Состояние здоровья рабочих, занятых в огневом и электролитическом рафинировании меди

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

В современной отечественной практике черновая медь, полученная на предприятиях вторичной цветной металлургии, поступает на рафинировочные заводы вместе с черновой медью, полученной при переработке руд и концентратов.

Вторичная медь, как правило, имеет более низкое качество. Химический состав первичной и вторичной меди приведен в табл. 22.

Обращает внимание, прежде всего, повышенное содержание никеля во вторичной меди. Расшихтовывая ее с первичной, можно усреднить содержание этого металла и тем самым уменьшить его отрицательное действие на огневое и электролитическое рафинирование.

Глава 1. Огневое и электролитическое рафинирование вторичной меди

В современной отечественной практике черновая медь, полученная на предприятиях вторичной цветной металлургии, поступает на рафинировочные заводы вместе с черновой медью, полученной при переработке руд и концентратов.

Вторичная медь, как правило, имеет более низкое качество. Химический состав первичной и вторичной меди приведен в табл. 22.

Обращает внимание, прежде всего повышенное содержание никеля во вторичной меди. Расшихтовьшая ее с первичной, можно усреднить содержание этого металла и тем самым уменьшить его отрицательное действие на огневое и электролитическое рафинирование. В этом преимущество совместной переработки первичной и вторичной меди. Однако в нем скрыт и недостаток -- загрязняется никелем вся медь. Целесообразность выбора рационального варианта рафинирования определяется конкретными условиями предприятия с учетом соотношения разновидностей черновой меди, поступающей в переработку, извлечения при рафинировании других металлов, в частности золота и серебра, а также способом переработки рафнировочных шлаков. При совместной или раздельной переработке черновой меди с повышенным содержанием никеля на специализированном рафинировочном заводе шлаки целесообразно возвращать на предприятия вторичной металлургии.

На рис. 46 приведены возможные варианты рафинирования.

С экономической и технологической точек зрения металлургическое предприятие производительностью более 50000 т вторичной меди в год должно иметь собственный рафинировочный передел (огневое и электролитическое рафинирование) или как минимум отделение огневого рафинирования. В этом случае часть черновой меди может быть переработана на так называемую «красную» медь, которая будет готовой продукцией завода. В тех случаях, когда медь будет содержать благородные металлы, из нее следует отливать аноды и подвергать электролитическому рафинированию непосредственно на предприятии или передавать специализированному заводу.

В физико-химическом отношении рафинирование вторичной меди не отличается от первичной и включает те же стадии: окисление жидкой меди до предела сс насыщения закисью меди, окисление примесей, удаление шлака, восстановление избыточной закиси меди, разливка металла.

В период окисления ванны насыщаемость сс закисью меди все время практически остается постоянной и близкой к предельной. Упругость диссоциации закиси меди в жидкой меди является также постоянной величиной, равной величине упругости диссоциации чистой закиси меди, которая при 1200° С составляет 9,8 Па. Если принять, что образующийся окисел примеси не растворим в жидкой меди не образует с другими окислами растворимых в ней химических соединений, то максимальное снижение содержания примесей (Me) можно рассчитать, исходя из равенства упругостей диссоциации закиси меди и окиси примеси внутри ванны:

Ро,/си,о -- Ро./««°нас 1Ме]з *

где Me-- предельное понижение концентрации;

Метлх -- концентрация насыщения жидкой меди при данной температуре соответствующей примесью (Me).

По данному уравнению А. Н. Вольский определил содержание некоторых примесей в рафинированной меди, %: 0,0011 Fe; 0,25 Ni; 0,66 As. Легкое удаление железа из меди подтверждается практикой. Окислившись до закиси, оно всплывает на поверхность ванны, частично переокисляется за счет кислорода газовой фазы и растворяется в покрывающем ванну шлаке в виде силикатов и ферритов.

Аналогично железу ведут себя при огневом рафинировании кобальт, цинк и другие металлы. Трудно удаляемыми примесями являются наряду с никелем сурьма, мышьяк. Практически установленным минимальным снижением содержания никеля в рафинированной меди считается 0,3--0,35%. Достичь этого значения можно только в отсутствие сурьмы (мышьяка). В их присутствии образуется «никелевая слюдка» (медно-никелевый анти-монат и арсенат), растворимая в меди, затрудняющая удаление никеля особенно в случае кислого пода. Только присадка основных флюсов (соды, известняка, магнезита) позволяет положительно решить этот вопрос. Рафинирование никелистой меди желательно вести в агрегате с основной футеровкой.

При рафинировании вторичной черновой меди с повышенным содержанием сурьмы (мышьяка) процессы окисления и восстановления следует повторять несколько раз для восстановления нелетучих пятиокисей (SD2O5, As205) и их перевода в летучие трехокиси (Sb203, As203). Добавка соды облегчает ошлакование легкоплавких арсенатов и антимонатов. Концентрацию сурьмы (мышьяка) можно снизить до 0,003%.

Некоторые трудности вызывают окисление свинца и олова -- практически постоянных спутников вторичной меди. В отличие от никеля свинец лучше удаляется в печах с кислой футеровкой, образуя легкоплавкие шлаки. При рафинировании в печи с основной футеровкой ошлакование РЬО осуществляется кварцевым флюсом, вводимым в печь.

При окислении олова, кроме SnO, образуется Sn02. Оба окисла частично растворяются в меди и не образуют силикатов. Окисленные соединения олова переводятся в шлак в виде станнатов -- соединений с основными флюсами (окисью кальция). Вторичная медь может содержать висмут -- примесь, практически не удаляемую при огневом рафинировании. Полностью в рафинированную медь переходят золото и серебро. Эти примеси из меди удаляются при электролитическом рафинировании.

После удаления примесей в шлак заканчивается окислительный период. Во избежание обратного перехода металлов в медь шлак полностью удаляется с жидкой ванны, после чего приступают к восстановлению избыточной закиси меди. Восстановление совмещается с дегазацией металла. На практике эту операцию называют дразнением. Дразнение на плотность предусматривает! удаление из меди газа, дразнение на ковкость -- удаление оставшегося в меди кислорода. По окончании драз-пения остается 0,03 -- 0,1% кислорода. Дразнением заканчивается огневое рафинирование. Рафинированную медь разливают в аноды или слитки другой формы, удобной для потребителя.

При рафинировании вторичной меди уделяют внимание содержанию кислорода в конечном продукте. При содержании кислорода ниже 0,1 % основная масса никеля при последующем электролитическом рафинировании практически полностью растворяется в электролите, в связи с чем снижается выход шлама, что весьма желательно. Удаление никеля из электролита -- практически более простая операция по сравнению с удалением его из шлама.

Практика и показатели огневого рафинирования

Для рафинирования вторичной меди желательно иметь не стационарные, а поворотные печи барабанного типа при условии, что на рафинирование поступает жидкая медь. Объем ванны составляет 100--250 т. Желательно на одном предприятии иметь нечи с кислой и основной футеровкой.

Эти печи представляют собой обычный конвертер с меньшим количеством фурм и сдвинутой горловиной к торцу (рис. 47). Рафинированную медь выпускают через летку. Печь отапливают газом или мазутом. Расход топлива на холодном дутье составляет 8--12 %, а на подогретом до 350° С 5--6%. Роль окислителя выполняют воздух; воздух, обогащенный кислородом; паро-воздушная смесь. Заслуживает внимания использование паровоздушной смеси. Как показывает практика, в этом случае снижается выход шлака, быстрее удаляются примеси. Для рафинирования вторичной меди эти обстоятельства имеют особо важное значение.

Восстановление меди проводят сырым или конверсированным природным газом. Разливку меди осуществляют на карусельных разливочных машинах. Общая продолжительность рафинирования вторичной жидкой меди составляет 18--20 ч. Рафинированная медь содержит, %: 99,4 Си; 0,4 Ni; 0,001 S; 0,01 РЬ; 0,0002 Bi; 0,02 As; 0,001 Fe; 0,1 02; 0,001 Zn; 0,05 Sn; шлаки содержат, %: 40 Si02 при кислой футеровке, 19 при основной; 2--10 Fe; 36-50 СигО; 0,1-0,4 NiO; до 0,2 Sn02; 1--7 СаО; до 0,7 РЬО; до 0,3 Sb205; 5--15 Си. Извлечение меди в анодную медь составляет 97,0%. Около 3% меди теряется со шлаками. Из черновой меди при рафинировании удаляется, % 90--99 Zn, Fe, Со, S; 80--90 РЬ; 70--80 Sn; 0--50 Ni, As, Sb; 5 Bi. Газы печи огневого рафинирования содержат до 15% С02 и 1--2% свободного кислорода. Состав их переменный, зависит от периода процесса. Температура их 1200°С. Желательна утилизация тепла в котлах-утилизаторах. Потери меди с газами составляют 0,1 %,

Электролитическое рафинирование

Для извлечения из анодной меди золота и серебра, дополнительного удаления примесей ее подвергают электролитическому рафинированию. Процесс осуществляют в электролизных ваннах ящичного типа. На подавляющей части заводов их монтируют из сборного железобетона, внутри футеруют поливинилхлоридом или винипластом. Перспективным футеровочным материалом является полипропилен. Обычная длина ванны 3--6 м, глубина 1,1 --1,3 м, ширина около 1 м.

Особенностью рафинирования анодной меди, полученной из вторичных материалов, является повышенное содержание в ней никеля и пониженное благородных металлов. При рафинировании такой меди электролит содержит 40--50 г/л Си; 130--150 г/л H2SO„; 20--25 г/л Ni; до 13 мг/л РЬ; до 7,0 мг/л Bi; до 50 мг/л Sb; до 100 мг/л As. Обязательна добавка ПАВ в виде тиомочевины и клея «Экстра».

О поведении некоторых примесей при электролизе можно судить по данным, приведенным в табл. 23.

По мере увеличения содержания меди в электролите и накопления примесей часть его отводят на регенерацию, которая предусматривает выделение избыточной меди в ванных с нерастворимыми анодами, получение медного и никелевого купороса. Электролиз проводят при плотности тока 250--280 А/м2; выход по току составляет около 90%, расход электроэнергии на 1 т рафинированной меди 350--380 кВт-ч.

Получаемая катодная медь должна удовлетворять требованиям ГОСТ 859--66.

Рафинирование черновой меди от примесей по экономическим соображениям проводят в две стадии -- вначале методом огневого рафинирования, а затем электролитическим методом.

Огневое рафинирование меди

Цель огневого рафинирования - подготовить медь к электролитическому рафинированию путем удаления из нее основного количества примесей. Огневое рафинирование жидкой меди (на медеплавильных заводах) проводят в цилиндрических наклоняющихся печах, а на медьэлектролитных заводах, получающих черновую медь в слитках, -- в стационарных отражательных печах. Печи для огневого рафинирования часто называют анодными, так как после рафинирования жидкую медь разливают в аноды -- слитки, имеющие форму пластин.

Наклоняющиеся (поворотные) цилиндрические печи схожи с горизонтальным конвертером, применяемым для выплавки штейна. Для выпуска меди предусмотрена летка, наиболее распространены печи вместимостью 160--220 т. Стационарные печи вместимостью до 500 т по устройству схожи с отражательной печью для выплавки штейна.

Огневое рафинирование меди в отражательной печи длится ~ 24 ч и включает следующие периоды: загрузка (длится до 2 ч), расплавление (~ 10 ч) окислительная обработка расплава, удаление шлака, восстановительная обработка, разливка готовой меди.

Рафинирование в цилиндрических печах, где не требуется плавления меди, длится примерно в два раза меньше и состоит из четырех последних периодов процесса в отражательной печи.

Окислительная обработка длительностью 1,5--4 ч заключается во вдувании в ванну воздуха через погруженные на глубину 600--800 мм стальные трубки, покрытые огнеупорной обмазкой. При этом окисляются примеси с большим, чем у меди химическим сродством к кислороду -- такие как Al, Fe, Zn, Sn, Sb, Bi, As, Ni и немного меди до Cu2O. Полностью остаются в меди золото и серебро и большая часть селена и теллура. Оксиды примесей, Cu2O и загружаемый в печь в небольших количествах кремнезем образуют на поверхности ванны шлак, который в конце окислительной продувки удаляют из печи деревянными гребками.

Восстановительную обработку ванны (дразнение) длительностью 2,5--Зч проводят для раскисления меди (удаления кислорода, содержащегося после окислительной продувки в количестве до 0,9% в виде Cu2O) и удаления растворенных газов. Ранее дразнение проводили погружением в расплав сырой древесины (жердей, бревен), в настоящее время -- путем вдувания паромазутной смеси или природного газа. Вдуваемые вещества разлагаются с образованием Н2, СО и СН4, которые, выделяясь, вызывают перемешивание ванны и удаление растворенных газов (SO2, СО, и др.), а также раскисляют ванну, восстанавливая Cu2O (например по реакции Cu2O + Н2 = 2Cu + Н2O). После дразнения медь, содержащую менее 0,01 % S и менее 0,2 % [О], разливают в аноды -- слитки толщиной 35--40, длиной 800--900 и шириной 800-900 мм, предназначенные для электролитического рафинирования. Анодная Медь содержит 99,4-99,6% меди.

Электролитическое рафинирование меди

Электролиз ведут в ваннах ящичного типа длиной 3-5,5, шириной 1 и глубиной 1,2-1,3 м, футерованных внутри кислотостойкими материалами (винипласт, стеклопластик и др.). В ванне подвешивают аноды и между ними катоды -- пластины из чистой меди.

Электролитом служит раствор CuSO4и H2SO4, напряжение между анодами и катодами 0,3--0,4В. Происходит электролитическое растворение анодов, т.е. в раствор переходят ионы Cu2+, а на катодах эти ионы разряжаются, осаждаясь на них слоем чистой меди. Электролит периодически обновляют. Часть примесей остается в электролите, а такие как Au, Ag, Se, Те, Pb, Sn, Pt выпадают в осадок -- шлам, который выгружают из ванны и перерабатывают, извлекая ценные металлы.

Растворение анода длится 20--30сут, катоды выгружают через 6--12 сут. Удельный расход электроэнергии равен 230-350 кВт * ч на 1т меди.

Часть катодов направляют потребителям, а основное количество переплавляют для получения слитков и литых заготовок. Катоды расплавляют в отражательных и шахтных печах с отоплением природным газом, в электродуговых и индукционных печах. Жидкую медь разливают на карусельных разливочных машинах в вайербасы (заготовки для прокатки проволоки) или в слитки различной формы. Разливку производят также на установках непрерывной и полунепрерывной разливки, получая литые заготовки требуемого сечения. Применяют литейно-прокатные агрегаты, где отливаемую на УНРС заготовку обжимают в прокатных валках агрегата до получения прутка (катанки) или медной полосы

Глава 2. Способ рафинирования меди

Использование: гидрометаллургия цветных металлов, может быть использовано при получении товарной меди. Сущность изобретения: расплав меди обрабатывают солями азотной кислоты, преимущественно нитратами калия, натрия, кальция, при этом соотношения активного кислорода в них к меди составляет 0,03 - 0,56%. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к цветной металлургии, преимущественно к металлургии меди, и может быть использовано в производстве товарной меди из черновой или вторичной меди.

В современной металлургии меди для получения товарного металла из черновой или вторичной меди ее подвергают рафинированию огневым, а затем электролитическим способом. Последний обеспечивает получение кондиционного металла, но экономически оправдан лишь в случае предварительного удаления основного количества примесей из меди огневым способом.

Известен способ огневого рафинирования меди, включающий окисление примесей в расплаве меди кислородом с переводом примесей в удаляемый шлак и восстановление окисленной меди в расплаве (Севрюков Н.Н. Кузьмин Б.Н. Челищев Е. В. Общая металлургия. М. Металлургия, 1976, с. 111). Способ основан на селективном окислении примесей, имеющих большее сродство к кислороду, чем медь. Этот способ выбран в качестве прототипа.

Одним из наиболее существенных недостатков известного способа рафинирования меди является его недостаточная интенсивность и сложность удаления из расплава примесей свинца и висмута, наиболее близких к меди по сродству к кислороду. Висмут и свинец являются одними из наиболее нежелательных примесей, поскольку, будучи малорастворимыми в меди, при ее затвердевании выделяются по границам зерен и резко ухудшают механические свойства меди.

Удаление свинца в окислительном периоде рафинирования происходит по общей схеме

[Pb] + [Cu2O] 2 [Cu] + (PbO) (1)

и равновесная концентрация свинца в меди при температуре 1473 К определена равной 0,0016 мас. Шлакование оксидов свинца связано с образованием основных силикатов, поэтому в печах с основной футеровкой обычно практикуется добавка кварцевого песка для более полного удаления свинца в шлак. Однако шлакование свинца затруднено тем, что в связи с высокой плотностью оксиды свинца медленно поднимаются на поверхность ванны, а при дразнении легко восстанавливаются до металла, вновь переходя в медный расплав. Окисление свинца начинается еще в период плавления шихты и полностью прекращается при дразнении (Аглицкий В.А. Пирометаллургическое рафинирование меди. М. Металлургия, 1971, с. 320).

Цель достигается тем, что в известном способе рафинирования меди, включающем окисление расплавленной меди, удаление шлака и восстановление расплавленной меди, расплав обрабатывают солями азотной кислоты.

Вторым отличием является то, что расплав преимущественно обрабатывают нитратами калия, натрия или кальция.

Третьим отличием является то, что расплав обрабатывают нитратами при массовом соотношении активного кислорода в них к меди 0,03 0,56%

Известно применение нитратов при окислительном рафинировании свинца от примесей мышьяка, сурьмы и олова (способ Гарриса Смирнов М.П. Рафинирование свинца и переработка полупродуктов. М. Металлургия, 1977, с. 280); в пробирном анализе при доводке веркблея до кондиционного сплава благородных металлов

5 Me + 2 NaNO3 5 MeO + Na2O + N2 (2)

Нитраты щелочных металлов плавятся при относительно низкой температуре (например, нитрат натрия при 587 К, нитрат калия при 612 К). При нагревании в сухом состоянии нитраты являются сильными окислителями, поскольку разлагаются с образованием нитритов, легко отщепляя при этом кислород NaNO3 NaNO2 + 0,5O2 (3)

Нитриты щелочных металлов при нагревании также разлагаются с выделением кислорода и образованием оксида металла и оксида азота NO (Неницеску К. Общая химия. Перевод с румынского. /Под ред. А.В. Аблова. М. Мир, 1968, с. 816)

2 NaNO2 Na2O + 0,5O2, (4)

последний в присутствии кислорода окисляется до NO2, а при нагревании выше 973 К разлагается на элементы. Реакцию нитрата натрия со свинцом используют для получения нитрита натрия, обрабатывая свинец расплавленным нитратом

NaNO3 + Pb NaNO2 + PbO (5)

Предполагается, что в связи с незначительным количеством примесей в меди при обработке ее селитрой в первую очередь идет окисление меди до реакции

10 Cu + 2 NaNO3 5 Cu2O + Na2O + N2, (6)

образовавшийся оксид меди взаимодействует затем с растворенными примесями по реакции (1). Под действием кислорода селитры и частично воздуха примеси мышьяка, сурьмы, олова и свинца переходят в оксиды высшей степени окисления и впоследствии, реагируя с продуктом разложения селитры едким натром, образуют химически прочные соединения арсенаты, станнаты и др. легко отделяемые от меди в виде легкоплавкого шлака.

Считается также, что селитра непосредственно реагирует с примесями расплава как более реакционно способное соединение, нежели оксид меди. С селитрой свинец интенсивно реагирует по уравнениям

2 Pb + 2 NaNO3 2 PbO + 2 NaNO2 (7)

3 Pb + 2 NaNO2 2 PbO + Na2PbO2 + N2 (8)

5 Pb + 2 NaNO3 4 PbO + Na2PbO2 + N2 (9)

Таким образом, применение селитры, богатой кислородом (концентрация в нитратах активного кислорода Oакт, т.е. реагирующего по реакции (2), равна, в нитрате натрия 47,1; в нитрате калия 39,6; в нитрате кальция 48,8) и легко отдающей кислород, позволяет резко ускорить процесс окисления примесей и увеличить степень его протекания. Этому также способствует повышенная реакционная способность кислорода, выделяющегося при разложении селитры в виде активных радикалов.

Наиболее предпочтительно использование натриевой или калиевой селитр, поскольку при их диссоциации образуются оксиды натрия или калия, необходимые для ошлакования оксидов примесей и образования достаточно легкоплавкого шлака, что облегчает его скачивание из печи. Использование нитрата кальция, наиболее богатого активным кислородом, может быть целесообразным для повышения стойкости футеровки печи, подверженной повышенному износу в контакте с щелочными расплавами, и получения более тугоплавких шлаков.

Пример. В отражательной печи емкостью по меди 17 т было проведено рафинирование вторичной меди с применением селитры. При проведении плавок изменяли массовое соотношение активного кислорода в селитре к меди Oакт Cu от 0,01 до 0,65% изменением количества вводимой селитры, что соответствовало изменению массового расхода натриевой селитры от 0,0178 до 1,151% В качестве исходной использовали пробу меди, отобранную после открывания печи, перемешивания расплава древесиной в течение около 10 мин и снятия шлака. Пробы меди, отобранные по ходу рафинирования, анализировали спектральным методом и приведены в таблице.

Опытными плавками установлено, что применение селитры позволяет существенно ускорить рафинирование меди от свинца и увеличить его извлечение в шлак, при этом наибольший прирост глубины рафинирования меди (определяемой по увеличению концентрации меди в металле) соответствовал массовому соотношению активного кислорода к меди Oакт Cu от 0,03 до 0,56% или расходу натриевой селитры 0,05 1,15% от массы рафинируемой меди. Дальнейшее увеличение расхода селитры нецелесообразно также и потому, что, приводя к более полному окислению медного расплава, увеличивает извлечение меди в шлак и затраты на последующее раскисление меди.

Глава 3. Анализ результатов периодических медицинских осмотров рабочих, занятых в огневом и электролитическом рафинировании меди

Главным условием экономического роста России является устойчивое развитие отдельных отраслей народного хозяйства и, в первую очередь, цветной металлургии. По запасам меди наша страна занимает лидирующее положение в мире. Благодаря таким свойствам, как высокая пластичность, электропроводность и коррозионная стойкость, медь получила широкое применение в народном хозяйстве. Только рафинированная медь в полной мере проявляет указанные свойства, поэтому необходимыми этапами получения товарной меди являются ее огневое и электролитическое рафинирование. Наращивание мощности медеплавильных комбинатов и увеличение численности работающих на них лиц, ставят перед гигиенистами задачу всестороннего изучения условий труда и состояния здоровья трудящихся, занятых в данной отрасли цветной металлургии.

При огневом способе производства рафинированной меди рабочие подвергаются воздействию комплекса вредных производственных факторов, включающего медьсодержащую пыль, токсические газы, нагревающий микроклимат, повышенные уровни шума и вибрации, высокую тяжесть и напряженность труда [1, 3, 4].

Как известно, цель периодических медицинских осмотров (ПМО) на производстве, заключающихся в активном обследовании рабочих, является выявление ранних признаков профессиональных заболеваний, а также заболеваний, этиологически не связанных с факторами производственной среды и трудового процесса, но при которых продолжение контакта с профессиональными вредностями представляет опасность.

Для реализации указанной цели нами анализировались материалы ПМО рабочих (как мужчин, так и женщин) медеплавильного и электролизного цехов крупнейшего предприятия по производству рафинированной меди - ОАО «Уралэлектромедь» (г. Верхняя Пышма, Свердловская обл.) с 1998 по 2004 гг. В проведении ПМО были задействованы терапевт, хирург, офтальмолог, дерматолог, отоларинголог, невролог, гинеколог.

Мужчины медеплавильного цеха (МПЦ) заняты в основных (плавильщик и разливщик цветных металлов) и вспомогательных (шихтовщик, футеровщик, слесарь-ремонтник, электрогазосварщик и др.) профессиях. Женщины МПЦ заняты исключительно в профессии машиниста мостового крана. Мужчины цеха электролиза меди (ЦЭМ) заняты в профессии дежурного по электролизу и ряде вспомогательных (слесарь-ремонтник, паяльщик по винипласту и др.). Женщины ЦЭМ заняты как в основных профессиях (дежурная по циркуляции, дежурная по подвалу и обработчица матричных листов), так и во вспомогательных - крановщица.

Результаты исследования и их обсуждение

В числе выявленных хронических заболеваний рабочих-мужчин МПЦ и ЦЭМ ведущие места принадлежат болезням органов дыхания, костно-мышечной системы и соединительной ткани, органов пищеварения, а также органов зрения и слуха.

Наибольший уровень распространенности хронической патологии органов дыхания отмечен среди мужчин МПЦ (32,5 на 100 осмотренных), несколько ниже он среди рабочих ЦЭМ (28,2).

Основным этиологическим фактором развития хронических заболеваний органов дыхания у плавильщиков и разливщиков огневого рафинирования меди является пыль, главным источником которой в МПЦ служат отражательные печи. Поступление в воздух пыли происходит при подготовке шихты, загрузке ее в печи, окислении и восстановлении меди, неоднократном съеме и выпуске шлака. Выпуск металла в разливочную машину, ковши и изложницы также сопровождается выделением пыли. Пыль огневого рафинирования меди имеет сложный химический состав и содержит медь - 31,05 %, свинец - 0,87 %, никель - 0,11 %, кадмий - 0,05 %, мышьяк - 0,02 % и др. В воздухе рабочей зоны МПЦ максимально разовые концентрации пыли превышали ПДК (2,0 мг / м3) в 1,1-5,6 раза при максимальных значениях в 20,4 мг / м3 [1].

Кроме высоких концентраций пыли в воздухе рабочей зоны МПЦ содержится диоксид серы, оказывающий раздражающее действие на слизистую оболочку дыхательных путей, содержание которого (5,8-8,6 мг / м3) не превышало ПДК (10 мг / м3) [1].

Несмотря на отсутствие в ЦЭМ явных источников пылевыделения концентрации пыли в воздухе производственного здания по средним значениям незначительно превышали ПДК - от 1,1 до 2,3 раза [4].

Уровень распространенности хронической патологии костно-мышечной системы среди рабочих МПЦ и ЦЭМ практически одинаковый: 22,6 на 100 осмотренных в МПЦ и 23,9 в ЦЭМ. Как показали наши исследования, труд как плавильщиков и разливщиков МПЦ, так и дежурных по электролизу ЦЭМ сопряжен со значительными физическими нагрузками, которым принадлежит ведущая роль в развитии данной патологии [4]. Кроме того, у рабочих старшего возраста (50 и более лет) утяжеление заболеваний костно-мышечной системы может быть обусловлено возрастными нарушениями минерального обмена.

Распространенность болезней органов слуха среди мужчин МПЦ составила 15,1 на 100 осмотренных, и формируется преимущественно за счет адгезивного отита, развивающегося, как правило, на фоне частых острых воспалительных заболеваний уха, имевших место в анамнезе рабочих.

В отличие от рабочих МПЦ, в ЦЭМ значительный удельный вес занимают хронические заболевания желудочно-кишечного тракта (9,8 на 100 осмотренных): гастрит, язвенная болезнь, холецистит и др. Это может быть связано с раздражающим действием на слизистую желудка паров серной кислоты, концентрации которых составляли 0,86-1,17 мг / м3 (ПДК 1,0 мг / м3) [4].

Уровень распространенности болезней желудочно-кишечного тракта среди мужчин МПЦ составил 6,7 на 100 осмотренных, что несколько ниже, чем в ЦЭМ. Мы предполагаем, что определенную роль в формировании патологии пищеварительных органов у рабочих МПЦ играет нарушение питьевого режима в условиях «горячего» производства, т. к. наличие плавильного и разливочного оборудования обусловливает выделение значительных количеств инфракрасного и конвекционного тепла в рабочую зону.

Следует отметить более высокий в сравнении с другими патологиями уровень распространенности хронических расстройств зрения среди рабочих-мужчин МПЦ (9,2 на 100 осмотренных). Развитие патологии органов зрения, представленной, в основном, миопией и астигматизмом, может быть обусловлено такими неблагоприятными производственными факторами, как интенсивное инфракрасное излучение, зрительное напряжение, а также возрастными изменениями глазных сосудов и мышц у рабочих старше 40 лет, которых много в указанном цехе.

Патологии нервной, мочеполовой, сердечно-сосудистой систем, а также кожи и подкожно-жировой клетчатки имели меньшую распространенность (в сравнении с уже указанными) как среди рабочих МПЦ, так и ЦЭМ, а уровни их на изучаемых производствах существенно не отличались.

Жалобы, предъявляемые рабочими при медицинском осмотре, являются характерными для выявленных заболеваний. В основном, это жалобы на боль и скованность движений в поясничном отделе позвоночника и крупных суставах, кашель (сухой, с мокротой), отдышку (преимущественно при физических нагрузках), сухость и боль в горле, боли в эпигастральной области, диспепсические расстройства (изжогу, отрыжку, тошноту, горечь во рту, нарушения стула), периодически возникающие головные боли, ухудшение зрения и слуха и др.

Среди обследованных плавильщиков и разливщиков со стажем менее 10 лет на изучаемых производствах лиц с подозрением на профессиональное заболевание не выявлялось. Вместе с тем, из числа рабочих МПЦ со стажем более 10 лет имели место профессиональная тугоухость, хронический обструктивный бронхит, катаракта.

Учитывая особую чувствительность женского организма к неблагоприятным условиям труда и высокую занятость женщин в МПЦ и, особенно, в ЦЭМ, представляло интерес более детально проанализировать материалы ПМО указанного контингента работающих. Контролем служила группа женщин-операторов технологических установок энергетического цеха (ЭЦ), не подвергающихся воздействию производственных вредностей изучаемых производств.

В структуре заболеваний, выявленных на медосмотрах в обоих изучаемых цехах и в контроле, наибольший удельный вес составляли болезни мочеполовой системы - от 28,1 % у электролизниц водных растворов до 35,6 % у машинистов мостовых кранов МПЦ. В контроле эта группа болезней также составляла наибольшую долю из всей патологии - 27,1 %. Заболеваемость этой группой болезней по данным медосмотров на 100 осмотренных составляла у электролизниц 83,9, у крановщиц ЦЭМ - 47,9 и МПЦ - 72,1. В контроле - 16,9, что достоверно ниже в сравнении со всеми изучаемыми профессиями (р<0,05).

Следует отметить, что в структуре заболеваемости с временной утратой трудоспособности болезни мочеполовой системы составили 5-7 %, а в заболеваемости на 100 работающих 3-5 случаев [2]. Поэтому можно предположить, что женщины-работницы, страдающие данной патологией, не пролечиваются до конца, что способствует хронизации заболеваний, а в молодом, детородном возрасте может привести к бесплодию.

Второе место в структуре заболеваемости занимали болезни костно-мышечной системы. У электролизниц они составили 18,8 % всей выявленной патологии, у машинистов мостовых кранов - 12,6-16,9 %. Заболеваемость по данным медосмотров электролизниц составляла 56,5, а крановщиц в 2 раза ниже - 25,6-27,1 на 100 осмотренных. В ЭЦ заболеваемость оказалась достоверно ниже - 14,3 (р<0,05). Жалобы, предъявляемые работницами, характерны для данной патологии: болезненность и скованность движений в шейном и поясничном отделах позвоночника, мышцах и крупных суставах. Способствует этому неблагоприятный микроклимат, особенно на рабочих местах крановщиц, вынужденные, неудобные позы и токсические вещества в обоих изучаемых цехах.

У электролизниц третье место занимали поражение глаз и придаточного аппарата. Заболеваемость данной патологией составляет 48,4 на 100 осмотренных и формируется за счет миопии и астигматизма, чему, по-видимому, способствуют аэрозоли серной кислоты и мелкодисперсной пыли, вызывающей раздражение слизистых, сужение кровеносных сосудов и поражение связочного аппарата. У машинистов мостовых кранов эта патология также регистрируется, но заболеваемость была в 2-3 раза ниже, чем у электролизниц.

У крановщиц МПЦ высокий удельный вес составляли болезни органов пищеварения - 16,1 %. Заболеваемость этими болезнями - 32,6 на 100 осмотренных. Также высокий уровень заболеваемости отмечен у электролизниц - 27,4 на 100 осмотренных. Ими предъявлялись жалобы на горечь во рту, боли в правом подреберье, тошноту, непереносимость жирной пищи, отрыжку. Все это часто сопровождалось общим недомоганием, головной болью, головокружением. На рабочих местах этих профессиональных групп отмечается высокое содержание пыли (1,6-2,0 мг / м3), ингаляция которой приводит к непосредственному действию на слизистую желудочно-кишечного тракта никеля, мышьяка, меди и пр., в результате чего формируются гастриты, гастродуодениты, язвенная болезнь. Кроме того, в ЦЭМ возможно вдыхание и заглатывание аэрозолей серной кислоты, щелочей и солей тяжелых металлов, что вызывает изменение кислотности желудочного сока и нарушение пищеварения с вовлечением всего пищеварительного тракта.

Удельный вес сердечно-сосудистой патологии составлял от 9,2 % у электролизниц до 16,9 % у крановщиц МПЦ. Заболеваемость в ЦЭМ обеих профессиональных групп была практически на одном уровне - 27,1 и 27,4 на 100 обследованных. В МПЦ она ниже - 16,3. Данные показатели работниц ЦЭМ достоверно выше, чем в контроле - 6,5 на 100 осмотренных (р<0,05). На развитие патологии кровообращения оказывает влияние весь комплекс производственных вредностей, описанный выше, и кроме того большое значение имеет гормональная перестройка женщин после 40-50 лет.

В отличие от мужчин изучаемых производств, болезни органов дыхания среди женщин в структуре занимали небольшое место - от 4,3 до 8,0 % от всех заболеваний. Наибольшие уровни заболеваемости отмечены у машинистов мостовых кранов МПЦ - 16,3 на 100 осмотренных, в ЦЭМ они составили 12,9 у электролизниц и 8,3 у крановщиц. Регистрируемые при этом заболевания хронические, длительно текущие, т. к. острые заболевания на медосмотры, как правило, не попадают.

Среди электролизниц наблюдалась повышенная заболеваемость эндокринными нарушениями - 11,3 на 100 осмотренных, представленными ожирением, изменением функций щитовидной железы и сахарным диабетом.

Достоверно выше заболеваемость новообразованиями во всех профессиональных группах по сравнению с контролем - от 7,0 до 16,7 на 100 осмотренных (в основном за счет полипов и эрозии шейки матки, фибромиомы матки). Высокий удельный вес патологии у работниц молодого возраста является потенциальной опасностью для их репродуктивного здоровья.

В результате проведенных ПМО, работниц с подозрением на профессиональное заболевание выявлено не было.

На основе проведенных исследований можно сделать вывод, что наибольшее число заболеваний выявлено у электролизниц и заболеваемость их соответственно выше - 298,4 на 100 осмотренных. Заболеваемость машинистов мостовых кранов несколько ниже - 162,5-202,3 на 100 осмотренных, но также достоверно выше по сравнению с контрольной группой (р<0,05).

Анализируя материалы ПМО в динамике по заключительным актам с 1998 по 2004 г. обращает на себя внимание то, что при сохранении высокого охвата рабочих осмотрами (92,7-100 %), и активное выявление рабочих и работниц с хроническими заболеваниями, количество нуждающихся в санаторно-курортном лечении и оздоровлении в санаториях-профилакториях не сокращается, лишь частично выполняются рекомендации комиссий по переводу рабочих на другую работу по медицинским показаниям. Очевидно, что состояние здоровья рабочих, занятых в огневом и электролитическом рафинировании меди, не улучшается, а имеет место обратная зависимость.

Результаты периодических медицинских осмотров рабочих, как мужчин, так и женщин при огневом и электролитическом рафинировании меди свидетельствуют о наличии причинно-следственной связи между воздействием на работающих вредных факторов производственной среды и снижением неспецифической резистентности организма рабочих, что настоятельно требует разработки и осуществления профилактических мероприятий, среди которых важное значение должно иметь совершенствование системы диспансеризации рабочих.

огневой электролитический рафинирование медь медицинский

Список литературы

1. Адриановский В.И. Канцерогенная опасность и алиментарные пути ее снижения при огневом рафинировании меди: Автореф. дис. канд. мед. наук. - Екатеринбург, 2000. - 26 с.

2. Адриановский В.И., Липатов Г.Я., Нарицына Ю.Н. Некоторые результаты изучения заболеваемости с временной утратой трудоспособности рабочих, занятых в огневом рафинировании меди // Фундаментальные исследования. - 2010. - № 2. - С. 14-18.

3. Липатов Г.Я. Гигиена труда и профилактика профессионального рака в пирометаллургии меди и никеля: Автореф. дис. д-ра мед. наук. - Москва, 1992. - 33 с.

4. Самылкин А.А. Гигиена труда рабочих основных профессий при электролитическом рафинировании меди: Автореф. дис. канд. мед. наук. - Екатеринбург, 2000. - 21 с.

Размещено на Allbest.ru