铸造领域中,砂型铸造约占80%,其中粘土砂和化学粘结剂砂铸造又占砂型铸造的90%以上,而粘土砂与化学粘结剂砂的比例则视各国具体情况而异,大致为1∶1。在粘土砂中,干型砂、表干型砂耗能高,劳动强度大,劳动条件差,生产周期长,生产的铸件尺寸精度差,现已很少应用,预计终将被淘汰;湿型砂却仍富有吸引力,在铸造生产中几乎仍占半壁江山。湿型砂中大多加有煤粉,以改善铸件表面质量,但操作人员对其带来的黑色污染大都习以为常,对浇注、冷却、落砂等过程中,造型材料燃烧和分解产物的污染严重性也往往被低估。表6-22列出了在浇注、冷却或落砂工序中,湿型砂分解产物及其在大气中的存在状况。不管砂型(芯)中有机物是什么类型,其产生的主要燃烧和分解产物有一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、脂肪烃和芳烃,以及悬浮于空气中的微粒物质(烟)。悬浮于空气中的微粒物质可能含有多种多芳烃,包括苯并芘和有关可疑人体致癌物。按国家标准《职业性接触毒物危害程度分级》(GB5044—1985)以及SA8000《社会责任标准》、ISO14000《环境管理体系国际标准》、ISO9000《质量管理体系国际标准》来衡量,我国采用湿型砂生产的企业大都是不符合或当前很难符合要求的。
为什么会产生这些污染物呢?这是因为湿型砂中不仅碳与水在高温下会发生水煤气合成反应:
C+H2O→CO+H2
而且所添加的高挥发性煤粉,在浇注过程中会发生无异于煤被干馏的反应,释放出大量焦炉煤气和煤焦油,其中包括硫化氢(H2S)、氨(NH3)、二氧化硫(SO2)、氰化氢(HCN),大量的烯烃,芳烃(如戌二烯、苯、甲苯、二甲苯、苯胺、苯酚、吡啶、噻粉)和多环芳烃(如萘、蒽、芘)等,还包括三大最强致癌物之一的α-苯并芘(另外两种是亚硝胺和黄曲霉素)及其类似物,以及外源性“生物激素”二恶英和呋喃等,也可能存在一些低浓度的、未探明的有毒物质。(www.daowen.com)
表6-22 湿型砂的分解产物及其在大气中的存在状况
注:A—在浓度较大时可能检测出来;B—有可能形成,浓度可能较高,依工艺参数而定;C—可检测出来,预计浓度很低。
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