1、引言

    鋁粉，亦稱銀粉，是一種重要的工業原料和產品，廣泛應用于顏料、油漆、煙花、冶金和飛機、船舶制造業。鋁粉制備生產屬于高危冶煉行業，其生產過程中會產生大量的粉塵，由于鋁粉特有的遇濕易燃特性、點火能量低、爆炸下限范圍小，決定了鋁粉生產過程中存在著極大的火災爆炸危險性。因此，充分了解粉塵爆炸對鋁粉生產過程的危害性并采取一定的防范措施，對鋁粉安全生產是十分必要的。

    2、鋁粉的危險特性

    鋁粉生產過程中的易燃、易爆介質是鋁粉，鋁粉的危害主要體現于其本身屬于乙類可燃性粉末，易吸潮；其在空氣中的爆炸下限37～50mg/m3，*低點火溫度645℃，*小點火能量15mJ，*大爆炸壓力0.415MPa，氮氣中爆炸*低氧含量9%。

    鋁粉粉末在空氣中與空氣混合能形成爆炸性混合物，當達到一定濃度時，遇火星或一定的靜電能量就會發生爆炸。與酸類（如鹽酸、硫酸等）或與強堿接觸能產生可燃性危險氣體（氫氣），易引起燃燒爆炸；與氧化劑混合能形成爆炸性混合物；與氟、氯等接觸會發生劇烈的化學反應。因此鋁粉應嚴禁與酸、堿、氧化劑等物品混合存放。

    3、鋁粉火災的特點鋁粉火災的危險性表現在：在空氣中遇到較小的著火源即能起火燃燒；在空氣中沾有油脂的鋁粉，如長期堆集存放，集熱不散，也易引起自燃或爆炸，而且鋁粉的顆粒度越小爆炸危險性越大，當其在空氣中濃度達到37-50mg／m3時，遇明火即能爆炸。因此，在化學危險物品管理中，鋁粉被列為二級易燃物品。

    鋁粉火災的特點是火焰溫度高、燃燒速度快、爆炸威力大、輻射熱強。燃燒時，一般呈綠藍色火焰，放出銀白色耀眼的強光，爆炸壓力可達6.3公斤／厘米2。對周圍建筑物及人身安全均具有較大的破壞力和危害性。由此可見，撲救鋁粉火災的難度較大。

    4、鋁粉火災的成因及危害

    4.1粉塵爆炸是導致鋁粉火災的主要原因

    4.1.1粉塵爆炸的條件

    鋁粉粉塵極易引起火災爆炸事故。鋁粉粉塵在與足夠的空氣混合后，并在一定的火源作用下，任何超細固體燃料粉塵都會發生爆炸。而且，空氣中懸浮的鋁粉粉狀可燃物完全可能發生擴散型二次爆炸。一般粉塵顆粒越小，越易發生燃燒。

    國內外的研究成果表明，粉塵發生爆炸燃燒事故的條件一般有三種：①可燃性粉塵以適當的濃度在空氣中懸浮，其表面分子與空氣充分接觸，產生熱分解或干餾作用，而成為氣體排放在粒子周圍，形成爆炸性混合物，即人們常說的粉塵云；②有充足的空氣和氧化劑；③要有足夠的引起粉塵爆炸的起始能量，如有火源或者強烈振動與磨擦，具備電暈和火花放電的條件，產生電暈和火花放電的能量必須等于或大于可燃物的*小點火能量。一般，堆積的粉塵不會發生爆炸，但當發生懸浮粉塵爆炸時，初始爆炸的沖擊波會使這些堆積的粉塵揚起形成粉塵云，并被其后的火焰引燃，而發生第二次爆炸，產生更大的爆炸能量，加重火災事故的危害程度。

  4.1.2粉塵爆炸的機理

    鋁粉具有粉塵爆炸危險性的物質之一，其獨特的遇濕易燃特性，以及爆炸極限范圍小，爆炸壓力危害大，是導致鋁粉制備行業潛在危害的重要因素，因此，了解鋁粉的爆炸機理，對于防范鋁粉粉塵爆炸具有深遠的意義。鋁粉粉塵爆炸是一個瞬間的連鎖反應，屬于一個氣固二相流反應，其爆炸過程比較復雜，它將受諸多因素的制約。鋁粉粉塵爆炸的機理（如圖所示）。鋁粉粉塵粒子表面通過熱傳導和熱輻射，從火源獲得能量，使表面溫度急劇升高，達到粉塵粒子加速分解的溫度和蒸發溫度，形成粉塵蒸氣或分解氣體，這種氣體與空氣混合后就容易引起點火（氣相點火）。另外，粉塵粒子本身相繼發生熔融氣化，迸發出微小火花，成為周圍未燃燒粉塵的點火源，使之著火，從而擴大了爆炸范圍，這一過程與氣體爆炸相比就復雜的多。

    4.1.3鋁粉粉塵爆炸的危害

    從鋁粉粉塵爆炸過程可以看出其爆炸有如下特點：

    （1）粉塵爆炸速度或爆炸壓力上升速度比爆炸氣體小，但燃燒時間長，產生的能量大，破壞程度大。

    （2）爆炸感應期較長，粉塵的爆炸過程比氣體的爆炸過程復雜，要經過塵粒的表面分解或蒸發階段及由表面向中心延燒的過程，所以感應期比氣體長的多。

    （3）有產生二次爆炸的可能性。因為粉塵初次爆炸產生的沖擊波會將堆積的粉塵揚起，懸浮在空氣中，在新的空間形成達到爆炸極限濃度范圍內的混合物，而飛散的火花和輻射熱成為點火源，引起第二次爆炸，這種連續爆炸會造成嚴重的破壞。

    鋁粉粉塵爆炸屬于爆炸式燃燒，其危害性巨大，當空氣中粉塵與適量的空氣預混，達到一定濃度范圍，點燃后爆炸就會發生。從機理上粉塵爆炸被認為是一種瞬間的過程，爆炸的結果可能威力極大，造成巨大的破壞，如將整棟建筑物摧毀；因為爆炸時產生的空氣溫度高達2000～3000℃，甚至更高，通常爆炸氣體產生的熱量瞬間內擴散，會引起附近的可燃物質產生高溫后燃燒，既而引發鋁粉火災，加重爆炸的破壞程度。

    如：1963年6月16日，某鋁制品廠磨光車間突然發生猛烈爆炸，整個車間及相鄰的部分包裝車間共678m2廠房頓時被炸塌，造成了19人死亡，24人受傷的慘重事故。導致事故發生的直接原因是由于通風除塵系統設計不當，除塵管道曲率半徑明顯偏小，氣流不暢通，積聚了大量的粉塵，在除塵過程中，受到風力的作用，鋁粉粉塵被擾動，遇到靜電火花引發一次爆炸事故；另外，該廠磨光車間各處積存大量的鋁粉塵，加之天氣高溫，氣候干燥，車間各處積存的大量鋁粉塵突然受震飛揚，形成空間粉塵云，從而釀成了二次爆炸。這起事故雖然發生在20多年前，但是一起相當典型的的鋁粉塵爆炸事故。

   進入八十年代，我國鋁粉冶煉技術不斷發展，但人們對鋁粉粉塵爆炸引發的火災危害性仍認識不足，教訓十分慘重。如1978年1月31日，濟南向陽化工一廠鋁粉車間在更換篩網試車時，因活絡帶上的鐵螺釘與鐵輪摩擦打出火花，引起地面鋁粉燃燒，由于職工缺乏滅火常識，在撲救過程中人員迅速集中到狹窄的車間，致使鋁粉飛揚，引起粉塵爆炸，造成死亡17人，重傷17人，輕傷33人的重大惡性事故。

    以上事故案例充分驗證了鋁粉粉塵的危害性，它所導致的鋁粉火災其危害程度遠大于可燃液體火災。

    4.2靜電火花易引發燃爆事故

    4.2.1靜電火花的產生

    在鋁粉制備生產和輸送過程中，由于鋁粉氣流在設備、管線中的流動，粉體間不斷的接觸、分離、相互摩擦造成的電荷分離，使粉體帶上某種電荷，特別容易帶電，由于物料與管道壁及設備之間產生的摩擦，產生很高的靜電積累。

    鋁粉屬于可燃性粉塵，在氣力輸送和收集過程中，因粉塵顆粒超細，點火能量極低（Emin=15mJ），摩擦起電容易，一旦粉塵達到一定濃度（爆炸下限為37-50mg/m3），*具有爆炸危險，其危害威力相當巨大。

    另外，靜電火花的產生不排除現場使用非防爆工機具，以及無靜電導出設施，操作人員勞保著裝放電所致。

    4.2.2靜電的危害

    靜電在鋁粉制備過程中造成的危害主要是由于它能在物體表面上聚集形成很高的靜電位并容易發生靜電放電火花。通常情況下，鋁粉生產過程中，引起鋁粉火災爆炸的*關鍵因素是靜電，靜電電量雖然不大，但因其電壓很高而容易發生放電，出現靜電火花；國內外很多粉塵爆炸事故案例證明，固體發生該起事故的直接原因是滾筒篩內的鋁粉遇到磨擦而產生的火花引起鋁粉爆炸。同時鋁粉管道和機電設備鋁塵大量沉積，導致揚起的粉塵二次爆炸。經過二十多年科學技術的發展，我國在易燃易爆粉塵研究領域有了較大的認識，也采取了一定的防范措施，但對靜電的危害程度認識的仍然不足，沒有從根本上杜絕靜電危害的根源。如：2005年3月1日上午，某超細鋁粉制備廠在進行鋁粉袋式過濾器接收料罐處清粉作業時突然發生閃爆現象，造成兩名外用工輕度燒傷，因閃爆引發保溫材料及電纜著火，經現場及時撲救，未造成人員傷亡和較大經濟損失。根據現場調查了解，事故發生的直接原因是由于現場清理的粉塵達到爆炸極限，現場清粉作業產生靜電火花，導致閃爆。

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