难于对喷枪的插入深度进行控制，使喷枪的烧损加速，还会导
6、致喷枪弯曲或断裂。烟气含尘和SO2浓度剧烈波动，烟尘率上升，影响制酸系统的稳定生产。炉体和厂房的晃动强度大，形成安全隐患。烟气温度上升，使余热锅炉和电收尘的运行负荷增加。极端情况下发生的恶性泡沫渣，泡沫渣突然从炉顶喷出，引起冲顶事故，对整个区域的操作人员和设备造成严重毁坏。,从顶吹炉来的高温冶炼烟气流经余热锅炉后，被冷却至250350，在高温烟气流经余热锅炉的过程中，余热锅炉通过自身的强制水循环系统，与高温冶炼烟气通过辐射、对流和热传导换热，将烟气中的热量吸收，把水加热产生具有一定压力和温度的蒸汽，送往发动力厂用于发电和抽汽加热电解液等（ 特殊条件下排入大气）。 顶吹炉一台余热锅炉与一般工业锅
7、炉的主要区别是；利用废热生产蒸气发电及工艺用蒸气，其工作压力高达40个大气压左右，一旦出现爆管等事故，后果将不堪设想，因此，构成重大危险源。余热锅炉事故主要有爆管、循环水泵、阀门（或安全阀）故障等事故。,2.2 余 热 锅 炉的风险分析,顶吹炉余热锅炉事故会对艾萨炉造成以下几方面的影响：造成紧急停炉，影响艾萨炉炉砖寿命，降低艾萨炉生产能力。锅炉水进入炉内，造成炉砖严重损坏，缩短炉龄。在情况更严重时，造成企业财产损失及人员伤亡。影响企业生存。,2.2 余 热 锅 炉的风险分析,烟化炉在放渣时偶尔会发生爆炸现象，放渣过程中发生爆炸的主要原因是：熔渣中Fe被还原以及可能部分生成铅冰铜造成，这些渣料在
8、水淬时发生剧烈放热，瞬间释放大量的热并形成气体，气体无法顺利扩散最终造成爆炸。烟化炉在吹炼过程中，最适宜的温度为11501250，而我们在放渣过程的实时监测发现，渣温有时高达1400。根据以往生产经验，在渣口处发现有铁火花产生，并且渣的流动性也非常好，高温下FeO被C还原，形成积铁或铁液，排放过程中遇水，急剧放热，并产生气体，也会造成爆炸。烟化炉水淬渣中仍含有少量的Cu和S，由于Cu、S的亲合力较强，在高温熔渣中形成冰铜的可能性较高。由于铅冰铜的比重较大，被一、二次风搅动带到渣口附近，再加上烟化炉是间断加料操作，在新一轮炉料吹炼中，同样会将铅冰铜带入到渣口附近，如果达到一定程度后，集中排出，则
9、会导致爆炸。,2.3 烟化炉放渣的风险分析,防爆炸的预防措施：（1）在输送冷料过程中按要求比例掺入石英砂。石英砂在高温下能与炉渣中的FeO发生反应，形成较为稳定的2FeO.SiO2，从而减少或杜绝金属Fe的生成，降低铁液遇水发生爆炸的可能性。（2）降低炉渣温度。烟化炉生产工艺条件主要是控制给风量和给煤量，单独降低给煤量会导致烟化过程中的还原气氛变弱，CO全部氧化而放出大量的热，造成渣温不降反升，因此，当渣温过高时，采取在放渣前几分钟适当加入冷料降温的措施。（3）放渣期间按规定对排放区域进行安全隔离；放渣时，渣口工必须按要求穿戴好劳保用品；放渣操作必须由两人完成，1人操作，1人监护；渣口打开后，
10、渣口工必须立即撤离渣口，站在安全的地方。,2.3 烟化炉放渣的风险分析,熔铅锅在生产过程中，由于高温，容易发生铅液灼伤、烫伤，急救处理方法如下： a)发生伤情后，现场人员必须沉着冷静。对多人烧伤应区别轻重缓急，有条不紊地进行急救。 b)迅速脱离火、热源，消除致伤根源。将伤员搬离现场，尽快脱去着火或铅液浸渍的衣服；如果来不及脱去着火的衣服，应就地慢慢地滚动或用手边材料覆盖着火处及用水浇灭，或跳入附近水池中。严禁奔跑呼叫或用双手扑打火焰，以免引起头面部、呼吸道和双手烧伤。 c)除烧伤外，检查有无其他伤害，如有休克、窒息、大出血、骨折时应首先处理。 d)用敷料或干净被单、衣服等包裹创面。创面不可涂有
11、色外用药如紫药水等。以免影响到医院后对烧伤面积和深度的估计。切忌用手指触摸烧伤处或用口吹烧伤处。 e)如伤员口渴，可饮少量淡盐水、不可喝生水或过多喝开水。 f)经以上初步处理后，迅速送往附近医院。,2.4 熔铅锅的风险分析,3 锌系统工艺风险分析,国内传统的湿法炼锌工艺：,目前,世界上炼锌方法有火法与湿法之分,火法以密闭鼓风炉为主,但由于后来湿法炼锌的高速发展占据了炼锌的主导地位,湿法炼锌的产量占了80%以上。 现在,湿法炼锌朝着缩短流程,节能环保方面发展,锌精矿直接浸出已成熟并规模化生产。,3.1 传统湿法炼锌原则工艺流程图,本工程在生产过程中，主要有以下因素可能造成职业危害及安全事故。（1
12、）有害气体（含SO2烟气、酸雾等）对人体及植物的危害。（2）转动设备的人身事故危险及噪声危害。（3）高温设备及管道存在的烫伤危险。（4）供、配电及高低压用电设备的电危险。（5）酸性介质的腐蚀性危害。（6）地坑、平台、楼梯存在的跌落人身事故危险。（7）生产过程中的火灾隐患。,3.3 锌铅系统的工艺风险分析,砷化氢(化学式:AsH3)又称砷化三氢、砷烷、胂。是最简单的砷化合物，无色、剧毒、可燃气体。标准状态下，AsH3是一种无色，密度高于空气，可溶于水(200 mL/L)及多种有机溶剂的气体 。 生成AsH3的三要素为：还原性金属(如：锌粉，铁粉等),酸(如：硫酸，盐酸等)，砷(含砷溶液，含砷物料
13、)。 AsH3不稳定，易被O2或空气氧化 。 根据工业场所有害因素职业接触限制(GBZ2-2007) 生产车间空气中AsH3的最高容许浓度 为0.03 mg/m3。作业场所空气中砷化氢浓度达到0.5mg/m3后，就会引起急性中毒。,3.4 砷化氢的性质,主要的湿法脱砷方法有：1.硫化物沉淀法 采用 Na2S 作硫化剂 。在保持溶液一定 pH的条件下，砷以 As2S5和 As2S3 的形式沉淀出来，2. 中和和铁盐沉砷 用碱液将溶液的pH 值升高，生成砷酸铁 、氢氧化铁 、砷酸钙 、亚砷酸钙、亚砷酸铁、硫酸钙等不溶物。3. 化学试剂 脱砷,3.5 砷在锌湿法系统的处理,目前，在锌湿法系统，通过控
14、制Fe/As比，Fe3+在终点pH5.2水解，将As沉淀入渣，中上清含As稳定在0.01mg/L，工艺非常安全。但随着物料的变化和对渣的综合回收，As的安全问题仍要十分重视。 Fe/As=4,处理后液含As可达5mg/L以下； Fe/As=10,处理后液含As可达0.1mg/L以下； Fe/As=20,处理后液含As可达0.02mg/L以下； CuSO4溶液为AsH3的有效吸收剂，溶液中适当保留Cu2+，可有效抑制AsH3的逸出。,3.5 砷在锌湿法系统的处理,1.溴化汞试纸，砷化氢气体，遇溴化汞试纸生成黄至褐色的砷斑。溴化汞试纸应避光密封保存，现场使用需定期更换，建议1天更换一次。 2.便携
15、式AsH3检测仪，3. 固定式AsH3检测仪需定期校核，受其他气体冲击干扰大；日常维护很重要。,3.6 锌系统中可能产生砷化氢的点及监测手段,3.7 锌系统可能出现的其它气体与控制,一氧化碳，生产车间空气中的最高容许浓度为30mg/m3，二氧化硫，生产车间空气中的最高容许浓度 为15mg/m3，三氧化二砷及五氧化砷 ，生产车间空气中的最高容许浓度 为0.3mg/m3，苛性碱（换算成NaOH），生产车间空气中的最高容许浓度 为0.5mg/m3，氧化镉，生产车间空气中的最高容许浓度 为0.1mg/m3，硫化氢，生产车间空气中的最高容许浓度 为10mg/m3，硫酸及三氧化硫 ，生产车间空气中的最高容
16、许浓度 为2mg/m3，,在整个硫酸生产、贮存、运输和使用过程中难以避免会发生酸溅到身上或是硫酸泄漏等问题。1、硫酸溅到衣物上：迅速脱去被酸溅到的衣物后，用大量清水冲洗被酸溅到的衣物和皮肤，直到冲洗干净为止。,3.8 硫酸生产的安全分析,2、硫酸溅到皮肤上：立即用干净的棉纱或毛巾把皮肤上的酸擦掉后用大量清水冲洗，冲洗15min以上，如果皮肤受伤严重，应赶往医院就治。3、硫酸泄漏：立即切断泄漏点硫酸的来源，在漏酸点周围拉好警戒线，用适量的大碱中和泄漏出的硫酸后，再把已初步处理过的酸排往动力厂的污酸处理站。,3.8 硫酸生产的安全分析,3.9 火法镉的工艺风险分析,1）因镉饼自动加料机的设计，镉饼
17、从加料机上抛出，都落在同一区域内，长期会使镉饼堆存在金属液面上，而没有熔化。这样是存在危险的，一、局部热量高，散不出去，会放“空炮”；二、突然全部熔化，会产生大量黄烟。 2)放粗镉液铸锭的安全问题：1）阀门的开关程度问题，如太大了，碱渣放出来了，怕关不严实；太小了，时间过长，产生的氧化镉太多了； 2）整个生产过程中，水的控制；镉饼不浸泡，水分挥发严重，饼太轻，会飘在金属液面以上，镉饼泡的时间过长水分重，会炸炉；放粗镉液，锭模内必须保证没有水分。3）锭膜与顶盖的密封问题：太严，气体排不出来；太松，氧化镉跑出来的太多；4）镉锭脱锭模的问题，容易造成砸伤。,3.9 火法镉的工艺风险分析,碎海绵镉形态
18、与锌粉相似，而锌粉加入火法炉中会起火爆炸，故倒运海绵镉，应有专用的盛装斗。,4 天然气使用工艺风险分析,4.1 天然气的成分,广义指埋藏于地层中自然形成的气体的总称。但通常所称的天然气只指贮存于地层较深部的一种富含碳氢化合物的可燃气体，天然气由亿万年前的有机物质转化而来，主要成分是甲烷，此外根据不同的地质形成条件，尚含有不同数量的乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷等低碳烷烃以及二氧化碳、氮气、氢气、硫化物等非烃类物质；通常将含甲烷高于90%的称为干气，含甲烷低于90%的称为湿气。,4.2 天然气的工艺控制,工艺简介天然气经管道输送，通过调压稳压，送往后端燃烧使用 。天然气运行过程中应重点控制的参数有
19、： 天然气压力； 天然气流量； 空气压力； 炉膛/燃烧室温度； 炉膛/燃烧室压力； 爆炸极限：5%-15%（甲烷）。,4.3 天然气的工艺安全要求,空气流通，设备、管道周围区域无易燃易爆气体存在；燃气压力、空气压力达到设计压力；安全通道保持畅通，作业现场清洁，规范、无积水、无杂物；严禁用铁器敲击管道与阀体以免引起火花；点火时如果连续3次点火失败，严禁继续点火；点火应实现电子点火，严禁使用明火插入炉膛内点火；炉膛/燃烧室宜实现负压作业；管道流速应不宜大于15m/s；主管、支管应安装过滤设施，确保清洁；使用点燃气监测装置发生报警，切断燃气供应，停止使用,5 典型事例风险分析,5.1 泡沫渣事故,一
20、、2007年9月9日上午8时35分，位于甘肃省酒泉市瓜州县工业园区的甘肃西脉新材料科技股份有限公司（以下简称西脉公司）矿冶分公司铅冶炼厂在粗铅冶炼建设项目试生产调试期间发生一起喷炉灼烫事故，造成8人死亡、10人受伤，其中重伤3人。,事故发生前，该装置尚处于试生产调试阶段。 9月9日凌晨在试车中曾从加料口喷出炉渣，将加料皮带烧坏，6时20分开始采用人工加料。8时35分，调试现场指挥打开观察孔向炉内观察，之后指挥控制工下枪，并在观察富氧空气输送喷枪架刻度后，再次指挥控制工下枪，随后又一次观察喷枪刻度，并给出提枪信号，喷枪尚未动作,即从加料口喷出一股白烟，此时，10余吨温度高达1150的炉渣将炉顶盖
21、的西面掀开，直接喷向控制室方向，摧毁了控制室及设施，造成现场9人中6人当场死亡，3人从三楼跳窗坠地后重伤，其中2人经抢救无效死亡。炉渣喷出控制室后，将距炉体47米的原料厂房玻璃击碎，造成其他人员受伤。本次事故共造成8人死亡、10人受伤，其中3人重伤。,直接原因：生产调试现场指挥人员对熔炼炉产生的“泡沫渣”可能带来的危险认识不足，出现异常情况时违章指挥，未能采取正确处理措施。在事故发生前已发生过两次喷渣，其中一次烧毁了加料皮带，但未按规程要求采取调整渣型等措施，而是采取人工加料的方式继续生产。由于炉内长期处于不正常的过氧化状态，造成渣中四氧化三铁达到正常值的3.3倍，炉渣粘度增大。而现场指挥却判
22、断错误，违章指挥两次下枪，未断风、断氧，使进入熔体的气体和产生的烟气无法顺利排出，炉内产生大量“泡沫渣”，气体带动熔体迅速上涨，造成熔体急剧膨胀，高温的熔体及气流瞬间将炉顶盖掀开，并从裂口处高速喷射而出，引发了事故。,5.2 砷化氢事故,安龙县盘江锑白厂一分厂生产锌锭的主要原料来自云南省建水县鸡街合众锌厂出售的浸出含锌矿渣，含有砷、铁、铅等矿物质，含砷化锌矿渣在与稀硫酸发生化学反应过程中会产生砷化氢气体。人一旦吸入一定量的砷化氢气体就可造成急性中毒。 该厂先后26名人员中毒。,2014年2月7日凌晨，罗平锌电公司下属锌厂综合车间锌氧粉工段发生砷化氢中毒安全事故，事故现场8人受伤，无人员死亡。在
23、医院诊治过程中，有3人经抢救无效死亡。,原因分析：1）由于工人的误操作，在搅拌桶内聚集了AsH3产生的三因素，即：有酸，有还原性金属，有砷物料，一般多出现于置换工段；2）现场通风条件差，搅拌桶没很好密封；3）现场没AsH3报警装置，导致工人长期裸露接触；4）现场指挥人员和工人安全意识差，没经过相关培训，感觉异常没采取有效措施。,结 语,随着冶金行业的发展，易处理的物料越来越少，以后复杂物料难处理物料越来越多。随之带来的工艺安全问题也将越来越多，只有充分意识到工艺安全的重要性，才能将这项工作做好。总之，工艺风险分析这项工作还任重而道远。,（一） 操 作 方 法,最后 诚祝各位领导及同事 工作顺利！ 万事如意！,谢 谢！,
