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2013年安全评价师考试《综合运用》考点十一
一、碱液特性及拜尔法物料含碱浓度 氢氧化钠(NaOH，俗名火碱、烧碱、苛性钠。在香港称为哥士的)常温下是一种白色晶体，具有强腐蚀性。易溶于水，其水溶液呈强碱性，能使酚酞变红。氢氧化钠是一种极常用的碱，它的溶液可以用作洗涤液。化学表现：无色透明的钠碱液体，是强碱之一，易在水中溶解，能与许多有机、无机化合物起化学反应，腐蚀性很强。
主要危险性：
对消化系统造成严重的和永久的损伤，粘膜糜烂、出血、休克。
吸入刺激呼吸道，腐蚀鼻中隔
皮肤危险。可引起灼伤直至严重溃疡的症状。
眼睛危险。可引起烧伤甚至损害角膜或结膜。
根据《氧化铝生产工艺技术规程》，氧化铝生产流程中含碱主要指标
2.3.2液体隔膜碱应符合下列标准：NaOH含量≥42%;NaCl含量≤2.0%。
2.3.3液体离子交换膜碱应符合下列标准：NaOH含量≥48%;NaCl含量≤0.04%。
5.1.2循环母液Nk235～250g/l
由此可见，氧化铝生产过程中需要大量的烧碱与铝土矿矿石中的氧化铝进行反应，含碱物料充斥于全部生产流程中，且温度在80℃以上。在员工生产运行巡检、操作中，含碱物料一旦进入皮肤、呼吸道和消化道，将对人体健康造成伤害，引发工伤事故。
二、碱烧伤事故案例
根据某新建氧化铝厂3年间发生的碱烧伤事故及碱烧伤未遂事故，分为4类。一类为放料过程中发生的碱烧伤事故，此类事故发生率最高;二类为处理冒料事故时发生碱烧伤;三类为设备突然损坏造成碱烧伤。四类是检修过程中发生碱烧伤事故。
1、放料过程中发生的碱烧伤事故
(1)2006年某月某日凌晨1点10分，某检修维护人员用化清泵清理堵料的2#晶种管，通知岗位操作人员杨某确认放料阀门。杨某在没有戴安全帽和防护面屏的情况下，确认了放料阀门并在放料管旁察看放料情况。在敲打堵料的放料管时，料浆突然从放料管内喷出，冲进地沟后反弹，站在一旁的杨某躲闪不及，被含有高浓度氢氧化钠的料浆灼伤面部。其他人员及杨某数分钟后找到硼酸水冲洗，后被送往医院，住院约2个月，眼部留有疤痕，经劳动部门诊断为10级工伤。
(2)2009年某月某日凌晨1：30分左右，操作工孟某单独替取样工取强滤液样时，打开1#焙烧炉强滤液泵西侧放料阀，料浆突然从放料管焊缝中喷出，溅至孟某面部及双眼，孟某立即摸索着寻找真空泵房内应急水源，当班其他人员看到后立即用1%的硼酸水和大量清水对其受伤部位进行冲洗，并送往医院进行治疗，医生诊断为面部和双眼眼角膜轻度碱烧伤，住院约一个月后完全康复。
(3)2009年某月某日上午10时，因管道堵塞，操作人员对Pc404母液泵进行放料，当阀门清通时，铝酸钠溶液瞬间流出，经地沟二次飞溅，站在放料管阀门旁边的指挥人员被料浆溅至眼部、面部及衣服上。其他人员立即使用大量硼酸水和清水进行了反复清洗约半小时。并迅速去医院进行治疗，医生打针并做了简单处理，1周后完全康复。
2、处理冒料事故中发生的碱烧伤事故
(1)2007年某月某日下午，因蒸发和溶出设备跳停，Ⅰ、Ⅱ组磨机紧急停车导致冒料。15：50点左右，接班人员杨某查完2#中间泵池是否放完料后，观察2#棒磨机流槽是否清理干净，流槽内料浆不慎飞入眼内。现场其它工作人员和维护人员立刻用硼酸水和清水对其进行冲洗，同时将其送往医院进行诊治。经医生检查，认为伤者现场处理及时，简单处理后用药1周后完全康复。
(2)2007年某月某日凌晨1时，操作工潘某发现絮凝剂厂房内絮凝剂槽冒槽，急忙进行清理清扫，因絮凝剂湿滑，不慎摔倒，地面含碱絮凝剂溅至其面部及身体着地部位。导致面部、上肢及腿部碱烧伤。在同事帮助下对其面部进行了清洗，但因潘某未及时脱掉被碱浸湿的衣物，上肢及腿部碱烧伤较为严重，用药一周后完全康复。
3、设备突然损坏造成碱烧伤事故
(1)2009年某月某日15时，在碱洗完一部12#宽板后，操作工黄某、刘某和协岗工刘某到板式区域停板式化清泵。停泵过程中板式化清泵泵壳突然刺料，飞溅的碱液刺到站在泵旁两米处的协岗工刘某面部及身体。同事立即用清水对其冲洗，医院诊断为面部及身体碱灼伤，用药一周后完全康复。
(2)2007年某月某日上午，操作工在倒101B到101C过程中停泵放料的时候，101B的进口减震伸缩头突然破裂，料浆喷出。101稀释后泵是三泵三出口管，10米以后和到两根管进分离槽;现场3名操作工和2名协岗工，有2名操作工距离喷料位置较近，发现喷料的员工立即发出警告，现场人员迅速躲避，仍然有料浆洒到身上，操作工劳保穿戴齐全，袖口上下扎紧，安全帽上面罩打下;料浆洒到面罩和衣服上，其他员工立即帮其衣服脱下，并用清洁水冲洗，未造成碱烧伤。
(3)2007年某月，溶出一系列停车检修，在吹扫过程中，Ra112与Ra113间的过料阀已连通，操作工程某和谢某正在关第二道放料阀，魏某在一旁监护，关到一半阀门时填料突然喷料(当时机组压力是32bar),三个人上半身都被料浆喷到，赶快跑到最近的硼酸水存放点清洗，经过15分钟清洗。由于当事人戴了劳保眼镜，拉下了防护面罩，未被碱烧伤。
4、检修过程中发生碱烧伤事故
(1)2009年某月某日，沉降片区倒稀释后槽，控制过滤区域上午9:00停车放料，9:07分联系电工将滤饼泵235B断电。10：40分左右，检修人员回装滤饼管三通时用撬棍固定法兰两端螺栓孔，用捶敲打管道校位，突然有料浆从三通和管道对位后的法兰缝隙中溅出，料浆溅到现场作业的两名检修人员1名运行人员面部。片区立即组织人员用应急水源和硼酸水对3人进行反复冲洗。经原平市人民医院医生诊断，3人为脸部和脖颈轻微碱灼伤，用药一周后康复。
(2)2006年某月某日，蒸发工序多名检修人员正对循环管进行检修，突然一个螺丝掉到地上，地面有放料时未清理的碱液，碱液飞溅至一名检修人员眼睛内，造成碱烧伤，经大量清水冲洗后送往医院，用药三日后康复
三、碱烧伤原因分析
1、事故致因原理②
根据事故致因理论中海因里希因果链锁理论，工业伤害事故的发生过程是具有一定因素的因果关系事件的连锁，即人员伤害的发生是事故的结果，事故的发生原因是人的不安全行为或物的不安全状态，人的不安全行为或物的不安全状态，是由于人的缺点造成的。海因里希将事故因果链锁过程概括为5个因素：遗传及社会环境，人的缺点，人的不安全行为或物的不安全状态，事故，伤害。他认为，企业安全工作的中心就是防止人的不安全行为，消除机械的或物质的不安全状态，中断事故连锁的进程，从而避免事故的发生。
根据吉布森和哈登的能量意外释放理论，认为事故是一种不正常的或不希望的能量释放，各种形式的能量是构成伤害的直接原因。根据这一理论，可以利用各种屏蔽来防止意外的能量转移，从而防止事故的发生。
根据系统安全理论认为，除了重视人的不安全行为外，硬件故障在事故致因中的作用不可忽视;没有任何一种事物是绝对安全的;不可能根除一切危险源，可以减少现有危险源的危险性;由于人的认识能力有限，不可能完全认识危险源及其风险，安全工作的目标就是控制危险源，努力把事故发生的概率将到最低。
根据以上原理，碱烧伤事故的发生是由于人的不安全因素、物的不安全状态和管理缺陷造成的。
2、碱烧伤案例原因分析
以上四类碱烧伤事故，首要的原因是现场为达到或接近本质安全，存在一定的、能够整改的安全隐患。如第一类事故，放料口普遍存在安全隐患，(1)、(3)放料管与地沟垂直，(2)放料管焊缝脱焊，存有裂缝，放料时在重力的作用下，一部分料浆冲着操作者的方向飞溅，如果没有妥善的防护措施，很容易造成碱烧伤。如二类事故，生产不稳定，首先造成生产事故，在处理生产事故时发生次生安全事故;现场硬件设施不到位，(1)流槽未封闭，(2)没有防止冒槽的有效措施，流到地面造成滑跌。第三类事故(1)设备老化，泵壳裂缝，造成刺料;(2)设备选型不合理，橡胶伸缩头易老化，压力不稳定时，造成刺料;(3)放料阀填料老化，造成刺料。第四类事故(1)料浆管道没有彻底放料措施;(2)地面有积存的碱液。
其次是安全管理体系不严密，存在漏洞。如第一类事故，未能对存在的安全隐患及时发现，或发现后未能及时整改;第二类事故，对处理冒料事故没有严格的安全措施，或有措施但执行不到位;第三类事故，设备管理不细致，未能及时发现设备隐患;第四类事故，检修过程中未制定严格的安全措施，或安全措施执行不到位。
再次是人的不安全行为，违章作业。除三类事故中(2)、(3)事故案例外，其他事故案例伤者均未严格遵守安全作业规程，未佩戴齐全劳动保护用品或劳动保护用品穿戴未正确穿戴。
四、碱烧伤防治措施
1、事故预防
(1)从设计、施工、设备、生产等各个节提高生产现场本质安全水平，改善现场安全生产环境，逐渐接近现场本质安全。如设计时重大危险源、主要设备设置安全连锁装置，现场操作避免与危险物质接触，巡检通道、操作部位符合人机工程原理等，各项技改首先满足安全要求，施工时安全设施如地沟盖板、护栏等齐全等。针对碱烧伤事故，重点是防止料浆飞溅措施，如放料管不能与地沟垂直，料浆管道定期检查防止刺料等，设备方面采用安全系数较高的设备设施，如泵类接头不能使用橡胶伸缩头等易损件、老化设备定期检查和更换。
(2)建立健全安全管理体系。制定和完善安全管理制度和规程，对拜尔法氧化铝生产过程进行系统分析，对已经出现的碱烧伤事故进行总结，对可能出现碱烧伤事故的方面进行预想，制定相应防范措施。如针对放料等操作，制定详细作业程序。制定安全互保制度，严禁独自一人从事放料等危险操作等。
(3)提高人员安全知识水平和技能。从拜尔法生产工艺、含碱物料的特性、碱烧伤后的危害及如何防止碱烧伤技术和知识等方面进行严格培训，使操作人员提高对碱烧伤事故的警惕，懂、会、能防止碱烧伤事故。
(4)加强监督管理。按照安全制度和规程定期进行安全检查，查物的不安全状态、人的不安全行为和管理缺陷。对现场和管理缺陷及时进行整改，对人的不安全行为，如劳保用品穿戴不齐全等违章行为严格处罚。
2、急救措施
(1)被碱烧伤后不要惊慌，立即去应急水源处进行清洗。眼睛是碱烧伤致害最严重的部位之一，碱烧伤应立即大声呼救，寻求同事帮助，掰开眼帘用1-2%硼酸水和清水大量冲洗15分钟以上，必要时送医院治疗;其他皮肤部位被碱烧伤，立即用大量清水或1-2%硼酸水冲洗10分钟以上。
(2)碱烧伤后关键是快速冲洗，一旦碱液渗入皮肤，破坏内皮组织，治愈将非常困难。
五、拜尔法生产氧化铝过程简介
1、拜尔法生产氧化铝工艺概述①
由均化堆场送来的铝土矿、石灰烧制工序送来的石灰，送入磨头仓。铝土矿、石灰和蒸发来的循环母液按一定配比进入由棒、球二段磨和水力旋流器组成的磨矿分级系统。水力旋流器溢流为合格原矿浆进入原矿浆槽。原矿浆经单套管预热器送入预脱硅槽经8小时预脱硅后补入适当的循环碱液，达到正常碱配比由GEHO隔膜泵送入压煮溶出多套管预热系统。
矿浆经GEHO隔膜泵送入四套管预热器，在压煮器内加热至250～260℃进行1小时溶出，溶出后矿浆经十一级自蒸发器闪蒸降温，溶出矿浆用赤泥洗液稀释。
稀释矿浆在常压脱硅槽进行4小时的常压脱硅。脱硅后的稀释矿浆在沉降槽内进行液固分离，底流进入洗涤沉降槽和深锥沉降槽组成的赤泥洗涤系统进行四次赤泥反向洗涤。制备好的絮凝剂经计量后分别加入分离和洗涤沉降槽，热水加入末次洗涤槽。末次洗涤槽底流经泵送到赤泥堆场进行堆存，一次洗涤沉降槽溢流送至压煮溶出稀释槽。
分离沉降槽溢流经泵送粗液槽，再用粗液泵送往立式叶滤机喂料槽，在槽中加入定量的石灰乳作为助滤剂。含助滤剂的粗液用泵送到立式叶滤机进行控制过滤，滤饼送分离洗涤沉降槽，精液送板式热交换器。
精液经三级板式热交换器与分解母液和冷却水进行热交换冷却到设定温度。降温后的精液与种子过滤滤饼(晶种)在晶种槽内混合，然后用晶种泵送至分解系列的首槽(1#或2#槽)，经连续分解后从15#(或16#)槽顶用立式液下泵抽取分解浆液去进行旋流分级，分级前加入部分过滤母液稀释，分级溢流进15#(或16#)分解槽，底流再用部分母液冲稀后自压至产品过滤。分解末槽(14#或15#)的分解浆液从槽上部出料自流至立盘种子过滤机，滤饼用精液冲入晶种槽，滤液入锥形母液槽。
经分级底流的氢氧化铝浆液经饲料泵送入平盘过滤机进行成品过滤并用蒸发送来的热水进行洗涤。洗涤合格后的氢氧化铝送焙烧炉进行焙烧，生产出合格氧化铝。分离母液送种子过滤的锥形母液槽或分解槽末槽，氢氧化铝洗液送赤泥沉降一次洗涤系统或分解锥形母液槽，溢流槽浆液经泵送到分解末槽。母液槽内的分解母液部分送氢氧化铝分级用于稀释水旋器进料和底流，其余经板式热交换器与精液进行热交换后送蒸发原液槽。
蒸发原液除少部分不经蒸发直接送母液调配槽外，其余绝大部分在蒸发器组内进行蒸发浓缩后送调配。蒸发原液首先经Ⅰ闪蒸后分别进入Ⅳ效和Ⅴ效，其中经Ⅳ效-Ⅲ效-Ⅱ效-Ⅰ效-Ⅱ闪-强制效的形式进行浓缩作业。盐沉降槽溢流送到强碱槽(化清液)，部分送各化学清洗用碱点和分解化学清洗槽，大部分返回与蒸发器Ⅴ效出料混合，通过出料泵送到母液槽;底流用过滤机进行过滤分离，滤液进盐沉降槽溢流槽，然后进强碱液槽。
生产过程中消耗的碱，用液体烧碱或者片碱补充。卸下的液碱或者片碱，先送补碱槽，再到母液调配槽与蒸发母液、部分不经蒸发的原液及苛化稀液调配成符合浓度要求的循环母液。
六、结论
碱烧伤是拜尔法生产氧化铝过程中发生事故次数最频繁的危害，是氧化铝生产安全管理中不可忽视的重要方面。只有把预防事故的关口提前，从设计、施工、设备选型等方严格把关，尽量减少碱烧伤事故危害的物质因素;提前进行全员危险源辨识和预防知识培训，使员工了解危险点源和对策;提前制定完善的安全管理体系并严格监督检查，就能够减少甚至避免碱烧伤事故的发生
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