稀土萃取工段火灾危险性分析及安全措施.doc

稀土萃取工段火灾危险性分析及安全措施2009年第14期内蒙古石油化工稀土萃取工段火灾危险性分析及安全措施丁永利(包头市公安消防支队)摘要:简要介绍了稀土革取工艺,原辅料理化性质,革取生产的火灾危险性及管理中应采取对策措施.关键词:革取;闪点;措施我国稀土资源丰富,稀土基础储量占世界总储量的59.3,居世界之首.目前稀土金属和化合物在农业,化工,冶金,发光材料,电子通讯,军事国防等诸方面已成为不可缺少的特殊材料.我国稀土工业经过40余年稀土工作者的不断的努力,已形成一套完整的采,选,冶工业体系.但是多年来,稀土企业由于行业的特殊性,利润率较高,门槛较低.厂家只注重经济效益,忽视消防安全,缺乏安全投入,和有效管理,使得稀土厂火灾频发,本文就稀土生产中火灾爆炸危险性较大的萃取工段分析火灾危险因素及对策.1稀土知识1.1稀土稀土是一组金属的简称,包含镧系中的镧La,铈Ce,镨Pr,钕Nd,钷Pm,钐sm,铕Eu,钆Gd,铽Tb,镝Dy,erHo,铒Er,铥Tm,镱Yb,镥Lu,及钪Sc,钇Y共17个元素.稀土元素具有独特的物理化学性质.但稀土在高技术领域的作用只有在高纯化后,其各项物理,化学特性才能充分发挥出来.如发光材料,激光材料,光电子材料等要求稀土纯度5N以上.1.2稀土革取从混合镧系元素中分离提取单一镧系元素常用的方法有化学法,萃取法和离子交换法.溶剂萃取法是目前分离稀土元素最广泛使用的方法,它的分离效率高,而且可实现连续生产,具有很好的发展前景.萃取是一传质过程,即物质从一相转入另一相的过程.萃取分离是利用被分离的元素在两个互不相溶的液相中分配的分配系数的不同进行分离的.一般用萃取法分离提取镧系元素的步骤如下:(1)首先将含有镧系元素的矿物用酸(如盐酸,硝酸等)溶解,过滤除去难溶杂质,得到含有镧系元素离子的浸取液I(2)选取萃取剂并使其溶于某有机溶剂(如煤油,苯,四氯化碳等).该萃取剂必须满足只能与镧系元素离子形成易溶于有机溶剂而难溶于水的萃合物而不能与水溶液中的其他离子作用的条件.(3)将含有萃取剂的有机相与含有镧系元索离子的水相放在同一容器中充分振荡,使镧系元素离收稿日期:2009O3一l4子与萃取剂充分反应生成萃合物并进入有机相,达到与其他离子分离的目的.(4)选择特定水相再与含有上述萃合物的有机相作用,使萃合物解离,并使镧系元素离子重新回到新的水相,这一过程称为反萃(取),反萃后的有机相可以重复使用,回到水相中的镧系元素离子可以与其他物质作用生产各种有用的化合物.萃取剂是实现萃取分离所用的溶剂,萃取剂可用单组分溶剂,也可用多组分混合溶剂,主要取决于工艺上的选择.多组分萃取是由萃取反应剂,稀释剂,调节剂等复配而成.目前广泛采用P507一煤油一盐酸萃取分离工艺中,P507为萃取剂,煤油为稀释剂.现在以内蒙古包头市某稀土厂稀土萃取分离生产线为例简要分析稀土萃取生产工艺火灾危险性.1.3生产中主要设备及原辅料萃取分离生产线主要设备:萃取槽,高位槽,搅拌器,流量计,各种泵,连接电缆等使用的原材料有分组氯化稀土溶液,盐酸,磺化煤油,P507和石灰.2生产中设备及原辅料理化性质2.1萃取槽(PVC萃取槽),中文称作聚氯乙烯,火灾危险性为丁类.比重:1.38g/cm;成型温度:16O190”(2.它的化学稳定性很高,耐酸碱力极强,但耐光性较差,软化点低.在140以上即可开始分解并放出氯化氢(HCI)气体,致使PVC变色.一般不会燃烧,在火焰上能燃烧并放出HCI,但离开火焰即自熄,是一种”自熄性”,”难燃性”物质.2.2根据常用危险化学品的分类及标志(GB1369O一92),危险化学品数据表(MSDS)等标准规定,涉及到的危险化学品有盐酸,磺化煤油,P507,其理化性质以及危险特性见表1233生产中易造成火灾,爆炸的主要原因分析3.1火灾事故案例2007年6月7日,某稀土冶炼厂发生火灾,大火持续9个小时被扑灭,过火面积7776m.经火灾调查认定起火原因是电缆安装保护措施不到位,电缆长期处于潮湿腐蚀环境中,导致电缆绝缘性能下降,发生放电产生火花,引燃附近可燃物.内蒙古石油化工2O09年第14期表1盐酸特性表危险能与一些活性金属粉末发生反应,放出氢气.遇氰化物能产生剧毒的氰化氢气体.与碱发生中合反应,并特性放出大量的热.具有较强的腐蚀性.储运注意事项储存于阴凉,干燥,通风处.应与碱类,金属粉末,卤索(氟,氯,溴),易燃,可燃物等分开存放.不可混储混运搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏.分装和搬运作业要注意个人防护.运输按规定路线行驶.危险其蒸气与空气形成爆炸性混合物,遇明火,高热能引起燃烧爆炸.与氧化剂能发生强烈反应.若遇高热,特性容器内压增大,有开裂和爆炸的危险.储运注意事项储存于阴凉,通风仓问内.远离火种,热源.仓温不宜超过30”C.防止阳光直射.包装要求密封,不可与空气接触.应与氧化剂分开存放.储存问内的照明,通风等设施应采用防爆型,开关设在仓外.配备相应品种和数量的消防器材.禁止使用易产生火花的机械设备和工具.定期检查是否有泄漏现象.灌装时应注意流速(不超过3m/s),且有接地装置,防止静电积聚.搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏.火灾危险分级自燃温度()危险特性灭火方法溶解性主要用途储运注意事项丙闪点()210燃点()可燃,有毒外观与性状可使用泡沫,二氧化碳,干粉,砂土.196228无色透明较粘稠液体不溶于水,溶于苯,乙醇,已烷等多数有机溶剂.本品是一种酸性磷型萃取剂,广泛用于稀土元素和有色金属的萃取分离.运输He,J,心轻放,严防撞击.贮存在阴凉,通风,干燥的仓库中,注意防火,防雨.3.2生产工艺,生产设备引发事故分析(1)煤油是一种通过对石油进行分馏后获得的碳氢化合物(C.H至C.FI.)的混合物,其闪点为37C73,根据可燃液体火灾危险性标准分类,闪点大于等于28小于60的为乙类.(闪点又叫闪燃点.足指可燃性液体表面上的蒸汽和空气的混合物在试验火焰作用下被闪燃时的最低温度.从消防观点来说,液体闪点就是可能引起火灾的最低温度.闪点越低,引起火灾的危险性越大.)萃取工艺使用煤油作为萃取剂的稀释剂,生产过程的温度范围在253o左右,夏季室内温度在4O左右,高于煤油最低闪点,如果工艺控制不当或失误,在循环使用过程中一部分煤油挥发到空气中.挥发到生产环境中的煤油蒸气与空气能够形成爆炸性混合物,遇明火和高热,能引起爆炸.(2)P507属于可燃物质,其闪点为1832009年第14期丁永利稀土苹取工段火灾危险性分析及安全措施33196,其火灾危险性为丙类.工艺控制不当或失误,遇明火和高热,能引起火灾.(3)煤油罐装时,流速控制不当,没有接地装置,造成静电积聚,产生静电火花,引起爆炸.(4)盐酸能与一些活性金属粉末发生反应,放出氢气.在厂房通风不良的情况下,遇明火等可能发生火灾,爆炸.(5)电气线路设计,安装时,电缆选择过小,长期处于超负荷运行,使得电气线路过热引起火灾.电气线路使用年限长久,绝缘老化,铜铝导线联结接触不良,缺乏正常维护,发生漏电打火,导致线路过热,烧坏绝缘,引起火灾.(6)当导线发生短路时,电流可增大为正常时的数倍及至数十倍以上,而产生的热量又与电流的平方成正比,导线温度急剧上升,当绝缘层温度超过250时,线路就会起火,此种情况殃及面与短路导线长度成正比.(7)电动机的绕组或铁t;-发生短路时,会产生过热温度,严重时会烧毁设备或引发火灾.三相电动机缺相运行会导致电流剧增,电动机过热.(8)电气设备过载运行,机械设备的转动部分卡住,造成转矩过大均会导致设备过热.(9)危险环境中的电气设备,未按标准规定选用,产生电火花引发火灾爆炸.(10)雷电,地震等自然灾害造成物料泄漏.造成次生灾害.(11)未按照建筑标准划分防火分区,或防火分区划分不完整,如发生火灾事故,萃取槽软化使流淌火蔓延至整个厂区3.3人员操作不当引发火灾,爆炸事故分析:(1)进行电焊或明火作业,不采取安全措施,使焊接电弧烤燃可燃物或使火花,熔渣落在可燃物上而引发火灾.(2)由于乱接乱拉电线或线路绝缘层老化,破损,导致并线短路,产生电火花起火.(3)配电箱,开关柜下堆放易燃可燃物,电气开关熔断器熔断时的熔珠以及开关通断时产生的火花落在下方易燃物上引发火灾.4针对火灾,爆炸事故主要对策4.1严格按照规范设计,加强设备本质安全(1)具有火灾,爆炸危险的化工生产过程中的防火,防爆设计应符合石油化工企业设计防火规范(GB5O16O)和建筑设计防火规范GB500162006等规范,火灾和爆炸危险场所的电气装置的设计应符合爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范(GB5005892).(2)根据建筑设计防火规范,萃取车间建筑结构,防火分区等应按乙类防火要求设计,设置防火墙划分防火分区应完整.注意管道连接及地下管沟封堵.充分保证萃取车间的通风,如自然通风不能满足要求应考虑设置机械通风装置.厂房设置可燃气体报警系统.(3)设备,装置,管材等应根据工艺的要求,选择正规厂家的合格产品.设备材质选型为使泄漏的可能性降至最低,要注意设备和材质的选择.设备应能保证完整密闭性.具体的措施应包括:较高容器设计裕量,较高管道设计等级等.(4)萃取过程中应对萃取槽采取防止油品挥发的措施,在不影响人员作业的条件下尽可能的采取密闭生产方式.生产过程中严格控制油品的添加量,防止槽内油品油位过高.定期对设备进行检查,维修,更换,防止因腐蚀,磨损,密封不严导致泄漏.(5)依据爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范根据爆炸危险区域的分区,电气设备的种类和防爆结构的要求,应选择相应的电气设备.选用的防爆电气设备的级别和组别,不应低于该爆炸性气体环境内爆炸性气体混合物的级别和组别.车间内的电气设备应按照1区防护设计,采用隔爆型电气设备,电气线路应采用防爆架设方式.(6)依据爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范在爆炸危险环境内,电气设备的金属外壳应可靠接地.接地干线应在爆炸危险区域不同方向不少于两处与接地体连接.电缆系统采取过负荷保护及短路保护措施.4.2加强培训管理,提高工作人员素质(1)按照建筑设计防火规范第3.6.8,3.6.9条规定:有爆炸危险的甲,乙类厂房的总控制室应独立设置.有爆炸危险的甲,乙类厂房的分控制室宜独立设置,当贴邻外墙设置时,应采用耐火极限不低于3.OOh的不燃烧体墙体与其它部分隔开.保证事故状态人员安全,并能远程控制关阀断源,有利于控制初期火灾蔓延.(2)对工作人员除应经过专业培训,持证上岗外,还应经常性地加强安全教育和操作训练.在生产操作运行时,要严格遵守操作规程.(3)完善规章制度,建立健全安全责任制.控制火源,生产车间内严禁烟火,禁止使用明火或高温加热设备.严格执行动火审批制度,在进行电气焊维修动火作业时应作好安全防护措施.(4)加强岗位巡检,严格巡查设备运行状况,对阀门,管道,槽体等设备定期维护保养或更换.各工艺工段要作好物质容量,温度等方面的控制,使生产工艺运行保持稳定的运行状态.(5)建立完善的事故应急预案.对火灾,爆炸事故进行全面的分析后,有针对性地制定出抢修,抢险,灭火措施方案.通过对各级人员的定期演练,及时发现事故应急预案中存在的问题并加以整改,提高工作人员的灭火技能及应急处理能力.5建议目前,由于环保,灾害控制等原因,稀土萃取生产厂房多设置于城市边缘或工业园区内,这些地区公安消防力量薄弱,从接到报警出动到