铬及其化合物
出处:按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《常见有毒和危险化学品手册》第334页(3152字)
【别名】 三氧化铬(CrO3)也称为铬酐和铬酸;三氧化二铬(Cr2O3)又称绿硃砂(green cinnabar)。其他各化学品别名依其特种化合物而异。
【理化性状】 铬(Cr)原子序数为24,原子量为51.996,原子价有2,3,6价,是一种钢灰色、质脆而硬的金属。铬离子能形成多种配位化合物。铬存在活泼态和钝态两种形式,后者当用氧化剂处理时,由于生成一薄的表面氧化层,使金属钝化,因而提高其抗腐蚀能力;活泼态易与稀酸反应,生成铬盐。相对密度7.20(20℃),熔点1900℃,沸点2200℃。不溶于水、硝酸;溶于盐酸、硫酸和强碱。遇湿空气铬表面可被氧化。铬化合物具有鲜明的各种各样的颜色,常见的铬化合物有:氧化铬(Cr2O3)(亮绿色),三氧化铬或铬酸(CrO3)(深紫红色),氯化铬(CrCl3)(紫色),铬酸钠(Na2CrO4)(黄色),铬酸钾(K2CrO4)(黄色),重铬酸钾(K2Cr2O7)(橙红色)或钠(Na2Cr2O7)(橙色)。2价铬极不稳定,极易被氧化为高价铬。在酸性条件下,6价铬易还原成3价铬;在碱性条件下,低价铬可氧化成重铬酸盐。
【危险情况】 (1)6价铬化合物对人体组织有刺激和腐蚀作用,长时间接触能引起溃疡和皮炎。如固体三氧化铬或其高浓度溶液能损伤组织,眼睛接触能引起角膜损伤,甚至失明;铬酰氯(CrO2Cl2)有毒,液体对组织有腐蚀作用,蒸气对眼和呼吸系统有严重刺激作用。长时间接触或过多接触能致死。(2)三氧化铬为强氧化剂,与冰醋酸及醇接触能起火,与有机物接触能急剧反应,放出足够的热引起着火。火灾时容器会爆破。铬酰氯虽是不燃物,但与水能发生剧烈反应,能点燃氨、乙醇或松节油。(3)吸入铬粉尘和烟雾会引起中毒。是已知的人类肺癌致癌物。空气中的容许浓度我国卫生标准规定Cr2O3、铬酸盐、重铬酸盐为0.05mg/m3;美国金属铬为0.5mg/m3,铬酸铝、铬酸锌等为0.05mg/m3。
【不相容性】 铬酸和铬酸盐:与可燃物、有机物、或其他易氧化物质如纸、木材、硫、铝、塑料等不相容。金属铬及其难溶盐类:与强氧化剂不相容。可溶性铬盐及亚铬盐:与水不相容。
【用途和接触机会】 铬在工业上用于制造坚韧优质钢及不锈钢、抗酸合金;纯铬用于电镀;铬酸铅、铬酸锌和铬酸钡用于颜色漆、油漆布、橡胶和陶瓷制造工业;三氧化铬作为油漆、墨水、橡胶、陶瓷等的着色剂;硫酸铬用于鞣制羊毛、绢丝和皮革;重铬酸钾是羊毛、绢丝和皮革的重要染料;制备化工催化剂,如制造甲醇用铬锌催化剂(铬酸酐、苛性钾和氧化锌),制造合成氨用铬铁催化剂(铬酸钾、硫酸亚铁、氨水)。此外,还用于照相材料、火柴制造及航空汽油等,约有50种以上2种能接触铬。
【侵入途径】 吸入,摄入,与眼和皮肤接触。
【侵害部位】 铬酸和铬酸盐:血液,呼吸系统,肝,肾,眼,皮肤。
金属铬及其难溶性盐:呼吸系统和肺。
可溶性铬盐和亚铬盐:皮肤。
【有害影响和中毒症状】 对一些工人,铬化合物为变应原,接触可发生皮炎。也能致敏肺。铬酸能直接腐蚀皮肤和上呼吸道粘膜。
三价铬化合物属低毒。6价铬化合物毒性大些,具有刺激和腐蚀作用,可经摄入、吸入和通过皮肤而进入体内。典型工业危害有:由铬铁矿制造重铬酸盐所产生粉尘和烟雾的吸入;在电镀和金属表面处理时铬酸烟雾的吸入;在各种制造加工中皮肤的接触。
急性暴露于粉尘或烟雾中能刺激呼吸道,引起咳嗽和气喘、头痛、呼吸困难、深吸气时疼痛、发热、体重减轻。在其他症状消失后,气管、支气管刺激作用和水肿继续存在。电铬作业的工人长期吸入铬酸雾可出现流泪、结膜炎、鼻发痒和疼痛、鼻出血、鼻中隔溃疡和穿孔,有时还伴发慢性气喘性支气管炎、皮炎和皮肤溃疡、喉粘膜发炎、皮肤变色以及牙浸酸蚀症等症状。报道过铬酸引起肝损害,但少见。从事铬酸盐生产行业的工人肺癌的危险增高。
【急救】 此化学品如进入眼中,立即用水冲洗;如接触皮肤,迅速用水和肥皂清洗;如有人大量吸入,立即移离现场至新鲜空气处,必要时,及时进行人工呼吸;如误被吞服,催吐,洗胃,给予医学注视,并对症处理,严重者不进行催吐,送医院救治。
【防护措施】 生产铬酸的设备应装排气装置,工人应穿全身防护服,在有铬酸飞溅或滴漏可能污染皮肤的场所,还应穿戴不可渗透的手套、围裙和鞋。在铬酸由于飞溅或滴漏可能进入眼的场所,应戴不可渗透的护目镜或面罩。下班后应换去全部工作服,更衣前应淋浴。在上班时,应穿新的干净的工作服。
在粉尘、烟或雾浓度超过规定标准的场所和临时紧急抢修等,应戴呼吸防护器。依所暴露的粉尘、烟雾浓度而定,对工人提供过滤型呼吸防护器或供气式呼吸防护器。
【医学监护】 就业前体检应包括:职业史,致癌物史,抽烟史,铬对皮肤和肺的过敏病史,皮炎、皮肤溃疡、鼻炎膜损伤和鼻中隔穿孔史或现症病情,以及胸部X线检查。在定期体检时应鉴定皮肤和呼吸系统病症,尤其注意有变应性反应的工人。对40岁以上的工人每年一次胸部X线检查,对较年轻工人每五年一次胸部X线检查。定期检查血液,肝和肾功能。耳鼻咽喉科检查应半年一次,及时预防鼻中隔穿孔。皮肤科检查应以0.5%重铬酸钾水溶液作斑贴试验。
尿铬含量与铬接触有高度相关,因而可作为生物监测指标,目前国内尚无生物学容许浓度,有人报告铬接触工人的尿铬水平在0.001~0.832mg/L之间,平均0.078mg/L,可作为参考。
就业禁忌证:严重的慢性鼻炎,副鼻窦炎,萎缩性鼻炎,严重的鼻中隔弯曲;严重的皮炎和湿疹;皮肤斑贴试验阳性者;支气管哮喘。
【测定方法】 在空气中的测定:铬酸和铬酸盐:用滤材采样,继之以H2SO4和二苯卡巴肼处理,比色分析。金属铬及其难溶性和可溶性盐类:用滤材采样,继之以酸处理,原子吸收法分析。
在水中的测定:先消化,继之以原子吸收或比色(二苯卡巴肼)或电感耦合等离子体(ICP)发射光谱法测定总铬。采用提取和原子吸收法或比色法(利用二苯卡巴肼)测定铬(Ⅳ)。通过0.45μm滤器过滤,继之以上述方法测定溶解的总铬或铬(Ⅳ)。
【废弃物建议处理方法】 铬酸(液体,三氧化铬):把其浓物质化学还原成三价铬,通过pH调节使之沉淀,沉淀物通常按化学废弃物埋入地下来处理。氟化铬和硫酸铬:用强碱沉淀,继之中和,排入下水道。重金属铬可按化学废弃物埋入地下。
对电镀铬废水、鞣革厂废水、冷却塔排出水以及化工厂废水中的铬,进行回收和再使用是可行的处理方法。