铝镁等金属粉尘加工过程中危险、有害因素及其防范措施

铝、镁等金属粉尘加工过程中危险、有害因素及其防范措施

一、事故案例

案例一：松岗“11.20”粉尘爆炸事故

（一）事故经过：2012年11月20日10点40分左右，宝安区松岗街道东方社区信新宇五金制品有限公司的打磨车间正在进行打磨、抛光作业。突然，一声巨大的爆炸声伴着大火覆盖了车间，玻璃被震碎，车间内7名工人被严重烧伤。

（二）事故原因：打磨、抛光作业产生的铝粉尘，在抽排过程中因采集管道内的铝粉尘浓度达到爆炸下极限后，遇静电火花引发爆燃。

案例二：平湖“11.24”镁粉火灾、爆炸事故

（一）事故经过：2012年11月24日上午，龙岗区平湖街道平湖嘉瑞镁粉厂发生金属镁粉火灾、爆炸事故。火灾造成了4名工人烧伤。

（二）事故原因：装有镁粉的包装物存放在镁粉加工车间的门旁，因事故发生前期，深圳为多雨天气，空气湿度大，地面潮湿，且下雨时有雨飘进车间，致使镁粉受潮、包装物内渗进雨水，从而造成镁粉与水发生剧烈的反应，产生易燃的氢气，放出大量的热，引起火灾（自燃）和爆炸。 二、铝、镁粉火灾、爆炸的成因及危害

从近期深圳市发生的多起金属粉尘生产安全事故可以得出：铝、镁等粉尘爆炸、火灾事故的危害程度比可燃气体混合物爆炸、火灾事故的危害程度要严重得多。因此应引起我区同类企业高度重视，以此为教训，对镁、铝粉尘场所应采取相应防火防爆措施。 1. 粉尘爆炸的原因 1.1粉尘爆炸的条件

铝、镁粉粉尘极易引起火灾、爆炸事故。铝、镁粉粉尘在与足够的空气混合后，并在一定的火源（明火、电气短路、静电火花等）作用下，任何超细固体燃料粉尘都会发生爆炸。而且，空气中悬浮的铝、镁粉粉状可燃物完全可能发生扩散型二次爆炸。一般粉尘颗粒越小，越易发生燃烧。 1.2粉尘爆炸的机理

铝、镁粉具有遇湿易燃特性，其爆炸极限范围小，爆炸压力危害大，是导致铝、镁粉加工行业潜在危害的重要因素。

铝、镁粉粉尘爆炸是一个瞬间的连锁反应，属于一个气固二相流反应，其爆炸过程比较复杂，它将受诸多因素的制约。 (1)热能加在粒子表面，温度逐渐上升；

(2)粒子表面的分子热分解或者引起干馏作用，在粒子周围产生气体； (3)这些气体和空气混合，便生成爆炸性混合气体同时发生火焰而燃烧；

(4)由于燃烧产生的热量，更进一步促进粉尘分解，不断地放出可燃性气体和空气混合而使火焰传播。 1.3粉尘爆炸的危害

(1)具有极强的破坏性。粉尘爆炸速度或爆炸压力上升速度比爆炸气体小，但燃烧时间长，产生的能量大，破坏程度大。

(2)爆炸感应期较长。粉尘的爆炸过程比气体的爆炸过程复杂，要经过尘粒的表面分解或蒸发阶段及由表面向中心延烧的过程，所以感应期比气体长的多。 (3)产生二次爆炸、多次连环爆炸。因为粉尘初次爆炸产生的冲击波会将堆积的粉尘扬起，悬浮在空气中，在新的空间形成达到爆炸极限浓度范围内的混合物，而飞散的火花和辐射热成为点火源，引起第二次爆炸，这种连续爆炸会造成严重的破坏。

铝、镁粉粉尘爆炸属于爆炸式燃烧，其危害性巨大，当空气中粉尘与适量的空气预混，达到一定浓度范围，点燃后爆炸就会发生。从机理上粉尘爆炸被认为是一种瞬间的过程，爆炸的结果可能威力极大，造成巨大的破坏，如将整栋建筑物摧毁;因为爆炸时产生的空气温度高达2000～3000℃，甚至更高，通常爆炸气体产生的热量瞬间内扩散，会引起附近的可燃物质产生高温后燃烧，既而引发铝、镁粉火灾，加重爆炸的破坏程度。

三、铝、镁粉火灾、爆炸的防范对策

控制铝、镁粉火灾、爆炸事故的发生，必须从生产工艺技术、操作空间环境和安全管理入手，严格控制作业现场粉尘的浓度，杜绝一切点火源（如：静电火花、明火等）。

具体防范对策：

? 1、铝镁粉加工厂的内部距离应大于10 m。粉尘车间和其他车间保持安全距离必须大于10米以上。 ? 2、铝镁粉加工厂的工库房应为一级耐火等级。粉尘车间建筑采用钢筋混凝土结构。

? 3、用于加工、转运或贮存铝镁粉的建筑物宜为不带地下室的单层建筑。将粉尘车间设置在单层建筑厂房。

? 4、工房、成品库房所有门、窗框架均应采用金属材料制作。 ? 5、门应向外开启，并不得设门槛。

6、防静电接地

（1）改进工艺生产技术，采用惰性气体气力输送，控制物料尽量不产生静电

（2）采取静电接地措施使已产生的静电尽快逸散，避免产生积累，并构成一个闭合回路的接地干线，静电接地连接要求牢固，应有足够的机械强度承受机械运转引起的振动，防止脱落或虚接。

（3）铝、镁粉生产所用的每台设备与设备、设备与管线、管线与管线、阀门与管线之间的法兰、电气、仪表之间的跨接等均应用扁铜制编织线连接起来，之后与防雷接地装置互相连接起来。 （4）工厂所用的所有公用工程管线、采暖管线必须连接成一个连续的整体，并予以接地。

（5）采用防静电导电包装桶(包括包装工作台)、不发火花地面

（6）严禁穿戴化纤衣物进入包装现场或进行包装作业，防止静电火花的产生]

7、生产区域内的所有电气设施，包括电气开关、照明开关、临时机电仪电工设备等，均应采防爆型（DX、EX）。

8、安装防雷装置，并定期检测合格。

9、禁止在爆炸性粉尘场所使用携带式电气设备。

10、烤箱、隧道烘干室等安装温度自动控制及超温报警装置 。 11、产生粉尘的车间检修时应使用防爆工具。

12、风管中不应有粉尘沉降 ，应定期清理风管中沉降的粉尘。

13、所有可能积累粉尘的生产车间和贮存室，都应及时清扫，应及时清理生产车间的地面、集尘器、电气设备、设施上积累的粉尘。

14、喷粉作业现场通风良好。

15、生产和检修过程中的安全管理措施

在铝、镁粉生产或检修过程中，由于阀门质量、设备密封不严及包装过程中容易发生铝、镁粉泄漏，一旦因风机和机器停车或因关闭门窗而引起的气流扰动，形成铝、镁粉粉尘云达到一定浓度，这时使用铁制工机具存在相当大的火灾爆炸隐患。因此，工厂要求现场严禁使用非防爆工、机具，应使用防爆型铜制工具和木制工具。

在生产及检修过程中，要避免一切静电火花的产生，坚决杜绝用非防爆工具振打设备、管线，特别是在分级、输送、包装过程中，撞击火花及电气火花等都会引起火灾爆炸的产生。

四、铝、镁粉火灾的灭火措施

1.1正确使用灭火剂

为了有效地扑灭铝、镁粉火灾，必须正确选择与使用灭火剂。

1.1.1铝、镁粉发生火灾不能用水和泡沫进行扑救。这是因为铝、镁粉生产过程中泄漏的铝、镁粉表面未被氧化，火场上正在燃烧或处于高温烘烤下的铝、镁粉会迅速发生化学反应，放出有爆炸燃烧危险的氢气与空气混合形成爆炸性混合物。因此，铝、镁粉火灾禁止用水和泡沫扑救。

1.1.2铝、镁粉在常温下能与氯和溴进行燃烧反应，还可与卤代烷发生反应生成少量氯化铝起催化作用，往往导致爆炸燃烧。因此，铝、镁粉火灾也不能用四氯化碳、1211灭火剂进行扑救。

1.1.3铝、镁粉比重轻，细度小，一旦遇到风吹或气喷极易飞扬在空中形成爆炸性混合物。因此，铝、镁粉火灾也不能用二氧化碳等气体灭火器进行扑救。 根据上述特点，扑救铝、镁粉火灾应当选用化学干粉(如氧化铝等)、干沙以及石墨粉、干镁粉等进行扑救。通过几年来的实践表明，采用干沙和硅酸铝毯(毡)等灭火物资是最经济有效的，因为这类物资可以覆盖在燃烧铝、镁粉的表面，使其与空气隔绝，并能有效地防止铝、镁粉飞扬与空气混合，从而达到窒息灭火的目的。

2.2铝、镁粉火灾灭火对策

2.2.1如果铝、镁粉发生地面火灾可使用干沙、硅酸铝毯(毡)进行灭火，采用“一围、二盖、三埋”的方法，即在围攻火势时，必须用铜锹或专门的灭火沙桶小心洒干沙或干粉，或用干沙袋将燃烧的铝、镁粉从四周围起来，围到一定程度，再用硅酸铝毯或石棉被覆盖，最后，用干沙轻轻地掩埋(一般沙厚达30—50公分即可)。

2.2.2如果作业空间发生粉尘爆炸并形成干铝、镁粉大火是很难被扑灭的，所以一定要控制初始起火。初起火灾必须用隔热的硅酸铝毯盖住火焰，再用干沙、干惰性粉(如氧化铝)，覆盖隔离。操作时必须特别注意避免气流扰动引起的铝、镁粉飞扬，以防止二次爆炸事故。被覆盖注的火会产生一层坚硬的氧化物硬皮，

它将最终隔绝氧而使火自行熄灭，通常是在采取了以上作法后，离开此区域，直到燃烧停止和冷却下来之前不要进入此区域。

2.2.3应采取先阻击，后灭火的战术。先阻击是指对已经起火的车间、仓库以及受到严重威胁的毗连建筑物，用水或泡沫进行冷却降温，以防止火势蔓延。但用水和泡沫时，一定不要使水与铝、镁粉接触,防止发生更大面积的爆炸燃烧;后灭火是指在完成了阻击火势蔓延和救人疏物之后，应抓住有利战机，集中优势兵力围歼粉尘燃烧。

2.2.4抢救时，最好穿上隔热服，戴上口罩、手套，以便行动。进入火场的人员不宜过多，而要少而精，动作也要轻而快。灭火时也可先施放化学干粉，在火势瞬间减弱的情况下，再利用干砂掩埋。在施放干粉时，应打向燃烧粉尘的外围1.5—2米处，使干粉随着燃烧气浪的升腾和空气的流动卷入燃烧区域起到窒息灭火的效力，切记不要直射燃烧的粉堆，以防干粉随着燃烧气浪卷跑，失去灭火的效能。

2.2.5建立强有力的火场指挥部。粉尘一旦发生爆炸燃烧，往往造成人员伤亡，而且火场情况较为复杂，并有二次爆炸的危险。因此，在扑救过程中应成立强有力的火场指挥部，以对整个灭火任务进行统盘考虑。火场指挥部的任务主要是迅速组织力量侦察火情，制订正确的战术措施，布置战斗任务，下达战斗命令，调集各种车辆进行救人、疏散物资、供给灭火剂(运输干沙、干粉)等。 五、结束语

铝、镁粉粉尘爆炸是一个比较复杂的过程，它所引发的铝、镁粉火灾给铝、镁粉加工制造企业的生产带来极大的危害。人们只有不断认识它的危害性，在生产过程或检维修作业中，必须采取综合的粉尘治理技术和防静电火花措施，才能收到良好的效果，从而避免铝、镁粉火灾、爆炸事故的发生。

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