岡納·諾德伯格
發生和使用
鐵在金屬中含量第二，在元素中含量第四，僅次於氧、矽和鋁。 最常見的鐵礦石是：赤鐵礦或紅鐵礦（Fe2O3), 含鐵 70%; 褐鐵礦或褐鐵礦 (FeO(OH)·nH2O)，含鐵42%； 磁鐵礦或磁性鐵礦石（Fe3O4), 含鐵量高; 菱鐵礦或鱗鐵礦 (FeCO3); 黃鐵礦 (FeS2), 最常見的硫化物礦物； 和磁黃鐵礦，或磁性黃鐵礦 (FeS)。 鐵用於製造鋼鐵鑄件，並與其他金屬形成合金以形成鋼。 鐵還用於增加油井鑽井液的密度。
合金和化合物
鐵本身並不是特別堅固，但是當它與碳形成合金并快速冷卻以生產鋼時，其強度會大大增加。 它在鋼鐵中的存在說明了它作為工業金屬的重要性。 鋼的某些特性——即軟、軟、中等或硬——在很大程度上取決於碳含量，碳含量可能在 0.10% 到 1.15% 之間變化。 大約 20 種其他元素以不同的組合和比例用於生產具有許多不同品質（硬度、延展性、耐腐蝕性等）的合金鋼。 其中最重要的是錳（錳鐵和spiegeleisen）、矽（矽鐵）和鉻，這將在下面討論。
最重要的工業鐵化合物是氧化物和碳酸鹽，它們構成了獲取金屬的主要礦石。 工業重要性較小的是氰化物、氮化物、硝酸鹽、磷化物、磷酸鹽和羰基鐵。
危害性
在礦石的開採、運輸和製備過程中，在鋼鐵廠和鑄造廠生產和使用金屬和合金的過程中，以及在某些化合物的製造和使用過程中，都存在工業危險。 鐵礦石開採過程中會吸入鐵粉塵或煙霧； 電弧焊； 金屬研磨、拋光和加工； 和鍋爐結垢。 如果吸入，鐵會局部刺激肺部和胃腸道。 報告表明，長期接觸鐵和其他金屬粉塵的混合物可能會損害肺功能。
由於為此目的使用重型切割、運輸、破碎和篩分機械，在礦石的開採、運輸和準備過程中容易發生事故。 處理採礦作業中使用的炸藥也可能造成傷害。
吸入含有二氧化矽或氧化鐵的粉塵可導致塵肺病，但關於氧化鐵顆粒在人類肺癌發展中的作用尚無明確結論。 根據動物實驗，人們懷疑氧化鐵粉塵可能是一種“共同致癌”物質，因此當同時接觸致癌物質時會促進癌症的發展。
赤鐵礦礦工的死亡率研究表明，在坎伯蘭、洛林、基律納和克里沃羅格等幾個礦區，吸煙者患肺癌的風險普遍增加。 對鋼鐵鑄造工人的流行病學研究通常指出，患肺癌的風險增加了 1.5 到 2.5 倍。 國際癌症研究機構 (IARC) 將鋼鐵鑄造歸類為人類致癌過程。 所涉及的具體化學試劑（例如，多環芳烴、二氧化矽、金屬煙霧）尚未確定。 據報導，在金屬研磨工中，肺癌的發病率也有所增加，但並不顯著。 焊工肺癌的結論是有爭議的。
在實驗研究中，尚未發現氧化鐵具有致癌性； 然而，這些實驗不是用赤鐵礦進行的。 氡在赤鐵礦礦大氣中的存在被認為是一個重要的致癌因素。
鐵加工過程中可能會發生嚴重事故。 如本手冊其他地方所述，在使用熔融金屬的過程中可能會發生灼傷 百科全書. 細碎的新鮮還原鐵粉是自燃的，在常溫下暴露在空氣中會點燃。 當研磨操作產生的火花點燃抽取設備中的細鋼粉塵時，在與研磨拋光輪和精加工帶相關的抽取設備的管道和分離器中發生了火災和粉塵爆炸。
剩餘的鐵化合物的危險特性通常是由於與鐵結合的自由基。 因此 砷酸鐵 (砷化鐵4) and 亞砷酸鐵 (砷化鐵3·鐵2O3) 具有砷化合物的毒性。 羰基鐵 （四氧化三鐵5) 是金屬羰基化合物中較危險的一種，具有毒性和易燃性。 羰基在本章的其他地方有更詳細的討論。
硫化亞鐵 (FeS)，除了以黃鐵礦的形式自然存在外，偶爾也會在煉油廠等鋼鐵容器中處理含硫材料時無意中形成。 如果工廠打開並且硫化亞鐵沉積物暴露在空氣中，其放熱氧化可能會使沉積物的溫度升高到附近氣體和蒸汽的著火溫度。 應在此類沉積物上噴細水，直到通過吹掃除去易燃蒸氣。 類似的問題也可能發生在黃鐵礦礦山中，那裡的空氣溫度因礦石的持續緩慢氧化而升高。
安全衛生措施
預防機械事故的預防措施包括機械的圍欄和遠程控制、工廠的設計（在現代煉鋼中，包括計算機控制）和工人的安全培訓。
由有毒和易燃氣體、蒸汽和粉塵引起的危險通過局部排氣和全面通風以及各種形式的遠程控制來抵消。 應提供防護服和護目鏡，以保護工人免受高溫、腐蝕性物質和高溫的影響。
尤其重要的是，定期維護研磨拋光機和精加工皮帶上的管道，以保持排氣通風的效率並降低爆炸風險。
鐵合金
鐵合金是鐵與碳以外的元素的合金。 這些金屬混合物用作將特定元素引入鋼鐵製造的載體，以生產具有特定性能的鋼。 該元素可以通過溶解與鋼形成合金，也可以中和有害雜質。
合金具有取決於其元素濃度的獨特特性。 這些特性直接與單個組分的濃度有關，並且部分取決於是否存在痕量的其他元素。 儘管合金中每種元素的生物效應都可以用作指導，但有足夠的證據表明元素混合物會改變作用，因此在根據單一元素的效應外推做出關鍵決定時需要格外謹慎。
鐵合金構成了廣泛而多樣的合金清單，每一類合金中都有許多不同的混合物。 該行業通常限制任何一類可用鐵合金的類型數量，但冶金發展可能導致頻繁添加或更改。 一些較常見的鐵合金如下：
- 硼鐵—16.2%硼
- 鉻鐵——60% 到 70% 的鉻，也可能含有矽和錳
- 錳鐵——含錳 78% 至 90%； 1.25 至 7% 矽
- 鉬鐵——55% 到 75% 的鉬； 1.5% 矽
- 磷鐵——18% 到 25% 的磷
- 矽鐵——5% 到 90% 的二氧化矽
- 鈦鐵——14% 至 45% 的鈦； 4 至 13% 矽
- 鎢鐵——70% 到 80% 的鎢
- 釩鐵——30% 到 40% 的釩； 13%矽； 1.5% 鋁。
危害性
儘管某些鐵合金確實具有非冶金用途，但在製造這些合金及其在鋼鐵生產過程中的使用過程中遇到了接觸危險的主要來源。 一些鐵合金以細顆粒形式生產和使用； 空氣中的粉塵構成潛在的毒性危險以及火災和爆炸危險。 此外，職業暴露於某些合金的煙霧與嚴重的健康問題有關。
硼鐵。 清潔該合金時產生的浮塵可能會刺激鼻子和喉嚨，這可能是由於合金表面存在氧化硼膜。 一些動物研究（狗暴露在大氣中硼鐵濃度為 57 mg/m3 23 週）未發現不良反應。
鉻鐵. 挪威的一項關於生產鉻鐵的工人的總體死亡率和癌症發病率的研究表明，肺癌發病率的增加與熔爐周圍接觸六價鉻有因果關係。 少數工人也發現鼻中隔穿孔。 另一項研究得出結論，鋼鐵製造工人因肺癌導致的超額死亡率與鉻鐵生產過程中接觸多環芳烴 (PAH) 有關。 另一項調查職業接觸煙霧與肺癌之間關聯的研究發現，鉻鐵工人的肺癌和前列腺癌病例過多。
錳鐵 可用焦炭在電爐中還原錳礦，加入白雲石和石灰石作助熔劑而製得。 礦石的運輸、儲存、分选和破碎會產生濃度可能有害的錳粉塵。 接觸來自礦石和合金的灰塵所導致的病理影響與“錳”一文中描述的幾乎沒有區別 在這一章當中。 已觀察到急性和慢性中毒。 錳含量很高的鐵錳合金會與水分發生反應，生成 碳化錳， 當與水分結合時，會釋放氫氣，從而造成火災和爆炸危險。
矽鐵 生產會產生矽鐵氣溶膠和粉塵。 動物研究表明，矽鐵粉塵會導致肺泡壁增厚，偶爾會導致肺泡結構消失。 合金生產中使用的原材料也可能含有游離二氧化矽，儘管濃度相對較低。 關於經典矽肺病是否可能是矽鐵生產中的潛在危害，存在一些分歧。 然而，毫無疑問，慢性肺病，無論其分類如何，都可能是由於過度暴露於矽鐵廠遇到的粉塵或氣溶膠引起的。
釩鐵. 大氣中的灰塵和煙霧污染也是釩鐵生產中的一個危害。 在正常情況下，氣溶膠不會引起急性中毒，但可能引起支氣管炎和肺間質增生過程。 據報導，由於釩鐵合金中釩在生物體液中的溶解度更大，因此其毒性明顯高於游離釩。
含鉛鋼 用於汽車鋼板以增加延展性。 它含有大約 0.35% 的鉛。 每當含鉛鋼材經受高溫時，如焊接，總會有產生鉛煙的危險。
安全衛生措施
在鐵合金的製造和使用過程中控製菸霧、灰塵和氣溶膠是必不可少的。 礦石和合金的運輸和處理需要良好的粉塵控制。 應將礦石堆弄濕以減少粉塵形成。 除了這些基本的粉塵控制措施外，在處理特定的鐵合金時還需要採取特殊的預防措施。
矽鐵與水分反應生成磷化氫和胂； 因此，這種材料不應在潮濕天氣下裝載，應採取特殊預防措施以確保其在儲存和運輸過程中保持乾燥。 每當運輸或處理任何重要數量的矽鐵時，都應張貼警告工人注意危險的通知，並且應經常執行檢測和分析程序以檢查空氣中是否存在磷化氫和胂。 呼吸保護需要良好的粉塵和氣溶膠控制。 應備有合適的呼吸防護設備以應對緊急情況。
從事鐵合金生產和使用的工人應接受仔細的醫療監督。 應根據風險程度持續或定期監測他們的工作環境。 各種鐵合金的毒性作用與純金屬的毒性作用完全不同，因此在獲得更多數據之前需要進行更嚴格的醫療監督。 在鐵合金產生灰塵、煙霧和氣溶膠的地方，工人應定期接受胸部 X 光檢查，以便及早發現呼吸系統的變化。 可能還需要進行肺功能測試和監測暴露工人血液和/或尿液中的金屬濃度。