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钴酸锂和锂镍钴锰粉末作为其他粉尘的职业卫生管理论证
发布时间:2019-10-22 14:59:00


陈朝阳, V1, 2018-10-18

美国工业卫生协会AIHA中国顾问,职业健康国际论坛演讲嘉宾,GB51377标准编者

 

【摘要】钴酸锂和锂镍钴锰粉末作为职业卫生管理的其他粉尘,不应误解为钴金属及其化合物、镍金属及其化合物、锰金属及其化合物。

原因:

(1)钴酸锂和锂镍钴锰粉末尺寸在17um以上,大于总尘和呼尘尺寸,不易进入呼吸道; 比重为空气1500倍以上易沉降则不易进入呼吸道,工厂洁净度控制降低风险;全球行业30年运作未发生粉尘职业病。

(2)粉尘是超过800℃高温窑炉烧结的无机矿物,水溶性极差,为0。3mg/L,远低于GB36600-2018土壤质量标准规定总钴含量筛选值(可忽略含量标准):居民用地20mg/kg, 工商用地70mg/kg,极差的水溶性、脂溶性,难以进入人体。

(3)使用GB5085标准测试,钴酸锂和锂镍钴锰没有急性毒性,没有浸出毒性,不和水反应,环境无毒物质。

(4)从分子式、CAS号、物质特征对比,钴酸锂和锂镍钴锰不是GBZ2.1和GBZ188标准的金属物质,而是其他粉尘。


【关键词】钴酸锂  锂镍钴锰  职业卫生  水溶性  安全

 

前言


钴酸锂和锂镍钴锰粉末在职业卫生管理应为其他粉尘管理,但是有人误解为钴金属及其化合物、镍金属及其化合物、锰金属及其化合物。本文就是澄清误解的文章。


1. 钴酸锂和锂镍钴锰尺寸大于总尘和呼尘不易进入呼吸道


锂离子电池使用隔离膜的孔隙尺寸平均值多在17到38um,为了避免粉尘通过隔离膜的空隙短路,钴酸锂和锂镍钴锰的粉料最小直径≥17um,大于可吸入粉尘PM10和PM5呼尘尺寸,不易进入呼吸道。在图1钴酸锂和锂镍钴锰粉尘尺寸大于PM10和PM5列出对比。


钴酸锂粉末和锂镍钴锰粉末是空气密度的1500到2000倍,极重容易沉降地面,进一步减少进入人体呼吸带风险。


在锂离子电池使用工厂和粉料制造工厂,为了控制产品纯度,通常要求杂质含量低于50ppb(十亿分之50),要控制空气洁净度,进一步降低了粉尘卫生风险。


锂离子电池从1990年左右开展商业化运行30年,全球未报导粉尘中毒等职业病,证明了钴酸锂和锂镍钴锰水溶性差脂溶性差不易通过人体,颗粒大超过呼尘尺寸,比重大易于沉降地面,不易伤害人体的安全性。


图1 钴酸锂和锂镍钴锰尺寸大于PM10和PM5


2. 钴酸锂和锂镍钴锰极差的水溶性、脂溶性不易进入人体


钴酸锂、锂镍钴锰粉末都是在800到1200℃的高温窑炉烧结的无机矿物。其不溶于水和油脂,也不和水和油脂反应。这种极差的水溶性、脂溶解性保证其难以通过人体皮肤。


在欧洲化学品管理局(ECHA)的数据,钴酸锂的CAS号码为12190-79-3,水溶性为0.3mg/L。此数据和国标GB5085的浸出毒性测试结果一致:钴酸锂、锂镍钴锰粉末在纯水中溶解度在0.5mg/L,在模拟酸雨(PH值=3.2)的溶解度不超过5mg/L。这种极差的水溶性,远低于世界棉农组织定义土壤含钴标准的5mg/kg的贫钴标准;远低于国标GBGB36600-2018土壤质量标准筛选值(即可忽略风险)的工商用地标准:钴含量70mg/kg,镍900mg/kg,锰不限制。将这些数值在图2 粉末水溶性和土壤含量标准 对比,相差巨大。


图2 粉末水溶性和土壤含量标准


分析图1发现,在钴酸锂和锂镍钴锰粉末中的三种金属中,标准限制最严为钴元素,其次为镍元素,最宽松为锰元素,因此分析当钴酸锂和锂镍钴锰的钴元素含量达标后,更加宽松标准的镍和锰元素更加容易达标。


在其他标准同样发现是钴元素的控制最严格。如国标GB5749-2006 饮用水卫生标准要求镍含量≤0.02mg/L, 锰含量≤0.1mg/L,相差5倍。在国标GB30484-2013《电池工业排污标准》中要求工业废水含量排放限值,锂离子电池的钴含量≤0.1mg/L,不控制镍锰元素,镍氢电池控制镍含量≤0.5 mg/L,锌锰电池控制锰含量≤1.5 mg/L,都是相差几倍。

 

3. 钴酸锂和锂镍钴锰不是致癌物


世界卫生组织下属国际癌症研究所(IARC)的致癌物质,涉及钴的物质都是水溶性好的物质,没有水溶性差的钴酸锂和锂镍钴锰。从欧洲化学品管理局(ECHA)获得水溶性数据。


列入致癌物质名单的含钴物质有:金属钴及其化合物(CAS号7440-48-4,水溶性 12.8g/L); 硫酸钴和可溶性钴盐(CAS号10026-24-1, 水溶性 377g/L)。


在GB5085标准的有毒物质含量名录也没有钴酸锂(CAS号)和锂镍钴锰。


图3 致癌物和非致癌物的水溶性, 水溶性有极大差异。


图3 致癌物和非致癌物的水溶性

4. 钴酸锂和锂镍钴锰在职业卫生应做其他粉尘管理


钴酸锂和锂镍钴锰粉末的高温烧结是无机矿物质,水溶性差(0.3mg/L)和脂溶性差,远低于国标GB36600土壤质量标准的容许含量标准;用GB5085标准测试无急性毒性,无浸出毒性,和水不反应,对环境无害。 水溶性和脂溶解性差则极难通过人体致害。对比水溶性差的特点让钴酸锂和锂镍钴锰都不是致癌物。


当前最新的《职业病危害因素分类目录》(国卫疾控发[2015]92号),没有列出钴酸锂和锂镍钴锰,应分类为序号52的“以上未提及的可导致职业病的其他粉尘。”


国标GBZ2。1-2019《工作场所有害职业接触限值 第1部分:化学有害因素》 ,没有钴酸锂和锂镍钴锰物质,合理归类为表2 粉尘中的序号49的其他粉尘,平均值PC-TWA为总尘8mg/m3。


国标GBZ188-2014《职业健康监护技术规范》没有列出钴酸锂和锂镍钴锰物质,应归类为第6。4条 其他致尘肺病的无机粉尘,即参考类似滑石粉尘,云母粉尘等监测。

  

5. 误解为钴金属及其化合物/镍金属及其化合物/锰金属及其化合物


对照三个标准,对比CAS号、分子式、物质特征是完全不同的物质,澄清误解。


· 对照当前最新的《职业病危害因素分类目录》(国卫疾控发[2015]92号)。

1) 钴酸锂(CAS号12190-79-3)和锂镍钴锰不是序号3的锰(金属)及其化合物(CAS号7439-96-5)。

2) 钴酸锂(CAS号12190-79-3)和锂镍钴锰不是序号27 和 220 羟基镍及其化合物(CAS号13463-39-3)。

3) 钴酸锂(CAS号12190-79-3)和锂镍钴锰不是序号135 钴(金属)及其氧化物(CAS号7440-48-4)。


· 对照国标GBZ2.1-2019《工作场所有害职业接触限值 第1部分:化学有害因素》。

4) 钴酸锂(CAS号12190-79-3)和锂镍钴锰不是序号114的钴(金属)及其化合物(CAS号7440-48-4)。

5) 钴酸锂(CAS号12190-79-3)和锂镍钴锰不是序号219的物质。 在序号219有三行,第一行为镍及其无机化合物,没有OEL限值,没有管控;第二行为金属镍与难溶性镍化合物(CAS号7440-02-0),OEL中的平均值PC-TWA=1mg/m3;第三行为可溶性镍化合物,无CAS号,OEL中的平均值PC-TWA=0。5mg/m3。 因为钴酸锂和锂镍钴锰水溶性差,可能误会为第二行物质,但是对比CAS号、分子式、物质特征是完全不同的物质,要消除该误解。

6) 钴酸锂(CAS号12190-79-3)和锂镍钴锰不是序号277的羟基镍(CAS号13463-39-3)。

7)  钴酸锂(CAS号12190-79-3)和锂镍钴锰不是序号212 的锰及其无机化合物(CAS号7439-96-5)。

· 对照国标GBZ188-2014《职业健康监护技术规范》

8) 钴酸锂(CAS号12190-79-3)和锂镍钴锰不是第5。4条的锰(金属)及其无机化合物(CAS号7439-96-5)。

 

6. 结论


大通彩票投注钴酸锂(CAS号12190-79-3)和锂镍钴锰是职业卫生管理的“其他无机粉尘”,不是误解的钴金属及其化合物(CAS号7440-48-4)、镍金属及其化合物(CAS号7440-02-0)、锰金属及其化合物(CAS号7439-96-5)。


对照《职业病危害因素分类目录》(国卫疾控发[2015]92号)、国标GBZ2。1-2019《工作场所有害职业接触限值 第1部分:化学有害因素》、国标GBZ188-2014《职业健康监护技术规范》 的CAS号、分子式、物质特征都能澄清误解。


钴酸锂和锂镍钴锰的水溶性差(0。3mg/L)、脂溶性差;依照GB5085测试无急性毒性、无浸出毒性、不和水反应、不在毒性物质名录;对照国际癌症研究所(IARC清单非致癌物;通常尺寸大于PM10和PM5不易进入人体、比重是空气1500倍易沉降地面不易进入呼吸道;企业洁净度控制进一步降低风险;综合这些因素实现了行业近30年无粉尘职业病案例,事实和分析相符。

 

7. 参考文献


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第四届动力电池应用国际峰会CBIS2019

稿件来源: 陈朝阳
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