Gunnar Nordberg

Matukio na Matumizi

Iron ni ya pili kwa wingi kati ya metali na ni ya nne kati ya elementi, ikizidiwa tu na oksijeni, silicon na alumini. Madini ya chuma ya kawaida ni: haematite, au madini ya chuma nyekundu (Fe₂O₃), ambayo ni 70% ya chuma; limonite, au madini ya chuma ya kahawia (FeO(OH)·nH₂O), yenye chuma 42%; magnetite, au madini ya chuma ya sumaku (Fe₃O₄), ambayo ina maudhui ya juu ya chuma; siderite, au ore ya chuma ya spathic (FeCO₃); pyrite (FeS₂), madini ya sulfidi ya kawaida; na pyrrhotite, au pyrite magnetic (FeS). Iron hutumiwa katika utengenezaji wa chuma na chuma, na huchanganywa na metali zingine kuunda vyuma. Iron pia hutumiwa kuongeza msongamano wa maji ya kuchimba visima vya mafuta.

Aloi na Mchanganyiko

Iron yenyewe haina nguvu haswa, lakini nguvu yake huongezeka sana inapowekwa na kaboni na kupozwa haraka ili kutoa chuma. Uwepo wake katika chuma huchangia umuhimu wake kama chuma cha viwanda. Tabia fulani za chuma-yaani, ikiwa ni laini, kali, kati au ngumu-huwekwa kwa kiasi kikubwa na maudhui ya kaboni, ambayo yanaweza kutofautiana kutoka 0.10 hadi 1.15%. Takriban vipengele vingine 20 hutumiwa katika mchanganyiko tofauti na uwiano katika uzalishaji wa aloi za chuma na sifa nyingi tofauti-ugumu, ductility, upinzani wa kutu na kadhalika. Muhimu zaidi kati ya hizi ni manganese (ferromanganese na spiegeleisen), silicon (ferrosilicon) na chromium, ambayo inajadiliwa hapa chini.

Misombo ya chuma muhimu zaidi ya viwandani ni oksidi na carbonate, ambayo hujumuisha ores kuu ambayo chuma hupatikana. Ya umuhimu mdogo wa viwanda ni sianidi, nitridi, nitrati, fosfidi, phosphates na carbonyl ya chuma.

Hatari

Hatari za viwandani zipo wakati wa uchimbaji madini, usafirishaji na utayarishaji wa ores, wakati wa utengenezaji na utumiaji wa chuma na aloi katika kazi za chuma na chuma na kwenye msingi, na wakati wa utengenezaji na utumiaji wa misombo fulani. Kuvuta pumzi ya vumbi la chuma au mafusho hutokea katika uchimbaji wa madini ya chuma; kulehemu kwa arc; kusaga chuma, polishing na kufanya kazi; na katika kuongeza boiler. Ikivutwa, chuma ni mwasho wa ndani kwa mapafu na njia ya utumbo. Ripoti zinaonyesha kuwa mfiduo wa muda mrefu kwa mchanganyiko wa chuma na vumbi vingine vya metali kunaweza kudhoofisha utendakazi wa mapafu.

Ajali zinaweza kutokea wakati wa uchimbaji, usafirishaji na utayarishaji wa madini kwa sababu ya mashine nzito ya kukata, kusafirisha, kusagwa na kuchuja ambayo hutumiwa kwa madhumuni haya. Majeraha yanaweza pia kutokea kutokana na ushughulikiaji wa vilipuzi vinavyotumika katika shughuli za uchimbaji madini.

Kuvuta pumzi yenye vumbi iliyo na silika au oksidi ya chuma kunaweza kusababisha pneumoconiosis, lakini hakuna hitimisho la uhakika kuhusu jukumu la chembe za oksidi ya chuma katika ukuzaji wa saratani ya mapafu kwa wanadamu. Kulingana na majaribio ya wanyama, inashukiwa kuwa vumbi la oksidi ya chuma linaweza kutumika kama dutu "kasinojeni", na hivyo kuboresha ukuaji wa saratani inapojumuishwa wakati huo huo na mfiduo wa dutu za kansa.

Uchunguzi wa vifo vya wachimba madini wa haematite umeonyesha ongezeko la hatari ya saratani ya mapafu, kwa ujumla miongoni mwa wavutaji sigara, katika maeneo kadhaa ya uchimbaji madini kama vile Cumberland, Lorraine, Kiruna na Krivoi Rog. Uchunguzi wa epidemiological wa wafanyikazi wa chuma na chuma wamebaini hatari za saratani ya mapafu kuongezeka kwa mara 1.5 hadi 2.5. Shirika la Kimataifa la Utafiti wa Saratani (IARC) linaainisha chuma na chuma mwanzilishi kama mchakato wa kusababisha kansa kwa wanadamu. Wakala mahususi wa kemikali wanaohusika (kwa mfano, hidrokaboni zenye kunukia za polynuclear, silika, mafusho ya metali) hazijatambuliwa. Kuongezeka kwa matukio ya saratani ya mapafu pia kumeripotiwa, lakini kwa kiasi kikubwa, kati ya grinders za chuma. Hitimisho la saratani ya mapafu kati ya welders ni ya utata.

Katika masomo ya majaribio, oksidi ya feri haijapatikana kuwa ya kusababisha kansa; hata hivyo, majaribio hayakufanywa na haematite. Uwepo wa radoni katika anga ya migodi ya haematite umependekezwa kuwa sababu muhimu ya kusababisha kansa.

Ajali mbaya zinaweza kutokea katika usindikaji wa chuma. Kuungua kunaweza kutokea wakati wa kufanya kazi na chuma kilichoyeyuka, kama ilivyoelezewa mahali pengine katika hili Encyclopaedia. Poda ya chuma iliyopunguzwa vizuri iliyopunguzwa vizuri ni pyrophoric na huwaka inapofunuliwa na hewa kwenye joto la kawaida. Moto na milipuko ya vumbi imetokea katika mifereji na vitenganishi vya mimea ya uchimbaji wa vumbi, inayohusishwa na kusaga na kusaga magurudumu na mikanda ya kumaliza, wakati cheche kutoka kwa operesheni ya kusaga zimewasha vumbi laini la chuma kwenye mmea wa uchimbaji.

Mali hatari ya misombo ya chuma iliyobaki ni kawaida kutokana na radical ambayo chuma huhusishwa. Hivyo arsenate ya feri (FeAsO₄) Na arsenite ya feri (FeAsO₃·Fe₂O₃) wana mali ya sumu ya misombo ya arseniki. Kaboni ya chuma (FeCO₅) ni mojawapo ya hatari zaidi ya carbonyls ya chuma, yenye mali ya sumu na ya kuwaka. Kabonili zimejadiliwa kwa undani zaidi mahali pengine katika sura hii.

Sulfidi yenye feri (FeS), pamoja na utokeaji wake wa asili kama pyrite, mara kwa mara huundwa bila kukusudia wakati nyenzo zilizo na salfa zinatibiwa katika vyombo vya chuma na chuma, kama vile katika visafishaji vya petroli. Ikiwa mmea utafunguliwa na amana ya sulfidi ya feri inakabiliwa na hewa, oxidation yake ya exothermic inaweza kuongeza joto la amana kwa joto la kuwaka la gesi na mvuke katika eneo la jirani. Dawa nzuri ya maji inapaswa kuelekezwa kwenye amana hizo mpaka mvuke zinazowaka zimeondolewa kwa kusafisha. Matatizo sawa yanaweza kutokea katika migodi ya pyrite, ambapo joto la hewa linaongezeka kwa oxidation ya polepole ya ore.

Hatua za usalama na afya

Tahadhari za kuzuia ajali za mitambo ni pamoja na uzio na udhibiti wa mbali wa mashine, muundo wa mitambo (ambayo, katika utengenezaji wa kisasa wa chuma, inajumuisha udhibiti wa kompyuta) na mafunzo ya usalama ya wafanyikazi.

Hatari inayotokana na gesi zenye sumu na zinazoweza kuwaka, mivuke na vumbi hukabiliwa na moshi wa ndani na uingizaji hewa wa jumla pamoja na aina mbalimbali za udhibiti wa kijijini. Nguo za kinga na ulinzi wa macho zinapaswa kutolewa ili kumlinda mfanyakazi kutokana na athari za vitu vya moto na babuzi na joto.

Ni muhimu hasa kwamba ducting katika mashine ya kusaga na polishing na katika kumaliza mikanda kudumishwa mara kwa mara ili kudumisha ufanisi wa uingizaji hewa wa kutolea nje pamoja na kupunguza hatari ya mlipuko.

Ferroalloys

Ferroalloy ni aloi ya chuma yenye kipengele kingine isipokuwa kaboni. Mchanganyiko huu wa metali hutumiwa kama chombo cha kuanzisha vipengele maalum katika utengenezaji wa chuma ili kuzalisha vyuma vyenye sifa maalum. Kipengele kinaweza kuunganishwa na chuma kwa suluhisho au kinaweza kubadilisha uchafu unaodhuru.

Aloi zina mali ya kipekee kulingana na mkusanyiko wa vitu vyao. Mali hizi hutofautiana moja kwa moja kuhusiana na mkusanyiko wa vipengele vya mtu binafsi na hutegemea, kwa sehemu, juu ya kuwepo kwa kiasi cha kufuatilia vipengele vingine. Ingawa athari ya kibiolojia ya kila kipengele katika aloi inaweza kutumika kama mwongozo, kuna ushahidi wa kutosha kwa ajili ya urekebishaji wa hatua kwa mchanganyiko wa vipengele ili kutoa tahadhari kali katika kufanya maamuzi muhimu kulingana na uondoaji wa athari kutoka kwa kipengele kimoja.

Feri huunda orodha pana na tofauti ya aloi zilizo na michanganyiko mingi tofauti ndani ya kila darasa la aloi. Biashara hiyo kwa ujumla huweka kikomo idadi ya aina za ferroalloy zinazopatikana katika darasa lolote lakini maendeleo ya metallurgiska yanaweza kusababisha nyongeza au mabadiliko ya mara kwa mara. Baadhi ya feri za kawaida zaidi ni kama zifuatazo:

• ferroboron-16.2% boroni

• ferrochromium-60 hadi 70% ya chromium, ambayo pia inaweza kuwa na silicon na manganese

• ferromanganese-78 hadi 90% ya manganese; silicon 1.25 hadi 7%.

• ferromolybdenum-55 hadi 75% molybdenum; silicon 1.5%.

• ferrofosforasi - 18 hadi 25% ya fosforasi

• ferrosilicon - 5 hadi 90% silika

• ferrotitanium-14 hadi 45% titani; silicon 4 hadi 13%.

• ferrotungsten-70 hadi 80% tungsten

• ferrovanadium-30 hadi 40% vanadium; silicon 13%; 1.5% alumini.

Hatari

Ingawa baadhi ya chembechembe zina matumizi yasiyo ya metallurgiska, vyanzo vikuu vya mfiduo wa hatari hupatikana katika utengenezaji wa aloi hizi na katika matumizi yao wakati wa utengenezaji wa chuma. Baadhi ya ferroalloys huzalishwa na kutumika kwa fomu nzuri ya chembe; vumbi linalopeperuka hewani hujumuisha hatari ya sumu inayoweza kutokea pamoja na hatari ya moto na mlipuko. Kwa kuongeza, mfiduo wa kazi kwa mafusho ya aloi fulani umehusishwa na matatizo makubwa ya afya.

Ferroboron. Vumbi la hewa linalozalishwa wakati wa kusafisha alloy hii inaweza kusababisha hasira ya pua na koo, ambayo ni kutokana na uwezekano wa kuwepo kwa filamu ya oksidi ya boroni kwenye uso wa alloy. Baadhi ya masomo ya wanyama (mbwa walio wazi kwa viwango vya ferroboron ya anga ya 57 mg/m³ kwa wiki 23) haikupata athari mbaya.

Ferrochromium. Utafiti mmoja nchini Norwe kuhusu vifo vya jumla na matukio ya saratani kwa wafanyikazi wanaozalisha ferrochromium umeonyesha ongezeko la matukio ya saratani ya mapafu katika uhusiano wa sababu na mfiduo wa chromium ya hexavalent karibu na tanuru. Utoboaji wa septamu ya pua pia ulipatikana kwa wafanyikazi wachache. Utafiti mwingine ulihitimisha kuwa vifo vingi kutokana na saratani ya mapafu katika wafanyakazi wa kutengeneza chuma vinahusishwa na kukaribiana na hidrokaboni zenye kunukia za polycyclic (PAHs) wakati wa uzalishaji wa ferrochromium. Utafiti mwingine uliochunguza uhusiano kati ya mfiduo wa moshi na saratani ya mapafu uligundua kuwa wafanyikazi wa ferrochromium walionyesha visa vingi vya saratani ya mapafu na kibofu.

Ferromanganese inaweza kuzalishwa kwa kupunguza madini ya manganese kwenye tanuru ya umeme na coke na kuongeza dolomite na chokaa kama flux. Usafirishaji, uhifadhi, upangaji na kusagwa kwa madini huzalisha vumbi la managanese katika viwango ambavyo vinaweza kuwa hatari. Athari za kiafya zinazotokana na kufichuliwa na vumbi, kutoka kwa ore na aloi, karibu haziwezi kutofautishwa na zile zilizoelezewa katika kifungu cha "Manganese" katika sura hii. Ulevi wa papo hapo na sugu umezingatiwa. Aloi za Ferromanganese zenye viwango vya juu sana vya manganese zitaitikia ikiwa na unyevu kutoa carbudi ya manganese, ambayo, ikiunganishwa na unyevu, hutoa hidrojeni, na kusababisha hatari ya moto na mlipuko.

Ferrosilicon uzalishaji unaweza kusababisha erosoli na vumbi vya ferrosilicon. Uchunguzi wa wanyama unaonyesha kuwa vumbi la ferrosilicon linaweza kusababisha unene wa kuta za alveoli na kutoweka mara kwa mara kwa muundo wa alveoli. Malighafi zinazotumiwa katika utengenezaji wa aloi zinaweza pia kuwa na silika ya bure, ingawa katika viwango vya chini. Kuna kutokubaliana kuhusu kama silikosisi ya asili inaweza kuwa hatari inayoweza kutokea katika uzalishaji wa ferrosilicon. Hakuna shaka, hata hivyo, kwamba ugonjwa sugu wa mapafu, bila kujali uainishaji wake, unaweza kutokana na kufichuliwa kwa vumbi au erosoli inayopatikana katika mimea ya ferrosilicon.

Ferrovanadium. Uchafuzi wa anga na vumbi na mafusho pia ni hatari katika uzalishaji wa ferrovanadium. Katika hali ya kawaida, erosoli haitaleta ulevi wa papo hapo lakini inaweza kusababisha ugonjwa wa bronchitis na mchakato wa kuenea kwa uingiliano wa mapafu. Vanadium katika aloi ya ferrovanadium imeripotiwa kuwa na sumu zaidi kuliko vanadium isiyolipishwa kutokana na umumunyifu wake mkubwa katika vimiminika vya kibaolojia.

Lead chuma hutumika kwa ajili ya chuma karatasi ya gari ili kuongeza malleability. Ina takriban 0.35% ya risasi. Wakati wowote chuma chenye risasi kinakabiliwa na joto la juu, kama vile kulehemu, daima kuna hatari ya kutoa mafusho ya risasi.

Hatua za usalama na afya

Udhibiti wa mafusho, vumbi na erosoli wakati wa utengenezaji na matumizi ya ferroalloys ni muhimu. Udhibiti mzuri wa vumbi unahitajika katika usafiri na utunzaji wa ores na aloi. Mirundo ya madini inapaswa kuloweshwa chini ili kupunguza malezi ya vumbi. Mbali na hatua hizi za msingi za kudhibiti vumbi, tahadhari maalum zinahitajika katika utunzaji wa ferroalloi maalum.

Ferrosilicon humenyuka pamoja na unyevu kutoa fosfini na arsine; kwa hiyo nyenzo hii haipaswi kupakiwa katika hali ya hewa ya unyevu, na tahadhari maalum inapaswa kuchukuliwa ili kuhakikisha kuwa inabaki kavu wakati wa kuhifadhi na usafiri. Wakati wowote ferrosilicon inaposafirishwa au kushughulikiwa kwa idadi ya umuhimu wowote, ilani zinapaswa kutumwa kuwaonya wafanyikazi juu ya hatari, na taratibu za kugundua na kuchambua zinapaswa kutekelezwa mara kwa mara ili kuangalia uwepo wa fosfini na arsine hewani. Udhibiti mzuri wa vumbi na erosoli inahitajika kwa ulinzi wa kupumua. Vifaa vya kinga vinavyofaa vya kupumua vinapaswa kupatikana kwa dharura.

Wafanyakazi wanaohusika katika uzalishaji na matumizi ya ferroalloys wanapaswa kupokea uangalizi wa matibabu makini. Mazingira yao ya kazi yanapaswa kufuatiliwa mara kwa mara au mara kwa mara, kulingana na kiwango cha hatari. Madhara ya sumu ya aloi mbalimbali yanatofautiana vya kutosha na yale ya metali safi ili kuhakikisha kiwango cha juu zaidi cha usimamizi wa matibabu hadi data zaidi ipatikane. Pale ambapo chembechembe za feri hutokeza vumbi, mafusho na erosoli, wafanyakazi wanapaswa kufanyiwa uchunguzi wa eksirei ya kifua mara kwa mara ili kugundua mapema mabadiliko ya upumuaji. Kupima utendakazi wa mapafu na ufuatiliaji wa viwango vya chuma katika damu na/au mkojo wa wafanyakazi walio wazi kunaweza pia kuhitajika.

Back