Материалы к изучению санитарно-гигиенических условий труда пои применении сланцевой генераторной смолы в качестве крепителя в литейном производстве Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

Выводы

1. Поступление в атмосферу сернистого газа обусловливается происходящими в терриконниках процессами окисления сернистых соединений, находящихся в углях и породе/

2. Интенсивность горения породы в терриконниках и количество выделяемого сернистого газа зависят от химического состава породы и углей, высоты терриконников, продолжительности их лежания, метеорологических условий и т. д.

3. На шахтах с интенсивным горением породы и с высокими терри-конниками повышенные концентрации сернистого газа обнаруживаются в районе до 1 500 м. На шахтах со слабым горением или с низкими отвалами 'распространение сернистого газа не выходит за пределы 750 м.

4. Защитные зоны между терриконниками и жилыми кварталами должны быть установлены от 500 до 1 500 м в зависимости от интенсивности горения, направления господствующих ветров, химического состава углей и породы.

5. Необходимо поставить вопрос перед соответствующими организациями о широком внедрении в практику добывания углей метода «бу-товки» с целью ликвидации в будущем отвалов, использования породы для засыпки оврагов, для строительных целей, а также и озеленения потухших терриконников.

Э. М. Степаненко

Материалы к изучению санитарно-гигиенических условий т, уда пои применении сланцевой генераторной смолы в качестве крепителя в литейном производстве

Из Государственного научно-исследовательского института гигиены труда и профзаболеваний, Ленинград

Литье металлических изделий осуществляет^ посредством заливки расплавленного металла в специальные формы.' Формы изготовляются по моделям, сделанным для той или иной детали по чертежам. От правильности и точности их изготовления зависит качество литья. Смеси, из которых готовятся формы, состоят из песка, глины и связующего вещества, называемого крепителем.

Готовую форму заливают расплавленным металлом. При заливке металла в формы выделяются газы, характер которых зависит от качества металла, крепителя и формовочной земли.

Крепитель является связующим веществом в составе формовочных смесей. Выбор крепителя, который обладал бы большой прочностью при наименьшей его газотворной способности, является весьма существенным. Чем ниже газотворная способность крепителя (при прочих его удовлетворительных качествах), тем он доброкачественнее.

Газотворная способность крепителя определяется количеством газа, выделенным 1 г стержневой смеси при температуре 1000° в течение заданного времени и отнесенным к 1 % добавленного крепителя.

Самым лучшим крепителем является растительное масло. Но поскольку масло является продуктом питания, понятно стремление заменить его более дешевым и менее дефицитным продуктом, который по своим свойствам крепителя не уступал бы растительному маслу.

В промышленности известен ряд крепителей, заменяющих растительное масло. К ним относятся и довольно широко распространены: литейный лак, декстрин, патока, канифоль, торфяной и древесный пек.

Применение всех перечисленных крепителей не решило вопроса об изыскании недефицитного и дешевого крепителя, близкого по своим свойствам к растительным маслам.

В настоящее время в промышленности стал применяться предложенный Трестом «Союз формразве дка» сланцевый крепитель, который, благодаря своей дешевизне и недефицитности, имеет перспективы широкого распространения. Сланцевый крепитель представляет собой тяжелую фракцию [генераторной смолы, являющейся продуктом переработки сланцев в газогенераторах. Сланцевая смола представляет собой сложное вещество химического состава, который до сих пор полностью не установлен. Углеводороды являются основной частью легких погонов. Главную массу из них составляют непредельные соединения: амилен, гек-силен, гептилен. Из ароматических углеводородов найдены бензол и толуол. Нафтеновые углеводороды определены только суммарно. Наличие в смоле значительных количеств нейтральных кислородных соединений определяет ее специфический запах. Из этих соединений найдены — кетоны, альдегиды, а также спирты и эфиры.

Фенолы, под которыми в данном случае подразумевают все кислые вещества, извлекаемые раствором щелочи, также занимают значительный объем в соединениях смолы. Из них выделены фенол, ортокрезол, мета крезол, паракрезол, ксиленол, параэтилфенол. Наличие кислот в сланцевой смоле плохо изучено.

Сернистые соединения содержатся в смоле в небольшом количестве. Из них примерно 10% относят за счет сероводорода, меркаптанов, сульфидов и дисульфидов. Остальная часть падает, по имеющимся данным, на долю тиофеновых или тиофановых соединений. Азотистые соединения содержатся в сланцевой смоле в незначительных количествах.

В табл. 1 приведены данные по групповому составу фракций генераторной смолы.

Таблица 1

Фракции Углеводороды в % Кислородные соединения в % Сернистые соединения в %

непредельные ароматические парафиновые нафтеновые нейтральные кислые (фенолы)

150-225° 300—350° 57,4 11,4 — 17,4 12,0 20,0 1,8 21,6 1,11 0,78

Наряду с изучением технических качеств сланцевой смолы и ее достоинств, по сравнению с другими заменителями растительного масла, явилась необходимость в оценке этого крепителя с гигиешгческой точки зрения.

Нашей задачей было изучение основных токсических компонентов газовой смеси, образующейся при термическом разложении тяжелой фракции генераторной смольг при температуре 1000°, воспроизводящей условия заливки расплавленного металла в формы, изготовленные на сланцевом крепителе. Наряду с этим, производились исследования со-

4 Гигиена и санитария, № 5

25

става летучих веществ, выделяющихся из стержневых смесей при температуре 165° в условиях, воспроизводящих до некоторой степени процесс сушки готовых стержней.

Для изучения состава газовой смеси, образующейся при термическом распаде исследуемых крепителей, были созданы с помощью сотрудников Треста «Союзформлитье» опытные условия, воспроизводящие производственный процесс заливки, и поставлен лабораторный эксперимент, где разложение крепителя достигалось при температуре 1000° в печи Марса.

Критерием для сравнения и оценки сланцевой смолы служили опыты, проведенные в аналогичных условиях с растительным маслом, издавна применяющимся в качестве крепителя.

Заключительным этапом нашей работьг в этом направлении явилось исследование воздушной среды на производстве в литейных цехах заводов, применяющих для стержневых смесей крепитель на основе генераторной сланцевой смолы.

Исследование газов пиролиза, образующихся при температуре 10005 в печи Марса, производилось в следующих условиях.

В фарфоровую трубку печи помещали лодочку с 1 г стержневой смеси, содержащей 2% исследуемого крепителя. Входное отверстие трубки плотно закрывали пробкой — трубка на выходе закрывалась краном, надетым на резиновую трубку. По достижении указанной температуры отбирались через определенные промежутки времени (5 и 10 минут в отдельных опытах) пробы газовой смеси в пипетки емкостью 100 мл, присоединяемые к крану. Кран открывался и в пипетку поступал газ, образовавшийся в результате сгорания навески смеси.

В табл. 2 представлены сравнительные данные, полученные при термическом распаде сланцевой смолы и растительного масла (льняного) в прочих равных условиях опыта.

Таблица 2

Газы Крепитель ^^ Количество газа в,мг (минимум—максимум)

СО 802 органические соединения серы (расчет на Б) альдегиды И03

Тяжелая генераторная сланцевая смола . . . Раститгльное масло (льняноё) 3,6-7,4 3,2-7,8 0,006-0,010 0 0,004—0,008 0-0,006 0,02 0 0,007-0,011 0,009-0,01

Как видно из таблицы, основным токсическим веществом, преобладающим в составе газовой смеси, является окись углерода. Количество окиси углерода в каждой серии опытов вариирует в сравнительно широких пределах и не зависит от времени воздействия высокой температуры—1000° в указанные промежутки времени {5 и 10 минут).

При сопоставлении концентраций окиси углерода в составе газообразных продуктов пиролиза сланцевой смолы и растительного масла в наших опытах не наблюдалось какой-либо заметной разницы. Повиди-мому, разложение смолы в принятых нами условиях опыта происходит довольно быстро.

Наличие в составе газовой смеси сернистого газа и М02 как продуктов термического распада), содержащих азот и серу соединений, обусловлено содержанием последних в продуктах переработки сланцев и свойственно им по роду их происхождения.

Содержание органической серы в составе газов при пиролизе смесей, изготовленных на растительном масле, объясняется, повидимому, недостаточной очисткой последнего от соединений серы после сернокислой обработки.

Исследование состава летучих веществ, выделяющихся при нагревании смесей на сланцевом крепителе до 165°, производилось в условиях, воспроизводящих сушку стержней на производстве. Навеску (50 г) стержневой смеси, приготовленной на сланцевом крепителе, помещали в фарфоровый тигель, покрывали специальной воронкой с отводом для отбора проб и прогревали до необходимой температуры. При таких условиях было установлено, что стержневая смесь при температуре 165° выделяет: альдегиды, фенолы, окись углерода и сернистые соединения, главным образом БОг. Сероводород ни в одном' из опытов обнаружен не был.

Для исследования основных токсических компонентов газовой смеси и сравнительной оценки с этой точки зрения крепителей — растительного масла и сланцевой смолы—были созданы условия, воспроизводившие процесс заливки расплавленного металла в формы, изготовленные с применением указанных связующих материалов. С этой целью в строго идентичных условиях проводились серии опытов с применением в составе формовочных смесей, в каждой серии отдельно, растительного масла и сланцевой смолы.

Форму, залитую расплавленным металлом, помещали в специально изготовленную камеру объемом 216 л. Газы, выделяющиеся в результате термического распада, накапливались в камере. По прошествии 5 минут через имеющийся в камере штуцер отбирались пробы газовой смеси в газовые пипетки объемом 1 л.

В табл. 3 приведены результаты анализа газовой смеси, образующейся при опытных заливках.

Исходя из того, что на интенсивность выгорания и количество выгорающего крепителя, кроме прочих факторов, могут влиять формам раз-

4*

4>

X л> л

X га X СЦ и ■¡е. £ -

г X ю

ч> о. о.ю

£ о си

X н н

О. и о

с

П1ГИЛ О о

-Э»Ч1ГЕ

СО о о о оо о

£

СО со

о о

о о о

о о о

о 1 1 1 1 1

1 1 го 1 сч сч

8 о

о о

£ о

* о о

о

К

X

3 00 00 Ю

N о — о

г Я о * и о 3 ,-4 ,—1 о о о о

£ СО СП 1 со 1 1 оо сч

£ X о о о о

и о О о

и га о о о о"

4—' а н ю ю ю ю

X СЯ л) а х я- со ю ю со оо со

^ о о о о о

03 О X о ._ и о) га г/у £ х о 1 о о 1 о* о 1 1 о 1

в о т га х га К в га сц л СО о ю ** о 8 СЧ 00 о о 3

к о о о о о о

О. и си о

о <->

к

я

я га сч 05 о сч 3 о

О. ч о о о о о о

Я О 1 1 1 1 1 1

и С/3 00 сч <75 СЧ о

X о о о о

X о

О о о оо

ю

сч о> -о 00

си ГТ4 "Г в*' Г"! ч О га га г— -

ю д <35 д СО д сч ю 1 1 <У. оо 7 о

а. х

сч ■Ч" сч -,-! О »-И

сч г- СО

ю СО СЛ оо

|-0

О ,—< СО оо со

и 7 1 1 1 1

00 СО сч т— со »—1

«5 стГ сч со о

а> <и си

о о о

X X X

.д л Л

ч ч ч

си о си О си

ч и 3 5 Й о

ОЙ 5 га га £ - 5 Е га га § н ч и га

3 ив. ив, иа £

со

га / -я

[_ / 4 / <и / / к

С № 0!

а> Си х X

— 3.

Ы си о си о

27

Т аб

1 Место отбора проб Концентрации газов

СО СН (расчет на С)

На конвейере .............. В середине цеха ............. У заливки мелких деталей ....... средних „ ........ мелких „ ........ средних „ ........ В сушилке................ 1 0,496-0,62 0,046-0,064 0.049-0/211 0,13-0,32 0,026-0,49 0,29-0,99 0,02-0,05 0,024-0,028 0,012-0,014 0,124-1,8 0,049-4,05 0,048—2,73 0.760-3,23 0,023-0.36

меры стержня, при опытной заливке в камере использовались формы с различным весом стержня (1,5 кг и 50 г). Отсутствие строгой закономерности между степенями концентрации выделяющихся газов и величиной стержней объясняется тем, что при стержне малого размера выгорание крепителя при прочих равных условиях происходит 'более полно, тогда как при стержне большего размера оно происходит только на поверхности.

При сопоставлении концентраций окиси углерода/, углеводородов и углекислоты в составе газообразных продуктов пиролиза сланцевой смолы и растительного масла обращают на себя внимание более высокие цифры в опытах с растительным маслом. Это подтверждается как результатами исследования газов пиролиза, проведенного в Сланцевом институте, так и опытами по выяснению газотворной способности растительного масла и сланцевой смолы, выполненными сотрудницей треста «Союзформлитье» К- И. Калмыковой.

Из сернистых соединений нами было установлено наличие сернистого газа и органических соединений серы. Присутствие сернистых соединений в опытах с растительным маслом объясняется, повидимому, как недостаточной очисткой его от продуктов сернокислотной обработки, так и наличием серы в металле и формовочной земле.

Наличие окислов азога в составе газовой смеси обязано выгоранию азотистых соединений, содержащихся как в растительном масле, так и в 'сланцевой смоле.

Альдегиды, обнаруживаемые в составе летучих веществ, выделяющихся при нагревании формовочных смесей до сравнительно невысоких температур (165°), не имеются в продуктах глубокого распада сланцевой смолы при температуре 1000° в замкнутом пространстве.

Проведенные нами исследования как в лабораторном эксперименте, так и в условиях опытной заливки наметили до известной степени пути для изучения воздушной среды на производстве в литейных цехах заводов, применяющих крепитель на основе сланцевой генераторной смолы.

Исследование воздуха проводилось нами в литейном цехе и сушильном отделении' и в литейных цехах ряда заводов. Результаты исследования воздуха представлены! в табл. 4.

Из приведенных в таблице данных обращают на себя внимание высокие концентрации окиси углерода и альдегидов, во много раз превышающие предельно допустимые. Особенно значительные концентрации окиси углерода обнаружены при заливке больших деталей в стержне; это и понятно: чем больше площадь соприкосновения металла с формой, тем большее количество газов будет выделяться в воздух рабочего помещения.

Дополнительным источником выделения окиси углерода в воздух литейных цехов являются имеющиеся там вапранки.

лица 4

в мг/л (минимум — максимум)

со2 в объемных % альдегиды фенолы 803 органические соединения серы (расчет на Э)

0,025-0,076 0,018—0.096 0.046-0.069 0,068-0,086 0 0 Следы —0.05 0.05-0,1 0,002-0,05 0,005-0,10 0.084-0,156 0 0 „ 0 0 0 0.066-0,07 0,011-0,014 0.0376 0,118-0,224 0 0 0 0,13-0,29

Наличие альдегидов в воздухе литейных цехов и сушильного отделения может быть объяснено содержанием сульфитного щелока в составе формовочных смесей и в большей степени огнесено за счет карбонильных соединений, содержащихся в значительных количествах в этой добавке.

Выводы

1. При термическом разложении сланцевой генераторной смолы образуются вредные газообразные продукты, в составе которых окись углерода занимает значительное место.

2. Взятое для сравнения растительное масло дает при глубоком термическом распаде аналогичные по составу продукты; при этом растительное масло, обладая большей газотворной способностью по сравнению с тяжелой фракцией сланцевой генераторной смолы, выделяет при прочих равных условиях большие количества вредных газов.

3. Сланцевая генераторная смола в температурных условиях, воспроизводящих условия сушки стержней, выделяет летучие вещества, к которым относятся окись углерода, альдегиды, фенолы и др.

4. Процесс заливки расплавленного металла в формы, изготовленные с применением сланцевого крепителя, неизбежно сопровождается загрязнением воздуха рабочих помещений целым комплексом вредных газов, что подтверждается материалами многократных исследований.

5. Применение сланцевого крепителя в литейном производстве требует разработки профилактических оздоровительных мероприятий.

■ЙГ -й- -ЙГ

)

I Акад. А. А. Скочинский и Л. И. Барон

Некоторые итоги деятельности постоянной комиссии при Академии наук СССР по борьбе с силикозом

В большом комплексе медико-санитарных, технических и организационных мероприятий, намеченных постановлением Совета министров СССР о мероприятиях по предупреждению заболеваний силикозом, была предусмотрена организация при Академии наук СССР постоянной комиссии по борьбе с силикозом. Задачей комиссии являлось, как это было сформулировано в постановлении, «объединение и руководство научной работой по борьбе с заболеваемостью рабоччх силикозом». В состав комиссии вошли видные деятели горной науки, медицины, химии, а также ответственные представители Министерства здравоохранения СССР, промышленных министерств и ВЦСПС.

С самого начала деятельности комиссии, состоящей при Институте горного дела Академии наук СССР, активную и весьма плодотворную помощь в ее работе оказывает Институт гигиены труда и профзаболеваний Академии медицинских наук СССР.