جونار نوردبرج
الحدوث والاستخدامات
يوجد التيتانيوم (Ti) في العديد من المعادن ، ولكن القليل منها فقط له أهمية صناعية. وتشمل هذه الإلمنيت (FeTiO3) ، الذي يحتوي على 52.65٪ Ti و 47.4٪ FeO ؛ الروتيل (TiO2) ، مع خليط من أكسيد الحديدوز ؛ بيروفسكايت (CaTiO3) ، والذي يحتوي على 58.7٪ TiO2 و 41.3٪ CaO ؛ و sphene ، أو titanite ، (CaOTiO2· SiO2) ، والذي يحتوي على 38.8٪ TiO2. بعض المعادن غير المتجانسة ، مثل اللوباريت ، البيركلور ، ومخلفات البوكسيت ومعالجة خام النحاس قد تكون أيضًا مصادر للتيتانيوم.
يستخدم التيتانيوم كمعدن نقي وفي السبائك وفي شكل مركبات مختلفة. هناك حاجة إلى الجزء الأكبر من التيتانيوم في صناعة الحديد والصلب ، وبناء السفن ، وبناء الطائرات والصواريخ ، وتصنيع المصانع الكيماوية. يستخدم التيتانيوم كسطح واقي للخلاطات في صناعة اللب والورق. توجد أيضًا في الأجهزة الجراحية. تم استخدام التيتانيوم في صناعة الأقطاب الكهربائية وخيوط المصابيح والدهانات والأصباغ وقضبان اللحام. يستخدم مسحوق التيتانيوم في الألعاب النارية وهندسة الفراغ. يستخدم التيتانيوم أيضًا في طب الأسنان وفي جراحة الغرسات أو الأطراف الاصطناعية.
كربيد التيتانيوم و نيتريد التيتانيوم تستخدم في تعدين المساحيق. تيتانات الباريوم يستخدم لصنع المكثفات الثقيلة. ثاني أكسيد التيتانيوم يستخدم كصبغة بيضاء في الدهانات وأغطية الأرضيات والمفروشات والإلكترونيات والمواد اللاصقة والأسقف والبلاستيك ومستحضرات التجميل. وهو مفيد أيضًا كعنصر من مكونات مينا البورسلين والطلاء الزجاجي ، كعامل انكماش للألياف الزجاجية ، وكعامل إزالة الأوساخ للألياف الاصطناعية. رابع كلوريد التيتانيوم يعمل كوسيط في إنتاج معدن التيتانيوم وأصباغ التيتانيوم ، وكمحفز في الصناعة الكيميائية.
المخاطر
تشكيل ثاني أكسيد التيتانيوم (تيو2) والغبار المركز وغبار فحم حجري الناجم عن تكسير وخلط وشحن المواد الخام السائبة والحرارة المشعة من أفران التكويك هي مخاطر في إنتاج التيتانيوم. قد يكون هناك كلور ، رابع كلوريد التيتانيوم (تيكل4) الأبخرة ونواتج الانحلال الحراري الخاصة بها في هواء محطات المعالجة بالكلور والتقويم ، الناتجة عن التسريب أو التآكل في المعدات. قد يكون أكسيد المغنيسيوم موجودًا في هواء منطقة الاختزال. يتطاير غبار التيتانيوم في الهواء عند إخراج إسفنجة التيتانيوم وسحقها وفصلها وتعبئتها في أكياس. يحدث التعرض للحرارة والأشعة تحت الحمراء في منطقة فرن القوس (حتى 3 إلى 5 كالوري / سم2 لكل دقيقة).
تخلق صيانة وإصلاح تركيبات المعالجة بالكلور والتصحيح ، والتي تشمل تفكيك وتنظيف المعدات والأنابيب ، ظروف عمل معاكسة بشكل خاص: تركيزات عالية من TiCl4 الأبخرة ومنتجات التحلل المائي (HCl ، Ti (OH)4) ، وهي شديدة السمية ومهيجة. غالبًا ما يعاني العاملون في هذه المصانع من أمراض مجرى الهواء العلوي والتهاب الشعب الهوائية الحاد أو المزمن. السائل TiCl4 يتسبب تناثره على الجلد في حدوث تهيج وحروق. حتى التلامس القصير جدًا للملتحمة مع TiClXNUMX4 يؤدي إلى التهاب الملتحمة القيحي والتهاب القرنية ، مما قد يؤدي إلى عتامة القرنية. أظهرت التجارب التي أجريت على الحيوانات أن غبار التيتانيوم المعدني ومركزات التيتانيوم وثاني أكسيد التيتانيوم وكربيد التيتانيوم سامة قليلاً. بينما لم يتم العثور على ثاني أكسيد التيتانيوم ليكون ليفيًا في الحيوانات ، يبدو أنه يزيد من التليف في الكوارتز عند إعطائه كتعرض مشترك. قد يؤدي التعرض الطويل الأمد للغبار المحتوي على التيتانيوم إلى أشكال خفيفة من أمراض الرئة المزمنة (التليف). هناك دليل إشعاعي على أن العمال الذين تعاملوا مع TiOXNUMX2 تحدث تغيرات في الرئة لفترات طويلة تشبه تلك التي لوحظت في الأشكال الخفيفة من السحار السيليسي. في أحد العمال الذين عملوا على اتصال بثاني أكسيد التيتانيوم لعدة سنوات وتوفي بسبب سرطان الدماغ ، أظهرت الرئتان تراكمات من أكسيد التيتانيوم.2 ويتغيرات مماثلة لمرض الجمرة الخبيثة. كشفت الفحوصات الطبية لعمال تعدين المساحيق في بلدان مختلفة عن حالات التهاب رئوي مزمن بسبب الغبار المختلط بما في ذلك كربيد التيتانيوم. وتفاوتت درجة الإصابة بهذا المرض حسب ظروف العمل ومدة التعرض للغبار والعوامل الفردية.
يُظهر العمال الذين تعرضوا بشكل مزمن لغبار التيتانيوم وثاني أكسيد التيتانيوم نسبة عالية من التهاب الشعب الهوائية المزمن (التهاب القصبات الداخلية والتهاب محيط القصبات). تتميز المراحل المبكرة من المرض بضعف التنفس الرئوي والقدرة على التنفس ، وانخفاض قلوية الدم. كشفت المخططات الكهربية للقلب لهؤلاء العمال من التيتانيوم عن تغيرات قلبية مميزة لمرض رئوي مع تضخم في الأذن اليمنى. قدم عدد كبير من هذه الحالات نقص الأكسجة في عضلة القلب بدرجات مختلفة ، وتثبيط التوصيل الأذيني البطيني والداخل البطيني ، وبطء القلب.
غبار التيتانيوم المعدني المحمول جواً متفجر.
المخاطر الأخرى في إنتاج التيتانيوم هي التعرض لأول أكسيد الكربون في أفران التكويك والقوس ، والحروق.
إجراءات السلامة والصحة
التحكم في الغبار أثناء تكسير الركاز عن طريق ترطيب المادة المراد معالجتها (ما يصل إلى 6 إلى 8٪ محتوى رطوبة) ، وباعتماد عملية مستمرة ، والتي تمكن الجهاز من إحاطة الأجهزة بأجهزة العادم في جميع النقاط التي قد يتشكل فيها الغبار ؛ يجب ترشيح الهواء المحمل بالغبار وإعادة تدوير الغبار المتجمع. يجب توفير أنظمة عادم الغبار في محطات التعطيل ؛ الكسارات والفواصل والتعبئة في مصنع التيتانيوم الإسفنج. يجب استبدال طرق التقطيع بمطارق التقطيع الهوائية بالتشغيل الآلي على آلات طحن أو خراطة خاصة.