49.稀土粉尘(游离SiO2含量<10%)

稀土(rare earth)有“工业维生素”的美称。现如今已成为极其重要的战略资源。稀土元素氧化物是指元素周期表中原子序数为57~71的15种镧系元素氧化物,以及与镧系元素化学性质相似的钪(Sc)和钇(Y)共17种元素的氧化物。稀土元素在军事、科技、电子、石油、化工、冶金、纺织、陶瓷、玻璃、材料等领域都得到了广泛的应用,随着科技的进步和应用技术的不断突破,稀土氧化物的价值将越来越大。

根据稀土元素原子电子层结构和物理化学性质,以及它们在矿物中共生情况和不同的离子半径可产生不同性质的特征,17种稀土元素通常分为两组:

轻稀土包括:镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕钆。

重稀土包括:铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。

按矿物特点分类:

铈组(轻稀土)——镧、铈、镨、钕、钷、钐和铕。

钇组(重稀土)——钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪和钇。

【接触机会】稀土有工业黄金之称,由于其具有优良的光电磁等物理特性,能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料,其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能。比如大幅度提高用于制造坦克、飞机、导弹的钢材、铝合金、镁合金、钛合金的战术性能。而且,稀土同样是电子、激光、核工业、超导等诸多高科技的润滑剂。稀土科技一旦用于军事,必然带来军事科技的跃升。从一定意义上说,美军在冷战后几次局部战争中取得压倒性控制,正缘于稀土科技领域的超人一等。

(1)冶金工业 稀土金属或氟化物、硅化物加入钢中,能起到精炼、脱硫、中和低熔点有害杂质的作用,并可以改善钢的加工性能,稀土硅铁合金、稀土硅镁合金作为球化剂生产稀土球墨铸铁,由于这种球墨铸铁特别适用于生产有特殊要求的复杂球铁件,被广泛用于汽车、拖拉机、柴油机等机械制造业,稀土金属添加至镁、铝、铜、锌、镍等有色合金中,可以改善合金的物理化学性能,提高合金室温及高温力学性能。

(2)石油化工 用稀土制成的分子筛催化剂,具有活性高、选择性好、抗重金属中毒能力强的优点,因而取代了硅酸铝催化剂用于石油催化裂化过程,在合成氨生产过程中,用少量的硝酸稀土为助催化剂,其处理气量比镍铝催化剂大1.5倍,在合成顺丁橡胶和异戊橡胶过程中,采用环烷酸稀土-三异丁基铝型催化剂,所获得的产品性能优良,具有设备挂胶少,运转稳定,后处理工序短等优点,复合稀土氧化物还可以用作内燃机尾气净化催化剂,环烷酸铈还可用作涂料催干剂等。

(3)玻璃陶瓷 稀土氧化物或经过加工处理的稀土精矿,可作为抛光粉广泛用于光学玻璃、眼镜片、显像管、示波管、平板玻璃、塑料及金属餐具的抛光,在熔制玻璃过程中,可利用二氧化铈对铁有很强的氧化作用,降低玻璃中的铁含量,以达到脱除玻璃中绿色的目的,添加稀土氧化物可以制得不同用途的光学玻璃和特种玻璃,其中包括能通过红外线、吸收紫外线的玻璃、耐酸及耐热的玻璃、防X射线的玻璃等,在陶釉和瓷釉中添加稀土,可以减轻釉的碎裂性,并能使制品呈现不同的颜色和光泽,被广泛用于陶瓷工业。

(4)新材料 稀土钴及钕铁硼永磁材料,具有高剩磁、高矫顽力和高磁能积,被广泛用于电子及航天工业,纯稀土氧化物和三氧化二铁化合而成的石榴石型铁氧体单晶及多晶,可用于微波与电子工业,用高纯氧化钕制作的钇铝石榴石和钕玻璃,可作为固体激光材料,稀土六硼化物可用于制作电子发射的阴极材料,镧镍金属是20世纪70年代新发展起来的储氢材料,铬酸镧是高温热电材料,当前世界各国采用钡钇铜氧元素改进的钡基氧化物制作的超导材料,可在液氮温区获得超导体,使超导材料的研制取得了突破性进展。此外,稀土还广泛用于照明光源,投影电视荧光粉、增感屏荧光粉、三基色荧光粉、复印灯粉,在轻纺工业中,稀土氯化物还广泛用于鞣制毛皮、皮毛染色、毛线染色及地毯染色等方面。

(5)农业方面 研究结果表明,稀土元素可以提高植物的叶绿素含量,增强光合作用,促进根系发育,增加根系对养分的吸收。稀土还能促进种子萌发,提高种子发芽率,促进幼苗生长。除了以上主要作用外,还具有使某些作物增强抗病、抗寒、抗旱的能力。

大量的研究还表明,使用适当浓度稀土元素能促进植物对养分的吸收、转化和利用。玉米用稀土拌种,出苗、拔节比对照早1~2天,株高增加0.2m,早熟3~5天,而且籽粒饱满,增产14%。大豆用稀土拌种,出苗提早1天,单株结荚数增加14.8~26.6个,3粒荚数增多,增产14.5%~20.0%。喷施稀土可使苹果和柑橘果实的维生素C含量、总糖含量、糖酸比均有所提高,促进果实着色和早熟。并可抑制储藏过程中呼吸强度,降低腐烂率。

【接尘工种】见《防尘口罩四位一体适用指南》。

【个体接受途径】经呼吸道吸入。

【临床表现】尘肺流行病学资料表明,长期吸入稀土粉尘可引起稀土尘肺、肺纤维病变、肺气肿。

【工作场所空气中容许浓度/职业接触限值】时间加权平均容许浓度(PC-TWA)总尘2.5mg/m3

【个体防御措施】佩戴标准制式防尘口罩。