מהי מתכת סיליקון בעצם
מתכת סיליקון, המכונה גם סיליקון תעשייתי או סיליקון מתכתי, היא מוצק כסף-אפור, חצי-מתכתי המיוצר על ידי הפחתת קוורץ עם פחמן בכבשן קשת שקוע בטמפרטורות הרבה מעל 1800 מעלות. הוא נמס בערך ב-1414 מעלות, בעל צפיפות של 2.33 גרם/סמ"ק והוא מסופק כחומר גוש, בדרך כלל בטווח הגדלים של 10 מ"מ עד 100 מ"מ, בדרגות המוגדרות לפי תכולת הטומאה שלהם.
הציונים מסווגים בינלאומיים על ידי תעשיות החשמל והכימיות ובארצית, בסין, תחת GB/T 2881. השמות המוכרים כגון 553, 441, 3303, 2202 ו-1101 הם קיצור של רמות הברזל, האלומיניום והסידן המקסימליות: 553 פירושו Fe עד 5% עד 0% Ca. בעוד ש-1101 פירושו Fe, Al ו-Ca כל אחד ב-0.1% או מתחת. רוב החומר הזה נכנס לסגסוגות אלומיניום, סיליקונים וכתוסף לייצור פלדה, עם חלק קטן יותר של טוהר- גבוה יותר שמעודן עוד יותר לשימוש פוטו-וולטאי ואלקטרוני.
השפעות בריאותיות: אבק וחלקיקים ניתנים לנשימה
מתכת סיליקון מוצקה אינה חומר רעיל. הוא אינו נספג דרך עור שלם, אינו מהווה סכנה רעילה חריפה כאשר הוא מטופל כחומר גוש, ואינו מסווג כסחורה מסוכנת להובלה רגילה. הסיכון הבריאותי בענף זה נובע כמעט כולו מאבק, וזה עניין של מה האבק מכיל ועד כמה הוא עדין.
ריסוק, סינון, שקיות וטעינת תנור מייצרים חלקיקים עדינים. כאשר האבק מכיל סיליקה גבישית ניתנת לנשימה הנישאת מחומרי גלם קוורץ, שאיפה ממושכת ברמה גבוהה- קשורה לסיליקוזיס, מחלת ריאות מתקדמת ועם סיכון מוגבר לסרטן ריאות; סיליקה גבישית לנשימה מסווגת כמסרטן אנושי. אבק שבעיקרו סיליקון אלמנטרי מזיק פחות מסיליקה גבישית אך עדיין פועל כגורם גירוי בדרכי הנשימה, ובריכוזים גבוהים לאורך שנים רבות הוא יכול לתרום לתסמינים כרוניים של דרכי הנשימה. אבק דק באוויר גם מגרה את העיניים ובשילוב עם זיעה עלול לשחוק את העור.
החשיפה הגדולה ביותר: מפעלי ריסוק וסינון, תחנות אריזה, תנור הקשה ויציקה של רצפות, וכל טיפול ידני בקנסות
בקרות עיקריות: מארז ואוורור פליטה מקומי, דיכוי אבק בנקודות העברה, ניקיון ואקום במקום-אוויר דחוס
הגנה אישית: מיגון עיניים, כפפות והגנה על דרכי הנשימה מדורגים עבור חלקיקים עדינים כאשר אוורור אינו יכול לשמור על אוויר נקי
מעקב בריאותי: בדיקות תקופתיות של תפקודי ריאות לעובדים במשימות חשופות לאבק-, עם ניטור אבק מול מגבלות החשיפה התעסוקתיות המקומיות תחת GBZ 2.1
פליטות סביבתיות ותהליכיות
מתכת סיליקון אינרטית מבחינה כימית בתנאי סביבה רגילים ואינה מוציאה אלמנטים מסוכנים כפי שעושה פסולת נושאת מתכות כבדות-. העומס הסביבתי של המוצר יושב בשלב ההיתוך ולא במתכת המוגמרת. ייצור טון אחד של סיליקון תעשייתי צורך כ-11 עד 14 MWh של חשמל יחד עם קוורץ ומפחיתי פחמן, כך שמקור הכוח והיעילות של התנור שולטים בטביעת הרגל הפחמנית של החומר.
הגז של התנור-מכיל פחמן חד חמצני ואדי סיליקה עדינים. מפעלים מודרניים לוכדים את האדים במסנני שקיות ומוכרים את המיקרוסיליקה המעובה כמוצר לוואי ליישומי עקשן ובטון, והם משחזרים או מבעירים את הפחמן החד חמצני לחום וכוח. צללים, אבק מסנן שאינו עומד במפרט, ובוצת מקרצפת רטובה זקוקים לסילוק מבוקר או לשימוש חוזר. במפעל המשתמש, השאריות לניהול הן קנסות סינון וחומר שנשפך, אותם יש לאסוף, לשמור יבש ולהחזיר לכבשן במקום לשטוף לניקוז.
ציונים ומפרטים אופייניים
| צִיוּן | Si (דקה, טיפוסי) | Fe (מקסימום) | אל (מקסימום) | Ca (מקסימום) |
|---|---|---|---|---|
| 553 | 98.5 % | 0.5 % | 0.5 % | 0.3 % |
| 441 | 99.0 % | 0.4 % | 0.4 % | 0.1 % |
| 3303 | 99.3 % | 0.3 % | 0.3 % | 0.03 % |
| 2202 | 99.5 % | 0.2 % | 0.2 % | 0.02 % |
| 1101 | 99.6 % | 0.1 % | 0.1 % | 0.01 % |
הערכים לעיל הם נתונים מסחריים אופייניים והגבולות המדויקים קבועים בחוזה או בתעודת הניתוח עבור כל מגרש. גודל הגוש, תכולת הדק, ניקיון פני השטח ואריזה מוסכם בנפרד, שכן יצרן פלדה ומיתך אלומיניום עשויים לרצות הפצות גודל שונות מאוד מאותה כיתה.
טיפול בטוח בייצור ובשימוש
בכבשן וביציקה, חומרי סיליקון דליקים ויכולים ליצור ענן אבק, ולכן אסור לתת לחומר עדין להצטבר; יש להרחיק מקורות הצתה וחומרי חמצון חזקים. סיליקון מגיב עם אלקליות חזקות ועם חומצה הידרופלואורית, וסדקים רטובים במגע עם אלקלי עלולים ליצור מימן, וזו הסיבה שיש לבחור מי כביסה וחומרי ניקוי בזהירות וללאוורר חללים סגורים ולבדוק גז לפני הכניסה.
בשימוש במורד הזרם החומר נטען לתוך פלדה, אלומיניום או תהליכים כימיים בכמויות מבוקרות, בדרך כלל כחלק ממטען שקול ולא ביד. סיליקון מתכת אינו מגע עם-מזון או חומר צרכני ויש לאחסן אותו יבש באריזה סגורה או בונקרים מכוסים, על בסיס-בראשון-יוצא, מופרד מחומצות, אלקליות וחומרים מחמצנים. עבור לקוחות לייצור פלדה ועמיד, דרגות אלומיניום נמוכות- כגון 3303 ועדין יותר נבחרות בדרך כלל כאשר הכימיה הנותרת של הסגסוגת הסופית חשובה יותר מהעלות לטונה של סיליקון.
שאלות נפוצות
ש: האם מתכת סיליקון רעילה לבני אדם?
לא. כחומר גוש מוצק יש לו רעילות נמוכה ואינו נספג דרך העור; הסכנה האמיתית היא שאיפת אבק עדין, במיוחד אבק המכיל סיליקה גבישית לנשימה.
ש: האם מתכת סיליקון זהה לסיליקון?
לא. מתכת סיליקון היא היסוד הגולמי המשמש לייצור סיליקונים, שהם פולימרים סינתטיים. שני השמות מתארים חומרים שונים ואינם ניתנים להחלפה במפרט.
ש: האם טיפול במתכת סיליקון גורם לסיליקוזיס?
סיליקוזיס נגרמת משאיפת סיליקה גבישית לנשימה, הקיימת בעיקר באבק חומר גלם קוורץ. טיפול סגור, מיצוי וניטור מול מגבלות החשיפה תחת GBZ 2.1 שומרים על סיכון זה בשליטה.
ש: האם אבק מתכת סיליקון יכול להתלקח או להתפוצץ?
אבקת סיליקון עדינה עלולה להישרף, וענן אבק מפוזר יכול להיות חומר נפץ בתנאים הנכונים. ניקיון ביתי טוב, איסוף אבק ובקרה על מקורות הצתה הם אמצעי הזהירות הסטנדרטיים.
ש: האם מתכת סיליקון מזיקה לסביבה?
המתכת עצמה אינרטית ואינה משחררת יסודות רעילים. ההשפעה הסביבתית המשמעותית היא צריכת החשמל והפחמן של ההתכה, יחד עם זרמי האדים והסיגים, המנוהלים על ידי לכידה, על ידי-החזרת מוצרים וסילוק מבוקר.
ש: איזה ציוד מגן דרוש בעת טיפול במתכת סיליקון?
הגנת עיניים וכפפות הן בסיסיות לכל טיפול, ויש צורך בהגנה על דרכי הנשימה המדורגת לחלקיקים עדינים בכל מקום שבו אוורור אינו יכול להחזיק אבק מתחת לגבול החשיפה התעסוקתית.
