Ksantany to grupa substancji chemicznych używanych zazwyczaj do flotacji siarczków w zastosowaniach górniczych.

Powszechne produkty ksantatowe to ksantat etylowy sodu (SEX), ksantat izopropylowy sodu (SIPX), ksantat izobutylowy sodu (SIBX) i ksantat amylowy potasu (PAX).

Gdzie występuje ryzyko?

Ksantaty są sklasyfikowane jako podatne na samozapłon w Australijskim Kodeksie Towarów Niebezpiecznych (ADG). Stanowią one szereg zagrożeń ze względu na ich naturę, ogromne ilości stosowane w przemyśle oraz warunki klimatyczne w większości kopalń w Queensland, w których są one stosowane.

Zagrożenia związane z ksantatami obejmują, ale nie są ograniczone do:

• produkcja toksycznych/palnych produktów rozkładu (dwusiarczek węgla (patrz poniżej) i potencjalnie, opary alkoholu)
• spontaniczne spalanie, które tworzy toksyczne produkty spalania (dwutlenek siarki, tlenek węgla i dwutlenek węgla)
• wybuchy niskiego rzędu w wyniku zapłonu produktów rozkładu
• ostre uszkodzenie w przypadku połknięcia lub wchłonięcia przez skórę w znacznej ilości
• ostre podrażnienie w przypadku wdychania lub wchłonięcia przez skórę.

W dodatku, badania na zwierzętach wskazują, że ksantany są związane z przewlekłym uszkodzeniem wątroby i układu neurologicznego po długotrwałym podwyższonym narażeniu.
(patrz National Industrial Chemicals Notification and Assessment Scheme (NICNAS) Sodium ethyl xanthate assessment report, May 1995, for further information)

Na ich stabilność wpływa:

• długie okresy przechowywania w wysokiej temperaturze
• zawartość wilgoci (w produkcie wytworzonym i wilgoci wchłoniętej podczas przechowywania)
• długość przechowywania i
• odczyn pH wszelkich mieszanin.

Ksantaty są higroskopijne, więc łatwo absorbują wilgoć z powietrza, która przy wystarczająco wysokim poziomie może przyspieszyć rozkład (NICNAS Sodium ethyl xanthate, maj 1995).

Dwusiarczek węgla

Gdy ksantaty ulegają rozkładowi, wytwarzają dwusiarczek węgla (CS2). Jest to gaz łatwopalny o granicy wybuchowości od 1% do 50% objętości w powietrzu, a temperatura samozapłonu wynosi 90°C. (patrz lista kart ILO ICSC 22 Dwusiarczek węgla)

Średnie ważone czasem narażenie wynosi 10ppm (patrz Safe Work Australia Hazardous Substances Information System) z wartością natychmiastowo niebezpieczną dla życia i zdrowia 500ppm (patrz strona CDC-NIOSH). Anegdotyczne dowody sugerują, że odczyty do 200ppm CS2 zostały zmierzone podczas otwierania pudełek ksantanu.

Istnieje obszerna literatura na temat skutków CS2 z badań przeprowadzonych w różnych krajach. Zidentyfikowane skutki zdrowotne (NICNAS Sodium Ethyl Xanthate, maj 1995) obejmują:

• podrażnienie oczu, skóry i dróg oddechowych
• ostre skutki zatrucia, w tym drżenie, prostrację, duszność, sinicę i zapaść naczyniową
• psychozę lub narkozę mogą wynikać z ostrych poziomów do 500-1000ppm

Długotrwałe narażenie na wysokie poziomy jest odpowiedzialne za:

• skutki dla układu nerwowego, w tym objawy zmęczenia, bezsenność, bóle głowy i drażliwość
• zwiększoną podatność na choroby serca, w tym atak serca, wysokie ciśnienie krwi i dławicę piersiową
• związki z uszkodzeniem oczu, skutki reprodukcyjne i utratę słuchu.

Incydenty i wyniki

W Queensland ksantany są jednym z najczęściej używanych odczynników górniczych, według objętości; były one zaangażowane w wiele incydentów chemicznych w ostatnich latach, w tym:

• Skrzynki z ksantatami ulegające samozapłonowi w magazynach
• Psucie się ksantatów i wycieki z ich skrzynek
• Pożar w przestrzeni powietrznej zbiornika magazynowego z ksantatami zapalony przez spawanie iskry
• Przypadkowe zmieszanie ksantanu z metabisiarczynem sodu (SMBS) stworzyło łatwopalną atmosferę, która została zapalona iskrą z narzędzia na stali
• Solidny ksantan szybko rozkładający się po dodaniu do wody, tworząc duży toksyczny pióropusz
• Zapalił się silnik pompy próżniowej i spowodował eksplozję niskiego rzędu w przemysłowej ciężarówce próżniowej usuwając odpady ksantatowe ze studzienki.

Konsekwencje

Konsekwencje tych zdarzeń w zakresie bezpieczeństwa i zdrowia obejmowały objawy wziewne (nudności i wymioty), zawroty głowy, oparzenia, ewakuację okolicznych obszarów oraz eksplozję, która spowodowała wyrzucenie materiału na odległość do 30 m.

Potencjalne konsekwencje mogły obejmować poważne objawy inhalacyjne, ciągłe problemy zdrowotne i możliwe ofiary śmiertelne.

Przyczyny

Dochodzenia w sprawie incydentów uwydatniły wspólne przyczyny, w tym niektóre wcześniej zidentyfikowane w łatwo dostępnej literaturze (np. raport NICNAS). Niektóre z tych wspólnych przyczyn obejmują:

• Wilgoć. Pudełka ze stałym ksantanem gromadziły wilgoć, gdy pozostawały otwarte przez dłuższy czas lub w wilgotnych warunkach, co prowadziło do samozapłonu. Również skrócenie procesu suszenia podczas produkcji prowadziło do dostarczania ksantatu o wysokiej zawartości wilgoci.
• Wysoka temperatura. Ksantat był przechowywany w wysokiej temperaturze otoczenia przez długi okres, co prowadziło do zwiększonego rozkładu.
• Długość przechowywania. Zapasy nie były odpowiednio rotowane, co pozwalało na „starzenie się” starych zapasów przez długi okres czasu.
• Niewłaściwe mieszanie. Brak etykiety na wewnętrznej torebce ksantanu w pudełku doprowadził do nieporozumień co do zawartości, która została następnie nieumyślnie dodana do SMBS. (Takie oznakowanie jest wymagane przez kodeks ADG i zostało przekazane znanym dostawcom w Queensland.)
• Słabe szkolenie i procedury. Zagrożenia związane z ksantatami i ich produktami odpadowymi nie zostały zidentyfikowane przez pracowników, ponieważ nieodpowiednie procedury i szkolenia w zakresie chemikaliów i związanych z nimi zagrożeń spowodowały, że nie wiedzieli oni o zagrożeniach ani o tym, jak utrzymać ryzyko na akceptowalnym poziomie.

Kontrola zagrożeń

Postępować zgodnie z hierarchią kontroli, tak aby ryzyko było tak niskie, jak to jest racjonalnie osiągalne i na akceptowalnym poziomie. Gdy eliminacja lub zastąpienie ksantatów mniej niebezpiecznymi odczynnikami nie jest wykonalne ze względu na metalurgię rudy, należy rozważyć następujące zalecenia dotyczące kontroli podczas projektowania zagrożeń powodowanych przez ksantaty –

Zastępowanie

Gdzie jest to wykonalne, należy zastąpić ksantat ciekły ksantatami stałymi, aby wyeliminować etapy mieszania w procesie.

Inżynieria

• Przechowywać pojemniki z ksantatami w sposób umożliwiający wystarczającą wentylację w celu rozproszenia oparów i zapewnić obszary przechowywania zapobiegające gromadzeniu się wilgoci.
• Używać wyciągów z płuczkami w celu wyeliminowania pyłu ksantatowego z mieszania.
• Usuwać ludzi od udziału w procesie mieszania za pomocą dźwigów i innego sprzętu.
• Upewnić się, że sprzęt elektryczny w obszarach mieszania ksantanu, magazynowania i sprzątania jest zgodny z normą AS/NZS 2381 Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem – wybór, instalacja i konserwacja.
• Upewnić się, że pojazdy używane do sprzątania odpadów towarów niebezpiecznych spełniają wymagania Kodeksu ADG. (Sekcja 6.9 może wymagać porady w sprawie towarów niebezpiecznych, w Queensland, od Departamentu Transportu i Dróg Głównych.)
• Zainstalować płaszcze chłodzące na wszelkich zbiornikach magazynowych ciekłego ksantanu.

Ponieważ opary i ciecze ksantatowe są łatwopalne, AS 1940 Przechowywanie i postępowanie z cieczami łatwopalnymi i palnymi może pomóc w określeniu możliwych kontroli

Administracja

Upewnić się, że procedury przechowywania, postępowania i mieszania obejmują następujące czynności:

• Przeszkolić pracowników (w tym odpowiednich wykonawców) w zakresie identyfikacji zagrożeń związanych z ksantatami, w tym odpadami ksantatowymi.
• Właściwie rotować zapasy (stare zapasy zużywać w pierwszej kolejności) i utrzymywać minimalne zapasy w kopalni.
• Przygotowywać nieporęczne worki z ksantatami tylko bezpośrednio przed użyciem.
• Monitorować poziomy CS2 w obszarach znanych z wysokiego poziomu narażenia zawodowego.
• Właściwie czyścić sprzęt po mieszaniu i użyciu.
• Oznakować wszystkie wewnętrzne worki z ksantatami w pudełkach zgodnie z wymaganiami kodu ADG.

Środki ochrony indywidualnej

Zawierać odpowiedni aparat oddechowy lub maskę z dopływem świeżego powietrza, ochronę oczu, w tym gogle, oraz odzież ochronną, w tym kombinezony, rękawice i buty o odpowiednim stopniu ochrony, jeżeli jest to konieczne.