غونر نوردبيرج
حدوثه واستخداماته
الألومنيوم هو أكثر المعادن وفرة في القشرة الأرضية ، حيث يوجد في تركيبة مع الأكسجين والفلور والسيليكا ، وما إلى ذلك ، ولكن لا يوجد أبدًا في الحالة المعدنية. البوكسيت هو المصدر الرئيسي للألمنيوم. يتكون من خليط من المعادن التي تشكلت عن طريق تجوية الصخور الحاملة للألمنيوم. البوكسيت هو أغنى أشكال هذه الخامات المجوية ، حيث تحتوي على ما يصل إلى 55٪ من الألومينا. تحتوي بعض خامات اللاتيريت (التي تحتوي على نسب أعلى من الحديد) على ما يصل إلى 35٪ Al2O3· الرواسب التجارية للبوكسيت هي أساسًا جبسيتي (Al2O3· 3H2O) و boehmite (Al2O3· H2O) وتوجد في أستراليا وغيانا وفرنسا والبرازيل وغانا وغينيا والمجر وجامايكا وسورينام. بلغ الإنتاج العالمي من البوكسيت في عام 1995 111,064 مليون طن. يعتبر Gibbsite أكثر قابلية للذوبان في محاليل هيدروكسيد الصوديوم من بوهيميت ، وبالتالي فهو مفضل لإنتاج أكسيد الألومنيوم.
يستخدم الألمنيوم على نطاق واسع في جميع أنحاء الصناعة وبكميات أكبر من أي معادن غير حديدية أخرى ؛ قدر إنتاج المعادن الأولية في جميع أنحاء العالم في عام 1995 بنحو 20,402 مليون طن. وهو مخلوط بمجموعة متنوعة من المواد الأخرى بما في ذلك النحاس والزنك والسيليكون والمغنيسيوم والمنغنيز والنيكل وقد يحتوي على كميات صغيرة من الكروم والرصاص والبزموت والتيتانيوم والزركونيوم والفاناديوم لأغراض خاصة. سبائك الألومنيوم وسبائك الألومنيوم يمكن بثقها أو معالجتها في مصانع الدرفلة أو أعمال الأسلاك أو الصهر أو المسابك. يتم استخدام المنتجات النهائية في بناء السفن للتركيبات الداخلية والتركيبات الفوقية ؛ الصناعة الكهربائية للأسلاك والكابلات ؛ صناعة البناء لإطارات المنازل والنوافذ والأسقف والكسوة ؛ صناعة الطائرات لهيكل الطائرات وجلد الطائرات والمكونات الأخرى ؛ صناعة السيارات لهيكل السيارة ، وكتل المحرك والمكابس ؛ الهندسة الخفيفة للأجهزة المنزلية والمعدات المكتبية وفي صناعة المجوهرات. التطبيق الرئيسي للصفائح هو في حاويات المشروبات أو المواد الغذائية ، بينما تستخدم رقائق الألومنيوم للتغليف ؛ يتم استخدام شكل جسيمات دقيقة من الألومنيوم كصبغة في الدهانات وفي صناعة الألعاب النارية. غالبًا ما يتم إعطاء المواد المصنعة من الألمنيوم سطحًا وقائيًا وزخرفيًا عن طريق الأكسدة.
يستخدم كلوريد الألومنيوم في تكسير البترول وفي صناعة المطاط. يدخن في الهواء ليشكل حمض الهيدروكلوريك ويتحد بشكل متفجر مع الماء ؛ وبالتالي ، يجب أن تبقى الحاويات مغلقة بإحكام وحمايتها من الرطوبة.
مركبات الألومنيوم ألكيل. تزداد أهمية هذه المواد كمحفزات لإنتاج البولي إيثيلين منخفض الضغط. أنها تشكل خطرا سامة ، والحرق والحريق. إنها شديدة التفاعل مع الهواء والرطوبة والمركبات التي تحتوي على الهيدروجين النشط ، وبالتالي يجب أن تبقى تحت غطاء من الغاز الخامل.
المخاطر
لإنتاج سبائك الألومنيوم ، يتم صهر الألومنيوم المكرر في أفران تعمل بالزيت أو الغاز. تتم إضافة كمية منظمة من مادة مقسية تحتوي على كتل ألومنيوم مع نسبة مئوية من المنجنيز ، والسيليكون ، والزنك ، والمغنيسيوم ، وما إلى ذلك. يتم بعد ذلك خلط المصهور وتمريره إلى فرن حبس لتفريغ الغاز عن طريق تمرير كلور الأرجون أو كلور النيتروجين عبر المعدن. ارتبط انبعاث الغاز الناتج (حمض الهيدروكلوريك والهيدروجين والكلور) بالأمراض المهنية ويجب توخي الحذر الشديد لمعرفة أن الضوابط الهندسية المناسبة تلتقط الانبعاثات وتمنعها أيضًا من الوصول إلى البيئة الخارجية ، حيث يمكن أن تسبب أيضًا ضررًا. يتم كشط الخبث من سطح المصهور ووضعه في حاويات لتقليل التعرض للهواء أثناء التبريد. يضاف تدفق يحتوي على فلوريد و / أو أملاح كلوريد إلى الفرن للمساعدة في فصل الألومنيوم النقي عن الخبث. قد يتم إطلاق أبخرة أكسيد الألومنيوم والفلورايد بحيث يجب أيضًا التحكم بعناية في هذا الجانب من الإنتاج. قد تكون هناك حاجة لمعدات الحماية الشخصية (PPE). تم وصف عملية صهر الألومنيوم في الفصل صناعة معالجة المعادن وصناعة المعادن. في ورش الصب ، قد يحدث أيضًا التعرض لثاني أكسيد الكبريت.
يتم استخدام مجموعة كبيرة من الأشكال البلورية المختلفة لأكسيد الألومنيوم كمخزون تغذية بمصهر المواد الكاشطة والحراريات والمحفزات. وصفت سلسلة من التقارير المنشورة في الفترة من 1947 إلى 1949 تليفًا خلاليًا متقدمًا غير عقدي في صناعة مواد جلخ الألومنيوم حيث تمت معالجة أكسيد الألومنيوم والسيليكون. كانت هذه الحالة ، المعروفة باسم مرض Shaver ، تتقدم بسرعة وغالبًا ما تكون قاتلة. تعرض الضحايا (العمال الذين ينتجون الألاندوم) لدخان كثيف يتكون من أكسيد الألومنيوم والسيليكا البلورية والحديد. كانت الجسيمات من نطاق الحجم الذي جعلها قابلة للتنفس بدرجة كبيرة. من المحتمل أن يُعزى انتشار المرض إلى التأثيرات الضارة للغاية على الرئة الناتجة عن السيليكا المتبلورة الدقيقة ، بدلاً من استنشاق أكسيد الألومنيوم ، على الرغم من أن المسببات المرضية الدقيقة للمرض غير مفهومة. يحظى مرض Shaver باهتمام تاريخي في المقام الأول الآن ، حيث لم يتم تقديم أي تقارير في النصف الثاني من القرن العشرين.
الدراسات الحديثة عن الآثار الصحية للتعرضات عالية المستوى (100 مجم / م3) إلى أكاسيد الألمنيوم بين العمال المنخرطين في عملية Bayer (الموصوفة في الفصل صناعة معالجة المعادن وصناعة المعادن) أن العمال الذين تعرضوا لأكثر من عشرين عامًا يمكن أن يصابوا بتغيرات رئوية. تتميز هذه التغييرات سريريًا بدرجات طفيفة في الغالب بدون أعراض من تغيرات وظائف الرئة المقيدة. كشفت فحوصات الصدر بالأشعة السينية عن وجود عتامة صغيرة وهزيلة وغير منتظمة ، خاصة في قواعد الرئة. تُعزى هذه الاستجابات السريرية إلى ترسب الغبار في بارنشيما الرئة ، والذي كان نتيجة التعرض المهني الشديد. لا يمكن مقارنة هذه العلامات والأعراض بالاستجابة الشديدة لمرض Shaver. وتجدر الإشارة إلى أن الدراسات الوبائية الأخرى في المملكة المتحدة بشأن التعرض للألومينا على نطاق واسع في صناعة الفخار لم تسفر عن أي دليل على أن استنشاق غبار الألومينا ينتج عنه علامات كيميائية أو إشعاعية لمرض رئوي أو خلل وظيفي.
تظل التأثيرات السمية لأكاسيد الألومنيوم موضع اهتمام بسبب أهميتها التجارية. نتائج التجارب على الحيوانات مثيرة للجدل. يمكن أن يتسبب أكسيد الألومنيوم النشط حفازًا (0.02 ميكرومتر إلى 0.04 ميكرومتر) بشكل خاص ، والذي لا يشيع استخدامه تجاريًا ، في حدوث تغيرات في الرئة في الحيوانات التي يتم تناول جرعاتها عن طريق الحقن مباشرة في المجاري الهوائية الرئوية. لم يتم ملاحظة آثار الجرعة المنخفضة.
وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن ما يسمى بربو الفخار الذي لوحظ بشكل متكرر بين العاملين في عمليات معالجة الألمنيوم ، ربما يُعزى إلى التعرض لتدفقات الفلوريد ، وليس إلى غبار الألومنيوم نفسه.
صنفت الوكالة الدولية لأبحاث السرطان (IARC) إنتاج الألمنيوم في المجموعة 1 ، وهي حالة تعرض الإنسان المسرطنة المعروفة. كما هو الحال مع الأمراض الأخرى الموصوفة أعلاه ، من المرجح أن تُعزى السرطنة إلى المواد الأخرى الموجودة (على سبيل المثال ، الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAHs) وغبار السيليكا) ، على الرغم من أن الدور الدقيق لغبار الألومينا غير مفهوم ببساطة.
تم العثور على بعض البيانات حول امتصاص مستويات عالية من الألمنيوم وتلف الأنسجة العصبية بين الأفراد الذين يحتاجون إلى غسيل الكلى. أدت هذه المستويات العالية من الألمنيوم إلى تلف شديد ، بل ومميت في الدماغ. ومع ذلك ، فقد لوحظت هذه الاستجابة أيضًا في مرضى آخرين يخضعون لغسيل الكلى ولكن لم يكن لديهم مستوى مرتفع من الألومنيوم في الدماغ. لم تنجح التجارب على الحيوانات في تكرار استجابة الدماغ هذه ، أو مرض الزهايمر ، والذي تم افتراضه أيضًا في الأدبيات. لم تكن دراسات المتابعة الوبائية والسريرية حول هذه القضايا نهائية ولم يتم ملاحظة أي دليل على مثل هذه الآثار في العديد من الدراسات الوبائية واسعة النطاق لعمال الألمنيوم.