عوامل زیان آور کارخانه های کاشی و سرامیک چه عواملی هستند؟

کارخانه‌های کاشی و سرامیک به دلیل فرآیندهای مختلف تولید، از جمله ترکیب مواد اولیه، پخت و پرداخت و لعاب دهی با خطرات متعددی از دید بهداشت حرفه‌ای روبه‌رو هستند. به ویژه در فرآیندهای پخت و لعاب‌دهی، انواع آلاینده‌های شیمیایی به‌طور قابل توجهی آزاد می‌شوند که می‌توانند برای سلامت کارگران و محیط زیست خطرناک باشند. در این کارخانجات، کارگران با گرد و غبار مواد اولیه مانند سیلیس، خاک رس و مواد شیمیایی مورد استفاده در لعاب‌ها مواجهه دارند که می‌تواند به مشکلات تنفسی مانند سیلیکوزیس، بیماری مزمن انسدادی ریه (COPD) و آسم شغلی منجر شود.

اصلی ترین و خطرناکترین آلاینده در صنعت کاشی، سیلیس می باشد که در اندازه گیری ها بایستی با دقت و حساسیت زیاد نوع سیلیس کریستالی و آمورف مشخص گردد. در مرحله پخت آزاد شدن گازهایی چون دی‌اکسید کربن (CO₂)، مونوکسید کربن (CO) و اکسیدهای نیتروژن (NOx) می‌توانند در صورت تراکم زیاد در محیط، به مشکلات تنفسی منجر شوند. در فرایند لعاب‌دهی، مواد شیمیایی قلیایی و فلزی مانند سرب، کادمیوم و آرسنیک ممکن است آزاد شوند که در صورت استنشاق یا تماس با پوست و چشم، آسیب‌های جدی به سلامت کارگران وارد کنند. به همین دلیل، کنترل دقیق آلاینده‌ها در صنعت کاشی و سرامیک از اهمیت بالایی برخوردار است.

مجموعه فنی مهندسی بینش ساز سپهر با سابقه طولانی مدت در زمینه ارزیابی عوامل زیان آور، تجربه همکاری با کارخانجات کاشی و سرامیک بسیاری را در سراسر کشور داشته است، که از مهمترین آن ها می توان به کارخانجات کاشی مرجان، کاشی نایین، راک سرامیک، کاشی روماک، کاشی نگار و … اشاره کرد.

در ادامه به تفصیل به بررسی انواع آلاینده های شیمیایی و صدای موجود در هر بخش از کارخانه پرداخته شده است.

بخش اول- واحد سنگ شکن و عوامل زیان آور کارخانه های کاشی و سرامیک

در این واحد، مواد اولیه ای که در ادامه ذکر شده به اندازه‌های کوچکتر خرد می‌شوند تا برای مراحل بعدی آماده شوند.

آلاینده های شیمیایی:

• کائولن :(Kaolin) کائولن یک نوع خاک رس است که به‌طور عمده از سیلیکات آلومینیوم تشکیل شده و در تولید کاشی‌ها به‌ویژه در بدنه و لعاب‌ها کاربرد دارد. این ماده باعث بهبود پلاستیسیته و شکل‌پذیری مواد اولیه می‌شود و نقش مهمی در فرآیندهای قالب‌گیری و پخت دارد. کائولن همچنین به دلیل سفید بودن، به‌عنوان یکی از اجزای اصلی در تولید لعاب و پوشش‌های سطحی نیز استفاده می‌شود.
• فلدسپات :(Feldspar) فلدسپات یک گروه از کانی‌ها است که به‌طور عمده شامل سیلیکات‌های آلومینیوم با ترکیبات سدیم، پتاسیم یا کلسیم هستند. فلدسپات در تولید کاشی‌ها به‌عنوان ماده‌ی کمک‌پخت استفاده می‌شود. این ماده در فرآیند پخت به ذوب مواد کمک کرده و باعث بهبود استحکام، سطح صاف و درخشانی در کاشی‌ها می‌شود. همچنین، فلدسپات به‌عنوان تنظیم‌کننده قلیایی در فرایند تولید لعاب نیز به‌کار می‌رود.
• دولومیت :(Dolomite) دولومیت یک سنگ رسوبی است که عمدتاً از کربنات کلسیم و منیزیم (CaMg(CO₃)₂) تشکیل شده است. در صنعت کاشی، دولومیت به‌عنوان یک ماده اولیه برای تولید بدنه‌های کاشی‌های مقاوم به حرارت و کمک به پخت کاشی‌ها استفاده می‌شود. همچنین دولومیت می‌تواند به‌عنوان منبع منیزیم در ترکیب لعاب‌ها کاربرد داشته باشد و ویژگی‌هایی مانند مقاومت در برابر حرارت و تغییرات دمایی را بهبود دهد.
• بال کلی :(Ball Clay) بال کلی نوعی خاک رس نرم است که از کانی‌های رسی میکروسکوپی و سیلیکات‌های آلومینیوم تشکیل شده است. این ماده در تولید کاشی‌ها به‌عنوان پلاستیک‌کننده و بهبود دهنده خاصیت شکل‌پذیری و فرم‌دهی مواد اولیه به‌کار می‌رود. بال کلی باعث افزایش چسبندگی و افزایش ظرفیت نگهداری آب در ترکیب مواد می‌شود و در نتیجه به بهبود خواص قالب‌گیری و شکل‌دهی مواد اولیه کمک می‌کند. این مواد اولیه در ترکیب با دیگر مواد مانند سیلیس، آلومینا و کلسیم اکسید، ویژگی‌های فنی و ظاهری کاشی‌های تولیدی را تحت تأثیر قرار می‌دهند و در هر مرحله از تولید (از مخلوط‌سازی تا پخت) نقش مهمی ایفا می‌کنند.Bottom of Form

صدا: در این واحد به دلیل خردایش سنگ و مواد سخت، تردد ماشین آلات بارگیری، لرزش و ضربات مکانیکی ( حرکات قطعات متحرک مانند فک ها ، چکش ها و روتورها)، انتقال مواد و برخورد سنگ ها به نوار نقاله، عملکرد موتورها و سیستم های هیدرولیک صدا بالاتر از حد مجاز می باشد.

بخش دوم- واحد بالمیل  (Ball Mill)

آلاینده های شیمیایی: در این واحد، مواد خرد شده در سنگ‌شکن‌ها با آب مخلوط شده و وارد بالمیل می‌شوند تا به صورت یک پودر نرم و یکنواخت درآیند. این فرآیند باعث تولید گل‌های رسی یا لعاب مورد نیاز برای تولید کاشی می‌شود.

تمامی مواد اولیه از جمله سیلیس کریستالی و فلزات موجود اعم از کلسیم، منیزیم، آلومینیوم و آهن بایستی در این واحد هم بررسی شود.

صدا: در این واحد به دلیل  وجود آسیاب های گلوله ای (بالمیل)، هاپرها، میکسرها، سایش یا خرابی بلبرینگ ها و یاتاقان ها، محکم نبودن اتصالات یا تسمه ها ، عدم بالانس درام بالمیل، صدای موتور تجهیزات صدا بالاتر از حد مجاز می باشد.

بخش سوم- واحد پرس (Pressing)

آلاینده های شیمیایی: یکی از مهم‌ترین آلاینده‌ها در این واحد، گرد و غبار ناشی از ورود و تخلیه پودر کاشی در دستگاه‌های پرس است . این گرد و غبار عمدتاً حاوی سیلیس، فلدسپات، کائولن و سایر مواد معدنی است که در صورت استنشاق بلندمدت، می‌تواند منجر به بیماری‌هایی مانند سیلیکوزیس شود.

صدا: در این واحد به دلیل وجود سیستم هیدرولیک پرس، فرسودگی بلبرینگ ها و گایدها، ارتعاشات ناشی از پایه های نامناسب صدا بالاتر از حد مجاز می باشد.

بخش چهارم- واحد خشک‌کن  (Drying)

آلاینده های شیمیایی: در مرحله خشک کردن، کاشی‌های خام معمولاً هنوز مقداری رطوبت دارند و ممکن است برخی از ذرات ریز مواد اولیه (مانند خاک رس، فلدسپات، سیلیس) به‌عنوان گرد و غبار از سطح کاشی‌ها جدا شوند. این گرد و غبار می‌تواند حاوی مواد معدنی و آلاینده‌هایی باشد که در صورت عدم جمع‌آوری مناسب، وارد هوای محیط کار شوند.

صدا: در این واحد به دلیل لرزش و عدم بالانس تجهیزات دوار مثل پمپ ها و فن ها، یاتاقان های فرسوده و خراب، برخورد ذرات جامد با بدنه یا اجزای داخلی صدا بالاتر از حد مجاز می باشد.

بخش پنجم- واحد لعاب  (Glaze) و عوامل زیان آور کارخانه های کاشی و سرامیک

آلاینده های شیمیایی: آلاینده‌های هوای ناشی از واحد لعاب‌زنی در کارخانجات کاشی و سرامیک بسیار مهم هستند که می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• ذرات معلق (Particulate Matter – PM) این ذرات از طریق فرایند اسپری لعاب و جابه‌جایی مواد پودری در هوا منتشر می‌شوند. اسپری کردن لعاب به صورت پودر یا دوغاب روی کاشی‌ها، خشک شدن قطرات لعاب و تبدیل به ذرات ریز و همچنین حمل و نقل و جابه‌جایی مواد اولیه لعاب (مانند فلدسپار، سیلیس، زیرکونیم و غیره) باعث ایجاد این ذرات در هوا می شوند.
• فلزات سنگین در غبار هوا: اگر لعاب حاوی فلزات سنگین مانند سرب، کادمیوم، کبالت، کروم، زیرکونیوم و غیره باشد، این فلزات می‌توانند در ذرات معلق حضور داشته باشند. معمولا لعاب‌های رنگی یا براق حاوی اکسید فلزات هستند و لعاب‌های سنتی حاوی ترکیبات سربی می باشند.
• ترکیبات آلی فرار (VOCs – Volatile Organic Compounds)

افزودنی‌های آلی به دوغاب لعاب مثل روان‌سازها، رزین‌ها، حلال‌ها، چسب‌ها در برخی مواقع تولید VOC می کند.

صدا: در این واحد به دلیل پمپ های انتقال دوغاب، همزن مخازن دوغاب، سیستم فیلتراسیون و سیکلون ها، فن های واحد و لرزش های مکانیکی تجهیزات صدا بالاتر از حد مجاز می باشد.

بخش ششم- واحد پخت  (Firing Kiln) و عوامل زیان آور کارخانه های کاشی و سرامیک

آلاینده های شیمیایی: برخی از مواد اولیه کاشی (مانند ترکیبات ارگانیک موجود در لعاب‌ها یا رنگ‌های استفاده‌شده) ممکن است حاوی ترکیبات آلی فرار باشند. این مواد در دماهای بالا و در فرآیند پخت ممکن است بخار شوند و گازهای آلی فرار مانند فرمالدهید یا تولوئن تولید کنند که برای سلامتی انسان خطرناک هستند.

در هنگام پخت، ممکن است برخی از مواد اولیه به‌ویژه مواد رسی یا خاکی که در ترکیب کاشی‌ها استفاده می‌شوند، به صورت گرد و غبار و عوامل زیان آور کارخانه های کاشی و سرامیک وارد محیط شوند.

در برخی از کاشی‌ها، لعاب‌هایی با ترکیبات شیمیایی خاص استفاده می‌شود که ممکن است حاوی ترکیبات سمی مانند سرب یا کادمیوم باشند. هنگام پخت، این مواد ممکن است در دماهای بالا بخار شوند و به صورت گازهای سمی  و عوامل زیان آور کارخانه های کاشی و سرامیک در هوا آزاد شوند.

در برخی از کوره‌ها، از پوشش‌ها و لعاب‌های خاص برای حفاظت از دیواره‌های کوره یا افزایش کارایی (مانند آجرهای نسوز و الیاف نسوز سرامیکی) استفاده می‌شود. این پوشش‌ها ممکن است حاوی ترکیبات شیمیایی باشند که در دماهای بالا به صورت بخار یا گاز آزاد شوند.

صدا: در این بخش عامل ایجاد سر و صدا فن های کوره می باشد.

بخش هفتم- واحد پولیش  (Polishing)

آلاینده های شیمیایی: در این مرحله، کاشی‌ها پس از پخت نهایی به‌طور دقیق و ظریف پولیش می‌شوند تا سطح آن‌ها صاف و براق شود. در نتیجه علاوه بر ذرات سیلیس و گردهای فلزی آزاد شده، ترکیبات زیر نیز به عنوان آلاینده در محیط وجود دارند.

• ترکیبات آلی فرار که شامل واکس‌های براق‌کننده سطح کاشی (Polishing Wax/Sealant) می باشد. برخی کارخانه‌ها از واکس یا پوشش‌های سطحی برای افزایش درخشندگی یا محافظت موقتی از سطح کاشی استفاده می‌کنند. این ترکیبات اغلب دارای حلال‌های آلی (مانند تولوئن، زایلن، الکل‌های سنگین یا ترکیبات نفتی سبک) هستند.
• همچنین مواد تمیزکننده صنعتی که برای شستشوی ماشین‌آلات، تسمه‌ها یا سطح کاشی استفاده می‌شوند ممکن است حاوی VOC باشند (مانند استون، متانول، ایزوپروپانول).

صدا: در این واحد به دلیل وجود دستگاه پولیش ، سنگ های ساب و هد های پولیش، دستگاه های برس زنی، لرزش و عدم بالانس دستگاه ها، نوار نقاله ها (سیستم های انتقال کاشی)، سیستم های خنک کننده و پمپاژ آب صدا بالاتر از حد مجاز می باشد.

آلاینده های پیشنهادی مورد آنالیز

* سيليس به دو صورت سيليس تركيبي و سيليس آزاد مشاهده مي شود. سيليس آزاد نيز به سه شكل متبلور يا سيليس كريستالي، سيليس غير متبلور يا سيليس آمورف و سيليس مركب يا سيليس فيوز ديده مي شود كه نسبت به نوع سيليس تركيبي خطرناک تر است. بیشترین سیلیس مورد استفاده در صنعت از نوع سیلیس کریستالی و آمورف است.

**سیلیس کریستالی با روش اسپکتروسکوپی مادون قرمز طبق متد NIOSH 7602  آنالیز می گردد که در این متد مزاحمتهای طیفی  (Spectral Interferences) جهت آنالیز سیلیس کریستالی شامل سیلیس آمورف (Amorphous silica)، کائولینیت (kaolinite) ، موسکویت (muscovite) و سایر ترکیباتی که ممکن است در ناحیه cm^-1 800   (فرکانس جذب سیلیس کریستالی) دارای جذب نور مادون قرمز باشند، ذکر شده است.

براساس جدول موجود در متد NIOSH 7602 (مواد معدنی مزاحم و باندهای IR  مشخصه آن ها) سیلیس کریستالی در فرکانس (عدد موجی) cm^-1 800   و 780 دارای پیک می باشد. همچنین سیلیس آمورف در فرکانس cm^-1 800   و پیک تاییدیه آن در ناحیه cm^-1 464   می باشد.

همین طور پیک  کائولینیت در فرکانس cm^-1 795 و پیک تاییدیه آن در cm^-1 915 قرار دارد.

شناسایی و تفکیک این ترکیبات از یکدیگر نیاز به دانش و تجهیزات پیشرفته از قبیل دستگاه XRD دارد و با توجه به اختلاف قابل ملاحظه در حدود مجاز این مواد و نیز اثرات بهداشتی هر کدام از آنها ، لازم است آنالیز این گونه از نمونه ها و عوامل زیان آور کارخانه های کاشی و سرامیک با حساسیت بیشتری انجام پذیرد.

imentejarat.com