1.鎂合金發(fā)生燃燒和爆炸的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理

鎂的化學(xué)性質(zhì)非?；顫?，具有極強(qiáng)的還原性質(zhì)，能與水、空氣、氧化物中的氧發(fā)生放熱反應(yīng)并產(chǎn)生燃燒和爆炸。由于鎂與水中的氧發(fā)生作用，產(chǎn)生氫氣釋放和放熱反應(yīng)。熱量的積聚和釋放出來的易燃?xì)錃饪梢砸鹑紵捅?。鎂塊具有熱容量大、熱量散失快、燃點高的特性。將鎂塊加熱到1123K高溫，鎂就會燃燒。鎂塊的溫度達(dá)到923K（熔點），固體鎂塊就會熔化，將液態(tài)鎂繼續(xù)加熱到1373K（沸點），這時就會有鎂蒸氣逸出，氣體的鎂就具有極強(qiáng)的燃燒和爆炸危害性。

鎂的粉塵、碎屑、輕薄料存在很高的燃燒、爆炸危害性。由于鎂的粉塵、碎屑、輕薄料導(dǎo)熱性好、熱積聚快，彼此間又不能充分散熱，以及它們的表面積大，與氧接觸充分（有利于鎂與氧發(fā)生反應(yīng)），特別在潮濕的空氣中鎂粉能夠與水發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，一量遇上火星、火花、火焰也會導(dǎo)致迅猛的燃燒和爆炸。一般認(rèn)為當(dāng)空氣中鎂粉塵濃度達(dá)到20mg·L-1就能引起爆炸；當(dāng)獲得4.08J的能量或者直接對鎂粉塵加熱到723-836K也可能引起鎂粉塵的燃燒。鎂合金生產(chǎn)在壓鑄行業(yè)中發(fā)生的燃燒、爆炸事故也往往都是鎂的粉塵、碎屑、輕薄料引起的。因此鎂合金的安全生產(chǎn)與否，取決于對鎂的粉塵、碎屑、輕薄料的有效管理和控制。

2 鎂合金生產(chǎn)的安全

1）爐料充分預(yù)熱

凡是裝爐的爐料，必須經(jīng)過充分預(yù)熱干燥后方可入爐，否則當(dāng)爐內(nèi)殘想出鎂合金熔體時，會引起爆炸。最好采用機(jī)械化裝料、裝料時要選用碎料鋪底，大塊料不要直接碰撞爐底，以延長爐子壽命。所加入的合金元素或中間合金，所含水分必須符合規(guī)定。如：MnCl2加入前必須經(jīng)過烘烤（脫去結(jié)晶水），對一些合金元素如鈰，則不必預(yù)熱，因鈰預(yù)熱將增大燒損。

2）防止坩堝燒穿

坩堝在每次使用前應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，新坩堝更應(yīng)檢查，熔爐底部應(yīng)備有坩堝滲漏時應(yīng)用的安全裝置，萬一坩堝燒穿時熔體能順利地從爐膛內(nèi)排出而不致燃燒坩堝。裝料不得超過其容量的90%，免得操作時溢出。

熔煉時若發(fā)現(xiàn)坩堝中熔體表面下降，并從坩堝法蘭邊與爐膛的間隙中冒出熔劑氣化時產(chǎn)生的黃色煙霧和白色的MgO煙霧，隨后又冒出火苗，這表明坩堝已漏。首先關(guān)上電源開關(guān)或停止送風(fēng)及停供燃料，若坩堝漏得不嚴(yán)重，立即將坩堝吊出，放入一盛有干燥MgO粉的容器內(nèi)，或迅速將熔體澆入預(yù)熱的錠模；如漏得嚴(yán)重，不能提出，因空氣進(jìn)入爐膛將使熔體燃燒更劇烈，此時應(yīng)在坩堝中撒入大量干燥熔劑，讓其也漏入爐膛中覆蓋燃燒的熔體表面。

所有使用的工具，用前必須預(yù)熱干燥。

3）嚴(yán)防熔體與水接觸

在澆注過程中嚴(yán)防熔體與水接觸。如果冷卻水落入結(jié)晶槽內(nèi)或熔體滲漏出來與水相遇，將有爆炸危險。熔煉工作場地應(yīng)保持干燥，整潔，通風(fēng)良好、道路暢通。地面用鑄鐵板鋪成，不準(zhǔn)使用混凝土地面。熔體落到混凝土地面上時，與混凝土內(nèi)所含水分相互作用而可能引起爆炸。在鎂的熔煉及澆場所應(yīng)嚴(yán)格注意防水，安放熔爐的地坑內(nèi)應(yīng)保證干燥無水，熔爐附近的天窗結(jié)構(gòu)應(yīng)能防止雨水飄入；不準(zhǔn)水管和蒸汽管道在其附近通過；熔煉及澆注合金熔體處的廠房應(yīng)采用防火墻并與車間其他部隔開。鎂合金生產(chǎn)廠房中一般均應(yīng)禁止煙火。

如果通過使用潮濕工具將水分帶入熔融金屬中，或合金熔體澆入未預(yù)熱烘干的錠模中，將會引起嚴(yán)重的爆炸危險，這主要是由于鎂的密度小，因而較其他熔融金屬更易外濺；熔融的鎂與水反應(yīng)產(chǎn)生氫，氫又重新和空氣中的氧化合，增加爆炸的猛烈程度；爆炸飛濺成小滴的鎂液能著火、燃燒并放出高的熱量。

4）嚴(yán)禁用水滅火

在任何情況下都要嚴(yán)禁用水滅火。一般的泡沫、干粉或二氧化碳等類型滅火劑也撲不滅鎂的燃燒，使用這些滅火劑只能加速鎂的燃燒并引起爆炸。

因此，只能使用熔煉鎂合金熔劑，如粉狀光鹵石等專用滅火劑滅火。小火源可用干砂、干燥石墨粉、干菱若土、粉狀MgO或鑄鎂用含防擴(kuò)劑的型砂來撲滅；但大火源時，只能用干燥熔劑來撲滅。在熔鎂工段防火劑貯備總量應(yīng)不少于熔煉爐容積的10%，每一熔爐通常都應(yīng)備有1-2筒于熔劑。

鎂粉塵易自燃和爆炸，因此在切割澆冒口及鑄件打磨處應(yīng)處強(qiáng)通風(fēng)以消除空氣中的鎂粉塵。打磨處還應(yīng)單獨隔開，防止該處有火花產(chǎn)生。鎂粉和鋸屑應(yīng)定期清理，并及時妥善處理。切屑的存放處注意干燥和良好的通風(fēng)。

鎂合金熔煉爐和靜置爐的各個流口，要嚴(yán)加看管，不允許距漏金屬，為確保安全，可適當(dāng)增加冷卻裝置。由于鎂的熔煉澆注場所會產(chǎn)生有毒氣體，如HF、HCl、SO2、NH3煙霧等，均有害人體健康，車間內(nèi)要有良好的通風(fēng)設(shè)備。

3 鎂合金生產(chǎn)的安全操作

1）熔煉鎂合金應(yīng)遵循的安全條例

（1）在熔體表面必須覆蓋有熔劑或充以合適的氣體保護(hù)，以防氧化。

（2）熔煉爐應(yīng)定期做系統(tǒng)檢查，定期清除剝落的爐襯，測量爐壁厚度。爐壁如有缺陷則應(yīng)予以修復(fù)；爐壁過薄應(yīng)更換。爐內(nèi)襯的清理應(yīng)在熱態(tài)下進(jìn)行。熔渣至少要每班清除一次。

（3）一旦出現(xiàn)故障，如可能，應(yīng)在關(guān)閉熱源后，將鎂合金熔體倒出。如不能傾倒，則應(yīng)在熔體表面覆蓋有合適熔劑的條件下放出熔體，并用潔凈的、經(jīng)過烘干的容器盛放。

（4）在向熔爐加料時，只能使用經(jīng)烘干的金屬和熔劑。鎂錠和鎂屑在入爐熔化前，應(yīng)預(yù)熱干燥。

（5）應(yīng)定期排除爐底及表面的剝落的鐵屑，以避免在熔爐出現(xiàn)故障時發(fā)生放熱反應(yīng)。

（6）必須準(zhǔn)備有手動工具。手動工具在進(jìn)入熔體前，必須經(jīng)過干燥和加熱。

2）操作人員的安全須知

（1）要遵守一般的安全規(guī)程，要完善管理。

（2）穿著的衣服不要有縐折，不要有開口的口袋，或其他會貯存鎂粉的地方。工作服要易于脫下。

（3）穿著的衣服最好在二氧化硫中浸潤處理過，使之能阻燃防火。

3）火勢的控制和撲滅

（1）鎂的起燃，是由于粗大意，不注意安全，管理混亂，不正確的操作，或是其他材料燃燒直起的。只要處理得當(dāng)，很容易控制。

（2）鎂燃燒時，發(fā)出耀眼的白光，這對于不熟悉鎂的人員是明顯的警示。實際上，鎂屑或粗糙的干燥鎂顆粒的燃燒是緩慢而均勻的，所以是易于控制和撲滅的。要避免恐慌和過度的反應(yīng)，要保持鎮(zhèn)靜，遵守安全規(guī)則，首選撤走燃燒材料，并用合粉末滅火劑覆蓋它，通?？梢杂描F錠把燃燒的物粒鏟到一塊鋼板上，以限燃燒的范圍。燃燒的物料就在鋼板上安全地燃燒完畢。

(3)最重要的是，絕對不要用水，或普通的液態(tài)或泡沫滅火劑去滅火。鎂合金火災(zāi)發(fā)生時必須采用D級滅火器、冷金屬滅火器、熔劑、干砂等進(jìn)行。