岡納·諾德伯格

錫一直被使用到現代工業時代，因為它在常溫下柔韌且容易成型，並且很容易與其他金屬混合形成合金。 其突出特性之一是耐酸和耐大氣影響。

發生和使用

雖然錫礦廣泛分佈於世界各地，但直到 XNUMX 世紀，世界錫的供應主要來自英格蘭、薩克森和波希米亞。 今天，除了尼日利亞、中國、剛果和澳大利亞的一些礦床外，主要產地在東南亞和玻利維亞。

含錫礦物中，錫石（SnO₂) 或錫石具有最大的商業重要性。 它存在於與花崗岩或酸性噴發岩緊密相連的礦脈中，但世界總產量的六分之五來自原生礦床崩解產生的次生沖積礦床。 在玻利維亞，硫化物礦石，如亞錫礦（Cu₂硫化鐵₂) 和綠茶石 (PbZnSnS₂) 具有商業意義。

金屬錫用於製造巴氏合金以及製藥和化妝品行業的可收縮管。 由於其耐腐蝕性，錫被用作其他金屬的保護層。 馬口鐵 是通過浸入該金屬的熔浴中而鍍上厚厚一層錫的鐵片或鋼片。 主要用於製作生活用具和食品、飲料罐頭行業的器具。 它通常用於裝飾目的。 鐵板 是塗有含 85% 鉛和 15% 錫的鉛錫合金的鐵皮或鋼。 主要用於製作屋面瓦。 燧 是一種錫銅合金，含有 33% 到 50% 的錫，可以拋光到高度反射。 它被用作通過電解沉積施加的塗層，以賦予銀器和類似物品以亮度，並用於製造望遠鏡鏡。 熔融錫浴也用於窗玻璃的生產。

錫的一個重要特性是它能夠與其他金屬形成合金，並且在該領域有多種用途。 錫鉛合金被稱為 軟焊料 廣泛用於管道、汽車、電氣等行業的其他金屬和合金的連接，以及作為車身精加工的填料。 錫是大量有色合金的成分，包括磷青銅、輕黃銅、炮銅、高強度黃銅、錳青銅、壓鑄合金、軸承金屬、活字金屬和錫。 錫鈮合金具有超導性，可用於製造強力電磁鐵。

氯化錫 (氯化亞錫₄)，或稱氯化錫，是通過將錫粉與氯化汞一起加熱或將氯氣流過熔融錫製得的。 在有機合成中用作脫水劑，塑料的穩定劑，以及其他錫化合物的化學中間體。 氯化錫存在於肥皂行業的色素和香水中。 它還用於陶瓷生產耐磨或反光塗層。 它用於糖的漂白以及玻璃和其他非導電材料的表面處理。 該鹽的五水合物用作媒染劑。 它也用於處理絲綢以增加織物的重量。

氯化亞錫二水合物 (氯化亞錫₂·2H₂O) 或錫鹽是通過將金屬錫溶解在鹽酸中並蒸發直至開始結晶來生產的。 它在染料中用作媒染劑。 它還用作製造玻璃、陶瓷和油墨的還原劑。

使用 有機鹼 （烷基和芳基）化合物近年來大大增加。 雙取代化合物和較小程度的單取代化合物在塑料工業中用作穩定劑和催化劑。 三取代化合物用作殺生物劑，四取代化合物是生產其他衍生物的中間體。 三氯化丁基錫，或三氯丁基錫； 二丁基二氯化錫， 或二氯二丁基錫； 三甲基錫; 三乙基氯化錫; 三苯基氯化錫, 或 TPTC; 四異丁基錫, 或四異丁基錫烷是最重要的。

危害性

在沒有採取預防措施的情況下，疏浚和清洗作業中使用的重型、動力強勁的設備和機械可能會造成機械傷害。 當處理熔融金屬和熱爐渣時，在冶煉過程中存在嚴重的燒傷危險。

在錫石精礦提質的最後階段和硫化礦的焙燒過程中，會釋放出二氧化硫。 當粗熔錫在精煉過程中與其餘裝料分離時，二氧化硫和硫化亞錫構成危害。 這項工作是在非常炎熱的環境中進行的，可能會導致中暑。 挖泥船從挖泥鬥排放到初級清洗設備所產生的噪音可能會損害工人的聽力。

幾項研究報告了與暴露於錫礦中的氡、氡衰變產物和二氧化矽相關的危害。 雖然與錫礦石的提取和處理相關的大部分操作都是濕法工藝，但錫粉和氧化物煙霧可能會在精礦裝袋過程中、在礦石室和冶煉操作（混合廠和熔爐出鋼）期間以及在生產過程中逸出。袋式過濾器的定期清潔，用於在釋放到大氣中之前從冶煉爐煙氣中去除顆粒物質。 吸入不含二氧化矽的氧化錫粉塵會導致良性結節性塵肺，但不會導致肺功能障礙。 放射學圖片類似於重症中毒。 這種良性塵肺病被稱為 錫.

錫粉對眼睛和呼吸道有中等刺激性； 易燃，與氧化劑、強酸、硫磺粉和一些滅火劑如碳酸氫鹽粉末和二氧化碳劇烈反應。

攝入少量 (mg) 的錫是無毒的（因此，馬口鐵在食品罐頭行業得到廣泛使用）。 動物實驗結果表明，靜脈注射的致死劑量約為100mg/kg體重，攝入相當數量的錫粉可能會引起嘔吐，但不會造成永久性傷害。 看來人類可以耐受每天 800 至 1,000 毫克的攝入量而不會產生不良影響。 消化道對金屬錫或其無機鹽的吸收似乎很小。

許多錫合金對健康有害（尤其是在高溫下），因為可能與之形成合金的金屬（例如鉛、鋅、錳）具有有害特性。

一般而言，有機錫化合物是強烈的刺激物，並且已經觀察到由於眼睛飛濺導致的急性結膜炎，即使隨後立即進行灌洗也是如此； 角膜混濁也有報導。 皮膚長時間接觸被蒸汽弄濕的衣服，或直接濺到皮膚上，會導致急性局部燒傷、亞急性瀰漫性紅斑樣皮炎並伴有瘙癢，頭髮覆蓋的區域會出現一些膿皰。 氣道和肺組織的刺激可導致肺水腫； 胃腸道也可受累，已觀察到膽管炎症反應，主要與二烷基化合物有關。 有機錫化合物可傷肝、腎； 它們可以抑制免疫反應並具有溶血活性。 在實驗動物中，它們在某些情況下被認為是導致生育能力下降的原因。

三烷基和四烷基化合物，特別是 三乙基氯化錫, 引起腦病和腦水腫，具有抑鬱、抽搐、弛緩性麻痺和尿瀦留的臨床效果，如口服給藥後的治療用途所見。

安全衛生措施

只要有可能，應使用更安全的替代品代替烷基錫化合物。 當需要製造和使用時，應盡可能廣泛地使用封閉系統和排氣通風系統。 工程控制應確保不超過接觸限值。 應穿戴個人防護裝備，並在適當的情況下使用呼吸保護裝置。 應在工作場所安裝緊急淋浴器，以便工人在飛濺後立即清洗。

醫學監測應重點關注無機錫化合物暴露中的眼睛、皮膚和胸部 X 射線，以及有機錫化合物暴露中的眼睛、皮膚、中樞神經系統、肝腎功能和血液。 據報導，Mercaprol 可用於治療二烷基錫中毒。 已建議使用類固醇治療三乙基錫中毒； 然而，只有手術減壓似乎對三烷基錫化合物和四烷基錫化合物引起的腦病和腦水腫有價值。

考慮到大多數錫礦位於發展中國家這一事實，還應注意影響工人健康、福祉和生產能力的氣候和其他因素。 在地理位置偏僻的礦區，應為所有人員提供良好的住房。 應通過健康教育提高營養水平，並應為工人提供充足的食物供應和良好的醫療保健。

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岡納·諾德伯格

發生和使用

鈦 (Ti) 包含在許多礦物中，但只有少數具有工業意義。 這些包括鈦鐵礦（FeTiO₃), 含 52.65% Ti 和 47.4% FeO; 金紅石（二氧化鈦₂)，與氧化亞鐵的混合物； 鈣鈦礦（CaTiO₃), 其中含 58.7% TiO₂ 41.3%的氧化鈣； 和榍石，或鈦礦，（CaOTiO₂·二氧化矽₂), 其中含 38.8% TiO₂. 一些異質礦物，如洛帕石、燒綠石以及來自鋁土礦和銅礦石加工的尾礦也可能是鈦的來源。

鈦以純金屬、合金和各種化合物的形式使用。 鋼鐵工業、造船業、飛機和火箭製造以及化工廠的製造都需要大量的鈦。 鈦在紙漿和造紙工業中用作混合器的保護表面。 它也存在於外科器械中。 鈦已被用於製造電極、燈絲、油漆、染料和焊條。 鈦粉用於菸火和真空工程。 鈦還用於牙科和植入物或假體手術。

碳化鈦 和 氮化鈦 用於粉末冶金。 鈦酸鋇 用於製造重型電容器。 二氧化鈦 在油漆、地板覆蓋物、室內裝潢、電子產品、粘合劑、屋頂材料、塑料和化妝品中用作白色顏料。 它還可用作搪瓷和釉料的成分、玻璃纖維的收縮劑以及合成纖維的消光劑。 四氯化鈦 在鈦金屬和鈦顏料的生產中用作中間體，在化學工業中用作催化劑。

危害性

的形成 二氧化鈦 （二氧化鈦₂)和精礦粉塵、大塊原料破碎、混合、裝料產生的瀝青煤粉塵，以及焦化爐的輻射熱是鈦生產中的危害。 可能有氯氣， 四氯化鈦 (氯化鈦₄) 由於設備洩漏或腐蝕而產生的氯化和精餾廠空氣中的蒸氣及其熱解產物。 氧化鎂可能存在於還原區的空氣中。 當海綿鈦被敲出、壓碎、分離和裝袋時，鈦粉會在空氣中傳播。 電弧爐區域會暴露於熱和紅外輻射（高達 3 至 5 cal/cm² 每分鐘）。

氯化和精餾裝置的維護和修理，包括設備和管道的拆卸和清潔，造成特別不利的工作條件：高濃度的 TiCl₄ 蒸氣和水解產物（HCl、Ti(OH)₄)，具有劇毒和刺激性。 這些工廠的工人經常患有上呼吸道疾病和急性或慢性支氣管炎。 液體氯化鈦₄ 濺到皮膚上會引起刺激和灼傷。 即使結膜與 TiCl 的接觸非常短₄ 導致化膿性結膜炎和角膜炎，這可能導致角膜混濁。 動物實驗表明，金屬鈦、鈦精礦、二氧化鈦和碳化鈦的粉塵有輕微毒性。 雖然尚未發現二氧化鈦會導致動物纖維化，但當作為聯合暴露時，它似乎會增加石英的纖維化性。 長期接觸含鈦粉塵可能會導致輕度慢性肺病（纖維化）。 有放射性證據表明，處理過 TiOXNUMX 的工人₂ 長期發展肺部變化類似於在輕度矽肺病中觀察到的變化。 一名工作多年與二氧化鈦接觸並死於腦癌的工人的肺部顯示出二氧化鈦的積聚₂ 並發生類似於炭疽病的變化。 各國粉末冶金工人的體檢均披露了因包括碳化鈦在內的混合粉塵而患上慢性肺炎的病例。 這種疾病的程度根據工作條件、接觸粉塵的時間長短和個人因素而有所不同。

長期接觸鈦和二氧化鈦粉塵的工人患慢性支氣管炎（支氣管內炎和支氣管周圍炎）的機率很高。 疾病早期的特徵是肺呼吸和換氣能力受損，以及血液鹼度降低。 這些鈦合金工人的心電圖描記顯示肺部疾病的特徵性心臟變化伴右耳廓肥大。 其中相當一部分病例表現為不同程度的心肌缺氧、房室和室內傳導性抑制、心動過緩。

空氣中的金屬鈦粉塵具有爆炸性。

鈦生產中的其他危害是焦化爐和電弧爐中的一氧化碳暴露以及燒傷。

安全衛生措施

礦石破碎過程中的粉塵控制，通過潤濕待處理物料（含水量高達 6 至 8%），並採用連續工藝，使設備在可能形成粉塵的所有位置都裝有排氣裝置； 排出的含塵空氣應進行過濾，收集的粉塵應回收利用。 分選站必須設置除塵系統； 海綿鈦工廠中的破碎機、分離機和裝袋機。 應該用特殊的銑床或車床加工來代替用氣動鑿岩錘進行的敲除。

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岡納·諾德伯格

發生和使用

鎢 (W) 在自然界中從不游離存在，僅存在於少數礦物質中，如鈣、鐵或錳的鎢酸鹽。 在已知的含鎢礦物中，白鎢礦 (CaWO₄), 黑鎢礦 ((Fe,Mn)WO₄)、鋅錳礦 (MnWO) 和鐵硼礦 (FeWO₄) 在商業上很重要。 世界總儲量 三氧化鎢 （我₃ ) 估計約為 175,000,000 噸。 這些鎢礦大多采自地下礦井，但也有採用露天作業和更原始的方法。 所開採礦石的鎢含量通常為0.5～2.0%。 較常見的雜質有石英、方解石等脈石礦物和銅、鉍、錫、鉬等金屬礦物。

鎢是硬金屬中的一種成分。 用於提高鋼的硬度、韌性、彈性和抗拉強度。 用於生產汽車用鎢鋼和高速切削工具。 鎢還用於電燈、真空管、電觸點、X 射線管和熒光燈管。 在紡織工業中用作阻燃劑。

碳化鎢 (WC) 由於其極高的硬度，已在大型拉伸模具和鑿岩機中取代了金剛石。 鎢化合物還用於激光、染料、油墨和陶瓷熔塊。 一些鎢合金在核工業和航天工業中用於火箭發動機的噴嘴和航天器的防護罩。

危害性

人們對鎢的毒性知之甚少。 LD₅₀ of 鎢酸鈉 對於 66 天大的大鼠，其劑量在 223 至 255 mg/kg 之間，並顯示出顯著的餐後和年齡效應。 三種鎢化合物中，鎢酸鈉毒性最大， 氧化鎢 是中間的，並且 仲鎢酸銨 毒性最小。 在 2.5 天的時間裡，餵食 10% 和 70% 的鎢金屬對雄性大鼠的生長沒有顯著影響，根據體重增加來衡量，儘管它導致 15% 的體重減少與對照組相比，雌性大鼠的體重增加。

工業接觸主要與與鎢及其合金和化合物的生產和使用有關的物質有關，而不是與鎢本身有關。 在採礦和銑削過程中，主要的危害似乎是暴露於含石英粉塵、噪音、硫化氫、二氧化硫以及氰化鈉和氫氧化鈉等化學品。 暴露可能與礦石中的其他金屬有關，例如鎳。

硬質合金是碳化鎢和鈷的混合物，其中可以添加少量其他金屬。 在刀具切削行業，工人可能會接觸到碳化鎢粉塵、鈷煙和粉塵，以及鎳、鈦和鉭的碳化物。 職業性吸入碳化鎢粉塵後，曾有塵肺或肺纖維化病例的報導，但普遍認為這種“硬金屬病”更可能是由碳化鎢熔煉的鈷引起的。 在對碳化鎢工具進行機加工和研磨的地方，硬質合金工人可能面臨患間質性阻塞性肺病的風險，這是一種與空氣中鈷濃度升高相關的嚴重危害。 硬金屬對肺部的影響將在本文的其他地方討論 百科全書.

羰基鎢 暴露於火焰時具有中度火災危險。 受熱分解放出一氧化碳。 鎢礦山和工廠的事故和疾病發生率沒有很好的記錄。 然而，從現有的稀缺數據來看，可以說它比煤礦要少。

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發生和使用

最重要的釩 (V) 礦石是在秘魯發現的 patronite（硫化釩）和在南非發現的 descloizite（釩酸鉛鋅）。 其他礦石，如釩鉛礦、菱錳礦和鉀釩釩，含有足夠量的釩以進行經濟開採。 原油可能含有少量釩，燃油爐產生的煙氣沉積物可能含有超過 50% 的五氧化二釩。 來自釩鐵的爐渣是金屬的另一個來源。 人類接觸釩的最重要來源之一是燃燒燃料油時釋放的氧化釩。

通常，少量釩存在於人體中，特別是在脂肪組織和血液中。

生產的大量釩用於 釩鐵，最重要的直接用途是高速鋼和工具鋼的製造。 添加 0.05 至 5% 的釩可去除鋼中夾帶的氧和氮，提高抗拉強度並改善最終合金的彈性模量和防銹性。 過去，釩化合物已被用作醫學中的治療劑。 釩鎵合金在產生高磁場方面表現出令人感興趣的特性。

某些釩化合物在工業上的用途有限。 硫酸釩 （VSO₄·7H₂O）和 四氯化釩 （氯乙烯₄) 在染色工業中用作媒染劑。 矽酸釩 用作催化劑。 二氧化釩 （VO₂) and 三氧化二釩 (V₂O₃) 用於冶金。 然而，就工業健康危害而言，最重要的化合物是 五氧化二釩 (V₂O₅) and 偏釩酸銨 （NH₄VO₃).

五氧化二釩是從氧化鋁中獲得的。 長期以來，它一直是一種重要的工業催化劑，用於許多氧化過程，例如涉及製造硫酸、鄰苯二甲酸、馬來酸等的那些過程。 在紡織工業中用作照相顯影劑和染色劑。 五氧化二釩還用於陶瓷著色材料。

偏釩酸銨以與五氧化二釩相同的方式用作催化劑。 在分析化學中是試劑，在照相工業中是顯影劑。 偏釩酸銨在紡織工業中還用於印染。

危害性

經驗表明，釩氧化物，特別是五氧化二釩及其衍生物偏釩酸銨會對人體造成有害影響。 在工業中的以下位置可能會接觸到五氧化二釩： 當五氧化二釩以顆粒形式用於生產金屬釩時； 在修理使用五氧化二釩作為催化劑的裝置時； 電站、船舶等燃油爐煙道的清理。 石油產品中釩化合物的存在具有特別重要的意義，並且由於燃油發電站環境中可能存在空氣污染，因此引起了公共衛生當局以及關注工業健康的人員的關注。

吸入釩化合物可能會產生嚴重的毒性作用。 影響的嚴重程度取決於釩化合物的大氣濃度和接觸時間。 即使是短暫接觸（例如 1 小時）後也可能會損害健康，最初的症狀是大量流淚、結膜燒灼感、漿液性或出血性鼻炎、喉嚨痛、咳嗽、支氣管炎、咳痰和胸痛。

嚴重接觸可能導致肺炎並導致致命後果； 然而，在一次性接觸後，通常會在 1 至 2 週內完全恢復； 長時間接觸可能會導致慢性支氣管炎伴或不伴肺氣腫。 舌頭可能呈現綠色變色，釩工人的煙頭也可能呈現綠色，這是由於化學相互作用造成的。

實驗動物的局部效應主要在呼吸道觀察到。 已在肝臟、腎臟、神經系統、心血管系統和造血器官中觀察到全身效應。 代謝作用包括干擾胱氨酸和膽固醇的生物合成、抑制和刺激磷脂合成。 較高濃度可抑制血清素氧化。 此外，釩酸鹽已被證明可以抑制多種酶系統。 在人類中，釩暴露的全身影響的記錄較少，但已證明可以降低血清膽固醇。 在工作環境中，釩及其化合物通過吸入進入人體，主要是在生產和鍋爐清潔操作過程中。 胃腸道吸收釩較差，不超過1～2%； 攝入的釩化合物大部分隨糞便排出。

進行了一項研究，以評估最近接觸五氧化二釩的工人在定期清除燃油發電站鍋爐的灰燼和熟料期間的支氣管反應水平。 這項研究表明，即使沒有出現支氣管症狀，接觸釩也會增加支氣管反應性。

安全衛生措施

重要的是要防止吸入空氣中的五氧化二釩顆粒。 用作催化劑時，五氧化二釩可以以無塵的團聚或顆粒形式生產； 然而，工廠中的振動可能會及時減少一定比例的粉塵。 在與金屬釩製造相關的過程中，以及在維護操作期間篩分用過的催化劑時，應通過過程的封閉和提供排氣通風來防止粉塵逸出。 在電站和船舶的鍋爐清洗中，維修人員可能不得不進入鍋爐進行除煙和維修。 這些工人應佩戴適當的呼吸防護設備，包括全面罩和護目鏡。 在可能的情況下，應改進負載清潔以減少工人進入熔爐的需要； 如果卸載清潔被證明是必要的，則應嘗試不需要物理進入的方法，例如水刺。

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