Первым условием успешного осуществления эффективной защиты персонала от вредных влияний урановых продуктов, бесспорно, является правильное проектирование технологических процессов и оборудования, то есть инженерные формы решения производства. В этом - залог успеха дальнейшей работы по охране труда.
Особое значения приобретает борьба с пылью и аэрозолями. Источники пыли, пренебрежительно малые для обычных производств, могут оказаться чрезвычайно опасными в урановом производстве. Например, пыль, которая содержит уран и видимая в пучке обычного света (эффект Тиндаля), уже приблизительно в 1000 раз превышает норму безопасной работы!
Применяются несколько мероприятий, которые взаимно дополняют друг друга, для борьбы с пылью и аэрозолями.
1. Применения закрытых герметичных систем, возможно полная изоляция уранудерживающих веществ от людей.
2. Укрытия для оборудования, снабженные местной вытяжной вентиляцией, даже в случае герметичного оборудования.
3. Недопущения тесноты, скученности аппаратуры, доступность любой поверхности оборудования и помещения для частого и тщательного собирания пыли.
4. Мощная общая вентиляция: приточная, которая подает чистый воздух в цех (зимой подогретый) и вытяжная, с очищением воздуха, который удаляется, от пыли и аэрозолей.
5. Местные отсосы, универсальные вытяжные шкафы для операций, которые выделяют пыль.
6. Максимальная механизация, автоматизация и дистанционное управление технологическим процессом.
7. Исключения контактов персонала с продуктом.
8. Обязательное очищение всех газов, которые выбрасываются в атмосферу. Использования системы циклонов, мокрых скрубберов, пенных скрубберов, турбулентных промивателей, абсорберов, специальных фильтров и т.п.
Законодательством установленные следующие предельно допустимые концентрации (ПДК) урана в воздухе производственных помещений и в живом организме:
Концентрация U в воздухе рабочих помещений - 0,02 мг/м3
Концентрация Rn в воздухе рабочих помещений - 10-10 к/м3
Содержание растворенного U в организме - 30мг
Содержание нерастворимого U в организме - 14мг
Для сбросных вод, которые сливаются из производства в открытые водоемы, установлен предельна допустимая концентрация 0,05мг/л урана (3۰10-11кюри/л).
Вторым, очень важным условием безопасной работы является правильная эксплуатация производства. Здесь следует обратить внимание на содержание производственных помещений и регулярную, по графику, уборку. Для предприятий урановой промышленности предполагается мокрая уборка с применением дезактивирующих (содовых и др.) растворов. Случайные протоки производственных растворов должны быть немедленно ликвидированы. Отсутствие радиоактивных загрязнений на поверхности полов, стен, аппаратуры и т.п. систематически должны проверяться с помощью контроля мазками.
Дисциплина работы - это большой комплекс, который включает выполнение всех норм и правил поведения персонала на производстве. Работа на урановых предприятиях регламентирована целым перечнем инструкций. Их знание проверяется периодическими экзаменами по ТБ: на допуск к рабочему месту, при введении новых технологических процессов, нового оборудования, повторные регулярные экзамены по графику и т.д. На выполнение ремонтов и периодических обзоров аппаратуры действуют специальные инструкции. Большое значение в дисциплине работы имеет выдача допусков на работу. Это специальная система допусков на нестандартную работу (например, ремонты) и на отдельные, что представляют опасность, операции.
Спецодежда, которая предназначена для защиты тела работающего от загрязнений вредными веществами, на урановых предприятиях включает полный комплект верхнего и нижнего белья, в том числе комбинезон (или штаны и куртка), нижнее белье, трусы, бюстгальтеры, носки, чулки, обувь, шарфы, полотенца и даже носовые платки. Это позволяет осуществлять полное переодевание и исключение переноса радиоактивных загрязнений домой с одеждой.
Большое санитарно-гигиеническое значение имеет санпропускник. В данное время признано, что целесообразно иметь централизованный и благоустроенный санпропускник для всего завода или группы цехов, а не как это было распространенно раньше, отдельные небольшие раздевалки-душевые при цехах. В состав санпропускника входят: гардероб для домашней одежды, гардероб для производственной одежды с числом индивидуальных шкафов на полный состав персонала (а не только на сменный, как это часто по ошибке принимается в проектах), душевая с достаточным комплектом душевых рожков, с принудительным проходом через нее работников, которые возвращаются после смены, дозиметрический пункт для контроля чистоты рук и всего тела от радиоактивных загрязнений, пункт дезактивации с набором соответствующих средств, склада запасной спецодежды, помещения для текущего ремонта спецодежды и т.д. Прохождение горячего душа при полном переодевании является обязательным, и никто не может быть выпущен из санпропускника в помещение чистой одежды, если хотя бы один участок тела загрязнен выше установленной нормы.
На урановых предприятиях большими правами и влиянием пользуется дозиметрическая служба, выполняющие строгий контроль за радиологической, а также общесанитарной обстановкой на предприятии. Это настоящая "служба здоровья" и в ее функции входит разрешение или запрет на все работы со специальными продуктами, или оборудованием, связанным с технологическим процессом. В задачи дозиметрической службы входит:
1. контроль за выполнением санитарных правил;
2. контроль за уровнем активности воздуха, сбросовых вод, помещений, аппаратуры, спецодежды и тела работающих;
3. организация и контроль системы допусков к работе;
4. контроль за дезактивацией оборудования и рабочих площадей;
5. контроль за работой вентиляции;
6. разработка мероприятий по улучшению условий работы и контроль за их реализацией;
7. замер индивидуальных доз облучения, полученных персоналом;
8. участие в расследовании аварий и несчастливых случаев;
9. контроль за прохождением медицинских осмотров;
10. другие мероприятия по улучшению санитарно-гигиенической обстановки и условий работы на предприятии.
Помещение сорбции-регенерации в соответствии с классификацией влажное и относится к производствам из повышенной опасностью поражения электрическим током.
С целью уменьшения степени поражения электрическим током предполагается надежная изоляция и заземление электрических линий и оборудования. Главным видом защитного заземления является контурное. В качестве заземлителя используется вертикальные стальные стержни диаметром 12 мм.
Расчет заземляющего устройства выполняется следующим способом. Определяем сопротивление растекания тока одного вертикального электрода. Заземляющие расположены в грунте
Rст = (ρ/2π L) · [ln (2L/d) + 1/2ln (4t+L) / (4t-L)]
где ρ - удельное сопротивление грунта в месте заземления,
ρ = 100 Ом · м (грунт - суглинок);
L - длина стержня электрода, L = 4 м;
d - диаметр стержневого электрода, d = 0,012 м;
t - глубина расположения середины электрода от поверхности земли,
t = L/2 + t0,
где t0 принимаем 0,5 м;
тогда
t = 4/2 + 0,5 = 2,5.
Rст = (100/ (2·3,14·4)) [ln (2· 4/0,012) +1/2ln (4·2,5 + 4) / (4· 2,5-4)] = 26,76 Ом.
Рассчитанную величину Rст сравниваем с допустимым сопротивлением заземляющего устройства, Rдоп. В нашем случае Rдоп = 4 Ом, а это значит, что Rст > Rдоп. Поэтому нужно искать нужное количество вертикальных электродов.
Для этого подсчитаем предыдущее количество вертикальных электродов
n/ = Rст/Rдоп = 26,76/4 = 6,69 - принимаем 7шт.
Определяем нужное количество вертикальных электродов n = n // φ, где φ - коэффициент использования вертикальных электродов, который учитывает взаимное экранирование, φ = 0,73. Тогда n = 7/0,73 = 9,4 - принимаем 10шт. Зная количество заземляющих электродов, находим длину соединительной полосы
Z = a·n·L;
где а - отношение расстояния между заземлителями к их длине, а = 2.
Тогда
Z = 2 · 10 · 4 = 80 м.
Найдем сопротивление растекания тока соединительной полосы без учета экранирования
Rc= (ρ/2πZ) ·ln ((2·Z2) / (b·t)),
где b - ширина соединительной полосы, b = 0,012 м;
t - расстояние от верхней точки стержневого заземления до поверхности земли, t = 0,5 м;
тогда
Rc= (100/ (2·3,14·80)) ·ln ((2·802) / (0,012 · 0,5)) = 2,9 Ом.
Проведем расчет грунтового заземления, которое состоит из сопротивления вертикальных электродов и сопротивления соединительной полосы:
Rз=Rст · Rс/ (Rст · φ1+Rc · φ · n)
где φ1 = 0,4
Тогда
Rз = 26,76· 2,9/ (26,76 · 0,4 + 2,9 · 0,73 · 9) = 2,6 Ом.
2,6 < 4
Rз < Rдоп, что отвечает требованиям.
Нормальные санитарно-гигиенические и метеорологические условия воздушной среды в помещении обеспечиваются при помощи смешанной вентиляции (естественной и принудительной). Главным видом принудительной (механической) вентиляции является приточно-вытяжная общеобменная вентиляция. Главным отрицательным фактором, который портит воздушную среду, является испарение серной кислоты. С учетом заводских исследований, количество пара серной кислоты составляет g = 0,13 кг/ч. Количество воздуха, которое необходимо подавать в помещение, чтобы обеспечить концентрацию вредного вещества не выше ПДК составляет
W = (g·106) / (Cд-Со),
где g - количество вредного вещества, которое выделяется в помещении, кг/год;
Сд, Со - соответственно ПДК вредного вещества и его содержание в чистом воздухе, который подается, мг/м3;
ПДК (H2SO4) Cд = 1 мг/м3, Со находим из того, что концентрация вредных веществ составляет 20% от ПДК, поэтому Со = 0,2 мг/м3.
Тогда
W = (0,13 · 106) / (1-0,2) = 162500 м3/ч.
С учетом обеспечения отрицательного воздушного баланса в помещении, объем откачиваемого воздуха принимаем на 15% больше приточного.
W = 162500 + 24375 = 186875 м3/ч.
Для обеспечения вентиляции избираем два вентилятора типа В-Ц4-76 с клиноременной передачей
Производительность - 120000м3/ч
Номер вентилятора - 20
Напор - 120 мм рт. ст.
Частота оборотов - 465 об/мин
Электродвигатель
Тип 4А250Г6
Мощность 55 кВт
Частота оборотов - 985 об/мин
Определяем кратность воздухообмена
К=W/Vпр,
где Vпр - объем помещения, м3. Vпр=29952м3.
Тогда
К = 186875/29952 = 6,2.
С целью предупреждения пожара в помещении экстракции - реэкстракции придерживаются основные мероприятия противопожарной безопасности:
работы с огнем проводятся в специальных местах;
хранение в помещении горюче-смазочных материалов в объеме суточной потребности;
имеющиеся в помещении проходы и лестницы свободны от посторонних предметов;
производственное и вспомогательные помещения оснащены огнетушителями и ящиками с песком;
для курения отведены специальные места.
Помещение обеспечено первичными средствами пожаротушения: внутренними пожарными кранами, огнетушителями, ящиками с песком, асбестовыми одеялами, совками, лопатами, топорами.
Выводы
1. В ходе дипломной работы изучено использование экстракции и реэкстракции в технологий урана в мировой практике, показано, что основной областью применения экстракции является очистка урана от примесей.
2. Изучено использование экстракции на ГМЗ ГП ВостГОК, показано, что наиболее перспективным в технологии урана является использования аппаратов типа смеситель-отстойник, обладающих высокой производительностью, при небольших производственных площадях.
3. Эффективным является использование в качестве реэкстрагента раствора гидрокарбоната аммония при этом достигается дополнительная очистка от примесей.
4. Произведен расчет материального баланса операции экстракции и реэкстракции урана, расчет противоточного каскада, расчет габаритных размеров смесителя-отстойника.
Список литературы
1. Болотников Л.Е. Технологическое проектирование производств редких металлов. - М.: Металлургия. - 1973. - 470 с.
2. Вольдман Г.М. Основы экстракционных и ионообменных процессов в гидрометаллургии. - М.: Металлургия. - 1982. - 376 с.
3. Вольдман Г.М., Зеликман В.Н. Теория металлургических процессов. - М.: Интермет Инженерия. - 2003. - 464 с.
4. Громов Б.В. Введение в химическую технологию урана. - М.: Атомиздат. - 1978. - 336 с.
5. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия. - 1973. - 750 с.
6. Ритчи Г., Эшбрук А, Экстракция. Принципы и применение в металлургии. - М.: Металлургия. - 1983. - 406 с.
7. Трейбл Р. Жидкостная экстракция. - М.: Химия. - 1966. - 724 с.