段慧杰， 张德康

（西安航天化学动力厂，陕西 西安 710025）

球形铝粉由于形状规整、表面光滑、活性铝含量高、产品质量稳定等优点，在军品推进剂配方中得到普遍应用。随着我国经济的飞速发展和引进技术的不断增加，以球形铝粉为原料的民用产品市场不断扩大［1-2］。尤其是在汽车工业及绿色新能源领域，球形铝粉作为车用高级铝粉颜料和太阳能光伏电池背板导电浆的基本原料，用量每年大幅增加［3］。球形铝粉的生产加工中容易发生安全事故，给生产企业造成不可挽回的损失。

本文主要根据球形铝粉的性能介绍球形铝粉的安全使用，避免由铝粉燃烧爆炸引起安全事故和长期吸入铝粉造成的职业病。

1 球形铝粉的基本性能

球形铝粉生产过程处于全封闭、氮气保护状态。原材料为优质铝，产品活性铝质量分数大于98%，具有很好的球形度。其表面有一层质密的氧化铝薄膜，保护里层的单质铝不被氧化。市场常用的球形铝粉中粒径（d50）一般在2μm～250μm，比表面积一般在1 000m2/kg。铝的熔点为636℃，球形铝粉的松装密度一般在0.7g/cm3～1.4g/cm3，振实密度一般在1.3g/cm3～1.7g/cm3。铝是一种两性金属，活性很强，可以和酸、碱以及纯水发生反应，释放出热量和氢气，其氧化物是一种两性氧化物。当球形铝粉表面氧化层破坏后，由于比表面积大，故化学反应能力极强。球形铝粉的最小着火能量为5×10-2J，最低爆炸极限浓度是25g/m3，飞扬在空气中的球形铝粉具有极强的爆炸性。球形铝粉和水、酸及碱反应产生的氢气，有很强的燃烧危险性。

2 球形铝粉的安全危害

2.1 铝粉的燃烧爆炸危险性

1）铝是典型的两性金属，制成球形粉末后，因比表面积增大而化学性能更加活泼。粒径越细，越容易发生化学反应。铝粉遇少量水和受潮也会发生化学反应。在铝粉发生化学反应时会释放出氢气和热量，如果积热不散，容易引起燃烧和爆炸。

2）铝粉粉尘与空气混合时，遇火星会发生爆炸和燃烧。与其他氧化剂混合，也能形成爆炸混合物。

3）铝粉爆炸的危险性与粉末颗粒尺寸有直接关系。粉末颗粒粒径越小，越易爆炸，爆炸威力越大。在常温，只和空气接触条件下，粒径大于0.075mm（200目）的铝粉，较难起爆；0.045mm～0.075mm（200目～325目）的铝粉粉末，在相对小的浓度下，就有爆炸性；小于0.045mm（-325目）的铝粉粉末，在很小的浓度就有特别强的爆炸特性。

2.2 铝粉的职业健康危害

1）长期接触并吸入铝粉可导致铝尘肺，表现为消瘦，极易疲劳、咳嗽、呼吸困难、咳痰等。

2）铝粉进入人眼内，可发生局灶性坏死，眼角膜色素沉积，晶体被膜改变及玻璃体混浊，对人的视力产生影响。

3）铝粉对人的鼻腔、口腔、性器官黏膜有一定的刺激性，甚至能发生溃疡。铝粉也可引起人的痤疮、湿疹、皮疹。

4）长期接触并吸入铝粉会影响人的神经系统，使记忆力衰退，最终导致老年痴呆症。

3 生产应用中常见的安全问题

1）铝粉生产的设备密封不严，铝粉泄漏，在空气中悬浮，达到爆炸极限，遇明火或火花引起爆炸。

2）铝粉生产加工中，粉尘收集系统潮湿或积水，集聚在收集系统中的铝粉粉尘可能发生自燃，甚至爆炸。

3）检修设备前，没有清理沉积在设备上的铝粉粉尘以及排除悬浮在空气中的铝粉粉末，动火（如电焊等）维修时易造成铝粉粉尘爆炸。

4）铝粉生产中的设备没有进行接地而产生静电，或从事生产的人员身体带静电，引起铝粉粉尘爆炸。

5）加工铝粉的机械设备旋转部位过热，或操作时机械设备撞击产生火花，引起铝粉爆炸燃烧。

6）深加工球形铝粉的设备（如球磨机）密封不严，进入空气，或在空气中研磨深加工，缺少必要的保护措施，造成铝粉的自燃爆炸。

7）球形铝粉储存不合理，铝粉发生化学反应形成热量聚集，会加速氧化反应的产生，促进其自燃，严重时引起爆炸。

8）堆积的球形铝粉发生安全事故后，扑救不正确，铝粉飞扬到空气中，形成铝粉的第2次爆炸。

9）接触铝粉的员工，长期无正确的安全防护措施和安全护具保护，引起职业病。

4 预防安全事故发生的注意事项

1）在生产加工球形铝粉的场所采取各种措施，避免铝粉粉尘飞扬。特别要保证设备管道的密闭性，防止铝粉粉尘在空气中悬浮达到爆炸极限。条件允许时，在生产现场应配备粉尘浓度报警装置。

2）严格控制铝粉粉尘在加热、排风和空调等设备处的集聚。

3）铝粉粉尘收集系统要确保绝对干燥，严禁靠近火源和高温设备。

4）必须经常对生产车间进行铝粉粉尘清理。清理集聚的铝粉粉尘时，严禁使用压缩空气吹喷。如要用吸尘器等电器进行粉尘清除，电器必须防爆。

5）严禁各种火源、火种、发火材料和产生火花的设备进入铝粉生产加工场地。如设备检修需要动火，必须首先彻底清除铝粉粉尘。

6）对加工生产铝粉的旋转设备要有日常的检查保养措施，定期润滑，防止设备发生过热现象。设备操作中，严防机械撞击产生火花而导致铝粉燃烧爆炸事故。

7）在生产加工球形铝粉的场所，凡是接触铝粉的地点，应采用无电火花产生的电气设备。对加工生产铝粉的设备必须采取接地措施，定期检测接地状况。

8）生产加工球形铝粉的人员，应穿防静电的服装和鞋子。接触粉尘的人员，要佩戴防尘口罩和防护眼镜。进入生产场地时，应有导去人体静电的设施［4］。

9）接触铝粉粉尘的人员，在每天工作结束后应进行沐浴清洁。每年定期对相关人员进行职业健康体检，以免形成职业疾病。

10）在生产加工铝粉的设备内，可采取通入干燥惰性气体的办法防止铝粉氧化。氧含量越低，铝粉加工生产越安全。球磨加工铝粉时，可用烃类作为研磨介质，防止铝粉和空气直接接触。

11）球形铝粉应存放在干燥通风的库房内，远离火种及热源，防止阳光直射。铝粉包装应密封完好，一定要与氧化剂、酸类、碱类分开存放。搬运铝粉时应轻装轻卸，防止包装破损。运输铝粉的车辆箱体应防雨防潮，严禁和酸、碱、氧化剂同车运输。

12）铝粉着火时，不能用水和有冲击力的灭火器扑救。水和铝粉会发生剧烈反应；冲击会使铝粉升起形成粉尘云，发生二次爆炸。通常使用干沙、滑石粉和其他惰性材料扑救。

5 结束语

正确认识球形铝粉的安全危险性，在实际生产中采取有效措施，以预防为主，排除可能形成安全隐患的因素，可以避免安全事故的发生。生产安全稳固，有利于企业的长期良性发展，也是获取经济效益的坚实基础。

［1］ 候林法.复合固体推进剂［M］.北京：宇航出版社，1994.

［2］ 赵衡阳.气体和粉尘爆炸原理［M］.北京：北京理工大学出版社，1996.

［3］ 胡双启，张景林.燃烧与爆炸［M］.北京：兵器工业出版社，1992.

［4］ 徐幼和.铝与人体健康［J］.有色金属加工，1998（1）：28-30.