鑄造生產(chǎn)中，由于各個鑄造車間的生產(chǎn)條件不一定相同，所出現(xiàn)的污染內(nèi)容也不盡相同，大約有如下幾種：廢物、廢氣、廢水、粉塵、振動和噪聲等。

　　(一)廢物

　　鑄造車間排出的廢物指固態(tài)廢棄物，主要有熔煉時的爐渣、鑄型的廢砂、除塵器收集的灰塵和污泥，以及碎石等各種雜物。表7.13是不同的鑄造合金，每生產(chǎn)lt鑄件產(chǎn)生的廢物的數(shù)量。表7.14為鑄鐵件生產(chǎn)時不同工段產(chǎn)生的廢物數(shù)量。

　　不同鑄造合金廢棄物產(chǎn)量

　　鑄鐵件生產(chǎn)的各工段廢棄物產(chǎn)生量

　　調(diào)查統(tǒng)計顯示，酸性沖天爐爐渣約占鐵液質(zhì)量的5%一10%，熔化n鐵液排出爐渣約50～lOOkg~，采用粘土砂工藝，生產(chǎn)1t鑄件產(chǎn)生廢砂約500一。700kg。應(yīng)用樹脂砂工藝，生產(chǎn)lt鑄件產(chǎn)生廢砂約100～300kg。廢砂量的多少取決于車間管理水平及舊砂再生裝置的效率，也與除塵系統(tǒng)的完善程度有關(guān)。應(yīng)用塊煤對型芯進行烘干，lt鑄件耗煤量約為130～150kg，烘窯的排渣量約為30～50.kg/t(與烘窯結(jié)構(gòu)有關(guān))。

　　鑄造車間固態(tài)廢物的化學(xué)成分見表7.15。

　　表7.15鑄造車間廢物的主要化學(xué)成分 (單位：%)

　　這些固態(tài)廢物屬產(chǎn)業(yè)廢物。有可能造成的污染有如下幾個方面：對大氣有污染、廢物中的細顆粒會攜帶有害物質(zhì)隨風(fēng)飄揚，并在大氣中擴散，廢物中某些有機物質(zhì)在生物分解中會產(chǎn)生惡臭，所含的病原菌進入人體使人致病;對土壤造成污染，廢棄物占用大量土地，滲透液和濾液中所含的有害物質(zhì)會改變土壤和地質(zhì)，影響土壤中微生物的活動，妨礙植物生長并在植物內(nèi)積蓄，最終危害人體健康;對水體的污染更大，將會嚴重影響魚類及水生物和水面農(nóng)作物的生長，危害人類的健康和水資源的利用。廢物的隨意堆積不僅有礙環(huán)境的美觀、而且惡化了作業(yè)的環(huán)境。

　　我國的工業(yè)三廢排放試行標準中指出：“凡已有綜合利用經(jīng)驗的廢渣，如：高爐礦渣、金剛渣、粉煤灰、硫鐵渣、赤泥、自泥、洗煤泥、硅錳渣、鉻渣等，必須納入工藝設(shè)計，基本建設(shè)與產(chǎn)品生產(chǎn)計劃，實行一業(yè)為主、多種經(jīng)營、不得任意丟棄”。“廢渣堆放場所，要盡量少占和不占農(nóng)田，要防止揚散，.以防止對大氣、水源和土壤的污染”。“對含汞、鎘、砷、六價鉻、氧化物、黃磷及其它可溶性劇毒廢渣，必須具有防水、防滲措施的存放場所，并禁止埋人地下與排入地面水體。” -

　　廢物處理的基本方法有：

　　1.預(yù)處理方法包括篩分法、破碎法、粉磨法、濃縮脫水等。

　　2.物理處理方法包括重力分選法、浮選法、磁選法、電場分選法、揀選法、摩擦與彈道選法等。

　　3.化學(xué)處理方法 包括焚燒法、熱分解法、熱化學(xué)處理法、熔劑浸出法、

　　4.生物化學(xué)處理法包括堆肥化法、纖維素糖化法、沼氣化法、細菌浸出法等。

　　5.固化處理方法包括水泥基固化法、石灰基固化法、熱塑性材料固化法、有機聚合固化法、自膠結(jié)固化法、玻璃固化法、水玻璃固化法等。

　　采用砂型進行鑄造生產(chǎn)，澆鑄后的型砂被稱為舊砂，其中一部分因各種物理和化學(xué)變化使其不能再繼續(xù)使用而作為拋棄不用的廢砂，可列為資源供其它需要使用;另一部分則通過舊砂再生工藝處理，使單顆砂粒恢復(fù)到接近新砂的物理性能，成為再生砂投入鑄造生產(chǎn)的循環(huán)使用。

　　(二)廢氣

　　鑄造生產(chǎn)中熔化鑄鐵的沖天爐、熔煉鑄鋼的電弧爐、工頻爐和烘烤鑄型的燃煤烘窯、澆注開型等是產(chǎn)生廢氣的主要來源，高溫廢氣攜帶大量煙氣、煙塵和CO、SO，、氟化物等有害氣體排入大氣，造成空氣污染。表7—16為沖天爐煙氣成分。表7一17為電爐煙氣成分。

　　沖天爐煙氣的成分

　　電爐煙氣成分

　　鑄造使用的焦炭，其主要成分是固定碳，硫的燃燒產(chǎn)生大量廢氣，當燃燒系數(shù)刁：O.6時，1kg碳燃燒耗氧約1.5Nm。(標立方米)，相當于耗空氣5.64Nm。，此時產(chǎn)生O.75。Nm。的CO、1.12Nm。的CO：，廢氣量為5.64+0.75+1.12=7.51Nm3若焦炭中固定碳的質(zhì)量分數(shù)為90%，則叼=0.6時，l堍焦炭燃燒產(chǎn)生0.68Nm3的CO、1。Nm。的CO：，則廢氣量為6.。70Nm3，lkg焦炭最大含硫量為8g，鑄造焦炭中硫的質(zhì)量分數(shù)小于0。8%，在酸性沖天爐中，焦炭中的硫59%用于鐵液增硫，7%進入爐渣，34%進入爐氣。因而lk只焦炭中有8×O.34：2.’72g的硫生成SO：，其量為5.44g。為稀釋爐渣，熔煉時加入螢石，其主要成分為caF2(質(zhì)量分數(shù)約80%)。

　　目前國內(nèi)鑄造廠家，樹脂砂工藝多采用呋喃樹脂，在化學(xué)構(gòu)成上可分為無酚與有酚兩大類，在鑄造生產(chǎn)過程中有化學(xué)污染物產(chǎn)生，析出的物質(zhì)彌漫在車間和進入大氣將傷害人體健康。

　　樹脂和固化劑在型砂硬化過程中發(fā)生聚合反應(yīng)，有污染物析出，可能析出的物質(zhì)見表7.19。

　　7-19型砂硬化階段可能產(chǎn)生的析出物

　　鑄型澆注后，在鑄型不同厚度處，由于升溫不同，氧氣供應(yīng)情況不同，樹脂固化劑的聚合物發(fā)生干餾、燃燒、焦化，有各種污染物析出，見表7.20。

　　7-20澆注階段可能產(chǎn)生和析出物

　　表7.22為我國和俄羅斯、日本、美國的鑄造車間常見有害物的最高容許濃度，即工人工作地點空氣中有害物質(zhì)所不應(yīng)超過的數(shù)值。

　　表7.23為我國1973年頒布的GBJ4.73《工業(yè)企業(yè)“三廢”排放試行標準》中規(guī)定的幾種有害物質(zhì)的排放標準。它規(guī)定了發(fā)生源排放污染的濃度或數(shù)量，使有害物質(zhì)排出后，經(jīng)大氣的混合、擴散和稀釋作用，所含毒物不致對居民健康和環(huán)境造成危害，目的是約束污染物、保證環(huán)境衛(wèi)生標準的實現(xiàn)。

　　7.23我國幾種有害物質(zhì)的排放標準

　　空氣污染主要的危害有兩個方面。一是對人體健康的危害，空氣中的懸浮粒子(塵埃、礦物粉塵、重金屬元素等)通過呼吸系統(tǒng)進入人體，引起局部刺激、中毒、病毒感染，嚴重影響健康;二是對工業(yè)的危害，污染物(灰塵、水分、淤泥)粘附在氣動設(shè)備、液壓設(shè)備、儀器設(shè)備上，使其不能正常運行，造成振動和噪聲甚至損壞機器，導(dǎo)致事故，另外，大氣中的灰塵污染建筑場并腐蝕金屬和混凝土等結(jié)構(gòu)材料，使其剝離脫落，形成孔洞或產(chǎn)生裂紋，在建筑物表面產(chǎn)生污點。

廢氣必須凈化后達到排放標準才能排人大氣，凈化的基本方法有：

　　1.吸收法用適當?shù)奈談?，從廢氣中選擇性地吸收除去氣態(tài)污染物以消

　　除污染。

　　2.吸附法利用多孔性固體吸附劑處理流體混合物，使其中所含的一種或數(shù)種組分吸附于固體表面上，以達到分離污染物的目的。根據(jù)機理不同有物理吸附(利用分子間的引力)、化學(xué)吸附(即活性吸附)兩種途徑。

　　3.催化法利用催化劑大大加快化學(xué)反應(yīng)速率，使反應(yīng)能在低得多的溫度下進行，使廢氣中不易除去的氣態(tài)污染物變成易于除去的物質(zhì)，以便回收利用或轉(zhuǎn)變成無害的物質(zhì)。

　　4.燃燒法用燃燒的方法來銷毀可燃氣態(tài)污染物(主要是有機態(tài)污染物)，如蒸汽或煙塵，使之成為無害物質(zhì)，主要適用于含有機溶劑及碳氫化合物的廢氣凈化處理。

　　5.冷凝法利用物質(zhì)在不同的溫度下具有不同的飽和蒸汽壓這一性質(zhì)，采用降低系統(tǒng)溫度，或提高系統(tǒng)的壓力，或是降溫又升壓的方法，使處于蒸汽狀態(tài)的污染物冷凝而從廢氣中分離出來。

　　(三)廢水

　　水在社會循環(huán)過程中，由于使用，水中混進了各種污染物而喪失了使用的價值，廢棄外排的水稱為廢水。

　　1.廢水的來源鑄造生產(chǎn)的廢水來源有以下幾種：

　　(1)沖天爐、電爐等熔煉爐的濕式除塵器所排出的廢水。

　　(2)熔煉爐爐渣?；幚硭懦龅膹U水。

　　(3)砂處理工部濕法再生系統(tǒng)和濕式除塵器所排出的廢水。

　　(4)清理工部濕式除塵器所排出的廢水。

　　(5)車間環(huán)境捕集粉塵和有害氣體的濕式裝置所排出的廢水。

　　(6)壓鑄機、空壓機等機械流出來的混有機械油的廢水。

　　(7)由于酸洗、化學(xué)分析等所排出的酸性或堿性廢水。

　　(8)螢光滲透探傷所排出的廢水及其它的清洗用排出的廢水。

　　2.廢水的污染廢水造成的污染物和危害有以下幾個方面：

　　(1)固體污染物。它包括固體溶解物、懸浮物、膠體物質(zhì)等。

　　(2)有機污染物。在生活污水和工業(yè)廢水中的絕大多數(shù)有機物，在微生物作用下可逐漸分解轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水、硝酸鹽等簡單的無機物質(zhì)，此即生物的可降解性。有機物的分解過程需要消耗大量氧氣，當水中的氧濃度低于某一限值時水生動物的生活就受到影響，以致死亡。當溶解氧消耗殆盡時，厭氧微生物就進行厭氧分解，代謝產(chǎn)物中的硫化氫、硫酸、氨等散發(fā)刺鼻惡臭，有些對生物還有致毒作用。在缺氧的還原環(huán)境中產(chǎn)生的硫化鐵使水墨黑、底泥冒泡，泥片向水面泛起，發(fā)生水質(zhì)腐敗現(xiàn)象，嚴重污染環(huán)境。

　　(3)有毒污染物。廢水中有毒的污染物有無機化學(xué)毒物(主要有重金屬離子、氰化物、氟化物、亞硝酸鹽等);有機化學(xué)毒物(常見的有酚、醛、苯、硝基化合物、多氯聯(lián)苯和有機農(nóng)藥等);放射性毒物三大類。毒物對生物的效應(yīng)有急性中毒和慢性中毒，嚴重危害人體健康。

　　(4)生物污染物。指廢水中的致病性微生物和其它有害的有機物。

　　(5)酸堿污染物。指進入廢水的無機酸和堿造成的，一般借助pH反映其含量水平，其危害主要是對金屬及混凝土結(jié)構(gòu)材料的腐蝕，使土壤鹽堿化，抑制生化反應(yīng)嚴重時導(dǎo)致死亡。

　　(6)營養(yǎng)性污染物。多量的氮和磷促使藻類和生物大量繁殖。

　　(7)其它還有熱污染(水溫過高)、油類污染、有害氣體污染和感官污染等。

　　對于廢水水質(zhì)的控制，基本要求是能夠滿足廢水再次使用(循環(huán)使用與繼續(xù)再用)對水質(zhì)的要求;能夠滿足有價物質(zhì)的回收工藝對水質(zhì)的要求;能夠滿足廢水直接排放對水質(zhì)的要求。

　　工業(yè)廢水有害物質(zhì)最高容許排放的濃度分為兩類：第一類，能在環(huán)境或動物體內(nèi)蓄積而對人體健康產(chǎn)生長遠影響的有害物質(zhì)，含此類有害物質(zhì)的廢水，在車間或車問處理沒備排出口應(yīng)符合表7.24規(guī)定的標準，不得用稀釋方法代替必要的處理。第二類，其長遠影響小于第一類的有害物質(zhì)，在工廠排出口的水質(zhì)應(yīng)符合表7.25的規(guī)定。

　　7.24工業(yè)廢水最高容許排放濃度(一)

    二級處理主要解決可分解或氧化的有機溶解物或部分懸浮固體物的污染問題，常采用生物處理或添加凝聚劑使固體懸浮物凝聚分離，從而大大改善水質(zhì)，基本達到排放標準。三級處理為深度處理，主要解決難以分解的有機物和溶液中的無機物，處理方法有活性吸附、離子交換、電滲析、反滲析和化學(xué)氧化等，處理結(jié)果將達到地面水、工業(yè)用水和生活用水的水質(zhì)標準。廢水處理的方法及處理范圍見表(7．26)。

7．26廢水處理方法分類和處理范圍

    (四)粉塵

    粉塵是污染空氣的主要因素之一。鑄造車間的粉塵的主要來源是沖天爐、電爐的煙氣和廢氣及烘干窯粉塵沉降及型砂生產(chǎn)過程(如混砂、砂處理、清理、造

型、造芯、合型、澆注、開型、落砂、清理等工序)的粉塵沉降。

    統(tǒng)計資料表明，每熔化lt鑄鐵，沖天爐排塵約3～10k異，相當于煙囪煙氣粉塵濃度為(0．6～2)g／NITl3(標立方米)。爐氣中的冶金煙塵主要是金屬氧化物，

其尺寸在l灶m左右。爐氣中最大量是粉塵，這是大顆粒固體物的總稱，據(jù)資料介紹，對1臺15t冷風(fēng)沖天爐的檢測，粉塵的粒度分布見圖7．9。由圖可見，小

于40肚m的粉塵約占30％質(zhì)量分數(shù)。 

 對型砂而言，一般<50ttm的顆粒稱為塵，在粘土砂車間，粉塵主要來自粘土的新砂(含泥的質(zhì)量分數(shù)一般為20％)，鑄件耗新砂約600kg／t，耗粘土約

200kg／I。因此，用粘土砂干型生產(chǎn)lt鑄件，型砂帶入塵源212kg，這些粉塵中的一部分在各工序因生產(chǎn)條件不同，產(chǎn)生不同量的揚塵。在應(yīng)用樹脂砂工藝的鑄造車間，新砂帶入粉塵很少，又不使用粘土，故揚塵大大減少。烘房內(nèi)燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的大顆粒粉塵大部分沉積在窯內(nèi)的型芯或車臺車上，型芯出窯在合型工序中產(chǎn)生嚴重揚塵。砂處理、落砂、清理則伴隨著大量的揚塵，嚴重污染大氣。

    粉塵這一類的懸浮粒子污染物對人體的影響是多方面的，其危害程度視粒子的性質(zhì)、濃度與接觸時間的長短而定，有的呈全身中毒，有的呈局部刺激，污染物如含有致病性微生物，更可引起感染。人長期吸入某些礦物質(zhì)粉塵會導(dǎo)致塵肺(如矽肺、石棉肺、鋁肺、滑石肺、氧化鐵肺、鈹肺、石墨肺等)。粉塵中的一些重金屬元素對人體的危害則更大，引起各種中毒癥狀和致癌作用。以霧狀混懸于空氣中的污染物對人體也有很大的危害。大量煙塵和水蒸氣一同混入大氣，吸收和阻擋了對人體有重要生物意義的紫外線，并使大氣能見度減低，輻射強度減弱，影響動、植物的生長，危害人體健康。

  鑄造車間的防塵、防毒是環(huán)境保護的重要任務(wù)之一，應(yīng)結(jié)合廢氣的處理和其它的環(huán)保措施同時進行綜合治理。治理粉塵應(yīng)該首先將懸浮于空氣中和廢氣中的粉塵吸收、過濾、集中、然后加濕統(tǒng)一處理和作它用。多數(shù)沖天爐在其煙囪頂部均設(shè)有火花捕集器，可捕集大于．50／~m的粉塵。在各個塵源地設(shè)置吸塵裝置，通過除塵系統(tǒng)可捕集>20tLm的粉塵。由于系統(tǒng)采用較大吸塵風(fēng)量及風(fēng)速，粉塵中必然含有較多的可用砂粒(200號篩以下)，一般質(zhì)量分數(shù)為15％～30％，有時可達50％，可通過分級分離，磁選后回用。旋風(fēng)除塵器應(yīng)用最廣泛，適用于>10pm的粉塵。布袋除塵器一般置于除塵系統(tǒng)的最后一級，可濾出lf堋粉塵。煙塵中的氟化物、硫化物等只能用濕法去除，此時應(yīng)同時解決污水處理的問題。有關(guān)除塵系統(tǒng)及各種除塵設(shè)備見其它章節(jié)的介紹。

    (五)噪聲

    從物理的觀點看，噪聲就是各種不同頻率和聲強的聲音無規(guī)則的雜亂組合，從生理的觀點看，噪聲就是使人煩燥和討厭，影響人們正常生活、工作和學(xué)習(xí)，甚至使人發(fā)生疾病的聲音。鑄造車間的噪聲屬工業(yè)噪聲，它包括各種機械工作時的機械振動所發(fā)出的噪聲，還包括空氣動力噪聲。

  1．噪聲的危害

  (1)損害人的聽力，弓f起耳聾。噪聲的作用經(jīng)歷初步適應(yīng)、繼之聽覺疲勞、聽力下降、最終導(dǎo)致噪聲性耳聾等過程。它是慢性病，有一個持續(xù)積累的過程，最終噪聲性耳聾是不能治愈的。

    (2)引起疾病和其它生理功能障礙。噪聲會導(dǎo)致心血管疾病、神經(jīng)衰弱、消化系統(tǒng)功能失調(diào)，并對內(nèi)分泌機能亦有影響。

    (3)干擾安靜環(huán)境。使人體降低工作效率，影響休息，使人煩燥不安。

    (4)對工業(yè)造成危害。高聲強會損壞建筑。聲疲勞使儀器、儀表失靈。

    2．鑄造車間噪聲的特點

    (1)噪聲源多，聲級高，鑄造車間的噪聲源遍及車間各處，每一工序都有比較高的噪聲，它們的噪聲級大都超過噪聲標準的規(guī)定值。表7．30列出了鑄造車聞中一些工序的噪聲及其頻率特征。

    (2)頻率范圍廣。鑄造車間的噪聲既有高頻的，也有低頻的，但以中、低頻為主。

    (3)噪聲持續(xù)時間長，除了常發(fā)生的金屬撞擊的沖擊聲外，大部分的噪聲是長時間持續(xù)不斷的。

   3．噪聲的控制  噪聲的控制基本上可以概括為噪聲源、傳遞途徑、接受者三個方面。一般應(yīng)首先從消除或抑制噪聲源著手。其次在傳播途徑上進行吸收、

阻隔等治理，最后對接受者即人體進行保護。

   噪聲控制的根本措施是對聲源進行控制，控制聲源的有效方法是降低輻射聲源聲功率。噪聲源按產(chǎn)生的機理可以分為機械噪聲、氣流噪聲和電磁噪聲等。實際上噪聲很少是單一的，就是一種機械噪聲往往也是由幾種不同機理的噪聲組合而成的。機械噪聲是各種機械部件在外力激發(fā)下，振動或互相撞擊而產(chǎn)生的，旋轉(zhuǎn)運動部件的不平衡，往復(fù)運動部件的不平衡，機械零件、部件的撞擊和摩擦，機械部件力的傳遞過程，是產(chǎn)生機械噪聲的主要原因，應(yīng)從根本上采取措施來減弱和消除噪聲。

    氣流噪聲即空氣動力噪聲，是由氣流流動過程中的相互作用，或氣流與固體介質(zhì)之間的相互作用產(chǎn)生的。鼓風(fēng)機、空壓機、內(nèi)燃機等設(shè)備的進排氣噪聲等，原則上很難完全消除，只能選擇合適的空氣動力機械設(shè)計參數(shù)來減少氣流脈動，并安裝合適的消聲器。

    電磁噪聲主要是由交變的電磁場激發(fā)金屬零部件和空氣間隙周期性振動而產(chǎn)生的。如電動機、發(fā)電機、變壓器等發(fā)出的電磁噪聲。

    控制噪聲源的總原則是：設(shè)計低噪聲、無噪聲設(shè)備；采用低噪聲、無噪聲的新工藝；采用吸聲，防噪聲的新材料；提高設(shè)備的加工精度和裝配質(zhì)量；加強對發(fā)聲設(shè)備的布置和管理。

    (1)消聲。一種允許氣流通過而使聲能衰減的裝置。分為阻性消聲器、抗性消聲器、阻抗復(fù)合消聲器和擴散消聲器。

    (2)吸聲。借助某些聲學(xué)材料或聲結(jié)構(gòu)以提高聲能的吸收，有效地減少噪聲源周圍壁面的反射聲，從而達到降低噪聲的目的。使用較多的是各種吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)。

    (3)隔聲。在噪聲傳播途徑中，把噪聲隔絕起來或使之受到阻擋。如隔聲罩，聲屏障、隔聲間等。

    固體聲隔離。固體聲是指在固體介質(zhì)中傳播的頻率處于20～20000Hz的彈性波，它是由機械設(shè)備運轉(zhuǎn)的不平衡引起基礎(chǔ)和墻體振動，并由固體傳聲的方式傳播。防止和減少這種噪聲傳播的辦法是有效和徹底的融振。

    噪聲接受者的保護，常用的防護用具有：耳塞、防聲棉、耳罩、頭盔等。