一、電石的使用安全要求
(一)電石的物理化學性質及毒性
電石是碳化鈣的俗稱,是鈣與碳的化合物,其分子式為CaC2。從外表上看,它是堅硬的塊狀物體,斷面呈現(xiàn)深灰色或棕色,
電石的制造是將焦炭和氧化鈣放在電爐中熔煉,其反應式為:
將溶液注入鋼錠模中,并在模中凝固,再按所需大小進行粉碎,然后裝入電石桶。一般電石塊的大小為2~80mm,小于2mm的電石很少使用。
工業(yè)用電石平均含有70%的CaC2,雜質CaO約占24%,其余碳、硅鐵、磷化鈣和硫化鈣等共占6%。
1.電石與水的化合作用
電石屬于遇水燃燒危險品。電石與水化合極為活躍,同時生成乙炔氣和氫氧化鈣(熟石灰),并放出大量的熱,可以使乙炔燃燒引起火災和爆炸。電石與水的化合反應式為:
這里應當指出,電石和水有很大的化學親合力,它甚至能使空氣中的水蒸汽或含在鹽類中的結晶水分解。因此,當水量不足、化學反應過程得不到很好的冷卻時,上述電石分解的熱量可能使反應區(qū)的溫度上升很高。如果溫度不超過200℃,就可能按下列反應生成CaO。
在這種情況下,電石因奪去Ca(OH)2中所含的水分而分解,熟石灰成密實的外皮包圍著電石塊,能使它們淤積并且劇烈地過熱。當溫度超過300℃,壓力超過150kPa,就可引起乙炔的燃燒爆炸。實際上在這種情況下,電石表面溫度可達800~1000℃。
考慮到上述各種原因,分解一公斤電石實際上一般需要5~15公斤水(包括分解用水和冷卻用水)。這就是要安全使用乙炔發(fā)生器,就必需及時換水和供給足夠水量的道理。
2.電石的分解速度
電石與水作用的分解速度(或乙炔氣生成速度)是以每公斤電石在分解時間內所產(chǎn)生的乙炔氣體(升)來說明的。它與電石的純度、粒度及水的純度和溫度有關。
電石及水的純度高,分解速度比較快,水的溫度高也能加速分解。水中混有Ca(OH)2會使電石的分解減緩。
電石塊的尺寸大小(粒度)是影響分解速度的最主要因素。電石塊的尺寸越小,分解速度越快。當塊的尺寸加大時,分解速度隨之減緩,而每公斤電石的乙炔總生成量則增加。最大的分解速度發(fā)生在電石與水接觸的最初2~4分鐘內,而后因為電石表面逐漸粘附熟石灰,分解速度逐步減緩。通常以電石發(fā)生乙炔總量的98%作為其完全分解的時間。對每邊尺寸為2~8至50~80mm的電石來說,其完全分解的時間變動于5.5~13分鐘之間,其關系如表2—5。
表2—5電石粒度與分解時間的關系
從表中得知,不同粒度的電石,其分解時間也不同。因此在設計乙炔發(fā)生器時,應考慮并規(guī)定電石顆粒的尺寸。如果違反規(guī)定采用小顆粒電石,則發(fā)生器內的氣體壓力迅速增大,部分乙炔就經(jīng)安全閥排入大氣中,造成浪費。當安全閥失效時,就會發(fā)生事故。反之,大塊電石分解速度緩慢,氣體壓力不穩(wěn)定,影響焊接工作的順利進行。
此外,在一般結構的發(fā)生器內,嚴禁使用電石粉(俗稱芝麻電石),因為這種電石粉遇水后立即分解,發(fā)生高熱并結塊,可能促使乙炔自燃。當發(fā)生器內存有空氣時,更會引起燃燒和爆炸。
3.硅鐵雜質
電石一般含有硅鐵雜質。硅鐵摩擦碰撞容易產(chǎn)生火花,往往成為乙炔燃燒爆炸的火源,發(fā)生意外的事故。硅鐵來源于制造電石原料中的雜質,如石灰中含有硅酸以及電爐的電極外殼的鐵質落入爐料內等。
4.電石的毒性
電石的毒性主要表現(xiàn)在電石具有腐蝕作用,接觸皮膚后會引起發(fā)炎和潰爛,象被石灰腐蝕一樣,電石掉入眼睛中是危險的。電石由于含有磷化鈣、砷化氫等雜質,與水作用放出磷化氫和砷化氫,對人體也是有害的。
(二)電石發(fā)生爆炸失火的原因
(1)由于包裝不嚴,電石受潮,桶內空間形成乙炔與空氣的爆炸性混合氣。
(2)桶內電石含有硅鐵,裝運時互相摩擦碰撞,產(chǎn)生火花,或是開啟電石桶方法和使用工具不當,在操作中撞擊而產(chǎn)生火花。
(3)貯存電石的場所地面太低、潮濕或漏水等,電石受潮分解。
(4)電石庫房、乙炔站和電石破碎間積存的電石粉末未能及時清掃和妥善處理,吸收空氣中的水分而分解。
(三)對電石運輸、儲存和使用的安全要求
1.電石的運輸
搬運電石桶時,如發(fā)現(xiàn)電石桶桶蓋密封不嚴等現(xiàn)象,應在室外打開桶蓋放氣后,再將桶蓋蓋嚴。嚴禁在雨天運輸電石。電石桶上應貼上防火防濕的標簽字樣。進出庫搬運電石時應使用小車,輕搬輕放,電石桶不得從滑板滑下或在地面上滾動,防止撞擊摩擦產(chǎn)生火花而引起爆炸。