産業革命は、精製された石油ベースの工業用油、潤滑油、切削油、グリースの開発なしには起こりえませんでした。 1860 年代に原油を真空蒸留することで優れた潤滑剤を製造できることが発見される前は、産業はラードや鯨精油などの天然油や動物性脂肪を可動部品の潤滑に使用していました。 これらの油や動物製品は、当時ほとんどすべての産業機器に動力を供給していた蒸気機関によって生成された熱や湿気にさらされることで、特に溶融、酸化、分解の影響を受けやすかった. 石油ベースの精製製品の進化は、革をなめすために使用された最初の潤滑剤から、より長い耐用年数、優れた潤滑品質、およびさまざまな温度や気候条件の下での変化に対するより優れた耐性を備えた最新の合成油およびグリースにまで続きました.

工業用潤滑剤

機械や装置のすべての可動部品には潤滑が必要です。 潤滑は、テフロンやグラファイトなどの乾燥材料によって提供される場合がありますが、これらは小型電気モーター ベアリングなどの部品で使用されますが、オイルとグリースが最も一般的に使用される潤滑剤です。 機械の複雑さが増すにつれて、潤滑剤と金属加工油の要件はより厳しくなります。 現在、潤滑油は、デリケートな器具を潤滑するために使用される透明で非常に薄いオイルから、製鉄所を回すような大きな歯車に使用される濃厚でタール状のオイルまでさまざまです。 非常に特殊な要件を持つオイルは、油圧システムと、航空宇宙産業で非常に厳密な公差で部品を製造するために使用される大型コンピューター操作工作機械の潤滑の両方で使用されます。 合成油、フルイド、グリース、および合成油と石油系油のブレンドは、潤滑油の寿命を延ばしたい場合に使用されます。たとえば、密閉型電気モーターでは、オイル交換の間隔が長くなり、コストの差が相殺されます。 航空宇宙アプリケーションなど、拡張された温度および圧力範囲が存在する場所。 または、潤滑剤の再塗布が困難で費用がかかる場所。

工業用油

スピンドルおよび潤滑油、ギア潤滑油、作動油およびタービン油、トランスミッション液などの工業用油は、特定の物理的および化学的要件を満たし、さまざまな条件下で長期間識別できる変化なしに動作するように設計されています。 航空宇宙用途の潤滑剤は、清浄性、耐久性、宇宙放射線への耐性、極端な低温および高温、無重力および真空中での作動能力など、まったく新しい条件を満たさなければなりません。

トランスミッション、タービン、および油圧システムには、力または動力を伝達する流体、流体を保持するリザーバー、流体をある場所から別の場所に移動させるポンプ、およびバルブ、配管、冷却器、フィルターなどの補助機器が含まれています。 油圧システム、トランスミッション、およびタービンは、滑らかに作動し、動力伝達を制御するために、特定の粘度と化学的安定性を備えた流体を必要とします。 優れた作動油およびタービン油の特徴には、高粘度指数、熱安定性、循環システムでの長寿命、付着防止、高い潤滑性、消泡能力、防錆性、優れた抗乳化性などがあります。

ギア潤滑剤は、極圧下でギア間の潤滑を提供する強力で粘り強い膜を形成するように設計されています。 ギアオイルの特徴には、優れた化学的安定性、抗乳化性、および粘度上昇と堆積物の形成に対する耐性が含まれます。 スピンドルオイルは、潤滑性添加剤を含む、薄く、非常にクリーンで透明なオイルです。 高圧で速度が遅いXNUMXつの平らな摺動面を潤滑するために使用されるウェイオイルの最も重要な特性は、潤滑性と絞り出しに耐える粘着性、および極圧に対する耐性です。

シリンダー オイルとコンプレッサー オイルは、工業用オイルと自動車用オイルの両方の特性を兼ね備えています。 それらは、堆積物の蓄積に抵抗し、熱伝達剤（内燃エンジンシリンダー）として機能し、シリンダーとピストンに潤滑を提供し、ブローバック圧力に抵抗するシールを提供し、化学的および熱的安定性（特に真空ポンプオイル）を備えている必要があります。粘度指数が高く、水洗い（蒸気作動シリンダー）と洗浄力に耐えます。

自動車エンジンオイル

米国およびカナダの自動車技術者協会 (SAE) などの内燃機関および組織の製造業者は、自動車エンジン オイルの特定の性能基準を確立しています。 自動車のガソリンおよびディーゼル エンジン オイルは、化学的および熱的安定性、耐食性、粘度、摩耗保護、潤滑性、洗浄力、および高温および低温性能を判断するために、一連の性能試験を受けます。 その後、コード システムに従って分類されます。これにより、消費者は、過酷な使用やさまざまな温度および粘度範囲への適合性を判断できます。

自動車エンジン、トランスミッション、ギアケース用のオイルは、温度変化による粘度変化に耐えるように、高粘度指数で設計されています。 自動車のエンジンオイルは、内燃エンジンを潤滑するため、熱による分解に耐えるように特別に配合されています。 内燃エンジン オイルは、寒冷地でエンジンを始動するときに内部の可動部品を潤滑するには濃すぎてはならず、エンジンが動作中に熱くなるにつれて薄くなってはなりません。 それらは、バルブ、リング、シリンダーに炭素が蓄積したり、湿気から腐食性の酸や堆積物が形成されたりするのを防ぐ必要があります。 自動車のエンジン オイルには、カーボンや金属の摩耗粒子を懸濁液に保持するように設計された洗浄剤が含まれています。これにより、オイルが循環する際にそれらがろ過され、内部エンジン部品に蓄積して損傷を引き起こすことがなくなります。

切削油剤

業界で使用される切削液には、鉱物油、可溶性油、合成油の 10 種類があります。 切削油は通常、さまざまな粘度の高品質で安定性の高い鉱油と添加剤をブレンドして、機械加工される材料の種類と実行される作業に応じて特定の特性を提供します。 水溶性油中水型切削液は、乳化剤と、消泡剤、防錆剤、洗剤、殺菌剤、殺菌剤などの特別な添加剤を含む鉱物油 (または合成油) です。 それらは、使用前にさまざまな比率で水で希釈されます。 合成切削油剤は、エマルジョンではなく、非石油系の液体、添加剤、および水の溶液であり、その一部は特定の金属を加工するための耐火性があります。 半合成油には 15 ～ XNUMX% の鉱物油が含まれています。 特殊な流体の中には、潤滑油と切削流体の両方の特性を持っているものがあります。これは、多軸自動スクリュー マシンなどの特定の工作機械で流体が漏れたり混ざったりする傾向があるためです。

切削液の望ましい特性は、加工される金属の組成、使用される切削工具、および実行される切削、平削り、または成形操作の種類によって異なります。 切削油剤は、冷却と潤滑 (つまり、切削工具の刃先の保護) によって金属加工プロセスを改善および向上させます。 たとえば、多くの熱を発生する軟質金属で作業する場合、冷却が最も重要な基準です。 軽油（灯油など）や水系切削油を使用することで、冷却効果が向上します。 切削工具の構成刃先の制御は、硫黄、塩素、またはリン化合物などの耐溶接または耐摩耗添加剤によって提供されます。 硫化鉄の研磨性を克服するために鋼に取り組む際に重要な潤滑性は、合成および動物性脂肪または硫化精油添加剤によって提供されます.

その他の金属加工油およびプロセス油

研削液は、冷却を提供し、研削砥石に金属が蓄積するのを防ぐように設計されています。 それらの特性には、熱的および化学的安定性、防錆 (可溶性流体)、蒸発時のゴム状堆積物の防止、および実行される作業の安全な引火点が含まれます。

高い安定性が要求されるクエンチオイルは、金属処理において、鋼の冷却に伴う分子構造の変化を制御するために使用されます。 軽油での焼入れは、小型で安価な鋼部品の肌焼きに使用されます。 内部応力が低く、外側がかなり硬い工作機械鋼を製造するには、より遅い焼入れ速度が使用されます。 高炭素鋼および合金鋼の処理には、ギャップのあるまたは多相の焼入れ油が使用されます。

ロール オイルは特別に調合された鉱物油または可溶性油で、熱間および冷間圧延機を通過する際に金属、特にアルミニウム、銅、真鍮を滑らかに仕上げます。 離型油は、成形された金属部品の離型を容易にするために金型にコーティングするために使用されます。 なめし油は、今でもフェルトや皮革製造業界で使用されています。 変圧器油は、変圧器や大型の電気ブレーカーやスイッチで使用される特別に調合された誘電性流体です。

伝熱油は、開放型または閉鎖型システムで使用され、最長 15 年間使用できます。 主な特徴は、システムが 150 ～ 315°C の温度で動作するための良好な熱安定性、酸化安定性、および高い引火点です。 通常、伝熱油は粘性が高すぎて周囲温度でポンプで送ることができず、流動性を得るには加熱する必要があります。

石油系溶剤は、スプレー、滴下、または浸漬によって部品を洗浄するために使用されます。 溶剤は油を取り除き、汚れや金属粒子を乳化します。 防錆油は、溶剤ベースまたは水性ベースのいずれかです。 ステンレス鋼のコイル、ベアリング、その他の部品に浸漬またはスプレーで塗布され、指紋や防錆、水置換のために金属表面に偏光膜またはワックス膜を残します。

グリース

グリースは、油密にすることができない部品や機器を潤滑するために使用される液体、増粘剤、および添加剤の混合物であり、到達が困難であるか、液体潤滑剤の漏れや飛散が製品を汚染したり、危険を引き起こす可能性があります。 これらには、氷点下の温度でのジェット エンジン ベアリングの潤滑から熱間圧延機のギアまで、幅広い用途と性能要件があり、酸や水の洗い流しへの耐性、鉄道車両の車輪のローラー ベアリングによって生じる継続的な摩擦などがあります。

グリースは、金属石鹸（長鎖脂肪酸の塩）を205～315℃の潤滑油媒体に配合したものです。 合成グリースは、ジエステル、シリコーンまたはリン酸エステル、およびポリアルキルグリコールを流体として使用する場合があります。 グリースの特性は、特定の流体、石鹸に含まれる金属元素 (カルシウム、ナトリウム、アルミニウム、リチウムなど)、および性能と安定性を向上させ、摩擦を減らすために使用される添加剤に大きく依存します。 これらの添加剤には、非腐食性の金属硫黄化合物の薄い層で金属をコーティングする極圧添加剤、ナフテン酸鉛またはジチオリン酸亜鉛、防錆剤、酸化防止剤、潤滑性を高めるための脂肪酸、粘着性添加剤、識別および識別のための着色染料が含まれます。水阻害剤。 一部のグリースには、グラファイトまたはモリブデンのフィラーが含まれている場合があります。これは、金属部品をコーティングし、グリースがなくなったり分解した後に潤滑を提供します。

工業用潤滑油、グリース、自動車用エンジンオイル添加剤

化学的および熱的安定性と高粘度指数を備えた高品質の潤滑剤ベースストックを使用することに加えて、添加剤は、流体を強化し、工業用潤滑剤、切削液、グリース、および自動車エンジンオイルに必要な特定の特性を提供するために必要です。 最も一般的に使用される添加剤には、以下が含まれますが、これらに限定されません。

• 抗酸化物質。 2,6-ジターシャリー ブチル、パラクレゾール、フェニル ナフチルアミンなどの酸化防止剤は、酸素にさらされたときに形成される長鎖分子を分解することにより、油の劣化速度を低下させます。 酸化防止剤は、銅、亜鉛、鉛などの金属をコーティングして油との接触を防ぎ、触媒として作用しないようにするために使用され、酸化を加速し、他の金属を攻撃する酸を形成します。
• 泡抑制剤。 シリコーンやポリ有機シロキサンなどの消泡剤は、作動油、ギア オイル、トランスミッション液、タービン オイルに使用され、表面膜張力を低下させ、ポンプやコンプレッサーによってオイルに閉じ込められた空気を除去して、一定の油圧を維持し、キャビテーションを防ぎます。 .
• 腐食防止剤。 ナフテン酸鉛やスルホン酸ナトリウムなどの防錆添加剤は、循環オイルが水で汚染されている場合や、機器や機械が冷却するときにシステムのリザーバーに入った湿った空気によって金属部品やシステムに錆が発生するのを防ぐために使用されます。使用されていませんでした。
• 耐摩耗添加剤。 リン酸トリクレジルなどの耐摩耗添加剤は、金属表面に引き付けられる極性化合物を形成し、油膜が十分でない場合に追加の保護の物理層を提供します。
• 粘度指数向上剤。 粘度指数向上剤は、オイルが温度変化の影響に抵抗するのを助けます。 残念ながら、それらの有効性は長期間使用すると低下します。 合成油は非常に高い粘度指数で設計されているため、粘度指数向上剤添加剤を含む鉱油よりも広い温度範囲で構造を長期間維持できます。
• 解乳化剤。 水分抑制剤と特殊な化合物が油から水を分離し、ガムの形成を防ぎます。 それらには、潤滑性を高めるワックス状のオイルが含まれています。 これらは、機器が水洗いされる場所、または水溶性切削液で汚染された蒸気シリンダー、エアコンプレッサー、ギアケースなど、大量の水分が存在する場所で使用されます。
• カラー染料. 染料は、誤用を防ぐために、トランスミッション液やギアオイルなど、特定の目的に使用されるさまざまなオイルをユーザーが識別できるようにするために使用されます。
• 極圧添加剤。 非腐食性の硫化脂肪族化合物、ジチオリン酸亜鉛、ナフテン酸鉛などの極圧添加剤は、自動車、ギア、トランスミッション オイルに使用され、保護油膜が薄くなったり、はみ出したりしたときに金属表面を保護するコーティングを形成します。メタルコンタクト。
• 洗剤。 金属スルホネートおよび金属フェネート洗浄剤は、作動油、ギア オイル、エンジン オイル、およびトランスミッション液に含まれる汚れ、カーボン、および金属摩耗粒子を保持するために使用されます。 これらの汚染物質は通常、オイルがフィルターを通過するときに除去され、システム内を再循環して損傷を引き起こす可能性を防ぎます。
• 粘着性添加剤。 接着剤または粘着性の添加剤を使用して、オイルをベアリング アセンブリ、ギア ケース、工場や建設機械の大きなオープン ギア、および頭上機械に付着させ、漏れを防ぎます。 それらの粘着性は、長期間使用すると減少します。
• 乳化剤。 脂肪酸と脂肪油は、水溶性油の乳化剤として使用され、水との溶液の形成を助けます。
• 潤滑添加剤。 脂肪、ラード、牛脂、精油、植物油を使用して、切削油や一部のギア オイルの油性を高めます。
• 殺菌剤。 フェノールやパイン油などの殺菌剤と殺菌剤を可溶性切削油に添加して、液体の寿命を延ばし、安定性を維持し、臭いを減らし、皮膚炎を防ぎます。

工業用潤滑油および自動車用油の製造

工業用潤滑剤とオイル、グリース、切削油、自動車エンジン オイルは、「潤滑油工場」または「混合工場」とも呼ばれる混合および包装施設で製造されます。 これらの施設は、潤滑油のベースストックを生産する製油所内または隣接している場合もあれば、離れた場所にあり、海洋タンカーまたはバージ、鉄道タンク車またはタンクローリーによってベースストックを受け取っている場合もあります。 混合および包装プラントは、添加剤を潤滑油ベースストックに混合および配合して、幅広い最終製品を製造し、バルクまたはコンテナで出荷します。

潤滑剤、液体、グリースの製造に使用される混合および配合プロセスは、施設の年数と洗練度、利用可能な機器、使用される添加剤の種類と配合、および生産される製品の種類と量によって異なります。 ブレンドには、ミキサー、パドル、または空気攪拌を使用してケトル内でベース ストックと添加剤パッケージを物理的に混合するだけでよい場合もあれば、添加剤の溶解とブレンドを助けるために電気または蒸気コイルからの補助加熱が必要な場合もあります。 その他の工業用流体および潤滑剤は、マニホールド システムを介してベース ストックと事前にブレンドされた添加剤およびオイル スラリーを混合することによって自動的に生成されます。 グリースは、バッチ生産または連続配合のいずれかです。 潤滑油プラントは、化学薬品から独自の添加剤を合成するか、専門会社から包装済みの添加剤を購入する場合があります。 XNUMX つのプラントで両方の方法を使用できます。 潤滑油プラントが独自の添加剤と添加剤パッケージを製造する場合、化学反応と物理的撹拌に加えて、化学物質と材料を調合するために高温と高圧が必要になる場合があります。

製造後、添加剤が懸濁液または溶液の状態で残っていることを確認し、製品が品質仕様と認証要件を満たしているかどうかを判断するための時間を確保し、プロセスを許可するために、液体と潤滑剤をブレンドケトルに保持するか、保持タンクに入れることができます。製品が梱包されて出荷される前に、温度が周囲レベルに戻るようにします。 テストが完了すると、最終製品がリリースされ、バルク出荷またはコンテナへの梱包が行われます。

完成品は、鉄道タンク車またはタンクローリーで大量に消費者、流通業者、または外部の包装工場に直接出荷されます。 完成品は、次のように、さまざまなコンテナに入れられた鉄道ボックス車またはパッケージ配送トラックで消費者および流通業者に出荷されます。

• サイズが 227 リットルから約 2,840 リットルの金属、プラスチック、および金属/プラスチックまたはプラスチック/繊維の組み合わせの中間バルク コンテナは、1 つまたは 2 つの高さで積み上げられた組み込みまたは個別のパレットで個別のユニットとして出荷されます。
• 容量が 208 リットル、114 リットル、または 180 kg の金属製、ファイバー製、またはプラスチック製のドラムは、通常、4 つのパレットに XNUMX 個入ります。
• 容量が 60 リットルまたは 54 kg の金属製またはプラスチック製のドラム缶、および 19 リットルまたは 16 kg の金属製またはプラスチック製のペール缶がパレットに積み上げられ、安定性を維持するためにバンドまたはストレッチ ラップがかけられます。
• 容量が 8 リットルまたは 4 リットルの金属製またはプラスチック製の容器、1 リットルのプラスチック製、金属製および繊維製のボトルと缶、および 2 kg のグリース カートリッジはカートンに梱包され、パレットに積み上げられ、バンドで結ばれるかストレッチ ラップされて出荷されます。

一部の混合および包装工場は、混合製品のパレットおよび混合サイズのコンテナとパッケージを小規模消費者に直接出荷する場合があります。 たとえば、サービス ステーションへの 1 つのパレットの出荷には、トランスミッション液 2 ドラム、グリース 8 ケグ、自動車エンジン オイル 4 ケース、ギア潤滑剤 XNUMX ペールが含まれます。

製品品質

潤滑油製品の品質は、機械や設備の適切な動作を維持し、高品質の部品や材料を生産するために重要です。 混合および包装工場は、厳しい仕様と品質要件に合わせて最終石油製品を製造しています。 ユーザーは、潤滑剤の取り扱い、保管、分配、および元の容器またはタンクから分配装置、および潤滑される機械または装置またはシステム上の適用ポイントまでの安全な慣行を確立することにより、品質レベルを維持する必要があります。満たされる。 一部の産業施設では、汚染と暴露を最小限に抑える集中型の分配、潤滑、および油圧システムが設置されています。 工業用油、潤滑剤、切削油、グリースは、水や湿気の混入、過度の高温または低温への暴露、不注意による他の製品との混合、および長期保管により、添加剤の脱落や化学変化が発生することにより劣化します。

健康と安全

それらは消費者によって使用および処理されるため、完成した工業製品および自動車製品は、比較的危険がないようにする必要があります。 製品のブレンドやコンパウンド、添加剤の取り扱い、切削液の使用、およびオイルミスト潤滑システムの操作時に、危険な暴露の可能性があります。

章 石油・天然ガス精製所 この内 百科事典 ボイラー室、実験室、オフィス、油水分離器および廃棄物処理施設、海洋ドック、タンク保管庫、倉庫作業、鉄道タンク車およびタンクローリーの積載ラックなどの混合および包装工場の補助施設に関連する潜在的な危険性に関する情報を提供します。鉄道貨車およびパッケージトラックの荷役施設。

安全性

添加剤とスラリーの製造、バッチ配合、バッチ混合、およびインライン混合操作では、望ましい製品品質を維持するための厳格な管理が必要であり、PPE の使用とともに、潜在的に危険な化学物質や材料への曝露、および高温の表面との接触を最小限に抑える必要があります。蒸気。 添加剤のドラム缶と容器は安全に保管し、使用するまで密閉して保管してください。 筋肉への負担を避けるために、ドラム缶や袋に入った添加物は適切に取り扱う必要があります。 危険な化学物質は適切に保管する必要があり、互換性のない化学物質は互いに混ざり合う場所に保管しないでください。 充填および包装機械を操作する際の予防措置には、手袋を使用すること、および樽やペールのカバーを圧着する装置に指を挟まないようにすることが含まれます。 機械ガードと保護システムは、作業を促進するために取り外したり、切断したり、バイパスしたりしないでください。 中間バルクコンテナとドラム缶は、充填前に検査して、清潔で適切であることを確認する必要があります。

洗浄、検査、保守、または修理のために貯蔵タンクおよび混合ケトルに立ち入るには、限られたスペースの許可システムを確立する必要があります。 ロックアウト/タグアウト手順は、包装機械、ミキサー付きケトル、コンベア、パレタイザー、および可動部品を備えたその他の機器のブレンドに取り組む前に確立および実施する必要があります。

漏れたドラム缶や容器は保管場所から取り除き、こぼれたものは片付けてすべりや落下を防ぐ必要があります。 廃棄物、こぼれた潤滑剤、使用済みの潤滑剤、自動車のエンジン オイル、切削油のリサイクル、燃焼、廃棄は、政府の規制と会社の手順に従って行う必要があります。 従業員は、流出物を清掃し、使用済みまたは廃棄物を処理する際に、適切な PPE を使用する必要があります。 ガソリンや可燃性溶剤で汚染されている可能性のある、排出されたモーター オイル、切削油、または工業用潤滑油は、適切に廃棄されるまで、発火源から離れた安全な場所に保管する必要があります。

防火

工業用および自動車用潤滑油のブレンドおよびコンパウンディングでは、精製プロセスよりも火災の可能性が低くなりますが、金属加工油およびグリースを製造する際には、ブレンディングおよびコンパウンドの温度が高く、引火点の低い製品を使用するため、注意が必要です。 引火点を超える温度で製品が分配されたり、容器が充填されたりする場合は、火災を防ぐために特別な予防措置を講じる必要があります。 可燃性液体をある容器から別の容器に移すときは、適切な接着および接地技術を適用して、静電気の蓄積と静電放電を防ぐ必要があります。 電気モーターと携帯機器は、設置または使用される場所に存在する危険性について適切に分類する必要があります。

潤滑油の混合およびグリース処理または保管エリアで製品の漏れや蒸気の放出が発火源に達すると、火災の可能性があります。 混合および包装施設での火災を防止するために、熱間作業許可制度の確立と実施を検討する必要があります。 建物内に設置された貯蔵タンクは、政府の要件と会社の方針に従って建設、通気、および保護する必要があります。 ラックやパイルに保管されている製品は、防火システム、防火扉、または出口ルートを塞がないでください。

最終製品の保管は、バルクとコンテナおよびパッケージの両方で、認められた慣行および防火規則に従って行う必要があります。 例えば、可燃性液体および可燃性液体の溶液に含まれる添加物は、建物の外に保管するか、別の特別に設計された保管室または付属の保管室に保管することができます。 多くの添加剤は、成分を懸濁状態に保つため、より濃厚な製品の粘度を下げるため、またはブレンドや配合を容易にするために、暖かい部屋 (38 ～ 65°C) または暑い部屋 (65°C 以上) に保管されます。 これらの保管室は、特に可燃性液体または可燃性液体が引火点を超える温度で保管および分配される場合、電気分類、排水、換気、および爆発ベントの要件に準拠する必要があります。

健康

混合、サンプリング、調合の際には、熱、蒸気、粉塵、ミスト、蒸気、煙、金属塩、化学薬品、添加物への曝露を防ぐために、個人用および呼吸用保護具を考慮する必要があります。 生産および包装中の炭化水素および添加剤のサンプリングおよび取り扱い中の検査および保守活動の実施時、および清掃時に、オイルミスト、煙および蒸気、添加剤、騒音および熱にさらされるため、安全な作業慣行、良好な衛生状態、および適切な個人保護が必要になる場合があります。こぼれと放出：

• 一般的な作業では、耐油性または耐滑り性を備えた靴底を備えた作業靴を着用する必要があります。転がったり、落下した物体や機器による足の怪我の危険がある場合は、耐油性または耐滑り性の靴底を備えた認可されたつま先保護安全靴を着用する必要があります。
• 化学物質、粉塵、または蒸気にさらされる危険がある場合は、安全ゴーグルと呼吸保護具が必要になる場合があります。
• 危険な化学薬品、添加物、腐食性溶液を取り扱うとき、およびこぼれたものを片付けるときは、不浸透性の手袋、エプロン、履物、フェイス シールド、化学ゴーグルを着用する必要があります。
• 頭部に怪我をする可能性があるピットやエリアで作業する場合は、頭部保護具が必要になる場合があります。
• 飛沫やこぼれを処理するための適切な清掃および乾燥施設へのアクセスがすぐに提供されなければなりません。

油は皮膚炎の一般的な原因であり、PPE の使用と良好な個人衛生習慣によって制御できます。 調合されたグリースや潤滑剤が皮膚に直接触れないようにしてください。 灯油、溶剤、紡錘油などの軽油は皮膚を脱脂し、かぶれの原因となります。 ギアオイルやグリースなどの粘度の高い製品は皮膚の毛穴をふさぎ、毛嚢炎を引き起こします。

油の微生物汚染による健康被害は、次のように要約できます。

• 既存の皮膚の状態が悪化する可能性があります。
• 呼吸に適したサイズの潤滑剤エアロゾルは、呼吸器疾患を引き起こす可能性があります。
• 生物が製品の組成を変化させ、直接的に有害になる可能性があります。
• 動物、鳥、または人間からの有害な細菌が持ち込まれる可能性があります。

従業員が生産、作業、またはメンテナンス中に切削液にさらされた場合、および微細な金属粒子が埋め込まれた布で油で覆われた手を拭いた場合に、接触皮膚炎が発生する可能性があります。 金属は皮膚に小さな裂傷を引き起こし、感染する可能性があります。 皮膚や衣類に付着した水性切削液にはバクテリアが含まれており、感染症を引き起こす可能性があり、乳化剤が皮膚から脂肪を溶解する可能性があります. 油毛包炎は、油に浸した衣服の着用など、油ベースの切削液に長時間さらされることによって引き起こされます。 従業員は、再び着用する前に、油が染み込んだ衣類を脱いで洗濯する必要があります。 皮膚炎は、石鹸、洗剤、または溶剤を使用して皮膚をきれいにすることによっても引き起こされる可能性があります. 皮膚炎は、適切な衛生管理と曝露の最小化によって最も効果的に管理されます。 皮膚炎が持続する場合は、医師の診察を受ける必要があります。

米国国立労働安全衛生研究所 (NIOSH) は、その基準文書の基礎として実施された広範なレビューで、金属加工液への曝露と、胃、膵臓を含むいくつかの臓器部位でのがん発症リスクとの関連性を発見しました。 、喉頭および直腸（NIOSH 1996）。 がんリスクの上昇の原因となる特定の製剤は、まだ決定されていません。

オイルミストやエアロゾルへの職業的暴露は、リポイド肺炎、喘息、急性気道炎症、慢性気管支炎、肺機能障害など、さまざまな非悪性呼吸器への影響と関連しています (NIOSH 1996)。

金属加工液は、バクテリアや菌類によって容易に汚染されます。 それらは皮膚に影響を与える可能性があり、汚染されたエアロゾルとして吸入すると、全身に影響を与える可能性があります.

工業用潤滑油から芳香族化合物を除去するために水素化仕上げや酸処理などの製油所プロセスが使用されており、発がん性を最小限に抑えるためにナフテン系ベースストックの使用が制限されています。 ブレンドや調合で導入された添加物も、健康への潜在的なリスクを生み出す可能性があります。 一部のギア潤滑剤やグリースに使用されているような塩素化合物や鉛化合物にさらされると、皮膚の炎症を引き起こし、潜在的に危険な場合があります. リン酸トリオルソクレジルは、潤滑油を誤って調理に使用した場合に神経麻痺の発生を引き起こしました. 合成油は、主に亜硝酸ナトリウムとトリエタノールアミンと添加剤で構成されています。 市販のトリエタノールアミンにはジエタノールアミンが含まれており、亜硝酸ナトリウムと反応して比較的弱い発がん物質である N-ニトロソジエタノールアミンを生成し、危険を引き起こす可能性があります。 半合成潤滑剤は、両方の製品の危険性と、その配合中の添加剤を示します。

製品の安全性に関する情報は、潤滑油、オイル、グリースのメーカーとユーザーの両方の従業員にとって重要です。 製造業者は、混合および配合に使用されるすべての添加剤およびベースストックについて、材料安全データシート (MSDS) またはその他の製品情報を入手できるようにしておく必要があります。 多くの企業は、疫学的および毒物学的試験を実施して、製品の急性および慢性的な健康への影響に関連する危険の程度を判断しています。 この情報は、警告ラベルと製品の安全情報を通じて、作業者とユーザーが利用できるようにする必要があります。

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第3版からの改作, 労働安全衛生百科事典.

金属製品の表面を腐食に耐え、よりよくフィットし、見栄えを良くするように仕上げるためのさまざまな技術があります (表 1 を参照)。 一部の製品は、これらの技術のいくつかのシーケンスによって処理されます。 この記事では、最も一般的に使用されるもののいくつかについて簡単に説明します。

表 1. さまざまな金属処理方法に関連する危険性のまとめ

これらの技術を適用する前に、製品を完全に洗浄する必要があります。 個別にまたは順番に、多数のクリーニング方法が使用されます。 これらには、機械的研磨、ブラッシングおよび研磨 (金属または酸化物の粉塵を生成します。アルミニウムの粉塵は爆発する可能性があります)、蒸気脱脂、有機グリース溶媒による洗浄、濃酸またはアルカリ溶液での「酸洗い」、および電解脱脂が含まれます。 最後の方法では、シアン化物と濃アルカリを含む浴に浸漬し、電気的に形成された水素または酸素によってグリースが除去され、酸化物やグリースのない「ブランク」の金属表面が得られます。 洗浄に続いて、製品を十分にすすぎ、乾燥させます。

機器の適切な設計と効果的な LEV により、リスクの一部が軽減されます。 飛沫の危険にさらされる労働者には、保護ゴーグルまたはアイシールド、保護手袋、エプロン、および衣服を提供する必要があります。 シャワーと洗眼器が近くにあり、正常に機能している必要があり、水しぶきやこぼれたものはすぐに洗い流してください。 電解装置の場合、手袋と靴は非導電性でなければならず、漏電遮断器の設置やロックアウト/タグアウト手順など、その他の標準的な電気的予防措置に従う必要があります。

治療プロセス

電解研磨

電解研磨は、表面の外観と反射率を改善し、必要な寸法に正確に適合するように余分な金属を除去し、欠陥がないか検査するために表面を準備するために使用されます。 このプロセスには、蒸気脱脂および熱アルカリ洗浄の後に、表面のハイスポットを優先的に陽極溶解することが含まれます。 酸は電解質溶液として頻繁に使用されます。 したがって、その後十分なすすぎが必要です。

電気めっき

電気めっきは、製品に金属層を適用するための化学的または電気化学的プロセスです。たとえば、腐食から保護するためのニッケル、表面特性を改善するための硬質クロム、または美化のための銀と金などです。 時折、非金属材料が使用されます。 カソードとして配線された製品と、堆積する金属のアノードを電解質溶液 (酸性、アルカリ性、またはシアン化物塩と錯体を含むアルカリ性) に浸し、外部で直流電源に接続します。 金属陽極の正に帯電した陽イオンは陰極に移動し、そこで金属に還元され、薄層として堆積します (図 1 を参照)。 このプロセスは、新しいコーティングが必要な厚さに達するまで続けられ、製品は洗浄、乾燥、研磨されます。

図 1. 電気めっき: 概略図

陽極：Cu→Cu⁺² + 2番目^- ; 陰極: 銅⁺² + 2e^- → 銅

In 電鋳、 電気めっきと密接に関連するプロセスで、石膏やプラスチックなどで成形された物体にグラファイトを塗布して導電性にし、陰極として接続して金属を付着させます。

In 陽極酸化、 近年重要性を増している工程で、アルミニウム（チタンやその他の金属も使用されます）の製品を陽極として接続し、希硫酸に浸漬します。 しかし、正のアルミニウム イオンが形成されてカソード上に移動する代わりに、それらはアノードで発生する酸素原子によって酸化され、酸化物層としてアノードに結合します。 この酸化物層は硫酸溶液によって部分的に溶解し、表面層を多孔質にします。 続いて、例えばネームプレートの製造のように、着色された材料または感光性材料をこれらの細孔に堆積させることができます。

エナメルと釉薬

ほうろうまたは磁器ほうろうは、浴槽、ガスおよび電気調理器具、キッチン用品、貯蔵タンクなどの幅広い加工製品で、金属 (通常は鉄または鋼) に高い耐熱性、耐汚染性、および耐食性を付与するために使用されます。とコンテナ、および電気機器。 さらに、エナメルは陶器、ガラス、ジュエリー、装飾品の装飾に使用されます。 七宝焼きやリモージュなどの装飾品の製造におけるエナメル粉末の特別な使用は、何世紀にもわたって知られています。 釉薬はあらゆる種類の陶器に施されています。

ガラス質のエナメルと釉薬の製造に使用される材料には、次のものがあります。

• 石英、長石、粘土などの耐火物
• ホウ砂（ホウ酸ナトリウム十水和物）、ソーダ灰（無水炭酸ナトリウム）、硝酸ナトリウム、蛍石、氷晶石、炭酸バリウム、炭酸マグネシウム、一酸化鉛、四酸化鉛、酸化亜鉛などのフラックス
• アンチモン、カドミウム、コバルト、鉄、ニッケル、マンガン、セレン、バナジウム、ウラン、チタンの酸化物などの色
• アンチモン、チタン、スズ、ジルコニウムの酸化物、アンチモン酸ナトリウムなどの乳白剤
• ホウ砂、ソーダ灰、炭酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、亜硝酸ナトリウム、アルミン酸ナトリウムなどの電解質
• 粘土、ガム、アルギン酸アンモニウム、ベントナイト、コロイダルシリカなどの凝集剤。

すべての種類のガラス質エナメルまたはグレージングの最初のステップは、フリット、エナメル パウダーの製造です。 これには、原材料の準備、製錬、フリットの取り扱いが含まれます。

金属製品を慎重に洗浄した後（例：ショットブラスト、酸洗、脱脂）、エナメルはいくつかの手順で適用できます。

• ウェット プロセスでは、対象物を水性エナメル スリップに浸し、取り出して水気を切ります。または、「スラッシュ」では、エナメル スリップが厚くなるため、対象物から振り落とす必要があります。
• 乾式工程では、下塗りを施した物体をエナメル加工温度まで加熱し、乾燥エナメル粉末をふるいを通してその上にまぶします。 エナメルが所定の位置に焼結し、オブジェクトが炉に戻されると、滑らかな表面に溶けます。
• スプレー塗布はますます使用されており、通常は機械化された操作で使用されています。 排気換気の下にキャビネットが必要です。
• 装飾的なエナメルは、通常、ブラシまたは同様のツールを使用して手で適用されます。
• 磁器や陶器の釉薬は、通常、浸漬またはスプレーによって適用されます。 一部の浸漬作業は機械化が進んでいますが、国内の磁器業界では手作業で浸漬するのが一般的です。 対象物を手に持ち、大きな釉薬の浴槽に浸し、手首を軽くたたいて釉薬を取り除き、対象物を乾燥機に入れます。 釉薬が吹き付けられるときは、効率的な排気換気を備えた密閉されたフードまたはキャビネットを用意する必要があります。

準備されたオブジェクトは、通常ガス燃料である炉またはキルンで「焼成」されます。

エッチング

化学エッチングは、サテンまたはマット仕上げを生成します。 ほとんどの場合、陽極酸化、ラッカー塗装、化成塗装、バフ研磨、または化学光沢処理の前の前処理として使用されます。 アルミニウムとステンレス鋼に最も頻繁に適用されますが、他の多くの金属にも使用されます。

アルミニウムは通常、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、リン酸三ナトリウム、炭酸ナトリウムのさまざまな混合物と、スラッジの形成を防ぐための他の成分を含むアルカリ溶液でエッチングされます。 最も一般的なプロセスの 10 つは、水酸化ナトリウムを 40 ～ 50 g/l の濃度で使用し、温度 85 ～ 10 °C で XNUMX 分間浸漬します。

アルカリエッチングは、通常、塩酸、フッ化水素酸、硝酸、リン酸、クロムまたは硫酸の様々な混合物中での処理が先行し、その後に続く。 典型的な酸処理は、２０℃の温度に維持された３体積部の硝酸と１体積部のフッ化水素酸の混合物中に１５から６０秒間浸漬することを含む。

亜鉛メッキ

亜鉛メッキは、腐食から保護するために、さまざまな鋼製品に亜鉛コーティングを適用します。 コーティングが適切に付着するためには、製品は清浄で酸化物のない状態でなければなりません。 これには通常、製品が亜鉛めっき浴に入る前に、多くの洗浄、すすぎ、乾燥、または焼きなましプロセスが含まれます。 「溶融亜鉛めっき」では、製品は溶融亜鉛浴を通過します。 上記のように、「冷間」亜鉛メッキは本質的に電気メッキです。

製造された製品は通常バッチ プロセスで亜鉛めっきされますが、連続ストリップ法は、鋼帯、シートまたはワイヤに使用されます。 製品と亜鉛浴の両方の十分な洗浄を維持し、乾燥を促進するために、フラックスを使用することができます。 プレフラックス工程の後に、亜鉛浴の表面に塩化アンモニウムフラックスカバーを施すか、後者を単独で使用することができる。 亜鉛メッキパイプでは、パイプは、洗浄後、パイプが溶融亜鉛浴に入る前に、塩化アンモニウム亜鉛の熱い溶液に浸されます。 フラックスは分解して刺激性の塩化水素とアンモニアガスを生成し、LEV を必要とします。

さまざまなタイプの連続溶融亜鉛めっきは、製品の洗浄方法と、オンラインで洗浄を行うかどうかで本質的に異なります。

• 表面油の火炎酸化による洗浄と、それに続く炉内での還元およびインラインでのアニーリング
• インラインアニーリングの前に行われる電解洗浄
• 酸洗・アルカリ洗浄による洗浄、予熱炉前フラックス使用、亜鉛メッキ前炉内焼鈍
• 酸洗いとアルカリ洗浄による洗浄、フラックスの除去、および亜鉛メッキ前の還元ガス（水素など）での予熱。

薄帯鋼の連続亜鉛めっきラインでは、酸洗とフラックスの使用が省略されています。 アルカリ洗浄を使用し、溶融亜鉛浴の表面の下を通過するまで、水素の還元雰囲気を備えたチャンバーまたは炉でストリップを加熱することにより、ストリップのきれいな表面を維持します。

ワイヤの連続亜鉛メッキには、通常、洗浄および亜鉛メッキタンクの前に溶融鉛パンを使用して、アニーリングステップが必要です。 空冷または水冷; 熱い希塩酸での酸洗い。 すすぎ; フラックスの塗布; 乾燥; その後、溶融亜鉛浴で亜鉛メッキします。

鉄と亜鉛の合金であるドロスは、溶融亜鉛浴の底に沈殿し、定期的に除去する必要があります。 溶融亜鉛の酸化を防ぐために、亜鉛浴の表面にさまざまな種類の材料を浮かせます。 亜鉛メッキされるワイヤまたはストリップの入口と出口のポイントで、頻繁なスキミングが必要です。

熱処理

固体状態のままの金属の加熱と冷却である熱処理は、通常、金属製品の処理の不可欠な部分です。 それはほとんどの場合、金属の結晶構造の変化を伴い、その結果、金属の可鍛性を高めるためのアニーリング、硬度を下げるための加熱と徐冷、硬度を高めるための加熱と急冷、低温内部応力を最小限に抑えるための加熱)。

アニーリング

アニーリングは、金属のさらなる冷間加工を可能にし、機械加工性を改善し、製品を使用する前に応力を緩和するために広く使用される「軟化」熱処理です。 金属を特定の温度に加熱し、その温度で特定の時間保持し、特定の速度で冷却します。 多くのアニーリング技術が使用されます。

• ブルーアニーリング、 鉄ベースの合金の表面に青い酸化物の層が生成されます
• 光輝焼鈍、 これは、表面の酸化を最小限に抑えるために制御された雰囲気で行われます
• クローズアニーリング or ボックスアニーリング、 鉄・非鉄金属ともに、金属製の密閉容器内で梱包材の有無にかかわらず加熱し、徐冷する方法
• 完全焼鈍、 通常、経済的に実現可能な最大の柔らかさを得ることを目的として、保護雰囲気で実行されます
• 可鍛性、 鉄に含まれる結合炭素を微細な炭素 (すなわちグラファイト) に変換することによって、それらを可鍛性にするために鋳鉄に施される特別な種類の焼きなまし
• 部分焼鈍、 冷間加工によって金属に生じる内部応力を除去するための低温プロセス
• 亜臨界 or 球状化焼鈍、 結晶構造中の炭化鉄を球状にすることで被削性を向上させます。

時効硬化

時効硬化は、アルミニウム-銅合金によく使用される熱処理で、約 180°C で約 1 時間加熱することにより、合金で起こる自然硬化が促進されます。

均質化します

通常、インゴットまたは粉末金属成形体に適用される均質化は、偏析を除去または大幅に低減するように設計されています。 これは、金属の融点より約 20°C 低い温度に約 2 時間以上加熱した後、急冷することによって達成されます。

正規化

完全なアニーリングと同様のプロセスにより、得られる機械的特性の均一性が確保され、機械的負荷に対する靭性と耐性が向上します。

パテント

パテンティングは特別なタイプのアニーリング プロセスであり、通常、引き抜きを目的とした小さな断面の材料 (0.6% 炭素鋼ワイヤなど) に適用されます。 金属は通常の炉で変態範囲以上に加熱され、次に炉から直接、例えば約170℃の温度に保たれた鉛浴に入る。

焼入れ焼戻し

硬度の増加は、変態範囲を超えて加熱し、油、水、または空気中で急冷することによって室温まで急速に冷却することによって、鉄ベースの合金で生成できます。 物品は、使用するには応力が高すぎることが多く、その靭性を高めるために、変態範囲未満の温度に再加熱し、所望の速度で冷却することによって焼き戻しされます。

マルテンパリングとオーステンパリングは類似のプロセスですが、物品が、例えば 400°C の温度に保たれた塩浴または鉛浴で急冷される点が異なります。

表面硬化および表面硬化

これは、鉄基合金に最も頻繁に適用される別の熱処理プロセスであり、そのコアは比較的延性を保ちながら、物体の表面を硬く保つことができます。 さまざまなバリエーションがあります。

• 火炎硬化 高温のガストーチで加熱し、油、水、または別の適切な媒体で急冷することにより、物体（ギアの歯、ベアリング、スライドウェイなど）の表面を硬化させます。
• 電気誘導焼入れ 加熱が表面層に誘導された渦電流によって生成されることを除いて、火炎硬化に似ています。
• 浸炭 固体、液体、またはガス状の炭素質媒体 (例えば、固体の木炭と炭酸バリウム、液体のシアン化ナトリウムと炭酸ナトリウム、ガス状の一酸化炭素、メタンなど) 中で対象物を加熱することにより、鉄基合金の表面の炭素含有量を増加させます。 ) 約 900°C の温度で。
• 窒化 特殊な低合金鋳鉄または鋼の物体の表面の窒素含有量を、通常はアンモニアガスである窒素含有媒体中で約 500 ～ 600°C で加熱することによって増加させます。
• シアン化 は、低炭素鋼の物体の表面を炭素と窒素の両方で同時に強化する肌焼きの方法です。 通常、1°C の溶融 30% シアン化ナトリウムの浴で 870 時間対象物を加熱し、油または水で急冷します。
• 浸炭窒化 浸炭ガス (上記参照) と窒化ガス (例えば、800 ～ 875% 無水アンモニア）。

メタライジング

金属化、または金属溶射は、機械的に粗面化された表面に金属の溶融液滴を溶射することにより、保護金属コーティングを適用する技術です。 また、磨耗または腐食した表面を構築したり、機械加工が不十分な構成部品を修復するためにも使用されます。 このプロセスは、それを発明した Dr. Schoop にちなんで、Schooping として広く知られています。

これは、ハンドヘルドのピストル型スプレーガンであるスクーピングガンを使用し、ワイヤー状の金属を燃料ガス/酸素ブローパイプフレームに送り込み、金属を溶かし、圧縮空気を使用して対象物にスプレーします。 熱源は、酸素と、アセチレン、プロパン、または圧縮天然ガスのいずれかとの混合物です。 コイル状のワイヤは、通常、ガンに供給する前にまっすぐにされます。 ワイヤにすることができる任意の金属を使用することができます。 ガンは粉末状の金属も受け入れることができます。

真空メタライジングは、オブジェクトを真空ジャーに入れ、コーティング金属をスプレーするプロセスです。

リン酸塩

リン酸塩処理は、主に軟鋼および亜鉛メッキ鋼とアルミニウムに使用され、塗料、ワックス、およびオイル仕上げの接着性と耐食性を高めます。 また、板金の深絞り加工で離型膜として機能し、耐摩耗性を向上させる層を形成するためにも使用されます。 それは本質的に、鉄、亜鉛、マンガン、ナトリウム、またはアンモニウムのXNUMXつまたは複数のリン酸塩の溶液と金属表面を反応させることから成ります。 リン酸ナトリウムおよびリン酸アンモニウム溶液は、洗浄とリン酸処理の組み合わせに使用されます。 多金属物体をリン酸化する必要性と、自動化された操作でライン速度を上げたいという要望により、リン酸化溶液にフッ化物、塩素酸塩、モリブデン酸塩、ニッケル化合物などの促進剤を追加することで、反応時間を短縮することができました。結晶サイズを小さくし、その結果、リン酸亜鉛コーティングの柔軟性を高めるために、第三リン酸亜鉛やリン酸チタンなどの結晶微細化剤が前処理リンスに追加されます。

リン酸化シーケンスには通常、次の手順が含まれます。

• ホットコースティッククリーニング
• ブラッシングとすすぎ
• さらなる高温苛性洗浄
• コンディショニングウォーターリンス
• 酸性リン酸塩の高温溶液への噴霧または浸漬
• 冷水すすぎ
• 温かいクロム酸リンス
• 別の冷水リンス
• 乾燥します。

プライミング

有機塗料プライマーは金属表面に塗布され、その後に塗布される塗料の接着を促進し、塗料と金属の界面での腐食を遅らせます。 プライマーは通常、樹脂、顔料、および溶剤を含み、ブラシ、スプレー、浸漬、ローラーコーティング、または電気泳動によって、準備された金属表面に塗布することができます。

溶媒は、脂肪族および芳香族炭化水素、ケトン、エステル、アルコールおよびエーテルの任意の組み合わせであり得る。 最も一般的に使用される樹脂は、ポリビニルブチノール、フェノール樹脂、乾性油アルキド、エポキシ化油、エポキシエステル、エチルシリケート、および塩素化ゴムです。 複雑なプライマーでは、テトラエチレン ペンタミン、ペンタエチレン ヘキサミン、イソシアネート、尿素ホルムアルデヒドなどの架橋剤が使用されます。 プライマー配合に使用される無機顔料には、鉛、バリウム、クロム、亜鉛、およびカルシウム化合物が含まれます。

プラスチックコーティング

プラスチックコーティングは、液体の形で金属に塗布され、その後加熱によって硬化または焼結される粉末として、または接着剤で金属表面にラミネートされる加工されたシートの形で適用されます。 最も一般的に使用されるプラスチックには、ポリエチレン、ポリアミド (ナイロン)、および PVC が含まれます。 後者は、単量体および重合体エステルに基づく可塑剤、ならびに炭酸鉛、バリウムおよびカドミウムの脂肪酸塩、ジブチルスズジラウレート、アルキルスズメルカプチドおよびリン酸亜鉛などの安定剤を含み得る。 一般に毒性が低く刺激性はありませんが、可塑剤の一部は皮膚感作性があります。

危険とその防止

上記のプロセスの複雑さから推測できるように、金属の表面処理に関連するさまざまな安全および健康上の危険があります。 多くは、製造作業で定期的に遭遇します。 他のものは、採用された技術と材料の独自性によって提示されます。 生命を脅かす可能性があるものもあります。 しかし、概して、それらは防止または制御することができます。

職場のデザイン

作業場は、進行中の処理を妨げることなく、原材料と備品の配送と完成品の取り出しを可能にするように設計する必要があります。 化学物質の多くは可燃性であるか、混合すると反応しやすいため、保管中および輸送中に適切に分離することが不可欠です。 金属仕上げ作業の多くは液体を使用し、酸やアルカリの漏れ、こぼれ、飛沫が発生した場合は、速やかに洗い流す必要があります。 したがって、十分に排水され、滑りにくい床を提供する必要があります。 ハウスキーピングは、作業エリアやその他のスペースを清潔に保ち、物が溜まらないように入念に行う必要があります。 固体および液体の廃棄物、炉からの流出物、および排気換気装置の処理システムは、環境への配慮を考慮して設計する必要があります。

ワークステーションと作業割り当ては、人間工学の原則を使用して、緊張、捻挫、過度の疲労、および RSI を最小限に抑える必要があります。 ガードが取り外された場合にマシンの電源が切られるように、マシン ガードには自動ロックアウトが必要です。 スプラッシュガードは必須です。 熱い酸やアルカリの溶液が飛び散る危険があるため、洗眼器や全身シャワーを手の届くところに設置する必要があります。 化学薬品浴や高温面などの危険性について、他の製造および保守担当者に警告する標識を掲示するべきです。

化学的評価

すべての化学物質は、潜在的な毒性と物理的危険性について評価する必要があり、可能な限り危険性の低い物質に置き換える必要があります。 ただし、毒性の低い物質は可燃性が高いため、火災や爆発の危険性も考慮する必要があります。 さらに、材料の化学的適合性を考慮する必要があります。 たとえば、硝酸塩とシアン化物塩を誤って混合すると、硝酸塩の強力な酸化特性により爆発を引き起こす可能性があります。

換気

ほとんどの金属コーティング プロセスでは、蒸気やその他の汚染物質を作業者から遠ざけるために戦略的に配置された LEV が必要です。 一部のシステムは、タンク全体に新鮮な空気を押し込み、空気中の汚染物質をシステムの排気側に「押し込み」ます。 有毒ガスが再循環しないように、新鮮な空気の取り入れ口は排気口から離して配置する必要があります。

個人用保護具

プロセスは、潜在的に有毒な暴露を防ぐように設計する必要がありますが、常に完全に回避できるわけではないため、従業員には適切な PPE を提供する必要があります (たとえば、必要に応じてフェイス シールドの有無にかかわらずゴーグル、手袋、エプロン、カバーオール、および靴)。 露出の多くは高温の腐食性または腐食性溶液を伴うため、保護アイテムは絶縁され、耐薬品性がある必要があります。 電気にさらされる可能性がある場合、PPE は非導電性である必要があります。 PPE は、汚染された湿ったアイテムを再使用する前に洗浄および乾燥できるように、十分な量を用意する必要があります。 溶銑や炉などによる熱傷の危険がある場合は、断熱手袋やその他の保護服を用意する必要があります。

重要な付属物は、労働者の衣服が汚染されていない状態を保ち、労働者が有毒物質を家に持ち帰らないように、洗浄設備と清潔なロッカーと更衣室を利用できることです。

従業員のトレーニングと監督

従業員の教育とトレーニングは、仕事に就いたばかりの場合でも、設備やプロセスに変更があった場合でも不可欠です。 MSDS は、化学的および物理的危険性を説明する化学製品ごとに、労働者が確実に理解できる言語と教育レベルで提供する必要があります。 能力テストと定期的な再訓練により、労働者が必要な情報を保持していることを確認できます。 適切な手順が守られていることを確認するために、綿密な監督が推奨されます。

選択された危険

特定の危険性は金属塗装業界に特有のものであり、特別な考慮が必要です。

アルカリおよび酸性溶液

金属の洗浄および処理に使用される加熱されたアルカリ性および酸性溶液は、特に腐食性および苛性です。 皮膚や粘膜を刺激し、目に入ると特に危険です。 洗眼器と緊急用シャワーは不可欠です。 適切な防護服とゴーグルは、避けられない水しぶきを防ぎます。 飛沫が皮膚に達した場合は、その部分を直ちに冷たくきれいな水で少なくとも 15 分間十分に洗い流してください。 特に目が関与している場合は、医師の診察が必要な場合があります。

ホスゲンは、塩素化炭化水素、酸、および金属の反応から生じる可能性があるため、塩素化炭化水素を利用する場合は注意が必要です。 硝酸とフッ化水素酸は、肺への影響が明らかになるまでに 4 時間以上かかることがあるため、それらのガスを吸入すると特に危険です。 気管支炎、肺臓炎、さらには死に至る可能性のある肺水腫が、曝露による初期の影響がないように見える労働者に遅れて現れることがあります。 暴露された労働者には、迅速な予防的治療と、多くの場合、入院が推奨されます。 フッ化水素酸が皮膚に接触すると、数時間痛みを伴わない重度のやけどを引き起こす可能性があります。 迅速な医療処置が不可欠です。

ほこり

金属粉塵および酸化粉塵は、研削および研磨作業で特に問題となるものであり、発生時に LEV によって最も効果的に除去されます。 配管は滑らかになるように設計し、風速は微粒子が気流から沈降しないように十分に保つ必要があります。 アルミニウムとマグネシウムの粉塵は爆発する可能性があるため、ウェット トラップで収集する必要があります。 陶磁器や磁器の釉薬での鉛の使用が減少したことで、鉛の問題は少なくなりましたが、鉛は依然としてどこにでもある職業上の危険であり、常に警戒する必要があります。 ベリリウムとその化合物は、発がん性と慢性ベリリウム疾患の可能性があるため、最近関心を集めています。

特定の操作は、珪肺症および塵肺症のリスクをもたらします。 これらの物質を乾燥状態でふるい分け、混合し、計量する。 そして、そのような材料を炉に装入する。 また、ウェットプロセスで使用され、作業場や作業員の衣服に飛散すると、乾燥すると再び粉塵になる危険性があります。 LEV と徹底した清潔さと個人の衛生状態は、重要な予防手段です。

有機溶剤

脱脂や特定のプロセスで使用される溶剤やその他の有機化学物質は、吸入すると危険です。 急性期には、麻酔作用により呼吸麻痺や死に至る可能性があります。 慢性暴露では、中枢神経系の毒性と肝臓および腎臓の損傷が最も頻繁に起こります。 保護は、LEV によって提供され、発生源と作業者の呼吸エリアの間に少なくとも 80 ～ 100 cm の安全ゾーンがあります。 完成したワークピースから残留蒸気を除去するために、ベンチ換気も設置する必要があります。 有機溶剤による皮膚の脱脂は、皮膚炎の前兆となる可能性があります。 多くの溶剤も可燃性です。

シアン化物

シアン化物を含む浴は、電解脱脂、電気メッキ、およびシアン化に頻繁に使用されます。 酸と反応すると、揮発性で致命的な可能性のあるシアン化水素 (青酸) が生成されます。 空気中の致死濃度は 300 ～ 500 ppm です。 致命的な曝露は、シアン化物の皮膚吸収または摂取によっても生じる可能性があります。 最適な清浄度は、シアン化物を使用する作業員にとって不可欠です。 食べ物は洗う前に食べてはならず、決して作業場に置いてはいけません。 潜在的なシアン化物にさらされた後は、手と衣服を注意深く洗浄する必要があります。

シアン化物中毒の応急処置には、戸外への移動、汚染された衣類の除去、露出した部分の大量の水による洗浄、酸素療法、および亜硝酸アミルの吸入が含まれます。 LEV と皮膚の保護は不可欠です。

クロムとニッケル

電気めっきのガルバニック浴で使用されるクロムおよびニッケル化合物は危険な場合があります。 クロム化合物は、皮膚や粘膜の火傷、潰瘍、湿疹、および鼻中隔の特徴的な穿孔を引き起こす可能性があります。 気管支喘息が発生することがあります。 ニッケル塩は、頑固なアレルギー性または毒性刺激性の皮膚損傷を引き起こす可能性があります。 クロムとニッケルの両方の化合物が発がん性があるという証拠があります。 LEV と皮膚の保護は不可欠です。

炉とオーブン

炉を使用する場合は、特別な注意が必要です。たとえば、部品が高温で取り扱われる金属の熱処理では、プロセスで使用される材料が有毒または爆発性、あるいはその両方である可能性があります。 炉内の気体媒体 (雰囲気) は、金属装入物 (酸化または還元雰囲気) と反応するか、または中性で保護的である可能性があります。 後者のほとんどは、最大 50% の水素と 20% の一酸化炭素を含み、可燃性であることに加えて、高温で空気と爆発性の高い混合物を形成します。 発火温度は 450 ～ 750 °C ですが、低温でも局部火花により発火することがあります。 爆発の危険性は、炉の起動時または停止時に大きくなります。 冷却炉は空気を吸い込む傾向があるため (燃料や電力供給が中断された場合は特に危険です)、炉がシャットダウンされたときにパージするために、不活性ガス (窒素や二酸化炭素など) の供給が利用可能である必要があります。保護雰囲気が熱い炉に導入されたとき。

一酸化炭素は、おそらく炉やオーブンからの最大の危険です。 無色無臭であるため、作業者が気が付かないうちに中毒レベルに達することがよくあります。 頭痛は毒性の初期症状の XNUMX つであるため、作業中に頭痛が発生した労働者は、直ちに新鮮な空気の場所に移動する必要があります。 危険ゾーンには、一酸化炭素が集まる可能性のあるくぼんだポケットが含まれます。 レンガ造りは多孔質であり、通常のパージ中にガスを保持し、パージが完了するとガスを放出する可能性があることに注意してください。

鉛は 870°C を超える温度で非常に急速に気化する傾向があるため、鉛炉は危険な場合があります。 したがって、効果的なヒューム抽出システムが必要です。 ポットの破損や故障も危険です。 これが発生した場合、溶融金属を捕捉するために十分な大きさのウェルまたはピットを用意する必要があります。

火と爆発

金属コーティングに使用される化合物の多くは可燃性であり、特定の状況下では爆発します。 ほとんどの場合、炉と乾燥炉はガス燃焼式であり、バーナーの火炎破壊装置、供給ラインの低圧遮断弁、ストーブの構造の爆発軽減パネルなどの特別な予防措置を取り付ける必要があります。 . 電解操作では、プロセスで生成された水素が浴の表面に集まり、排出されない場合、爆発的な濃度に達する可能性があります。 炉は適切に換気され、バーナーは滴り落ちる材料で詰まるのを防ぐ必要があります。

油焼入れは、特に金属チャージが完全に浸っていない場合、火災の危険もあります。 焼入れ油は引火点が高く、温度が 27°C を超えてはなりません。

メタライジングに使用される圧縮酸素および燃料ガス ボンベは、適切に保管および操作しないと、火災や爆発の危険があります。 詳細な注意事項については、この章の記事「溶接と熱切断」を参照してください。

地域の条例で義務付けられているように、警報器を含む消防設備が提供され、正常に機能するように維持され、労働者はそれを適切に使用するよう訓練されている必要があります。

ヒート

炉、裸火、オーブン、加熱された溶液、および溶融金属の使用は、必然的に過度の熱暴露のリスクをもたらします。これは、高温多湿の気候で、特に密閉性のある保護服やギアによって悪化します。 プラントの完全な空調は経済的に実現可能ではないかもしれませんが、局所換気システムで冷やされた空気を供給することは役に立ちます。 涼しい環境での休憩と適切な水分摂取 (ワークステーションで摂取する水分には有毒な汚染物質が含まれていてはなりません) は、熱毒性を回避するのに役立ちます。 労働者と監督者は、熱ストレス症状の認識について訓練を受ける必要があります。

まとめ

金属の表面処理には、幅広い潜在的な毒性暴露を伴う多数のプロセスが含まれますが、そのほとんどは、よく知られている予防手段を入念に適用することで防止または制御できます。

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金属再生利用は、スクラップから金属を製造するプロセスです。 これらの再生金属は、金属の鉱石の一次処理から生成された金属と区別できません。 ただし、プロセスはわずかに異なり、露出は異なる場合があります。 エンジニアリング制御は基本的に同じです。 原材料の枯渇とスクラップ材料による環境汚染のため、金属の再生は世界経済にとって非常に重要です。

アルミニウム、銅、鉛、亜鉛は、非鉄金属二次産業の生産量の 95% を占めています。 マグネシウム、水銀、ニッケル、貴金属、カドミウム、セレン、コバルト、スズ、チタンも再生利用されます。 (鉄と鋼については、この章で説明します。 鉄鋼業. この章の記事「銅、鉛、亜鉛の製錬と精製」も参照してください。)

制御戦略

排出/暴露制御の原則

金属の再生には、ほこり、煙、溶剤、騒音、熱、酸の霧、その他の潜在的な危険物質やリスクへの暴露が伴います。 排出量の発生を排除または削減するために、いくつかのプロセスおよび/またはマテリアルハンドリングの変更が実行可能である可能性があります: 取り扱いを最小限に抑える、ポット温度を下げる、ドロスの形成とダストの表面生成を減少させる、プラントレイアウトを変更してマテリアルハンドリングまたは沈殿物の再飛散を減らすほこり。

従業員がそのエリアから移動できるように、露出の高いタスクを実行するために機械が選択されている場合、場合によっては露出を減らすことができます。 これにより、マテリアルハンドリングによる人間工学的な危険も軽減できます。

プラント内のクリーン エリアの相互汚染を防止するには、大量の排出物を生成するプロセスを隔離することが望ましいです。 物理的な障壁は排出物を封じ込め、その広がりを減らします。 したがって、被ばくする人が少なくなり、XNUMX つの地域での被ばくに寄与する放出源の数が減少します。 これにより、曝露評価が簡素化され、主要な発生源の特定と管理が容易になります。 再生操作は、多くの場合、他のプラント操作から分離されています。

場合によっては、特定の放出源を封入または隔離することが可能です。 エンクロージャーは気密性がほとんどないため、ネガティブ ドラフト排気システムがエンクロージャーに適用されることがよくあります。 排出物を制御する最も一般的な方法の XNUMX つは、排出物が発生した時点で局所排気換気を行うことです。 発生源で排出物を捕捉することで、排出物が大気中に拡散する可能性が減少します。 また、定着した汚染物質の再混入によって生じる二次的な従業員の暴露も防ぎます。

排気フードの捕捉速度は、煙やほこりが空気の流れからフードに漏れるのを防ぐのに十分な速度でなければなりません。 空気の流れは、煙やほこりの粒子をフードに運び込み、クロスドラフトやその他のランダムな空気の動きの影響を克服するのに十分な速度を持つ必要があります。 これを達成するために必要な速度は、アプリケーションごとに異なります。 局所排気換気に打ち勝つことができる再循環ヒーターまたは個人用冷却ファンの使用は制限する必要があります。

すべての排気または希釈換気システムには、交換空気も必要です (「メイクアップ」空気システムとも呼ばれます)。 交換用の空気システムが適切に設計され、自然換気システムと快適換気システムに統合されている場合、より効果的な被ばく管理が期待できます。 たとえば、交換用の排気口は、排気口から従業員を横切って排出源と排気口に向かってきれいな空気が流れるように配置する必要があります。 この技術は、給気島でよく使用され、従業員をきれいな流入空気と排出源の間に配置します。

クリーン エリアは、直接的な排出管理とハウスキーピングによって管理されることを目的としています。 これらのエリアは、周囲の汚染レベルが低いことを示しています。 汚染された地域の従業員は、個人用呼吸保護具で補われた、給気サービス キャブ、島、待機説教壇、および制御室によって保護されます。

労働者の XNUMX 日あたりの平均曝露は、新鮮なろ過空気が供給される休憩室や食堂などの清潔な場所を提供することで減らすことができます。 汚染物質が比較的少ない場所で時間を過ごすことで、従業員の汚染物質への時間加重平均曝露を減らすことができます。 この原則のもう XNUMX つの一般的なアプリケーションは、ワークステーションで従業員の呼吸ゾーンに新鮮なろ過された空気が供給される供給空気島です。

フード、ダクト工事、制御室、保守活動、清掃、および機器保管のための十分なスペースを提供する必要があります。

車輪付き車両は、二次排出の重要な発生源です。 車輪付き車両輸送が使用されている場合、すべての表面を舗装し、表面に蓄積したほこりの多い物質をなくし、車両の走行距離と速度を減らし、車両の排気と冷却ファンの排気の方向を変えることにより、排出量を削減できます。 コンクリートなどの適切な舗装材は、荷重、用途、表面の手入れなどを考慮して選択する必要があります。 道路の洗い流しを容易にするために、一部の表面にコーティングを施すことができます。

空気汚染物質を効果的に制御するために、すべての排気、希釈、および補給空気換気システムを適切に維持する必要があります。 一般的な換気システムを維持することに加えて、プロセス機器を維持して、材料の流出と漏出を排除する必要があります。

職場実習プログラムの実施

規格では、コンプライアンスを達成する手段として工学的管理が強調されていますが、作業慣行管理は、管理プログラムを成功させるために不可欠です。 工学的管理は、劣悪な作業習慣、不十分なメンテナンス、不十分なハウスキーピングまたは個人の衛生状態によって無効になる可能性があります。 異なるシフトで同じ機器を操作する従業員は、シフト間でこれらの要因が異なるため、空気感染曝露が大きく異なる可能性があります。

作業実践プログラムは、しばしば無視されますが、優れた管理慣行と優れた常識を表しています。 それらは費用対効果が高いですが、従業員とライン監督者の側に責任と協力的な態度が必要です。 安全衛生に対する経営トップの姿勢は、現場監督者の姿勢に反映されます。 同様に、監督者がこれらのプログラムを強制しない場合、従業員の態度が損なわれる可能性があります。 良好な健康と安全に対する態度の醸成は、次の方法で達成できます。

• 従業員がプログラムに参加する協力的な雰囲気
• 正式なトレーニングと教育プログラム
• 工場の安全衛生プログラムを強調しています。 効果的なプログラムを実施するには、従業員のモチベーションを高め、信頼を得ることが必要です。

作業実習プログラムは、単純に「インストール」することはできません。 換気システムと同様に、適切に機能していることを確認するために、メンテナンスと継続的なチェックが必要です。 これらのプログラムは、管理者と従業員の責任です。 「良い」（つまり、低曝露）慣行を教え、奨励し、監督するためのプログラムを確立する必要があります。

個人用保護具

サイド シールド付きの安全メガネ、カバーオール、安全靴、作業用手袋は、すべての作業で日常的に着用する必要があります。 鋳造と溶解、または合金の鋳造に携わる者は、溶融金属の飛散から保護するために革または他の適切な素材で作られたエプロンと手の保護具を着用する必要があります。

技術的管理が粉塵や煙の排出を制御するのに十分でない作業では、適切な呼吸用保護具を着用する必要があります。 騒音レベルが過度で、設計で除去できない場合、または騒音源を分離できない場合は、聴覚保護具を着用する必要があります。 また、聴力検査やトレーニングなどの聴覚保護プログラムも必要です。

プロセス

アルミ

アルミニウム二次産業では、アルミニウム含有スクラップを利用して、金属アルミニウムおよびアルミニウム合金を製造しています。 この業界で使用されるプロセスには、スクラップの前処理、再溶解、合金化、および鋳造が含まれます。 二次アルミニウム産業で使用される原材料には、新旧のスクラップ、汗をかいた豚、一部の一次アルミニウムが含まれます。 新しいスクラップは、航空機産業、製造業者、およびその他の製造工場から購入した切り抜き、鍛造品、およびその他の固形物で構成されています。 ボーリングと旋削は、航空機および自動車産業による鋳造、ロッド、および鍛造の機械加工の副産物です。 ドロス、スキミング、スラグは、一次還元工場、二次製錬工場、鋳造工場から得られます。 古いスクラップには、自動車部品、家庭用品、航空機部品が含まれます。 必要な手順は次のとおりです。

• 検査と選別。 購入したアルミスクラップを検査します。 前処理を必要としないクリーンなスクラップは、貯蔵庫に輸送されるか、直接溶解炉に投入されます。 前処理が必要なアルミは手作業で選別。 遊離鉄、ステンレス鋼、亜鉛、真鍮、および特大の材料は削除されます。
• 破砕とスクリーニング。 古いスクラップ、特に鉄で汚染された鋳物とシートは、このプロセスへのインプットです。 選別されたスクラップは破砕機またはハンマーミルに運ばれ、材料が細断および破砕され、鉄がアルミニウムから引き裂かれます。 粉砕された材料は、振動ふるいにかけられ、汚れや微粒子が取り除かれます。
• 梱包. 特別に設計された梱包装置を使用して、スクラップ シート、鋳物、切り抜きなどのかさばるアルミニウム スクラップを圧縮します。
• 細断/分類。 鉄筋または絶縁体を備えた純粋なアルミニウム ケーブルは、ワニ型ハサミで切断された後、ハンマー ミルで粒状化またはさらに縮小され、鉄心とプラスチック コーティングがアルミニウムから分離されます。
• 燃焼/乾燥。 ボーリングとターニングは、切削油、グリース、水分、遊離鉄を除去するために前処理されます。 スクラップはハンマーミルまたはリングクラッシャーで破砕され、水分と有機物はガスまたは石油燃焼のロータリードライヤーで揮発され、乾燥したチップはふるいにかけられてアルミニウムの微粉が除去され、残りの材料は鉄の除去のために磁気処理されます。きれいで乾燥したボーリングは、トート ボックスに分類されます。
• ホットドロス処理。 アルミニウムは、塩と氷晶石の混合物を用いたバッチ フラックス処理によって、精錬炉から排出されるホット ドロスから除去できます。 このプロセスは、機械的に回転し、耐火物で裏打ちされたバレルで行われます。 金属は、ベースの穴から定期的に叩かれます。
• ドライミリング。 乾式製粉プロセスでは、アルミニウムを含んだ冷たいドロスやその他の残留物を製粉、ふるい分け、濃縮して処理し、最小アルミニウム含有量が 60 ～ 70% の製品を取得します。 ボールミル、ロッドミル、またはハンマーミルを使用して、酸化物および非金属を微粉末に還元できます。 金属からの汚れやその他の回収不可能な物質の分離は、スクリーニング、空気分級、および/または磁気分離によって達成されます。
• 焙煎。 紙、ガッタパーチャ、または断熱材で裏打ちされたアルミホイルは、このプロセスのインプットです。 焙焼工程では、アルミ箔に付随する炭素材を投入し、金属製品から分離します。
• アルミ発汗. 発汗は、高鉄分スクラップからアルミニウムを回収するために使用される乾式冶金プロセスです。 このプロセスでは、高鉄アルミニウム スクラップ、鋳物、ドロスが投入されます。 炉床が傾斜している直火反射炉が一般的です。 分離は、アルミニウムやその他の低融点成分が溶けて炉床を流れ落ち、火格子を通って空冷された金型に流れ込み、鍋や井戸を集めるときに行われます。 この製品は「汗をかいた豚」と呼ばれています。 発汗プロセス中に形成された鉄、真鍮、酸化生成物などの高融点材料は、定期的に炉から取り出されます。
• 反響（塩素）製錬・精製。 反射炉は、きれいに選別されたスクラップ、汗をかいた豚、場合によっては未処理のスクラップを仕様の合金に変換するために使用されます。 スクラップは、機械的手段によって炉に投入されます。 材料は、バッチまたは連続供給による処理のために追加されます。 スクラップが投入された後、融液が空気と接触して酸化するのを防ぐためにフラックスが追加されます (カバー フラックス)。 溶剤フラックスが添加され、これは焼けたコーティングや汚れからの残留物などの非金属と反応して、スラグとして表面に浮く不溶物を形成します。 その後、仕様に応じて合金剤が添加されます。 デマギング 溶融装入物のマグネシウム含有量を減らすプロセスです。 塩素ガスによるデマギングでは、カーボンチューブやランスから塩素を注入し、マグネシウムやアルミニウムと反応して泡立ちます。 スキミングステップでは、不純な半固体フラックスが溶融物の表面からすくい取られます。
• 反響（フッ素）製錬・精製。 このプロセスは、塩素ではなくフッ化アルミニウムが使用されることを除いて、反射型 (塩素) 製錬精製プロセスに似ています。

表 1 に、アルミニウム再生操作の曝露と管理を示します。

表 1. 操作別のアルミニウムの工学的/管理上の制御

銅の再生

銅の二次産業では、銅含有スクラップを利用して、金属銅および銅ベースの合金を製造しています。 使用される原材料は、完成品の製造で生成される新しいスクラップ、または廃止された摩耗または回収された物品からの古いスクラップに分類できます。 古いスクラップの発生源には、電線、配管器具、電気機器、自動車、家電製品などがあります。 銅の価値を持つ他の材料には、スラグ、ドロス、鋳造所の灰、および製錬所からのスイープが含まれます。 次の手順が含まれます。

• ストリッピングとソート。 スクラップは、銅の含有量と純度に基づいて選別されます。 きれいなスクラップは手動で分離され、溶解および合金化炉に直接投入されます。 鉄分を磁力で分離できます。 絶縁体とリード ケーブルの被覆は、手または特別に設計された装置で剥がされます。
• 練炭と破砕。 きれいなワイヤー、薄板、ワイヤースクリーン、ボーリング、旋削物、切りくずがコンパクトにまとめられ、取り扱いが容易になります。 使用される機器には、油圧梱包プレス、ハンマー ミル、ボール ミルが含まれます。
• 細断。 絶縁体からの銅線の分離は、混合物のサイズを小さくすることによって達成されます。 細断された材料は、鉄材料の磁気分離を備えた空気または水力による分類によって分類されます。
• 粉砕と重力分離。 このプロセスは細断と同じ機能を果たしますが、水性分離媒体と、スラグ、ドロス、スキミング、鋳造所の灰、スイープ、バグハウスダストなどのさまざまな入力材料を使用します。
• 乾燥しています。 切削油、油、グリースなどの揮発性有機不純物を含むボーリング、旋盤、切りくずが除去されます。
• 絶縁燃焼。 このプロセスは、これらの材料を炉で燃焼させることにより、銅線から絶縁体やその他のコーティングを分離します。 ワイヤースクラップは、一次点火チャンバーまたはアフターバーナーにバッチで投入されます。 揮発性燃焼生成物は、収集のために二次燃焼室またはバグハウスを通過します。 煙、粘土、金属酸化物などの非特異的な粒子状物質が生成されます。 ガスおよび蒸気には、窒素酸化物、二酸化硫黄、塩化物、一酸化炭素、炭化水素、およびアルデヒドが含まれる場合があります。
• 発汗。 スクラップからの低蒸気溶融成分の除去は、発汗する金属の融点のすぐ上にある制御された温度にスクラップを加熱することによって達成されます。 一次金属である銅は、一般的に溶融成分ではありません。
• 炭酸アンモニウムの浸出。 銅は、塩基性炭酸アンモニウム溶液で浸出および溶解することにより、比較的きれいなスクラップから回収できます。 アンモニア溶液中の第二銅イオンは金属銅と反応して第一銅イオンを生成し、空気酸化によって第二銅状態に再酸化されます。 浸出残渣から粗溶液を分離した後、水蒸気蒸留により酸化銅を回収する。
• 水蒸気蒸留。 炭酸塩浸出プロセスからの浸出物を沸騰させると、酸化銅が沈殿します。 次に酸化銅を乾燥させる。
• 水熱水素還元。 銅イオンを含む炭酸アンモニウム溶液を水素中で加圧加熱し、銅を粉末として沈殿させます。 銅をろ過、洗浄、乾燥し、水素雰囲気下で焼結します。 粉末を粉砕し、ふるいにかけます。
• 硫酸浸出。 スクラップ銅は熱硫酸に溶解され、電解採取プロセスに供給される硫酸銅溶液を形成します。 分解後、未溶解の残留物を濾別します。
• 転炉製錬。 溶解した黒銅は転炉に投入されます。転炉は洋ナシ形または円筒形のスチール シェル ライニング耐火れんがです。 空気はノズルと呼ばれる溶融装入物に吹き込まれます。 ノズル. 空気は硫化銅やその他の金属を酸化します。 シリカを含むフラックスを添加して酸化鉄と反応させ、ケイ酸鉄スラグを形成します。 このスラグは、通常、炉を傾けることによって炉からすくい取られ、その後、XNUMX 回目の吹き飛ばしとすくい取りが行われます。 このプロセスからの銅は粗銅と呼ばれます。 粗銅は一般に火精錬炉でさらに精錬されます。
• 火精錬。 転炉から出た粗銅は反射炉のような容器である円筒形傾斜炉で火精錬されます。 粗銅は、酸化雰囲気中で精錬容器に投入される。 不純物は表面からすくい取られ、緑の丸太または天然ガスの添加によって還元雰囲気が作り出されます。 得られた溶融金属は次に鋳造される。 銅を電解精錬する場合、精錬された銅は陽極として鋳造されます。
• 電解精製. 火力精製プロセスからのアノードは、硫酸と直流電流を含むタンクに入れられます。 アノードからの銅はイオン化され、銅イオンは純銅スターターシートに堆積します。 アノードが電解液に溶けると、不純物がセルの底にスライムとして沈殿します。 このスライムをさらに処理して、他の金属値を回復することができます。 製造されたカソード銅は、溶解され、さまざまな形状に鋳造されます。

表 2 に、銅の再生操作の露出と管理を示します。

表 2. 操作別の銅のエンジニアリング/管理上の制御

鉛の再生

二次鉛精錬業者が購入した原材料は、精錬炉に投入する前に処理が必要になる場合があります。 このセクションでは、二次鉛精錬業者が購入する最も一般的な原材料と、原材料処理作業から従業員が鉛にさらされることを制限するための実現可能な工学的管理と作業慣行について説明します。 鉛の粉塵は一般に鉛再生施設全体で見られること、および車両の空気が鉛の粉塵をかき混ぜ、吸入したり、靴、衣類、皮膚、髪に付着したりする可能性があることに注意する必要があります。

自動車用バッテリー

二次鉛製錬所で最も一般的な原材料は、自動車の廃バッテリーです。 自動車用廃バッテリーの重量の約 50% は、製錬および精製プロセスで金属鉛として再利用されます。 現在製造されている自動車用バッテリーの約 90% は、ポリプロピレン製のボックスまたはケースを使用しています。 ポリプロピレン製のケースは、この材料の経済的価値が高いため、ほぼすべての二次鉛製錬所で回収されています。 これらのプロセスのほとんどは、金属フューム、特に鉛とアンチモンを生成する可能性があります。

In 自動車用バッテリーの破損 グリッド金属の硬化剤として使用されるヒ素またはアンチモンの存在と発生期の水素が存在する可能性があるため、アルシンまたはスチビンを形成する可能性があります。

自動車用バッテリーを破壊する最も一般的な XNUMX つのプロセスは次のとおりです。

1. ハイスピードソー
2. 低速のこぎり
3. 剪断
4. バッテリー全体の粉砕 (サターンクラッシャーまたはシュレッダーまたはハンマーミル)。

これらのプロセスの最初の XNUMX つでは、バッテリーの上部を切り取り、グループまたは鉛含有材料を廃棄します。 XNUMXつ目の工程は、バッテリー全体をハンマーミルで粉砕し、重力分離により成分を分離します。

自動車用バッテリーの分離 自動車用バッテリーが壊れた後、鉛含有材料をケース材料から分離できるようにするために行われます。 ケースを外すと酸性ミストが発生する場合があります。 このタスクを達成するために最も広く使用されている手法は次のとおりです。

• この マニュアル 技術。 これは、大多数の二次鉛製錬所で使用されており、小規模から中規模の製錬所で最も広く使用されている技術です。 バッテリーがのこぎりまたは剪断機を通過した後、従業員はグループまたは鉛含有材料を手動で山に捨て、ケースとバッテリーの上部を別の山または搬送システムに置きます。
• A タンブラー デバイス。 ケースからグループを分離するために上部がのこぎり/剪断された後、電池はタンブラー装置に入れられます。 タンブラーがゆっくりと回転するにつれて、タンブラーの内側のリブがグループをダンプします。 ケースが遠端に運ばれる間、グループはタンブラーのスロットを通って落下し、それらが出るときに収集されます。 プラスチックおよびゴム製のバッテリーケースとトップは、鉛含有材料から分離された後、さらに処理されます。
• A シンク/フロート プロセス. シンク/フロート プロセスは、通常、バッテリーを破壊するためのハンマー ミルまたは破砕プロセスと組み合わされます。 鉛ベアリングとケースの両方のバッテリー片は、水で満たされた一連のタンクに入れられます。 鉛含有材料はタンクの底に沈み、スクリューコンベアまたはドラッグチェーンによって除去されますが、ケース材料は浮遊してタンク表面からすくい取られます。

モバイル電気機器への電力供給やその他の産業用途に使用されていた産業用バッテリーは、ほとんどの二次製錬所で原材料として定期的に購入されています。 これらのバッテリーの多くはスチール製のケースを備えており、切断トーチまたはハンドヘルドのガス動力のこぎりでケースを切り開いて取り外す必要があります。

その他の購入鉛含有スクラップ

二次鉛製錬所は、製錬プロセスの原料として、さまざまなスクラップ材料を購入します。 これらの物質には、バッテリー製造工場のスクラップ、鉛精製のドロス、ライノタイプやケーブル被覆などの金属鉛のスクラップ、四エチル鉛の残留物が含まれます。 これらのタイプの材料は、製錬炉に直接装入するか、他の装入材料と混合することができます。

原材料の取り扱いと輸送

二次鉛製錬プロセスの重要な部分は、原材料の取り扱い、輸送、および保管です。 資材は、フォークリフト、フロントエンド ローダー、または機械式コンベア (スクリュー、バケット エレベーター、またはベルト) によって輸送されます。 二次リード産業における材料輸送の主な方法は、モバイル機器です。

二次鉛製錬所で使用されるいくつかの一般的な機械的搬送方法には次のものがあります。 バグハウスから凝集炉または貯蔵エリアまたはバケットエレベータおよびドラッグチェーン/ラインに煙道ダストを輸送するためのスクリューコンベヤ。

精錬

二次鉛製錬所での製錬作業には、溶鉱炉または反射炉で鉛含有スクラップを金属鉛に還元することが含まれます。

高炉 鉛含有材料、コークス (燃料) 石灰岩、および鉄 (フラックス) で充電されます。 これらの材料は、炉シャフトの上部で炉内に供給されるか、または炉の上部に近いシャフトの側面にある装入ドアを通して供給されます。 溶鉱炉の操業に関連する環境上の危険には、金属煙と粒子 (特に鉛とアンチモン)、熱、騒音、一酸化炭素などがあります。 鉛二次産業では、さまざまな装薬搬送機構が使用されています。 スキップホイストはおそらく最も一般的です。 使用中の他の装置には、振動ホッパー、ベルトコンベア、バケットエレベーターなどがあります。

高炉の出鋼作業では、溶融した鉛とスラグを炉から取り出して型や取鍋に入れます。 一部の製錬業者は、金属を精錬のために溶融状態に保つ保持釜に直接金属を投入します。 残りの製錬所は炉の金属をブロックに鋳造し、ブロックを凝固させます。

燃焼プロセスのための送風空気は、羽口から高炉に入ります。羽口は時折降着物で満たされ、妨げられないように、通常は鋼棒で物理的にパンチする必要があります。 この作業を行う従来の方法は、羽口のカバーを取り外し、鋼棒を挿入することです。 付着物を打ち抜いた後、カバーを元に戻します。

反射炉 炉装入機構により、鉛含有原材料が装入されます。 二次鉛産業の反射炉は、通常、耐火レンガで構成されたスプリング アーチまたはハンギング アーチを備えています。 反射炉に関連する汚染物質や物理的危険の多くは、高炉のものと似ています。 そのような機構は、油圧ラム、スクリューコンベア、または溶鉱炉について説明したものと同様の他の装置である可能性があります。

反射炉の出鋼作業は、高炉の出銑作業と非常によく似ています。

精錬

二次鉛製錬所での鉛の精錬は、間接焼成釜またはポットで行われます。 製錬炉からの金属は、通常、ケトルで溶解され、微量元素の含有量が調整されて、目的の合金が生成されます。 一般的な製品は、軟質 (純) 鉛と硬質 (アンチモン) 鉛のさまざまな合金です。

事実上すべての二次鉛精錬作業では、合金化材料をケトルに追加するための手動の方法が採用され、手動のドロス方法が採用されています。 ドロスはやかんの縁まで掃き出され、シャベルまたは大きなスプーンで容器に取り除かれます。

表 3 は、リード再生操作の露出と管理を示しています。

表 3. 操作別のリードのエンジニアリング/管理コントロール

亜鉛再生利用

亜鉛の二次産業は、亜鉛の供給源として、新しい切り抜き、スキミングと灰、ダイカストのスキミング、亜鉛メッキのドロス、煙道の粉塵、および化学残留物を利用します。 処理される新しいスクラップのほとんどは、亜鉛メッキおよびダイカスト ポットからの亜鉛および銅ベースの合金です。 古いスクラップのカテゴリには、古い亜鉛彫刻のプレート、ダイカスト、およびロッドとダイのスクラップが含まれます。 プロセスは次のとおりです。

• 残響発汗. 発汗炉は、炉の温度を制御することにより、亜鉛を他の金属から分離するために使用されます。 自動車のグリルやナンバー プレート フレームなどのスクラップ ダイカスト製品、および亜鉛の皮または残留物は、プロセスの開始材料です。 スクラップを炉に投入し、フラックスを加えて内容物を溶かします。 高融点残留物は除去され、溶融亜鉛は炉から直接、溶解、精錬、合金化などの次のプロセス、または収集容器に流れ出します。 金属汚染物質には、亜鉛、アルミニウム、銅、鉄、鉛、カドミウム、マンガン、クロムが含まれます。 その他の汚染物質は、フラックス剤、硫黄酸化物、塩化物、フッ化物です。
• ロータリー発汗。 亜鉛スクラップ、ダイカスト製品、残渣、スキミングなどを直火炉に投入し、溶解します。 溶融物はすくい取られ、亜鉛金属は炉の外にあるやかんに集められます。 次に、再充電の前に、不溶性物質であるスラグが除去されます。 このプロセスからの金属は、蒸留または合金化プロセスに送られます。 汚染物質は反響性発汗の汚染物質に似ています。
• マッフル発汗とケトル（釜）発汗。 これらのプロセスでは、亜鉛スクラップ、ダイ ベーパー キャスト製品、残渣およびスキミングがマッフル炉に投入され、材料が発汗され、発汗した亜鉛が精錬または合金化プロセスに送られます。 残留物は、スラグからドロスを分離するシェーカースクリーンによって除去されます。 汚染物質は反響性発汗の汚染物質に似ています。
• 破砕/スクリーニング。 亜鉛残留物は、金属亜鉛と汚染フラックスとの間の物理的結合を分解するために粉砕または破砕されます。 次に、還元された材料は、スクリーニングまたは空気分級ステップで分離されます。 破砕すると、酸化亜鉛と少量の重金属と塩化物が生成される可能性があります。
• 炭酸ナトリウム浸出. 残留物は化学的に処理され、亜鉛が浸出して酸化亜鉛に変換されます。 スクラップは最初に粉砕され、洗浄されます。 このステップでは、亜鉛が材料から浸出されます。 水性部分を炭酸ナトリウムで処理し、亜鉛を沈殿させます。 沈殿物を乾燥し、か焼して粗酸化亜鉛を得る。 次に、酸化亜鉛は金属亜鉛に還元されます。 さまざまな亜鉛塩汚染物質が生成される可能性があります。
• ケトル（鍋）、坩堝、残響、電気誘導溶解。 スクラップは炉に投入され、フラックスが追加されます。 浴をかき混ぜてドロスを形成し、これを表面からすくい取ります。 炉からすくい取った後、亜鉛金属は取鍋または型に注がれます。 酸化亜鉛フューム、アンモニアおよび塩化アンモニウム、塩化水素および塩化亜鉛が生成される可能性があります。
• 合金化. このプロセスの機能は、凝固または溶融形態のいずれかのフラックスおよび合金化剤を精製ケトルに添加することにより、前処理されたスクラップ亜鉛金属から亜鉛合金を製造することです。 その後、内容物が混合され、ドロスがすくい取られ、金属がさまざまな形に鋳造されます。 亜鉛、合金金属、塩化物、非特異的なガスおよび蒸気、ならびに熱を含む微粒子は、暴露の可能性があります。
• マッフル蒸留。 マッフル蒸留プロセスは、合金から亜鉛を回収し、純粋な亜鉛インゴットを製造するために使用されます。 このプロセスは半連続式で、溶融亜鉛をるつぼまたは発汗炉からマッフル セクションに投入し、亜鉛を気化させ、気化した亜鉛を凝縮させ、コンデンサーから金型にタッピングします。 残留物はマッフルから定期的に取り除かれます。
• レトルト蒸留・酸化、マッフル蒸留・酸化。 レトルト蒸留/酸化およびマッフル蒸留/酸化プロセスの生成物は酸化亜鉛です。 このプロセスは、気化ステップによるレトルト蒸留に似ていますが、このプロセスではコンデンサーをバイパスし、燃焼用空気を追加します。 蒸気は、オリフィスを通って空気流に放出されます。 自然発火は、耐火性蒸気で裏打ちされたチャンバー内で発生します。 生成物は、燃焼ガスと過剰な空気によってバグフィルターに運ばれ、そこで生成物が収集されます。 完全な酸化を保証し、生成物を冷却するために過剰な空気が存在します。 これらの蒸留プロセスのそれぞれが、酸化亜鉛の煙霧への暴露、ならびに他の金属微粒子および硫黄酸化物への暴露につながる可能性があります。

表 4 に、亜鉛再生操作の曝露と管理を示します。

表 4. 操作ごとの亜鉛の工学的/管理的制御

マグネシウム再生

古いスクラップは、スクラップの自動車や航空機の部品、古くて時代遅れのリトグラフ プレート、主要なマグネシウム精錬所からのスラッジなどのソースから得られます。 新しいスクラップは、薄板工場や加工工場からの切り抜き、旋盤、中ぐり、スキミング、スラグ、ドロス、および欠陥品で構成されています。 マグネシウムを取り扱う際の最大の危険は火事です。 金属の小さな破片は、火花または炎によって容易に発火する可能性があります。

• 手選別。 このプロセスは、スクラップに存在する他の金属からマグネシウムとマグネシウム合金の部分を分離するために使用されます。 スクラップは手動で広げられ、重量に基づいて分類されます。
• オープンポット溶解。 このプロセスは、分別されたスクラップ中の汚染物質からマグネシウムを分離するために使用されます。 るつぼにスクラップを入れて加熱し、塩化カルシウム、塩化ナトリウム、塩化カリウムの混合物からなるフラックスを加えます。 溶けたマグネシウムはインゴットに鋳造されます。

表 5 に、マグネシウム再生操作の曝露と管理を示します。

表 5. 操作別のマグネシウムの工学的/管理的管理

水銀再生

水銀の主な発生源は、歯科用アマルガム、スクラップ水銀電池、水銀を触媒として使用する電解プロセスからの汚泥、解体された塩素アルカリ工場からの水銀、および水銀含有機器です。 水銀蒸気は、これらの各プロセスを汚染する可能性があります。

• 押しつぶす. 破砕プロセスは、金属、プラスチック、ガラスの容器から残留水銀を放出するために使用されます。 容器が破砕された後、汚染された液体水銀はろ過工程に送られます。
• ろ過. 水銀蒸気を含んだ廃材をろ材に通すことで、汚れなどの不溶性不純物を取り除きます。 ろ過された水銀は酸素化プロセスに送られ、フィルターを通過しない固体はレトルト蒸留に送られます。
• 真空蒸留。 真空蒸留は、不純物の蒸気圧が水銀の蒸気圧よりも大幅に低い場合に、汚染された水銀を精製するために使用されます。 水銀チャージは加熱ポットで気化され、蒸気は水冷コンデンサーを使用して凝縮されます。 精製された水銀は集められ、瓶詰め作業に送られます。 加熱釜に残った残渣をレトルト工程に送り、減圧蒸留工程で回収できなかった微量の水銀を回収します。
• 溶液精製. このプロセスは、生の液体水銀を希酸で洗浄することにより、金属および有機汚染物質を除去します。 必要な手順は次のとおりです。未処理の液体水銀を希硝酸で浸出して、金属不純物を分離します。 酸性水銀を圧縮空気で攪拌してよく混合する。 水銀を酸から分離するためにデカントする。 水で洗浄して残留酸を除去する。 活性炭やシリカゲルなどの媒体で水銀をろ過して、最後の微量の水分を除去します。 水銀蒸気に加えて、溶剤、有機化学物質、酸性ミストにさらされる可能性があります。
• 酸素化。 このプロセスは、ろ過された水銀を、スパージング空気による酸化によって金属不純物を除去することによって精製します。 酸化プロセスには、スパージングとフィルタリングの XNUMX つのステップが含まれます。 散布工程では、汚染された水銀を密閉容器内で空気とともに攪拌して、金属汚染物質を酸化します。 散布後、水銀は木炭床でろ過され、固体の金属酸化物が除去されます。
• 言い返す。 レトルト処理は、固体の水銀含有スクラップに含まれる水銀を揮発させることにより、純粋な水銀を製造するために使用されます。 レトルト処理に含まれる手順は次のとおりです。密閉された静止ポットまたはトレイのスタック内で外部熱源を使用してスクラップを加熱し、水銀を気化させます。 水冷凝縮器で水銀蒸気を凝縮する。 凝縮した水銀を収集容器に収集します。

表 6 は、水銀再生操作の曝露と管理を示しています。

表 6. 操作別の水銀の工学的/管理的管理

ニッケルの再生

ニッケル再生の主な原材料は、ニッケル、銅、およびアルミニウム蒸気ベースの合金であり、古いスクラップまたは新しいスクラップとして見つけることができます。 旧スクラップとは、機械や航空機の部品から回収された合金で、新スクラップとは、合金製品の製造過程で副生する板スクラップ、削りくず、固形物を指します。 ニッケル再生には、次の手順が含まれます。

• 選別. スクラップは検査され、非金属および非ニッケル材料から手動で分離されます。 選別は粉塵暴露を生み出す。
• 脱脂. ニッケルスクラップをトリクロロエチレンで脱脂します。 混合物を濾過または遠心分離してニッケルスクラップを分離する。 トリクロロエチレンとグリースの使用済み溶媒溶液は、溶媒回収システムを通過します。 脱脂中に溶剤にさらされる可能性があります。
• 製錬（電気アークまたは回転反射）炉。 スクラップは電気アーク炉に投入され、通常は石灰である還元剤が添加されます。 装入物は溶解され、インゴットに鋳造されるか、追加の精錬のために反応器に直接送られます。 煙、ほこり、騒音、および熱にさらされる可能性があります。
• リアクターの精製。 溶融金属は反応器に導入され、そこでコールド ベース スクラップと銑ニッケルが加えられ、続いて石灰とシリカが加えられます。 次に、マンガン、コロンビウム、またはチタンなどの合金材料を添加して、所望の合金組成を生成します。 煙、ほこり、騒音、および熱にさらされる可能性があります。
• インゴット鋳造. 製錬炉や精錬炉から出た溶湯をインゴットに鋳造する工程です。 金属を型に流し込み、冷却します。 インゴットが型から取り出されます。 熱および金属ヒュームにさらされる可能性があります。

ニッケルの再生操作に関する曝露と管理手段を表 7 に示します。

表 7. 操作別のニッケルの工学的/管理上の制御

貴金属の再生

貴金属産業の原材料は、古いスクラップと新しいスクラップの両方で構成されています。 古いスクラップには、時代遅れの軍事および民間機器からの電子部品と、歯科産業からのスクラップが含まれます。 貴金属製品の加工・製造過程で、新たなスクラップが発生します。 製品は、金、銀、プラチナ、パラジウムなどの元素金属です。 貴金属の処理には、次の手順が含まれます。

• 手選別、細断。 貴金属を含むスクラップは手作業で選別され、ハンマーミルで破砕され、細断されます。 ハンマーミルはうるさいです。
• 焼却プロセス。 分別されたスクラップは、紙、プラスチック、有機液体汚染物質を除去するために焼却されます。 有機化学薬品、燃焼ガス、粉塵にさらされる可能性があります。
• 高炉製錬。 処理されたスクラップは、コークス、フラックス、リサイクルされたスラグ金属酸化物とともに高炉に投入されます。 装入物は溶けてスラグになり、貴金属を含む黒い銅が生成されます。 形成された硬質スラグには、スラグ不純物の大部分が含まれています。 ほこりや騒音が発生する場合があります。
• 転炉製錬。 このプロセスは、コンバーター内の溶融物に空気を吹き込むことにより、黒銅をさらに精製するように設計されています。 スラグを含む金属汚染物質は除去され、高炉にリサイクルされます。 貴金属を含んだ銅地金を型に流し込みます。
• 電解精製。 銅地金は、電解槽の陽極として機能します。 このようにして純銅がカソードにメッキされ、貴金属はセルの底に落ちてスライムとして集められます。 使用される電解液は硫酸銅です。 酸性ミスト暴露の可能性あり。
• 化学精製。 電解精製工程で発生する貴金属スライムを化学処理し、個々の金属を回収します。 シアン化物ベースのプロセスは、金と銀を回収するために使用されます。 王水 溶液および/または硝酸で処理した後、硫酸第一鉄または塩化ナトリウムで沈殿させて、それぞれ金と銀を回収します。 白金族金属は、それらを溶融鉛に溶解することによって回収することができ、次に硝酸で処理し、そこから白金族金属を選択的に沈殿させることができる残留物を残す。 次に、貴金属の沈殿物を溶融または点火して、金と銀を粒子として、プラチナ金属をスポンジとして収集します。 酸にさらされる可能性があります。

露出と管理は、操作ごとに表 8 に一覧表示されています (「金の製錬と精製」も参照)。

表 8. 操作別の貴金属の工学的/管理的管理

カドミウム再生利用

古いカドミウム含有スクラップには、廃棄された車両やボートのカドミウムメッキ部品、家電製品、ハードウェアやファスナー、カドミウム電池、スイッチやリレーのカドミウム接点、その他の使用済みカドミウム合金が含まれます. 新しいスクラップは、通常、金属を扱う産業からの廃棄物や汚染された副産物を含むカドミウム蒸気です。 再利用プロセスは次のとおりです。

• 前処理. スクラップ前処理工程では、合金スクラップの蒸気脱脂を行います。 リサイクルされた溶剤を加熱することによって発生する溶剤蒸気は、スクラップ合金を含む容器内を循環します。 次に、溶剤とストリッピングされたグリースが凝縮され、再循環される溶剤と分離されます。 カドミウムの粉塵や溶剤にさらされる可能性があります。
• 製錬・精製。 製錬・精製工程では、前処理された合金スクラップやカドミウム元素スクラップを処理して不純物を除去し、カドミウム合金やカドミウム元素を製造します。 石油とガスの燃焼暴露の生成物と、亜鉛とカドミウムの粉塵が存在する可能性があります。
• レトルト蒸留。 脱脂されたスクラップ合金はレトルトに入れられ、加熱されてカドミウム蒸気が生成され、その後凝縮器に集められます。 その後、溶融金属は鋳造の準備が整います。 カドミウム粉塵にさらされる可能性があります。
• 溶解・脱亜鉛. カドミウム金属をるつぼに入れ、溶融段階まで加熱します。 亜鉛が金属中に存在する場合、亜鉛を除去するためにフラックスと塩素化剤が追加されます。 潜在的な曝露には、カドミウムの煙と粉塵、亜鉛の煙と粉塵、塩化亜鉛、塩素、塩化水素、および熱があります。
• 鋳造. 鋳造操作では、前のステップで生成された精製カドミウム合金またはカドミウム金属から、目的の製品ラインが形成されます。 鋳造により、カドミウムの粉塵、煙、および熱が発生する可能性があります。

カドミウム再生プロセスにおける曝露と必要な管理を表 9 にまとめます。

表 9. 操作別のカドミウムの工学的/管理上の制御

セレン再生

このセグメントの原材料は、セレン整流器の製造中に発生するゼログラフィー コピー シリンダーとスクラップを使用しています。 セレンの粉塵が全体に存在する場合があります。 蒸留とレトルト製錬では、燃焼ガスと粉塵が発生する可能性があります。 レトルト製錬がうるさい。 精錬では二酸化硫黄ミストと酸ミストが存在する。 金属粉塵は、鋳造作業から発生する可能性があります (表 10 を参照)。

表 10. Selenium のエンジニアリング/管理上の制御 (操作別)

再利用プロセスは次のとおりです。

• スクラップの前処理。 このプロセスでは、ハンマー ミルやショット ブラストなどの機械的プロセスによってセレンを分離します。
• レトルト製錬。 このプロセスは、レトルト蒸留操作で前処理されたスクラップを溶融し、蒸留によって不純物からセレンを分離することにより、精製および濃縮します。
• 精錬. このプロセスは、亜硫酸ナトリウム水溶液などの適切な溶媒による浸出に基づいて、スクラップセレンの精製を達成します。 不溶性不純物を濾過により除去し、濾液を処理してセレンを沈殿させる。
• 蒸留。 このプロセスでは、蒸気純度の高いセレンが生成されます。 セレンは溶融、蒸留され、セレン蒸気は凝縮され、溶融セレンとして製品形成操作に移されます。
• 焼入れ。 このプロセスは、精製されたセレンのショットと粉末を製造するために使用されます。 セレン溶融物は、ショットの製造に使用されます。 その後、ショットを乾燥させます。 溶融セレンではなくセレン蒸気が急冷される材料であることを除いて、粉末を生成するために必要なステップは同じです。
• 鋳造。 このプロセスは、溶融セレンからセレンインゴットまたはその他の形状を製造するために使用されます。 これらの形状は、溶融セレンを適切なサイズと形状の型に流し込み、溶融物を冷却して凝固させることによって製造されます。

コバルトの再生

コバルト スクラップの発生源は、超合金の研削と削りくず、および古いまたは摩耗したエンジン部品とタービン ブレードです。 再利用のプロセスは次のとおりです。

• 手選別。 生スクラップは手作業で選別され、コバルトベース、ニッケルベース、および加工不可能なコンポーネントを識別して分離します。 これはほこりの多い操作です。
• 脱脂。 分別されたダーティースクラップは脱脂装置に投入され、パークロロエチレンの蒸気が循環します。 この溶剤は、スクラップのグリースと油を取り除きます。 次いで、溶剤－油－グリース蒸気混合物が凝縮され、溶剤が回収される。 溶剤暴露が可能です。
• ブラスト。 脱脂したスクラップをグリットでブラストして、汚れ、酸化物、錆を取り除きます。 使用するグリットによっては、粉塵が存在する場合があります。
• 酸洗・化成処理工程。 ブラスト作業からのスクラップは、残留錆や酸化物汚染物質を除去するために酸で処理されます。 酸性ミストはばく露の可能性があります。
• 真空溶解。 洗浄されたスクラップは真空炉に投入され、電気アークまたは誘導炉によって溶解されます。 重金属にさらされる可能性があります。
• 鋳造。 溶融合金はインゴットに鋳造されます。 熱ストレスの可能性があります。

コバルト再生のばく露と管理の概要については、表 11 を参照してください。

表 11. 操作別のコバルトの工学的/管理的管理

錫の再生

原材料の主な供給源は、スズめっきされたスチール トリミング、ブリキ缶製造会社からの廃棄物、鉄鋼業界からの廃棄されたメッキ コイル、スズのドロスとスラジ、はんだドロスとスラジ、使用済み青銅と青銅のリジェクト、および金属タイプのスクラップです。 多くのプロセスで、スズの粉塵と酸のミストが見られます。

• 脱アルミニウム。 このプロセスでは、高温の水酸化ナトリウムを使用して、スクラップを高温の水酸化ナトリウムと接触させ、アルミン酸ナトリウム溶液をスクラップ残渣から分離し、アルミン酸ナトリウムを精製操作にポンプで送り、可溶性スズを回収し、飼料用の脱アルミニウム錫スクラップ。
• バッチ混合。 このプロセスは、かなりのスズ含有量のドロスとスラッジを混合することによって、製錬炉に装入するのに適したフィードを準備する機械操作です。
• 化学的決定。 このプロセスは、スクラップ中のスズを抽出します。 水酸化ナトリウムと亜硝酸ナトリウムまたは硝酸ナトリウムの熱い溶液が、脱アルミニウムされたスクラップまたは生のスクラップに加えられます。 脱錫反応が完了すると、溶液を排出し、精錬/キャスティングプロセスに送ります。 分離されたスクラップは次に洗浄される。
• ドロス製錬。 このプロセスは、ドロスを部分的に精製し、装入物を溶解し、炉の粗金属を取り出し、マットとスラグを取り出すことにより、炉の粗金属を生成するために使用されます。
• ダストの浸出とろ過。 このプロセスは、硫酸で浸出して亜鉛と塩素を除去し、得られた混合物をろ過して酸と溶解した亜鉛と塩素を浸出ダストから分離し、浸出ダストを乾燥機で乾燥させ、煙道ダストから亜鉛と塩素値を除去します。スズと鉛の多い粉塵は、バッチ混合プロセスに戻されます。
• 沈降と葉のろ過。 このプロセスは、化学的脱錫プロセスで生成されたスズ酸ナトリウム溶液を精製します。 銀、水銀、銅、カドミウム、一部の鉄、コバルト、ニッケルなどの不純物が硫化物として沈殿します。
• 蒸発遠心分離。 スズ酸ナトリウムは蒸発により精製溶液から濃縮され、スズ酸ナトリウムの結晶化および遠心分離によるスズ酸ナトリウムの回収が行われる。
• 電解精製。 このプロセスでは、精製されたスズ酸ナトリウム溶液から、スズ酸ナトリウム溶液を電解槽に通し、スズが堆積した後にカソードを取り外し、カソードからスズを剥がすことにより、カソード純スズを生成します。
• 酸性化とろ過。 このプロセスでは、精製されたスズ酸ナトリウム溶液から水和酸化スズが生成されます。 この水和酸化物は、処理して無水酸化物を生成するか、精錬して元素スズを生成することができます。 水和酸化物を硫酸で中和して水和酸化スズを形成し、濾過して水和物を濾過ケークとして分離する。
• 火精錬。 このプロセスでは、装入物を溶融し、スラグやドロスなどの不純物を除去し、溶融金属を注ぎ、金属スズを鋳造することにより、陰極スズから精製スズを生成します。
• 製錬。 このプロセスは、電解精製が実行できない場合にスズを製造するために使用されます。 これは、水和スズ酸化物を還元剤で還元し、形成されたスズ金属を溶融し、ドロスをすくい取り、溶融スズを注ぎ、溶融スズを鋳造することによって達成されます。
• か焼。 このプロセスでは、水和物をか焼し、酸化第二スズを除去してパッケージングすることにより、水和酸化スズを無水酸化第二スズに変換します。
• ケトル精錬。 このプロセスは、粗炉金属を予熱したケトルに投入し、ドロスを乾燥させてスラグやマットとして不純物を除去し、硫黄でフラックス処理してマットとして銅を除去し、アルミニウムでフラックス処理してアンチモンを除去し、溶融金属を所望の状態に鋳造することにより、粗炉金属を精製するために使用されます。形状。

スズ再生のばく露と管理の概要については、表 12 を参照してください。

表 12. 操作別のスズの工学的/管理的管理

チタンの再生

チタン スクラップの XNUMX つの主な供給源は、家庭とチタンの消費者です。 チタン製品のフライス加工および製造によって生成されるホーム スクラップには、トリム シート、厚板シート、カッティングス、ターニングス、およびボーリングが含まれます。 消費者スクラップは、リサイクルされたチタン製品で構成されています。 レクラメーション操作には次のものが含まれます。

• 脱脂。 このプロセスでは、サイズのスクラップが気化した有機溶剤（トリクロロエチレンなど）で処理されます。 汚染されたグリースとオイルは、溶剤蒸気によってスクラップから取り除かれます。 溶剤は、脱脂能力がなくなるまで再循環されます。 その後、使用済みの溶媒を再生することができます。 スクラップは蒸気と洗剤で脱脂することもできます。
• 漬物。 酸洗い工程では、塩酸とフッ化水素酸の溶液で浸出することにより、脱脂操作から酸化スケールを除去します。 酸処理スクラップは水洗・乾燥します。
• 電解精製。 電解精製は、溶融塩中でスクラップを電気精製するチタンスクラップの前処理プロセスです。
• 製錬。 前処理されたチタン スクラップと合金剤は、電気アーク真空炉で溶解され、チタン合金が形成されます。 投入材料には、前処理されたチタンスクラップと、アルミニウム、バナジウム、モリブデン、スズ、ジルコニウム、パラジウム、コロンビウム、クロムなどの合金材料が含まれます。
• 鋳造。 溶かしたチタンを型に流し込みます。 チタンはインゴットと呼ばれる棒状に固まります。

チタンの再生手順における曝露の管理を表 13 に示します。

表 13. 操作別のチタンの工学的/管理的制御

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金属仕上げ

金属の表面処理は、耐久性を高め、外観を向上させます。 XNUMX つの製品に複数の表面処理が施される場合があります。 この記事では、金属の表面処理に使用されるプロセスと、環境への影響を軽減するために使用される方法について説明します。

金属仕上げ事業を運営するには、事業の環境への影響を効果的に最小限に抑えるために、会社の経営陣、従業員、政府、および地域社会の間の協力が必要です。 社会は、大気、水、および土地環境に侵入する汚染の量と長期的な影響に関心を持っています。 効果的な環境管理 すべての要素、化学物質、金属、プロセス、および出力に関する詳細な知識を通じて確立されます。

公害防止計画 環境管理の哲学を、問題に対応することから、次の計画シーケンスを使用して、化学物質の代替、プロセスの変更、および内部リサイクルに焦点を当てた解決策を予測することへとシフトします。

1. ビジネスのあらゆる面で公害防止を開始します。
2. 廃棄物の流れを特定します。
3. アクションの優先順位を設定します。
4. 無駄の根本原因を特定します。
5. 無駄を削減または排除する変更を特定して実装します。
6. 結果を測定します。

継続的な改善は、アクションの新しい優先順位を設定し、一連のアクションを繰り返すことによって達成されます。

詳細なプロセス文書により、廃棄物の流れが特定され、廃棄物削減の機会に優先順位を設定できるようになります。 変更の可能性について十分な情報に基づいた決定を下すと、次のことが促進されます。

• 簡単で実践的な運用改善
• 顧客とサプライヤーが関与するプロセスの変更
• 可能であれば、害の少ない活動への変更
• 変更が実際的でない場合の再利用とリサイクル
• 有害廃棄物の埋め立ては、最後の手段としてのみ使用します。

主な工程と標準業務工程

クリーニング すべての金属仕上げプロセスでは、オイル、スケール、バフ研磨、研磨剤などの有機および無機の汚れがないように部品を仕上げる必要があるためです。 使用されるクリーナーの XNUMX つの基本的なタイプは、溶剤、蒸気脱脂剤、およびアルカリ洗剤です。

溶剤および蒸気脱脂洗浄方法は、その後のプロセスが湿式であるアルカリ性材料にほぼ完全に置き換えられました。 溶媒と蒸気脱脂剤は、部品を洗浄して乾燥させる必要があり、それ以上湿式処理を行わない必要がある場合にまだ使用されています。 場合によっては、テルペンなどの溶剤が揮発性溶剤に取って代わります。 1,1,1-トリクロロエタンなどの毒性の低い物質は、蒸気脱脂においてより危険な物質の代わりに使用されています (ただし、この溶媒はオゾン層破壊剤として段階的に廃止されています)。

アルカリ洗浄サイクルには、通常、浸漬浸漬、陽極電気洗浄、弱酸浸漬が含まれます。 アルミニウムのクリーニングには通常、非エッチング、非ケイ酸塩のクリーナーが使用されます。 酸は、典型的には硫酸、塩酸および硝酸である。

陽極酸化金属表面の酸化膜を厚くするための電気化学的プロセス (アルミニウムによく適用される) は、希薄クロム酸または硫酸溶液で部品を処理します。

化成皮膜 その後の塗装のベースを提供するため、または酸化から保護するために不動態化するために使用されます。 クロメート処理では、活性な有機および無機剤を含む六価クロム溶液に部品を浸漬します。 リン酸塩処理では、部品を他の薬剤と一緒に希リン酸に浸します。 不動態化は、硝酸または重クロム酸ナトリウムを含む硝酸に浸漬することによって達成されます。

無電解めっき 電気を使わずに金属を堆積させる方法です。 銅またはニッケルの無電解めっきは、プリント回路基板の製造に使用されます。

電気めっき 金属 (亜鉛、ニッケル、銅、クロム、カドミウム、スズ、真鍮、青銅、鉛、スズ鉛、金、銀、およびプラチナなどのその他の金属) の薄いコーティングを基板 (鉄または非金属) に堆積させることを含みます。鉄）。 プロセス浴には、酸性、アルカリ性中性、およびアルカリ性シアン化物の溶液中の金属が含まれています (図 1 を参照)。

図 1. 一般的な電気めっきラインの入力と出力

ケミカルミリングとエッチング 化学試薬とエッチング液を使用した制御された溶解浸漬プロセスです。 アルミニウムは通常、陽極酸化の前に苛性アルカリでエッチングされるか、硝酸、リン酸、および硫酸を含む可能性のある溶液で化学的に光沢化されます。

溶融コーティング 溶融金属（鋼の亜鉛またはスズ亜鉛メッキ）に浸漬することにより、ワークピースに金属を適用することを含みます。

優れた管理慣行

重要な安全、健康、および環境の改善は、次のようなプロセスの改善を通じて達成できます。

• 向流洗浄と導電率制御の使用
• 排水時間の増加
• より多くのまたはより良い湿潤剤を使用する
• プロセス温度をできるだけ高く維持して粘度を下げることで、ドラッグアウト回収率 (つまり、金属に残った溶液の回収率) を高めます。
• すすぎ時に空気攪拌を使用してすすぎ効率を高めます
• メッキタンクにプラスチックボールを使用してミストを減らします
• めっき槽のろ過を改善し、浄化処理の頻度を低減
• 流出物を封じ込めるためにすべてのプロセスエリアの周りに縁石を配置する
• ニッケルなどの回収可能な金属を個別に処理する
• イオン交換、常圧蒸発、真空蒸発、電解回収、逆浸透、電気透析などの回収システムの設置
• 汚染物質の引き込みを減らし、洗浄システムを改善することで、引き抜き回収システムを補完する
• 最新の在庫管理を使用して、廃棄物と職場の危険を減らします
• 健全な環境管理構造の基礎を提供するための標準的な手順 (すなわち、文書化された手順、定期的な運用レビュー、および健全な運用ログ) の適用。

特定廃棄物の環境計画

特定の廃棄物の流れ、通常は使用済みめっき溶液は、次の方法で削減できます。

• 濾過。 カートリッジまたは珪藻土フィルターを使用して、プロセスの効率を低下させる固形物の蓄積を除去できます。
• カーボン処理 有機汚染物質の除去に使用できます (ニッケルメッキ、銅電気メッキ、亜鉛およびカドミウムメッキで最も一般的に適用されます)。
• 精製水。 水のメークアップとリンスに含まれる天然の汚染物質 (カルシウム、鉄、マグネシウム、マンガン、塩素、炭酸塩など) は、脱イオン、蒸留、または逆浸透を使用して除去できます。 すすぎ水の効率を改善することで、処理が必要なバススラッジの量が減少します。
• シアン浴炭酸塩凍結。 浴の温度を–3 °C に下げると、シアン化物の分解、過剰な陽極電流密度、および空気からの二酸化炭素の吸着によってシアン化物浴で形成された炭酸塩が結晶化し、それらの除去が促進されます。
• 降水量。 アノードの不純物として浴に入る金属汚染物質の除去は、シアン化バリウム、水酸化バリウム、水酸化カルシウム、硫酸カルシウム、またはシアン化カルシウムによる沈殿によって達成できます。
• 六価クロムの代替品。 六価クロムの代わりに三価クロムめっき液を用いて装飾めっきを行うことができます。 塗料前処理用のクロム化成コーティングは、非クロム化成コーティングまたはリンス不要のクロム化学薬品に置き換えることができる場合があります。
• 非キレート化プロセス化学。 溶液中の遊離イオンの濃度を制御するためにプロセス浴にキレート剤を添加する代わりに、キレート化されていないプロセス化学物質を使用して、金属を溶液中に保持する必要がないようにすることができます。 これらの金属は沈殿させることができ、連続濾過によって除去することができます。
• 非シアンプロセスケミカル。 遊離シアン化物を含む廃棄物の流れは、通常、次亜塩素酸塩または塩素を使用して処理されて酸化され、複雑なシアン化物は通常、硫酸第一鉄を使用して沈殿します。 シアン化物を含まないプロセス ケミストリーを使用することで、処理ステップが不要になり、スラッジの量が減少します。
• 溶剤脱脂。 処理前のワークピースの溶剤脱脂の代わりに、高温のアルカリ洗浄浴を使用できます。 アルカリ洗浄剤の効果は、電流または超音波を適用することによって高めることができます。 溶媒の蒸気やスラッジを回避する利点は、多くの場合、追加の運用コストを上回ります。
• アルカリ洗浄剤。 使用による油、グリース、および汚れの蓄積が浴の洗浄効率を損なうレベルに達した場合、アルカリ洗浄剤を廃棄しなければならないことは、スキミング装置を使用して浮遊油を除去し、沈殿装置またはカートリッジフィルターを使用して微粒子を除去し、油水コアレッサー、および精密ろ過または限外ろ過を使用して乳化油を除去します。
• 引きずり軽減。 プロセスバスからのドラグアウトの量を減らすことは、すすぎ水を汚染する貴重なプロセス化学物質の量を減らすのに役立ち、従来の金属沈殿処理プロセスによって生成されるスラッジの量を減らします。

ドラッグアウトを減らすいくつかの方法には、次のものがあります。

• プロセス槽の操作濃度。 薬品の濃度をできるだけ低くして、粘度を最小限に抑え (より迅速に排出するため)、薬品の量を (フィルム内に) 抑える必要があります。
• プロセスバスの動作温度。 プロセス溶液の粘度は、槽の温度を上げることによって下げることができます。
• 湿潤剤。 処理槽に湿潤剤を添加することにより、溶液の表面張力を下げることができます。
• ワークの位置決め。 接着フィルムが自由に排出され、溝や空洞に閉じ込められないように、ワークピースをラックに配置する必要があります。
• 撤去または排水時間. ワークピースが処理槽から早く取り出されるほど、ワークピース表面の膜が厚くなります。
• エアナイフ。 ワークラックをプロセスタンクの上に上げながら、ワークにエアを吹き付けることで、水はけと乾燥を改善できます。
• スプレーリンス。 これらは、すすぎの流量がタンクの蒸発速度と等しくなるように、加熱されたバスの上で使用できます。
• めっき浴。 炭酸塩と有機汚染物質は、めっき浴の粘度を上昇させる汚染の蓄積を防ぐために除去する必要があります。
• 排水板。 プロセスタンク間のスペースは、プロセス溶液を捕捉してプロセス槽に戻すために排水板で覆う必要があります。
• ドラッグアウトタンク。 ワークピースは、標準的なすすぎ操作の前に、引き抜きタンク (「静的すすぎ」タンク) に入れる必要があります。

薬品のドラッグアウト回収には、さまざまな技術が使われています。 これらには以下が含まれます：

• 蒸発。 大気圧蒸発器が最も一般的で、真空蒸発器はエネルギーを節約します。
• イオン交換 すすぎ水の化学回収に使用されます。
• 電解採取。 これは、溶液中の溶解金属が還元されて陰極に析出する電解プロセスです。 その後、堆積した金属が回収される。
• 電気透析. これは、溶液からイオン種を分離するために、イオン透過膜と印加電流を利用します。
• 逆浸透. これは、半透膜を利用して精製水と濃縮イオン溶液を生成します。 高圧を使用して水を強制的に膜に通過させますが、ほとんどの溶解塩は膜によって保持されます。

水ですすいでください

金属仕上げ施設で発生する有害廃棄物のほとんどは、洗浄とめっきに続くすすぎ作業で発生する廃水に由来します。 すすぎ効率を高めることで、施設は廃水の流れを大幅に削減できます。

XNUMX つの基本的な戦略により、すすぎ効率が向上します。 まず、スプレーすすぎやすすぎ水の攪拌により、ワークピースとすすぎ水の間に乱流が発生する可能性があります。 ラックの移動または強制的な水または空気が使用されます。 第２に、ワークピースとすすぎ水との間の接触時間を増加させることができる。 複数のすすぎタンクを直列に逆流に設定すると、使用するすすぎ水の量が減ります。

工業用コーティング

用語 コーティング 塗料、ワニス、ラッカー、エナメルおよびシェラック、パテ、木材フィラーおよびシーラー、塗料およびワニス除去剤、ペイント ブラシ クリーナー、および関連する塗料製品が含まれます。 液体コーティングには、液体バインダーと溶媒混合物に分散された顔料と添加剤が含まれています。 顔料は、コーティングの色と不透明度を提供し、コーティングの流れと耐久性に影響を与える無機または有機化合物です。 顔料には、カドミウム、鉛、亜鉛、クロム、コバルトなどの重金属が含まれていることがよくあります。 バインダーは、コーティングの接着性、凝集性、および一貫性を高め、コーティングが完了したときに表面に残る主要なコンポーネントです。 バインダーには、さまざまなオイル、樹脂、ゴム、ポリマーが含まれます。 充填剤や増量剤などの添加剤をコーティングに加えて、製造コストを削減し、コーティングの耐久性を高めることができます。

塗料に使用される有機溶剤の種類には、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、エステル、ケトン、グリコールエーテル、アルコールなどがあります。 溶剤はバインダーを分散または溶解し、コーティングの粘度と厚さを減少させます。 コーティング剤に使用される溶剤は、その多くが発ガン性物質であり、可燃性または爆発性であるため危険です。 コーティングに含まれるほとんどの溶剤は、コーティングが硬化する際に蒸発し、揮発性有機化合物 (VOC) が排出されます。 人間の健康と環境に悪影響を与えるため、VOC 排出量の規制がますます厳しくなっています。 従来の成分、コーティング塗布技術、およびコーティング廃棄物に関連する環境への懸念は、汚染防止の代替案を開発する原動力となっています。

ほとんどのコーティングは、建築、工業、または特殊製品に使用されます。 建築用塗料は、建物や建築製品に使用され、木材を保護するワニスなどの装飾および保護サービスに使用されます。 産業施設では、さまざまな生産プロセスにコーティング作業が組み込まれています。 自動車、金属缶、農業機械、コイル コーティング、木材および金属製の家具および備品、家電産業は、工業用塗料の主要な消費者です。

コーティング配合の設計は、コーティング用途の目的によって異なります。 コーティングは美観、腐食および表面保護を提供します。 コスト、機能、製品の安全性、環境への安全性、転写効率、乾燥および硬化速度によって処方が決まります。

コーティング工程

ほとんどのコーティング プロセスは、原材料の取り扱いと準備、表面処理、コーティング、機器の洗浄、廃棄物管理の XNUMX つの作業で構成されています。

原材料の取り扱いと準備

原材料の取り扱いと準備には、在庫保管、混合操作、コーティングの薄化と調整、および施設内の原材料の移動が含まれます。 腐敗、仕様外、不適切な準備による廃棄物の発生を最小限に抑えるために、監視と取り扱いの手順と慣行が必要です。 腐敗を避けるために、手動または配管システムを介した転送をスケジュールする必要があります。

表面処理

使用する表面処理技術の種類は、コーティングする表面 (前処理、汚れの量、グリース、適用するコーティング、および必要な表面仕上げ) によって異なります。 一般的な準備作業には、脱脂、プレコーティングまたはリン酸塩処理、およびコーティング除去が含まれます。 金属仕上げの目的での脱脂には、溶剤による拭き取り、低温洗浄またはハロゲン系溶剤による蒸気脱脂、水性アルカリ洗浄、半水性洗浄または脂肪族炭化水素洗浄が含まれ、有機汚れ、汚れ、油およびグリースを除去します。 ミルスケールやサビを除去するために、酸洗い、研磨洗浄、または火炎洗浄が使用されます。

洗浄以外の金属表面の最も一般的な準備作業はリン酸塩コーティングであり、金属表面への有機コーティングの接着を促進し、腐食を遅らせるために使用されます。 リン酸塩コーティングは、金属表面に亜鉛、鉄、またはリン酸マンガン溶液を浸漬またはスプレーすることによって適用されます。 リン酸塩処理は、電気めっきと同様の表面仕上げプロセスであり、一連のプロセス化学薬品と洗浄槽で構成され、部品を浸漬して目的の表面処理を実現します。 この章の記事「金属の表面処理」を参照してください。

再コーティング、修理、または検査が必要な表面に対して、化学的または機械的なコーティング除去が行われます。 最も一般的な化学コーティング除去方法は、溶剤ストリッピングです。 これらの溶液は通常、フェノール、塩化メチレン、有機酸を含み、コーティングされた表面からコーティングを溶解します。 化学物質を除去するための最終的な水洗では、大量の廃水が発生する可能性があります。 研磨ブラストは一般的な機械的プロセスであり、圧縮空気を使用してブラスト媒体を表面に押し付けてコーティングを除去する乾式操作です。

表面処理操作は、特定の処理プロセスからの廃棄物の量に影響します。 表面処理が不十分でコーティングが不十分な場合、コーティングの除去と再コーティングによって廃棄物が発生します。

コーティング

コーティング作業では、コーティングを表面に転写し、表面のコーティングを硬化させます。 ほとんどのコーティング技術は、ディップ コーティング、ロール コーティング、フロー コーティング、スプレー コーティング、および最も一般的な技術である溶剤ベースのコーティングを使用した空気噴霧スプレー コーティングの 1 つの基本的なカテゴリのいずれかに分類されます。

エアアトマイズスプレーコーティングは、通常、溶剤の放出とオーバースプレーのため、制御された環境で行われます。 オーバースプレー制御装置は布フィルターまたは水壁であり、使用済みフィルターまたは空気洗浄システムからの廃水を生成します。

硬化は、コーティング バインダーを硬く強靭な接着面に変換するために実行されます。 硬化メカニズムには、乾燥、ベーキング、または電子ビームまたは赤外線または紫外線への暴露が含まれます。 硬化は、溶剤ベースのコーティングから大量の VOC を生成し、溶剤濃度が爆発の下限を超えた場合、爆発の可能性をもたらします。 そのため養生工程では大気汚染防止装置を設置し、VOCの排出を防止し、爆発を防止する安全管理を行っています。

環境と健康への懸念、従来のコーティング処方に影響を与える規制の強化、高い溶媒コスト、高価な有害廃棄物処理により、有害成分が少なく、適用時に廃棄物が少ない代替コーティング処方に対する需要が生まれています。 代替コーティング配合には次のものがあります。

• ハイソリッドコーティング、 従来の塗料と同じ量の溶剤に62倍の量の顔料と樹脂を含んでいます。 塗布により、溶剤含有量が減少するため、従来の低固形分溶剤ベースのコーティングと比較して、VOC 排出量が 85 ～ XNUMX% 減少します。
• 水性コーティング 水と有機溶媒の混合物をキャリアとして使用し、水をベースとして使用します。 溶剤ベースのコーティングと比較して、水ベースのコーティングは、従来の低固形分溶剤ベースのコーティングよりも、80 ～ 95% 少ない VOC 排出量と使用済み溶剤を生成します。
• 粉体塗装 有機溶剤を含まず、微粉砕された顔料と樹脂粒子で構成されています。 それらは、熱可塑性（厚いコーティング用の高分子量樹脂）または熱硬化性（化学的に架橋する前に薄い層を形成する低分子量化合物）の粉末です。

機器の洗浄

装置のクリーニングは、コーティング プロセスで必要な定期的なメンテナンス操作です。 これにより、特に洗浄にハロゲン系溶剤を使用した場合、大量の有害廃棄物が発生します。 溶剤ベースのコーティングの装置洗浄は、従来、プロセス装置からコーティングを除去するために有機溶剤を使用して手作業で行われてきました。 配管は、きれいになるまでバッチで溶剤で洗い流す必要があります。 コーティング装置は、製品の変更とプロセスのシャットダウン後に洗浄する必要があります。 使用される手順と慣行によって、これらの活動から発生する廃棄物のレベルが決まります。

廃棄物管理

コーティングプロセスでは、いくつかの廃棄物の流れが発生します。 固形廃棄物には、空の塗料容器、オーバースプレーおよび機器の洗浄による塗料スラッジ、使用済みフィルターおよび研磨剤、乾燥塗料および洗浄布が含まれます。

液体廃棄物には、表面処理、オーバースプレー制御または機器のクリーニング、仕様外または過剰のコーティングまたは表面処理材料、オーバースプレー、こぼれ、および使用済みの洗浄液からの廃水が含まれます。 廃棄コストの上昇に伴い、使用済み溶剤のオンサイトでのクローズド ループ リサイクルが一般的になりつつあります。 水性液体は通常、公営の処理システムに排出される前に現場で処理されます。

VOC 排出は、溶剤ベースのコーティングを使用するすべての従来のコーティング プロセスで発生し、炭素吸着装置、コンデンサー、熱触媒酸化装置などの制御装置が必要です。

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