CC BY
2
сточных вод до нормативных требований к сбросу в водоем.
Технология, реализованная в блочно-модуль-ных установках, позволяет комплектовать набор оборудования любой производительности, изготавливать его в заводских условиях, вести монтаж и подключение сооружений в максимально короткие сроки.
Таким образом, строительство компактных очистных сооружений в малых населенных пунктах может улучшить санитарно-гигиеническую обстановку, так как будет исключен сброс в окружающую среду не только органических загрязнений, но и патогенной микрофлоры.
Кроме того, в сочетании с компактными установками водоподготовки, которые также поставляются фирмой "Экобиос", сегодня есть возможность реально улучшить экологическую ситуацию и обеспечить население доброкачественной питьевой водой и, следовательно, снизить роль соци-ально-гигиенических факторов в развитии заболеваний среди населения.
Л итература
1. Ляешня В. В., Головина С. В., Журавлев П. В. и др. // Гиг. и сан. - 1995. - № 2. - С. 6-8.
2. Буптн В. М., Жуков В. И., Костюченко С. В. и др. // Водоснабжение и сан. техника. — 1997. — № 4. — С. 18-20.
3. Журков В. С., Соколовский В. В., Можаева Т. Е. и др. // Гиг. и сан. - 1997. — № 1. - С. 11-13.
4. Куликов А. Г. Доклад о состоянии окружающей природной среды Оренбургской области в 1996 году. — Оренбург, 1997.
5. Сидоренко Г. И., Кутепов Е. И. // Гиг. и сан. — 1997. - № 1. - С. 3-6.
6. Скирдов И. В., Прохоров Е. И. // Водоснабжение и сан. техника. — 1996. — № 4. — С. 27-29.
7. Ненашева М. Н., Цинберг М. Б., Гвоздя к П. И. Пат. 2067083 РФ 1996.
8. Цинберг М. Б., Маслова О. Г. // Международный симпозиум "Чистая вода России-97": Материалы.
— Екатеринбург, 1997. — С. 172—173.
9. Цинберг М. Б., Гвоздя к П. И., Кигель ГА. и др. Пат. 1754668 РФ 1993.
10. Шабанов В. А., Иваненко Л. В., Негода Л. Л. // Жилищное и коммунальное хоз-во. — 1995. — № 4—5.
- С. 40-42.
Поступила 20.02.98
Summary. The waste-water system of small localities is an important measure for their sanitary well-being. At present, the firm "Ekobios" produces and instals block-mod-ulc plants for sewage treatment in small localities.
Гигиена труда
С В. О. БЛГ.КИН, Б. Л. ПЕТРОВ. 1998 УДК 613.632:669.1
В. О. Бабкин, Б. А. Петров ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УСЛОВИЙ ТРУДА ПРИ ПЕРВИЧНОЙ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКЕ ПРИРОДНОЛЕГИРОВАННЫХ РУД
Оренбургская государственная медицинская академия
Природнолегированные, сложного химического состава руды как разновидность бедного и труднообогатимого железного сырья широко представленые, в частности, разведанными запасами Среднего и Южного Урала [4, 7], в связи с близостью их расположения к горнодобывающим и перерабатывающим отраслям металлургической промышленности, экономической целесообразностью, а также с учетом истощения легкообогати-мых магнетитовых залежей и увеличением перерабатываемой доли труднообогатимых руд [5, 11], возрождают свою значимость в структуре сырьевой базы черной металлургии.
Задачей данного исследования являлась гигиеническая характеристика первичной металлургической переработки природнолегированного железорудного сырья с оценкой основных факторов производственной среды доменного цеха и состоянием здоровья работающих.
Первичную металлургическую переработку Ха-лиловских природнолегированных руд изучали на базе доменного производства Орско-Халиловско-го металлургического комбината, где представле-
ны полные этапы металлургического производства сталей.
Геохимические условия происхождения экзогенных природнолегированных руд, связанные с формированием осадочных озерно-береговых отложений размытой коры выветривания перидотитов и серпентинитов |7], предопределяют особенности вещественного состава [9, 12) перерабатываемых на комбинате руд Халиловской группы месторождений Южного Урала, которые характеризовались сложностью химического состава и значительным колебанием элементного содержания с учетом наличия повышенного уровня основных естественно легирующих и примесных компонентов (в %): 26,4—39,3 Ре; 0,2—34,6 РеО; 39,3-55,9 Ре203; 0,7-2,5 СаО; 0,9-5,5 М^О; 15,7-27,6 8Ю2; 6,3-13,0 А1203; до 2,4 Сг; 0,6 N11; 0,08 Со; 0,06 V; 0,4 Т1; 9,4—26,2 потери при прокаливании. Минералогический состав железосодержащих осадков обоих типов (Халиловского, Аккермановского) руд исследуемого месторождения [4, 12| представлен гетитогидрогетитовыми, гидрогематитовыми, хлоритовыми, хромшпинде-литовыми, пиролюзитовыми и другими разновид-
ностями, которые находились в тесной ассоциации в виде аморфных и кристаллических образований с минералами нерудной части осадков, где преобладали разновидности каолинита, силиката алюминия, кварца, сидерита, кальцита и др.
Физико-химические особенности руд, по данным геологического управления |12], характеризовались сочетанием ряда труднообогатимых [6, 111 показателей в виде низкой механической прочности (14,9—36,8 кг/см2), удельного веса (2,6—3,5 кг/м3), магнитной проницаемости (менее 30 м3/кг), а также высоких значений пылеватости (до 90%), летучих компонентов (до 20,3%), содержания адсорбированной (до 80% от объема всей влажности в гетитах) и кристаллической (до 60% в псиломеланах) влаги, значительным выходом (до 23%) мелкой (менее 12 мм) фракции дробления руд.
Наиболее удовлетворительные результаты лабораторного технологического опробирования исследуемых руд [121 были получены по схеме, предусматривающей применение предварительного измельчения с последующим магнетизирующим обжигом и магнитным сепарированием фракций дробления.
При этом термическая переработка низкоосновного железорудного сырья осуществлялась в условиях пониженной восстановительной атмосферы печи из-за образования высокой влажности, а также при значительном перегреве шлаков, для поддержания их жидкотекучего состояния в связи с повышенным содержанием кремния и тугоплавких элементов, что приводило к перерасходу кокса и известняка. Применяемые в процессе обогащения механические способы не позволяли извлекать в самостоятельный промышленный концентрат отдельные примесные компоненты природнолегированных руд, но позволяли получать удовлетворительный металлургический продукт с содержанием (в %) 35,3—62,3 Ре, 0,5—2,1 Сг и 0,3—0,6 годный для дальнейшего передела.
Применяемое на комбинате промышленное обогащение руд способом прямого восстановления железа в наклонно вращающихся печах (процесс Крупна—Рена) при перемещении шихты в противотоке топливного газа, в процессе которого удаляется избыток влаги и летучих компонентов, а также восстанавливается, науглероживается и омагничивается железо, позволяет получать крич-ношлаковый продукт, а после измельчения и магнитной сепарации — кричный концентрат, содержащий (в %) 96,3 Ре, 0,9 Сг и 1,7 №.
Доменная плавка на постоянных печах термически подготовленных и сырых природнолегированных руд в сравнении с магнетитовыми сопровождалась повышенными показателями удельного расхода (в кг/т чугуна) шихтоматериалов (3962—3328 против 2269), в том числе кокса (1002—836 против 525) и известняка (680—466 против 19), а также более высоким выходом шлака (1200—756 против 630). При этом процесс плавки осуществлялся в условиях повышенного выноса колошниковой пыли (105—49 кг/т против 30 кг/т), расхода дутья (2300—2208 м3/мин против 2100 м3/мин), пониженного использования по
данным равновесного состава газовой фазы восстановителя — монооксида углерода (19,9—25,3% против 42,7%), а также неустойчивым при использовании крицы ходом печи и ее газодинамических характеристик.
Доменная переработка термически подготовленных и сырых природнолегированных руд в сравнении с магнетитовыми сопровождалась формированием специфических особенностей загрязнения воздушной среды основных производственных помещений цеха. При этом на характер вещественного состава витающей пыли при переработке термически подготовленного сырья в отличие от сырого существенное влияние оказывало преобладание в нем магнетитовых (до 65,3%, или в 2,1 раза) минералов над гидрооксидными (снижались до 0,2%, или в 32,6 раза), а также более высокое содержание общего (на 7,9%) и восстановленного (на 10,3%) железа при пониженном (до 0,01%, или в 4 раза) содержании серы и отсутствии кристаллической влаги. В элементном составе колошниковых уносов по данным спектрального анализа, кроме железа, регистрировалось значительное преобладание 7л, И и Мп над Сг, Си и N11. При неизменности технологического оснащения производства и соответственно основных источников пыли уровень ее при переработке природнолегированных руд на участке прямого восстановления железа (относительно процесса обжига глины на шамот), подбункерной эстакады и литейного двора был соответственно в 4,7, 1,9 и 1,8 раза ниже, чем при переработке магнетитовых руд, но превышал величины предельно допустимого содержания. Пониженные уровни запыленности могут быть обусловлены влиянием более высокой конденсированной влажности руд, присутствием в магнетитовой шихте тонкодисперсных окатышей, повышающих запыленность [8], а также влиянием меньшего (на 30%) объема и соответственно теплоемкости природнолегиро-ванного расплава чугуна, инициирующего образование возгоняющихся аэрозолей и конвективных уносов осевшей пыли.
Образующийся преимущественно при горении кокса ведущий компонент восстановительного процесса монооксид углерода поступает в воздушную среду литейного двора в основном при разливе жидких продуктов плавки, а в подбункерное помещение — при обратной транспортировке в куполе скипового подъемника, а также при десорбции в процессе перегрузок неостывших обогащенных продуктов. Общее содержание окиси углерода при переработке природнолегированных руд в сравнении с магнетитовыми было несколько ниже как в подбункерном помещении (6,7 и 9,3 мг/м3), так и литейном дворе (17,2 и 19,9 мг/м-5). В то же время загазованность чугунной стороны литейного двора при выпуске природнолегиро-ванного чугуна была выше, чем магнетитового (33,7 и 27,9 мг/м3), и могла быть связана с расходом монооксида углерода, идущего на восстановление более высокого содержания примесных компонентов, а пониженная загазованность шлаковой стороны при плавке природнолегированных руд (7,7 и 16,0 мг/м3) могла быть обусловлена повышенным (0,82 и 0,66%) содержанием восстанавливающихся элементов железа в магнетито-
- зо -
вом шлаке в условиях более высокой степени утилизации окиси углерода.
Общее содержание диоксида серы (14,1 и 5,2 мг/м3), а также уровень загазованности чугунной (10,6 и 3,3 мг/м3) и шлаковой (18,4 и 7,2 мг/м3) сторон литейного двора существенно преобладали при плавке природнолегированных, чем магне-титовых руд, что было обусловлено повышенным расходом серосодержащего кокса, идущего на поддержание высокотемпературного процесса восстановления высококремнистых и естествен-нолегируюших примесных компонентов. А наиболее значительный уровень загазованности шлаковой стороны был обусловлен в связи с повышенным расходом известняка концентрацией образующихся сульфидов кальция в шлаковом расплаве природнолегированных продуктов.
Аэрозоли оксидов хрома (СГ2О3) при плавке
природнолегированных руд на уровне 0,013 мг/м3 обнаруживались в исследуемых пробах только чугунной стороны литейного двора и не выявлялись в пробах при машетитовой плавке, что связано не только с их повышенным содержанием в рудах, но и с преимущественным (до 90%) переходом в процессе перераспределения элементов в чугунный [6| расплав.
Содержание возгоняющихся аэрозолей окиси (Ре203) железа (10,2 и 2,5 мг/м3) и кристаллической двуокиси кремния (17,1 и 13,2 мг/м3), регистрируемое при плавке природнолегированных руд, преобладало на шлаковой, а фосфорного ангидрида (Р7О5) — на чугунной (0,8 и 0,5 мг/м3) стороне литейного двора, что отражало перераспределение восстанавливающихся компонентов железорудного сырья в продуктах доменной плавки.
Параметры относительной влажности воздуха при переработке природнолегированных руд в холодный и теплый периоды года на всех участках переработки были выше, чем при переработке магнетитовых руд (42,0—76,2% против 36,4— 48,4%), а максимальных значений (88% и более) достигали на этапе прямого восстановления железа во вращающихся печах, что было обусловлено процессом адсорбированного и кристаллического обезвоживания в основном гетитовых, алюмоси-ликатных и марганецсодержащих минералов, установленных в вещественном составе Халилов-ского месторождения.
Условия труда на участке прямого восстановления железа при переработке природнолегированных руд относительно других участков характеризовались сравнительно низким уровнем запыленности (21,2 мг/м3), содержанием окиси углерода (12,3 мг/м3), диоксида серы (7,2 мг/м3) и сероводорода (2,9 мг/м3), но более высоким уровнем оксидов хрома (0,017 мг/м3) и параметрами относительной влажности (64,9—76,2%) при интенсивности теплового излучения 726 Вт/м2.
Анализ среднегодовой заболеваемости с временной утратой трудоспособности доменного производства за 9 лет с учетом стандартизированных показателей половозрастного распределения работающих показал, что доменная переработка
природнолегированных руд сопровождалась достоверно более низким уровнем случаев (79,6) и дней (1047,3) нетрудоспособности на 100 работающих, чем переработка магнетитовых руд (соответственно 87,5 и 1088,7). Удельный вес случаев и дней нетрудоспособности для классов болезней с пониженным уровнем заболеваемости (болезни органов дыхания, пищеварения, почек и мочевых путей, нервной и костно-мышечной систем и др.) в структуре изучаемой заболеваемости соответственно составлял (62,5, 707,1) 78,5 и 67,5%, а в структуре сравниваемой "магнетитовой" заболеваемости (73,9, 854,4) 84,4 и 78,5%. Наиболее существенные различия в классах с пониженными показателями случаев и дней нетрудоспособности наблюдались среди болезней органов дыхания (36 и 264,4 против 42,1 и 340,5), а также нервной системы и органов чувств (6 и 76 против 7,6 и 90,7), а в классах с повышенным уровнем заболеваемости — среди болезней системы кровообращения (1,4 и 44,9 против 1,0 и 24,6).
При корреляционном сопоставлении основных отличительных факторов доменной переработки железорудного сырья с показателями нетрудоспособности выявлено наличие существенно положительной связи случаев заболеваемости органов дыхания, нервной системы и органов чувств с уровнем запыленности (соответственно 0,85 и 0,67) и содержанием окиси углерода (0,70 и 0,59), что может быть обусловлено как воздействием общетоксических (Сг, Ре, Мп, ЬН, Со и др.) и фиб-рогенных А1, Т1, Са и др.) компонентов [2, 10] в составе витающей пыли, так и развитием гипок-сических состояний, способствующих более выраженному проявлению вредного действия ксенобиотиков |13, 16, 20]. Параметры относительной влажности находились в отрицательной зависимости с уровнем общей (-0,85), респираторной (—0,94) и неврологической (-0,82) заболеваемости и могли быть связаны с эффектом адсорбционно-седиментационного взаимодействия твердых и жидких аэрозолей, который в условиях повышенной влажности может снижать степень запыленности и соответственно вредного воздействия. Одинаково и близко отрицательный характер связи содержания диоксидов серы с уровнем общей (-0,84) и респираторной (-0,86) заболеваемости обусловлен существенной долей болезней органов дыхания (45,2—48,1%) в структуре общей заболеваемости, а также, вероятно, бактерицидным эффектом серосодержащих соединений, которые в условиях, близких к нормированному содержанию, образуют на поверхности слизистой кислотные анионы [18|, снижающие уровень резидентного бактерионосительства [1] и патогенной микрофлоры среди болезней верхних дыхательный путей, нозологические формы которых (67,7— 75,8%) и преобладали в структуре заболеваемости органов дыхания.
Положительный характер связи болезней системы кровообращения с параметрами относительной влажности (0,87) и содержанием диоксида серы (0,41), а отрицательный — с уровнем окиси углерода (-0,94) может быть связан в условиях высокой влажности и сниженного восстановительного потенциала монооксида углерода при термической переработке природнолегированных руд с усугубляющим воздействием сернистых, а также
образованием сероуглеродсодержащих соединений |14], обнаруживаемых при сходных условиях в воздушной среде медно-серного производства |15|. При этом известная диффузно-склеротиче-ская и сосудистая кардиотропность токсического действия этих соединений [3, 17| наряду с другими факторами может объяснить преобладание ишемической патологии в структуре болезней системы кровообращения при переработке природнолегированных руд (40,7%) в сравнении с магнетитовыми (33,6%).
Выводы. 1. Сложный характер примесного состава природнолегированных руд увеличивает перспективу их широкого использования не только в условиях ограниченной возможности механических способов доменной переработки, но с внедрением современных методов и технологических схем [11, 19| применения их также и в цветной металлургии, с извлечением в самостоятельный промышленный концентрат отдаленных компонентов.
2. Геохимические условия, особенности вещественного состава и металлургические свойства природнолегированных руд обусловливают формирование специфического в сравнении с переработкой магнетитовых руд загрязнения производственной среды доменного цеха, связанное в условиях повышенной влажности с пониженным уровнем запыленности, более высоким содержанием диоксида серы, а также с преобладающим уровнем на чугунной стороне литейного двора элементов хрома и оксида углерода.
3. Воздействие основных отличительных факторов доменной переработки природнолегированных руд в сравнении с магнетитовыми сопровождается снижением показателей заболеваемости с временной утратой трудоспособности по классу болезней органов дыхания, нервной системы и органов чувств и повышением заболеваемости системы кровообращения.
4. Адекватная оценка воздушной среды доменного производства при термической переработке природнолегированных руд должна проводиться с учетом наличия в ней сероуглеродсодержащих соединений.
Л итература
1. Бухарин О. В., Усвяцов Б. Я. Бактерионосительство (медико-экологический аспект). — Екатеринбург, 1996.
2. Величковский Б. Т. Фиброгенные пыли: особенности строения и механизма биологического действия. - М., 1980.
3. Вермель А. £., Никитина Л. С., Гасанян Т. А. // Тер. арх. - 1986. - № 12. - С. 35-39.
4. Глазковский В. А. Геолого-минералогические основы технологической оценки руд месторождений железа. — М., 1954.
5. Григорьев В. М. // Справочник по рудам черных металлов / Григорьев В. М., Борин Е. С., Кравченко Л. С. и др. - !И„ 1985. - С. 4-75.
6. Доменное производство: Справочное издание. Т.
1. Подготовка руд и доменный процесс / Под ред. Е. Ф. Вегмана. — М., 1989.
7. Кортов Б. П. // Труды ин-та геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии. - 1959. - Вып. 35. - С. 105.
8. Кучерский Р. А., Капитульский В. Б., Карнаух //. Г. и др. // Руководство по гигиене труда / Под ред. Н. Ф. Измерова. - М„ 1978. - Т. 2. - С. 69-102.
9. Левина С. Д. // Труды Моск. геологоразведочного ин-та. - 1948. - Т. 23. - С. 151-206.
10. Монаенкова А. М. // Профессиональные заболевания / Под ред. Н. Ф. Измерова. — М., 1996. — Т.
2. - С. 19-101.
11. Обогатимость железных руд: Справочное пособие / Богданова И. П., Нестерова Н. А., Федорченко В. С. и др. - М„ 1989.
12. Орлов Н. Л., Потапенко Б. П. Объяснительная записка к перерасчету запасов железных руд Ново-Георгиевского, Мало-Халиловского, Промежуточного, Орловского и Новотроицкого месторождения. Т. 1. — Оренбург, 1962.
13. Основы обшей промышленной токсикологии / Под ред. С. Н. Ефуни. — М., 1986.
14. Павлов //. //. Неорганическая химия. — М., 1986.
15. Петров Б. А. Гигиена труда в производстве газовой элементарной серы: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. — М., 1979.
16. Раннее выявление профессиональных болезней. ВОЗ. - Женева, 1988.
17. Сердечно-сосудистая система при действии профессиональных факторов / Под ред. Н. М. Конча-ловской. — М., 1976.
18. Сероводород. Гигиенические критерии состояния окружающей среды. ВОЗ. — Женева, 1986.
19. Технологическая оценка минерального сырья. Методы исследования: Справочник / Под ред. П. Е. Остапенко. — М., 1990.
20. Титов А. А. // Итоги науки и техники. Токсикология. - М., 19В1. - Т. 12. - С. 5-64.
Поступила 20.02.9S
S и m тагу. Naturally alloyed ores contribute to specific pollution of the industrial environment in the blast-furnace department. The latter is characterized by elevated humidity and SO2, the higher incidence of blood circulatory disorders among the workers.
