銅冶煉過程中的個(gè)人職業(yè)健康防護(hù)

3M中國有限公司 張穎琦丨文、圖

用銅礦石或銅精礦生產(chǎn)銅的方法較多，主要有火法冶煉和濕法冶煉兩大類，目前世界上有80%的銅是用火法冶金生產(chǎn)的，特別是對(duì)硫化銅礦，基本上全是用火法冶煉，我國的銅冶煉也主要以火法冶煉為主。

冶煉廠的工作環(huán)境相對(duì)來說比較惡劣，冶煉流程中同時(shí)存在多種職業(yè)危害因素，如粉塵、煙、有毒有害氣體、高噪聲、高溫和熱輻射等等，短期或長期接觸這些職業(yè)危害因素都會(huì)對(duì)人身體健康造成一定的危害。筆者在實(shí)地走訪國內(nèi)銅冶煉工廠時(shí)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場(chǎng)工人使用呼吸防護(hù)、聽力防護(hù)、眼面部防護(hù)用品有很多不規(guī)范之處，如：現(xiàn)場(chǎng)危害因素評(píng)估不全面，導(dǎo)致防護(hù)不到位；選用的防護(hù)用品防護(hù)等級(jí)不夠；呼吸防護(hù)用品的指定防護(hù)因數(shù)低于現(xiàn)場(chǎng)危害因數(shù)；工人沒有正確使用和維護(hù)防護(hù)用品等。

下面以銅火法冶煉廠的工藝流程為主，針對(duì)其主要職業(yè)危害因素，以國內(nèi)外職業(yè)健康防護(hù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)章制度為依據(jù)，提出呼吸防護(hù)、聽力防護(hù)和眼面部防護(hù)的解決方案。

結(jié)合工藝流程識(shí)別職業(yè)健康危害

硫化銅礦到銅精礦的浮選過程主要發(fā)生在銅礦選礦廠，從選礦廠運(yùn)輸銅精礦到冶煉廠后，通常采用如圖1所示的工藝流程。

圖1 銅的火法冶煉流程圖

銅精礦中主要物質(zhì)為黃鐵礦（FeS2）和黃銅礦（CuFeS2），不同成分的礦粉按一定比例混合，混合制團(tuán)過程或者干燥的過程中再加入造銅锍熔煉所需的其他熔劑石英石（SiO2）和石灰石（CaCO3），此過程中的主要職業(yè)危害因素是原料粉塵和機(jī)械設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的噪聲。

干燥過的熔煉料或者混合制團(tuán)后的球團(tuán)被送入閃速爐，熔煉爐以及電爐中，整個(gè)熔煉還原過程的主要物理化學(xué)變化為；水分蒸發(fā)，高價(jià)硫化物分解，硫化物直接氧化，造硫反應(yīng)和造渣反應(yīng)。此過程中產(chǎn)生的主要職業(yè)危害因素是煙塵、煙氣、含有大量二氧化硫（SO2）的酸性氣體、高溫以及高溫飛濺熔體。

熔煉過程發(fā)生在熔煉車間，主要產(chǎn)物為銅锍（含銅量20%～65%）。熔煉產(chǎn)生的銅锍會(huì)被進(jìn)一步送入轉(zhuǎn)爐進(jìn)行吹煉，吹煉的目的是把銅锍中的硫和鐵氧化除去而得到粗銅。轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的粗銅會(huì)被送入陽極爐進(jìn)一步還原，生成陽極銅（含銅量為99%），最后澆鑄成陽極銅板。此過程為銅的精煉，主要發(fā)生在精煉車間。吹煉造銅過程中，生成的氧化亞鐵（FeO）與初始添加的溶劑中的二氧化硅（SiO2）進(jìn)行造渣反應(yīng)，爐渣被分層定期排出。

此外，轉(zhuǎn)爐和陽極爐里的爐殼爐襯也要經(jīng)常維護(hù)，維護(hù)材料是水泥和耐火材料，因此精煉廠的主要職業(yè)危害因素是粉塵、煙塵、煙氣、含有大量二氧化硫的酸性氣體、高溫和高溫飛濺熔體。

經(jīng)過火法精煉產(chǎn)出的陽極銅含銅量通常為99%，但其質(zhì)量仍然不能滿足電氣和其他工業(yè)的要求。因此，幾乎所有的粗銅都要經(jīng)過電解精煉，以除去火法精煉難以除去的雜質(zhì)。工藝在電車間進(jìn)行，主要職業(yè)危害因素是打磨粉塵、酸性液體、噪聲。

從以上冶煉流程可看出，銅冶煉廠的主要職業(yè)危害因素有：粉塵、煙塵、煙氣、含有大量二氧化硫的酸性氣體、噪聲、高溫、熱輻射、熔融飛濺物、酸性液體等。

粉塵來自銅礦礦粉和輔料熔劑，礦粉和輔料中含有對(duì)呼吸有害的鐵、銅、鉛、鋅、硫、砷、鈣等重金屬元素和游離的二氧化硅。煙塵來自冶煉過程中物理變化和化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的顆粒物。長期吸入這些有害的粉塵會(huì)造成呼吸系統(tǒng)疾病或者塵肺病。此外，重金屬中毒也是常見的職業(yè)病，而且多為慢性中毒。

冶煉過程中產(chǎn)生的二氧化硫酸性氣體是主要的有害氣體?？諝庵械亩趸驖舛仍?.0×10-5以上對(duì)人體已有潛在影響；在1.0×10-6～3.0×10-6時(shí)多數(shù)人開始感到刺激；在4.0×10-4～ 5.0×10-4時(shí) 人 會(huì)出現(xiàn)潰瘍和肺水腫直至窒息死亡。二氧化硫與空氣中的煙塵有協(xié)同作用。當(dāng)空氣中二氧化硫濃度為0.21×10-6，煙塵濃度大于0.3 mg/L，可使呼吸道疾病發(fā)病率增高，慢性病患者的病情迅速惡化。

熔煉爐和轉(zhuǎn)化爐周圍有高溫、熱輻射和熔融飛濺物。

冶煉廠的噪聲源主要是機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的，幾乎每個(gè)冶煉工藝流程都有噪聲。長期接觸高分貝值的噪聲對(duì)人體的影響有：耳鳴、聽力損失、其他健康影響如失眠、高血壓、疲勞和暴躁等。

上述危害因素通常是兩種或兩種以上同時(shí)存在，因此選用防護(hù)用品要同時(shí)考慮防護(hù)到位且全面，防護(hù)用品互相匹配且舒適度較高。除此之外，由于酸性氣體的存在，整個(gè)環(huán)境是酸性環(huán)境，選用的防護(hù)用品必須考慮此因素。

呼吸、聽力和眼面防護(hù)用品

呼吸防護(hù)

1.呼吸器選用依據(jù)

首先，選用呼吸器時(shí)，要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)危害因素進(jìn)行評(píng)估，即檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)有哪些危害物質(zhì)，這些危害物質(zhì)的濃度是多少，由專業(yè)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)或人員完成，得到現(xiàn)場(chǎng)危害物質(zhì)種類及其濃度的詳細(xì)數(shù)據(jù)。

其次，完成現(xiàn)場(chǎng)污染物濃度的測(cè)量后，要了解這些污染物有沒有超標(biāo)以及超標(biāo)的倍數(shù)。GBZ 2.1—2007《工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值 第1部分:化學(xué)有害因素》中確定OEL值（Organic Electro Luminescence，職業(yè)接觸限值）的定義，即勞動(dòng)者在職業(yè)活動(dòng)過程中長期反復(fù)接觸，對(duì)絕大多數(shù)接觸者的健康不引起有害作用的容許接觸 水 平。OEL值 包 括 PC—TWA（Permissible concentration—Time Weighted Average，時(shí) 間加權(quán)平均容許濃度），PC—STEL（Pemissible concentration-Short Term Exposure Limit，短時(shí)間接觸容許濃度）和MAC（maximum allowable concentration，最高允許濃度）。GBZ 2.1—2007《工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值 第1部分:化學(xué)有害因素》對(duì)多種毒物建立了職業(yè)接觸限值，例如：二氧化 硫 的PC—TWA是5 mg/m3,PC—STEL 是 10 mg/m3。 把 現(xiàn) 場(chǎng)檢測(cè)的污染物濃度和此標(biāo)準(zhǔn)中的OEL值相比，得出超標(biāo)情況以及超標(biāo)倍數(shù)，用于計(jì)算危害因數(shù)。

最后，危害因數(shù)的數(shù)值與選用什么類型的呼吸器息息相關(guān)，不同的呼吸器有不同的指定防護(hù)因數(shù)（APF）值。GB/T 18664—2002《呼吸防護(hù)用品的選擇、使用與維護(hù)》中有指定防護(hù)因數(shù)（APF值）的定義，即一種或一類適宜功能的呼吸防護(hù)用品，在適合使用者佩戴且正確使用的前提下，預(yù)期能將空氣污染物濃度降低的倍數(shù)。例如：自吸過濾式的口罩和半面罩APF值為10，全面罩為100，正壓式的空氣呼吸器SCBA的APF值為大于1 000。應(yīng)選用指定防護(hù)因數(shù)大于危害因數(shù)的呼吸防護(hù)用品，更多明細(xì)可參考GB/T 18664—2002《呼吸防護(hù)用品的選擇、使用與維護(hù)》中的“表3 根據(jù)有害環(huán)境選擇呼吸防護(hù)用品”。

2.過濾元件選用依據(jù)

根據(jù)《用人單位勞動(dòng)防護(hù)用品管理規(guī)范》（安監(jiān)總廳安健〔2018〕3號(hào)）要求，重金屬粉塵要選用過濾效率至少滿足GB 2626—2006《呼吸防護(hù)用品——自吸過濾式防顆粒物呼吸器》規(guī)定的KN95級(jí)別的防顆粒物呼吸器，即KN95及以上的口罩或者濾棉。

根據(jù)GB 2890—2009《呼吸防護(hù)自吸過濾式防毒面具》，不同的有毒有害氣體應(yīng)選用不同功能的濾毒盒。例如：E型濾毒盒用于防護(hù)二氧化硫和其他酸性氣體或蒸氣，3M 6002CN, 6003CN, 6006CN型 號(hào)的濾毒盒都可以防護(hù)二氧化硫。

3.認(rèn)識(shí)呼吸器的特點(diǎn)

口罩分為不帶呼吸閥和帶呼吸閥的兩種類型，帶有呼吸閥的口罩通?？梢越档涂谡謨?nèi)的悶熱感，降低呼氣阻力，提高員工使用的舒適度。

面罩分為橡膠材質(zhì)和硅膠材質(zhì)的兩種類型，通常橡膠材質(zhì)的面罩在酸性環(huán)境、高溫?zé)彷椛洵h(huán)境中易老化破裂，縮短使用壽命。高溫加快皮膚出油出汗，也是加速橡膠面罩老化的因素，而且還會(huì)影響對(duì)橡膠過敏的一些特殊個(gè)體，導(dǎo)致出現(xiàn)皮膚過敏問題。因此，從舒適性和使用壽命上來講,建議員工佩戴全硅膠面罩。

正壓式的電動(dòng)送風(fēng)呼吸器，解決了口罩和面罩存在的問題，舒適度大大提高，而且APF值相對(duì)較高，能同時(shí)防護(hù)呼吸和眼面部。

長管呼吸器是一類隔絕式呼吸器，通過一根輸氣導(dǎo)管將作業(yè)環(huán)境以外的潔凈氣體輸送到佩戴者的面罩內(nèi)。由于不需要借助任何過濾元件，所以長管呼吸器適合防各類空氣污染物及其混合物的環(huán)境。

SCBA（Self-Contained Breathing Apparatus，攜氣式呼吸防護(hù)用品）是隨身攜帶高壓氣瓶的隔絕式呼吸器，稱為攜氣式或自給式呼吸器。SCBA一般都是正壓式呼吸器，使用全面罩。由于人可以背負(fù)的高壓氣瓶重量和大小有限，所以受氣瓶供氣量的限制，使用時(shí)間通常只有幾十分鐘，一般不會(huì)太長。

4.銅冶煉廠常用呼吸器的選擇

銅冶煉廠冶煉爐周圍是高溫?zé)彷椛涞沫h(huán)境，空氣中由于酸性氣體的存在使得大部分環(huán)境是酸性的，結(jié)合以上信息給出銅冶煉廠呼吸器的選用建議如下：

首先，如果作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估結(jié)論是存在粉塵、煙或有毒有害氣體濃度超標(biāo)的結(jié)論，說明對(duì)勞動(dòng)者必須采取呼吸防護(hù)措施；管理人員應(yīng)根據(jù)每種空氣污染濃度的超標(biāo)情況計(jì)算危害因數(shù)，據(jù)此選用APF值大于危害因數(shù)的呼吸器。

其次，結(jié)合冶煉環(huán)境產(chǎn)生的煙、塵特點(diǎn)，防顆粒物口罩或面罩的過濾效率級(jí)別應(yīng)至少選用KN95級(jí)別；由于作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)是高溫環(huán)境，作業(yè)強(qiáng)度高，選擇戴呼吸閥的防塵口罩有助于降低悶熱和不舒適感；高溫環(huán)境使作業(yè)人員流汗多，對(duì)普通橡膠材質(zhì)的呼吸器面罩易導(dǎo)致提前老化，故呼吸器面罩宜選用全硅膠材質(zhì)。如接觸二氧化硫這類酸性氣體，呼吸器應(yīng)配E型防酸性氣體濾毒盒；同時(shí)接觸二氧化硫和煙塵的作業(yè)，需要塵毒組合的呼吸防護(hù)，即在防酸性氣體濾毒盒進(jìn)氣口外加KN95濾棉組合使用；若考慮到舒適度要求高和APF值較高時(shí)，可考慮選用電動(dòng)送風(fēng)呼吸器配防酸濾盒和過濾效率達(dá)到95%以上濾棉；在某些環(huán)境下使用長管呼吸器也是可能的，這可以免除更換過濾元件的費(fèi)用，但現(xiàn)場(chǎng)必須提供可靠的供氣源，而且呼吸器的長供氣管對(duì)作業(yè)者的活動(dòng)不應(yīng)構(gòu)成額外的風(fēng)險(xiǎn)；進(jìn)入密閉空間作業(yè)，或接觸未知污染物種類和濃度水平，以及缺氧的環(huán)境（如搶修或處理突發(fā)情況）等屬于立即威脅生命和健康環(huán)境時(shí)，應(yīng)直接使用正壓空氣呼吸器。

再次，由于原礦粉中會(huì)含有少量的鎳、鉛、砷、銻等元素，加之冶煉工藝的特點(diǎn)，所以在冶煉過程中某些工藝會(huì)有毒性比較高的有害氣體，例如：一氧化碳、砷化氫等，這些有害氣體如果沒有可過濾式的濾毒盒防護(hù)，則應(yīng)選用隔絕式的呼吸防護(hù)用品，如長管呼吸器，正壓空氣呼吸器。聽力防護(hù)用品

1.護(hù)聽器選用依據(jù)

監(jiān)測(cè)：對(duì)作業(yè)場(chǎng)所的噪聲暴露情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)是進(jìn)行聽力保護(hù)的基礎(chǔ)，通過監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)噪聲分貝值可以辨別噪聲源，確定危險(xiǎn)人群，了解暴露水平，從而幫助確定下一步工程控制措施、管理措施和聽力保護(hù)措施。通常要用聲級(jí)計(jì)測(cè)量噪聲的分貝值，或者用個(gè)體噪聲計(jì)量劑測(cè)量個(gè)人有效工作時(shí)間內(nèi)接觸噪聲的TWA分貝值。

GBZ 2.2—2007《工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值 第2部分：物理因素》中規(guī)定了噪聲暴露標(biāo)準(zhǔn)是8 h等效A聲級(jí)小于85 dB。如果暴露時(shí)間縮短，允許的暴露強(qiáng)度可以有所增加。具體是，等效A聲級(jí)每增加3 dB，暴露時(shí)間必須相應(yīng)減半。

防 護(hù)： 根 據(jù)GB/T 23466—2009《護(hù)聽器的選擇指南》,當(dāng)LEX,8h≥85 dB(A)時(shí)，作業(yè)人員應(yīng)佩戴護(hù)聽器進(jìn)行聽力防護(hù)。勞動(dòng)者暴露于工作場(chǎng)所LEX.8h為85～95 dB的應(yīng)選用護(hù)聽器SNR為17～34 dB的耳塞或耳罩；勞動(dòng)者暴露于工作場(chǎng)所LEX,8h≥95 dB的應(yīng)選用護(hù)聽器SNR≥34 dB的耳塞、耳罩或者同時(shí)佩戴耳塞和耳罩，耳塞和耳罩組合使用時(shí)的聲衰減值，可按兩者中較高的聲衰減值增加5 dB估算。

驗(yàn)證：使用3M Earfit聽力防護(hù)驗(yàn)證系統(tǒng)來測(cè)定3M某一型號(hào)護(hù)聽器在個(gè)人耳道內(nèi)的實(shí)際聲衰減值（PAR），用公式“員工暴露值——雙耳綜合PAR = 防護(hù)后暴露值＜85 dB ”選用合適的護(hù)聽器。

此外，護(hù)聽器在選用和佩戴后，降噪后實(shí)際接觸的噪聲水平不能大于85 dB降噪不足；也不能噪聲降低到70 dB以下，過度降噪使人會(huì)產(chǎn)生隔絕感，對(duì)周邊環(huán)境難以適應(yīng)；如果佩戴護(hù)聽器后能將接觸的噪聲水平控制在80～85 dB，或70～75 dB，這是屬于可接受的水平；在佩戴護(hù)聽器后，實(shí)際接觸的噪聲水平在75～80 dB之間，是最佳的效果。

2.護(hù)聽器的特點(diǎn)

護(hù)聽器分為耳塞、耳罩兩大類，耳塞又分為揉搓型的泡棉耳塞和免揉搓型的耳塞。

耳塞的特點(diǎn)：體積小，重量輕，適合熱環(huán)境佩戴，不妨礙其他防護(hù)用品，對(duì)低頻噪聲防護(hù)效果較好，便宜。但是耳塞較易遺失，佩戴方法較復(fù)雜，不方便遠(yuǎn)距離監(jiān)察，不適用患耳道感染疾病者。

耳罩的熱點(diǎn)：佩戴方法較為簡單，比較容易取得較好、穩(wěn)定的防護(hù)效果，便于遠(yuǎn)距離監(jiān)察。但是耳罩體積大，較重，高溫環(huán)境感覺不舒適，可能妨礙其他防護(hù)用品的佩戴，價(jià)格較高。

3.銅冶煉廠護(hù)聽器的選用建議

首先，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的噪聲暴露值，若噪聲超過85 dB，應(yīng)選用符合以上內(nèi)容講到的防護(hù)和驗(yàn)證能達(dá)到的降噪要求的護(hù)聽器。

其次，在銅冶煉廠，粉塵和煙塵大且環(huán)境相對(duì)較臟，所以不建議使用揉搓型的耳塞，因?yàn)楸容^臟的手指揉搓耳塞時(shí)容易使耳塞越來越臟，戴進(jìn)耳道里很不衛(wèi)生，易引發(fā)耳道疾病。此時(shí)建議使用免揉搓型的耳塞或者耳罩。在冶煉爐、轉(zhuǎn)爐、電爐等高溫環(huán)境中，不建議佩戴耳罩，因?yàn)榇鞫忠壮龊故箰灍岣性鰪?qiáng)，導(dǎo)致員工佩戴不舒服，此時(shí)也建議佩戴免揉搓型的耳塞。

眼面防護(hù)用品

銅冶煉工藝流程中危害眼面部的主要職業(yè)危害因素如下：

1.粉塵、煙氣和酸性液體

礦粉、輔料粉塵和煙氣會(huì)可能對(duì)眼睛造成外傷，應(yīng)該選用防塵密封護(hù)目鏡。例如：通過美國ANSI/ISEA Z87.1—2010《職業(yè)和教育的個(gè)人眼部和臉部防護(hù)設(shè)備》標(biāo)準(zhǔn)中D4防塵測(cè)試要求的防塵護(hù)目鏡。

酸性液體會(huì)對(duì)眼睛和面部皮膚造成腐蝕性的外傷，應(yīng)該選用防化學(xué)護(hù)目鏡。例如：ANSI/ISEA Z87.1—2010《職業(yè)和教育的個(gè)人眼部和臉部防護(hù)設(shè)備》標(biāo)準(zhǔn)中D3防液體飛濺測(cè)試要求的防化學(xué)護(hù)目鏡。

2.高溫熔融物和金屬飛濺物冶煉爐旁邊的高溫熔融物，應(yīng)選用護(hù)目鏡加防熱輻射的面屏。個(gè)人防護(hù)用品的正確使用和保養(yǎng)

選擇了合適的防護(hù)用品不一定能起到應(yīng)有的防護(hù)效果，還需要使用者正確使用與維護(hù)。如果錯(cuò)誤使用了防護(hù)用品，可能達(dá)不到任何防護(hù)效果。所以，在使用任何個(gè)人防護(hù)用品前，應(yīng)閱讀使用說明書，了解其產(chǎn)品的功能、限制、佩戴方法、使用和維護(hù)過程中應(yīng)該注意的事項(xiàng)等，或者聯(lián)系防護(hù)用品生產(chǎn)商咨詢相關(guān)使用和維護(hù)的注意事項(xiàng)。以下列舉一些工人使用防護(hù)用品不正確的情況：

呼吸防護(hù)用品：把頭戴式口罩剪斷自行改造成耳戴式；頭戴式口罩只戴了一根帶子在頭上，另一根沒戴；口罩的金屬鼻夾沒有摁壓，導(dǎo)致密合性差有顆粒物泄漏；把口罩頭戴或面罩的頭架戴在安全帽外面，沒有戴在頭部會(huì)導(dǎo)致呼吸器密合性差有顆粒物泄漏；把口罩或面罩的里面加墊一層棉布使呼吸器密合性差導(dǎo)致有顆粒物泄漏；面罩長時(shí)間佩戴不清潔導(dǎo)致老化和破損；把面罩上的濾棉正反面放反，影響濾棉使用壽命；在濾棉承接座里疊放兩片及兩片以上濾棉增加了呼吸阻力同時(shí)也影響過濾效果，等等。

聽力防護(hù)用品：泡棉耳塞沒有正確揉搓佩戴，預(yù)成型耳塞也沒有正確佩戴，導(dǎo)致耳塞沒有插入耳道起不到有效的降噪效果；雙手在佩戴耳塞之前比較臟，因此容易弄臟耳塞影響耳道衛(wèi)生；耳罩沒有完全把耳朵罩住，影響降噪效果等不好的現(xiàn)象。

眼面部防護(hù)用品：選用的眼罩和安全眼鏡與面部不貼合，有較大間隙，有危害物從間隙飛濺進(jìn)去的風(fēng)險(xiǎn)；清潔保養(yǎng)眼罩或安全眼鏡不到位，導(dǎo)致使用壽命短，更換頻率高。