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奈米金屬粉體攪拌混合,請注意碰撞、靜電、輸送產生火災爆炸

  • 發布日期:98-05-12

國內商業化製造奈米粉體廠,大多以乾式研磨方式製造乾式研磨技術,係利用空氣帶動粉塵,使粒子碰撞原理將微粒研磨至奈米級粉體,經訪查所有廠商均曾發生過金屬粉塵爆炸,而國內實驗室使用奈米粉體混合攪拌,作後續加工處理時發生火災事故,也時有所聞。勞委會勞工安全衛生研究所研究發現,奈米金屬粉塵-鈦、鐵、鋁,其最小點火能量(MIE)均小於1mJ,與甲烷等氣體點火能量相當。因此處理奈米金屬粉體攪拌混合時,需特別注意碰撞、靜電、輸送引起火災爆炸問題,其論文已發表於科學期刊【1】,為學術界第一篇有關於奈米粉塵火災爆炸論文。

奈米與微米級點火能量差異很大(圖1, 2),例如35奈米及100奈米的鋁MIE皆小於1mJ,而40微米鋁粉的MIE為54.7mJ,因此奈米級較微米級鋁下降50倍以上。

圖1 以最小點火能量儀器測試奈米鈦粉所產生之爆炸火花
圖1.以最小點火能量儀器測試奈米鈦粉所產生之爆炸火花

圖2 奈米鈦粉燒結熔融成金屬塊
圖2.奈米鈦粉燒結熔融成金屬塊

勞委會勞工安全衛生研究所爆炸預防實驗室研究期間也經實驗證實:

(1).利用鐵夾夾裝有奈米鈦金屬的試管倒至試驗儀器時,鐵夾敲擊鐵製器壁導致碰撞火花(圖3)。
(2).由塑膠盤上取奈米鈦粉體包裝袋時,產生摩擦靜電,引起火災(圖4)。

圖3 奈米鈦受撞擊火花而燒毀
圖3.奈米鈦受撞擊火花而燒毀

圖4 奈米粉體取出時,包裝袋與塑膠盤摩擦靜電導致原料燒毀。
圖4.奈米粉體取出時,包裝袋與塑膠盤摩擦靜電導致原料燒毀。

因此,現今正值奈米研究應用蓬勃發展,對於奈米的火災爆炸問題更需特別注意。尤其在實驗研究時,需特別注意:

(1).用防火之個人防護設備。
(2).器材不可使用可能產生火花的鐵杓及鐵刷。
(3).奈米粉體不可以易產生靜電材質塑膠袋包裝。
(4).滅火器需隨時放於人員旁。

另於工廠攪拌奈米混料及使用研磨奈米設備時,則需注意:

(1).是否會產生碰撞火花而產生爆炸。
(2).設備需裝置破裂盤,以將爆轟波導至安全處所。

【1】Wu, H.C., Chang, J.C., & Hsiao, H.C. (2009). Research of minimum ignition energy for nano titanium powder and nano iron powder. Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 22, 21-24.

  • 發布單位:勞工安全衛生展示館
  • 更新日期:98-05-12
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