Гуннар Нордберг
Возникновение и использование
Титан (Ti) содержится во многих минералах, но лишь немногие из них имеют промышленное значение. К ним относятся ильменит ( FeTiO3), который содержит 52.65% Ti и 47.4% FeO; рутил (TiO2), с примесями оксида железа; перовскит (CaTiO3), который содержит 58.7% TiO2 и 41.3% СаО; и сфен, или титанит, (CaOTiO2·SiO2), который содержит 38.8% TiO2. Некоторые гетерогенные минералы, такие как лопарит, пирохлор и хвосты переработки бокситов и медных руд, также могут быть источниками титана.
Титан применяют в чистом виде, в сплавах и в виде различных соединений. Основная масса титана необходима в черной металлургии, судостроении, самолетостроении, ракетостроении, производстве химических заводов. Титан используется в качестве защитной поверхности смесителей в целлюлозно-бумажной промышленности. Он также встречается в хирургических инструментах. Титан используется для производства электродов, ламп накаливания, красок, красителей и сварочных прутков. Порошок титана используется в пиротехнике и вакуумной технике. Титан также используется в стоматологии и в хирургии для имплантатов или протезов.
Карбид титана и нитрид титана применяются в порошковой металлургии. Титанат бария используется для изготовления сверхмощных конденсаторов. Диоксид титана используется в качестве белого пигмента в красках, напольных покрытиях, обивке, электронике, клеях, кровельных покрытиях, пластмассах и косметике. Он также используется в качестве компонента фарфоровых эмалей и глазурей, в качестве усадочного агента для стекловолокна и в качестве матирующего агента для синтетического волокна. Тетрахлорид титана действует как промежуточное звено в производстве металлического титана и титановых пигментов, а также как катализатор в химической промышленности.
опасности
Формирование диоксид титана (ТиО2) и пыль концентрата, пыль пековых брикетов, образующаяся при дроблении, смешивании и загрузке сыпучих сырьевых материалов, а также лучистое тепло коксовых печей представляют опасность при производстве титана. Там может быть хлор, тетрахлорид титана (TiCl4) пары и продукты их пиролиза в воздухе установок хлорирования и ректификации, возникающие при негерметичности или коррозии оборудования. Оксид магния может присутствовать в воздухе зоны восстановления. Титановая пыль становится переносимой по воздуху, когда титановая губка выбивается, измельчается, отделяется и упаковывается в пакеты. Воздействие теплового и инфракрасного излучения происходит в зоне дуговой печи (до 3-5 кал/см2 в минуту).
Техническое обслуживание и ремонт установок хлорирования и ректификации, включающий демонтаж и очистку оборудования и трубопроводов, создают особо неблагоприятные условия труда: высокие концентрации TiCl4 пары и продукты гидролиза (HCl, Ti(OH)4), которые очень токсичны и раздражают. Работники этих заводов часто страдают заболеваниями верхних дыхательных путей и острыми или хроническими бронхитами. жидкий TiCl4 попадание брызг на кожу вызывает раздражение и ожоги. Даже очень короткий контакт конъюнктивы с TiCl4 приводит к гнойному конъюнктивиту и кератиту, что может привести к помутнению роговицы. Опыты на животных показали, что пыль металлического титана, титановых концентратов, диоксида титана и карбида титана малотоксична. Хотя не было обнаружено, что диоксид титана является фиброгенным у животных, он, по-видимому, увеличивает фиброгенность кварца при комбинированном воздействии. Длительное воздействие пыли, содержащей титан, может привести к легким формам хронического заболевания легких (фиброза). Имеются рентгенологические доказательства того, что рабочие, имевшие дело с TiO2 на длительные сроки развиваются изменения в легких, напоминающие те, которые наблюдаются при легких формах силикоза. У одного рабочего, несколько лет работавшего в контакте с диоксидом титана и умершего от рака головного мозга, в легких обнаруживались скопления TiO.2 и изменения аналогичны антракозу. Медицинские осмотры работников порошковой металлургии в разных странах выявили случаи хронического пневмонита, обусловленного смешанной пылью, включающей карбид титана. Степень этого заболевания варьировала в зависимости от условий труда, продолжительности воздействия пыли и индивидуальных факторов.
У рабочих, подвергающихся хроническому воздействию пыли титана и диоксида титана, отмечается высокая заболеваемость хроническими бронхитами (эндобронхитами и перибронхитами). Ранние стадии заболевания характеризуются нарушением легочного дыхания и вентиляционной способности, снижением щелочности крови. Электрокардиографические записи этих титановых рабочих выявили сердечные изменения, характерные для болезни легких с гипертрофией правого предсердия. В значительном числе этих случаев наблюдалась гипоксия миокарда различной степени, угнетение атриовентрикулярной и внутрижелудочковой проводимости, брадикардия.
Металлическая титановая пыль в воздухе взрывоопасна.
Другими опасностями при производстве титана являются воздействие угарного газа в коксовых и дуговых печах, а также ожоги.
Меры безопасности и охраны здоровья
Контролировать запыленность при дроблении руды путем увлажнения перерабатываемого материала (влажность до 6-8 %), а также путем внедрения непрерывного процесса, позволяющего закрыть оборудование вытяжными устройствами во всех точках, где возможно образование пыли; отработанный запыленный воздух следует фильтровать, а собранную пыль следует перерабатывать. На выбивных станциях должны быть предусмотрены системы пылеудаления; дробилки, сепараторы и упаковщики на заводе по производству титановой губки. Вырубку пневматическими отбойными молотками следует заменить механической обработкой на специальных фрезерных или токарных станках.