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Xanthate im Bergbau

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Xanthate sind eine Gruppe von Chemikalien, die typischerweise bei der Sulfidflotation im Bergbau eingesetzt werden.

Gängige Xanthate sind Natriumethylxanthat (SEX), Natriumisopropylxanthat (SIPX), Natriumisobutylxanthat (SIBX) und Kaliumamylxanthat (PAX).

Wo liegt das Risiko?

Xanthate werden im australischen Gefahrgutgesetz (ADG) als selbstentzündlich eingestuft. Sie stellen aufgrund ihrer Beschaffenheit, der großen Mengen, die in der Industrie verwendet werden, und der klimatischen Bedingungen in den meisten Minen in Queensland, in denen sie verwendet werden, eine Reihe von Gefahren dar.

Gefahren durch Xanthate sind unter anderem:

  • Erzeugung giftiger/entzündlicher Zersetzungsprodukte (Schwefelkohlenstoff (siehe unten) und möglicherweise Alkoholdämpfe)
  • Selbstentzündung, bei der giftige Verbrennungsprodukte entstehen (Schwefeldioxid, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid)
  • Explosionen niederer Ordnung durch Entzündung von Zersetzungsprodukten
  • akute Schäden bei Verschlucken oder Absorption erheblicher Mengen durch die Haut
  • akute Reizung bei Einatmen oder Absorption durch die Haut.

Außerdem deuten Tierstudien darauf hin, dass Xanthate nach langfristiger erhöhter Exposition zu chronischen Schäden an der Leber und am neurologischen System führen.
(siehe National Industrial Chemicals Notification and Assessment Scheme (NICNAS) Sodium ethyl xanthate assessment report, Mai 1995, für weitere Informationen)

Ihre Stabilität wird beeinflusst durch:

  • lange Lagerungszeiten bei hohen Temperaturen
  • Feuchtigkeitsgehalt (im hergestellten Produkt und während der Lagerung aufgenommene Feuchtigkeit)
  • Lagerungsdauer und
  • der pH-Wert von Mischungen.

Xanthate sind hygroskopisch und nehmen daher leicht Feuchtigkeit aus der Luft auf, die bei ausreichender Menge die Zersetzung beschleunigen kann (NICNAS Sodium ethyl xanthate, Mai 1995).

Kohlenstoffdisulfid

Wenn sich Xanthate zersetzen, bilden sie Schwefelkohlenstoff (CS2). Dies ist ein brennbares Gas mit Explosionsgrenzen von 1 bis 50 Volumenprozent in Luft und einer Selbstentzündungstemperatur von 90°C. (siehe ILO ICSC-Kartenliste 22 Schwefelkohlenstoff)

Die zeitlich gewichtete durchschnittliche Exposition beträgt 10 ppm (siehe Safe Work Australia Hazardous Substances Information System) mit einem Wert von 500 ppm, der unmittelbar lebens- und gesundheitsgefährdend ist (siehe CDC-NIOSH-Website). Anekdotische Hinweise deuten darauf hin, dass beim einfachen Öffnen von Xanthat-Kartons Werte von bis zu 200 ppm CS2 gemessen wurden.

Es gibt eine umfangreiche Literatur über die Auswirkungen von CS2 mit Studien, die in verschiedenen Ländern durchgeführt wurden. Zu den identifizierten gesundheitlichen Auswirkungen (NICNAS Sodium Ethyl Xanthate, Mai 1995) gehören:

  • Reizung der Augen, der Haut und der Atemwege
  • akute Vergiftungserscheinungen einschließlich Zittern, Erschöpfung, Dyspnoe, Zyanose und Kreislaufkollaps
  • Psychose oder Narkose können bei akuten Konzentrationen von bis zu 500-1000 ppm auftreten

Langfristige Exposition bei hohen Konzentrationen sind verantwortlich für:

  • Wirkungen auf das Nervensystem, einschließlich Symptomen wie Müdigkeit, Schlaflosigkeit, Kopfschmerzen und Reizbarkeit
  • erhöhte Anfälligkeit für Herzkrankheiten, einschließlich Herzinfarkt, Bluthochdruck und Angina pectoris
  • Hinweise auf Augenschäden, Auswirkungen auf die Fortpflanzung und Hörverlust.

Unfälle und Folgen

In Queensland sind Xanthate, gemessen an der Menge, eines der am häufigsten verwendeten Bergbaureagenzien; sie waren in den letzten Jahren in zahlreiche chemische Zwischenfälle verwickelt, darunter:

  • Behälter mit Xanthaten, die sich in Lagerbereichen spontan entzünden
  • Xanthate brechen zusammen und laufen aus ihren Behältern aus
  • Brand im Luftraum eines Xanthat-Lagertanks, ausgelöst durch Schweiß Funken
  • Unbeabsichtigte Vermischung von Xanthat mit Natriummetabisulfit (SMBS) erzeugte eine entzündliche Atmosphäre, die durch einen Funken von einem Werkzeug auf Stahl entzündet wurde
  • Festes Xanthat zersetzt sich schnell, wenn es in Wasser gegeben wird, Dabei entstand eine große giftige Wolke
  • Ein Vakuumpumpenmotor fing Feuer und verursachte eine Explosion niedriger Ordnung in einem Industriesauger, der Xanthatabfälle aus einem Sumpf aufnahm.

Folgen

Zu den Sicherheits- und Gesundheitsfolgen dieser Vorfälle gehörten Inhalationssymptome (Übelkeit und Erbrechen), Schwindel, Verbrennungen, die Evakuierung der umliegenden Gebiete und eine Explosion, die Material bis zu 30 m weit schleuderte.

Zu den möglichen Folgen gehörten schwerwiegende Inhalationssymptome, anhaltende Gesundheitsprobleme und möglicherweise Todesfälle.

Ursachen

Untersuchungen von Unfällen haben häufige Ursachen aufgezeigt, von denen einige bereits in der leicht zugänglichen Literatur (z. B. im NICNAS-Bericht) genannt wurden. Einige der häufigen Ursachen sind:

  • Feuchtigkeit. In Kisten mit festem Xanthat sammelt sich Feuchtigkeit an, wenn sie über einen längeren Zeitraum oder unter feuchten Bedingungen offen stehen, was zu einer Selbstentzündung führt. Auch die Verkürzung des Trocknungsprozesses bei der Herstellung führte dazu, dass Xanthat mit einem hohen Feuchtigkeitsgehalt geliefert wurde.
  • Hohe Temperatur. Xanthat wurde über lange Zeiträume bei hohen Umgebungstemperaturen gelagert, was zu einer verstärkten Zersetzung führte.
  • Dauer der Lagerung. Die Bestände wurden nicht ordnungsgemäß umgeschichtet, so dass alte Bestände über lange Zeiträume „altern“ konnten.
  • Unsachgemäßes Mischen. Die fehlende Kennzeichnung auf dem Innenbeutel des verpackten Xanthats führte zu Verwirrung über den Inhalt, der dann versehentlich dem SMBS hinzugefügt wurde. (Diese Kennzeichnung ist nach dem ADG-Code vorgeschrieben und wurde den bekannten Lieferanten in Queensland mitgeteilt.)
  • Unzureichende Schulung und Verfahren. Die Gefahren von Xanthaten und ihren Abfallprodukten wurden von den Arbeitnehmern nicht erkannt, da sie aufgrund unzureichender Verfahren und Schulungen über Chemikalien und die damit verbundenen Gefahren nicht wussten, welche Gefahren bestehen und wie das Risiko auf einem akzeptablen Niveau gehalten werden kann.

Kontrollen für Gefahren

Befolgen Sie die Hierarchie der Kontrollen, damit das Risiko so niedrig wie vernünftigerweise erreichbar und auf einem akzeptablen Niveau ist. Wenn die Eliminierung oder Substitution von Xanthaten durch weniger gefährliche Reagenzien aufgrund der Metallurgie des Erzes nicht möglich ist, sollten bei der Planung von Maßnahmen gegen die von Xanthaten ausgehenden Gefahren die folgenden Empfehlungen beachtet werden: –

Substitution

Wo dies möglich ist, kann flüssiges durch festes Xanthat ersetzt werden, um Mischschritte im Prozess zu vermeiden.

Technik

  • Lagern Sie Xanthatkisten so, dass eine ausreichende Belüftung gewährleistet ist, um etwaige Dämpfe zu zerstreuen, und stellen Sie sicher, dass sich in den Lagerräumen keine Feuchtigkeit ansammelt.
  • Absaughauben mit Wäschern verwenden, um Xanthatstaub beim Mischen zu beseitigen.
  • Menschen durch den Einsatz von Kränen und anderen Geräten von der Beteiligung am Mischprozess fernhalten.
  • Stellen Sie sicher, dass elektrische Geräte in Xanthat-Misch-, -Lager- und -Reinigungsbereichen den Anforderungen von AS/NZS 2381 Elektrische Geräte für explosionsgefährdete Bereiche – Auswahl, Installation und Wartung – entsprechen.
  • Stellen Sie sicher, dass Fahrzeuge, die für die Reinigung von Gefahrgutabfällen verwendet werden, den Anforderungen des ADG-Codes entsprechen. (Abschnitt 6.9 könnte in Queensland eine Beratung über Gefahrgut durch das Department of Transport and Main Roads erforderlich machen.)
  • Kühlmäntel an allen Lagertanks für flüssiges Xanthat installieren.

Da Xanthatdämpfe und -flüssigkeiten entzündlich sind, könnte AS 1940 Die Lagerung und Handhabung entzündlicher und brennbarer Flüssigkeiten bei der Ermittlung möglicher Kontrollen helfen

Verwaltung

Stellen Sie sicher, dass die Verfahren für Lagerung, Handhabung und Mischen folgende Aktivitäten umfassen:

  • Schulen Sie Ihre Mitarbeiter (einschließlich der entsprechenden Auftragnehmer), um die mit Xanthaten, einschließlich Xanthatabfällen, verbundenen Gefahren zu erkennen.
  • Die Bestände ordnungsgemäß umwälzen (alte Bestände zuerst verbrauchen) und nur minimale Bestände im Bergwerk aufbewahren.
  • Sperrige Xanthat-Säcke erst unmittelbar vor der Verwendung zubereiten.
  • Die CS2-Werte in Bereichen mit bekanntermaßen hoher beruflicher Exposition überwachen.
  • Die Ausrüstung nach dem Mischen und der Verwendung ordnungsgemäß reinigen.
  • Alle Innenbeutel von verpacktem Xanthat gemäß ADG-Code kennzeichnen.

Persönliche Schutzausrüstung

Geeignete Atemschutzmaske oder Frischluftzufuhr, Augenschutz, einschließlich Schutzbrille, und Schutzkleidung, einschließlich Schutzanzügen, Handschuhen und Stiefeln, falls erforderlich.