경상남도 창원 OO연구소, 과산화수소와 황산을 취급하던 중 폭발 (2016년 6월 13일)

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- 회사명 : OO 연구소
- 주소 : 경상남도 창원시 성산구
- 사고 일자 : 2016-06-13
- 피해 상황 : 부상 1명
- 내용 :
  재료연구소 2층 수지합성실에서 고분자 식전 용해 실험 중 탄소복합제 용해를 위해 과산화수소와 황산을 취급하던 중 폭발(원인미상-조사중)로 인해 보호쉴드(유리카바)가 폭발해 실험 중이던 연구원 1명이 안면부에 다발성 외상을 입은 사고
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출처 : https://csc.me.go.kr

 

1. 황산 취급설비에 대한 외국 사고 사례
  황산 폭발과 관련된 사고는 일부 확인되지만, 대부분 철(Iron, Fe)이 함유된 저장탱크에서 황산을 취급하다가 아래와 같은 부식 반응으로 인해 발생된 수소가 점화원이되어 폭발된 사고가 대부분 입니다.

Fe (철) + H2SO4 (황산) ⇒ FeSO4 (황산 제1철) + H2 (수소)   

- 2009년 8월 4일, 프랑스 센마리팀 지역의 납사 및 부탄 취급 공장의 황산 저장탱크 폭발 사고 (부상 5명)

출처 : https://www.aria.developpement-durable.gouv.fr/fiche_detaillee/36628_en/?lang=en
※ 황산 취급 용기 내에 잔류하고 있던 수소가 가연물이되어 폭발 사고가 발생

 

- 2001년 7월 17일, 미국 델라웨어주 델라웨어시티의 Refinery 공장 (사망 1명, 부상 8명)

출처 : https://www.csb.gov/motiva-enterprises-sulfuric-acid-tank-explosion/
※ 폐황산용액 및 일부 유기용제가 혼제된 탱크 내에서 발생한 유증기로 인한 폭발

 

2. 황산 폭발 관련 내용
  미국 독성물질 및 질병 등록 기관 (ATSDR, Agency for Toxic Substance and Disease Registry)의 자료에 따르면, 황산은 물과 혼합될때 열이 발생하고, 고농도의 황산은 아세톤, 알코올, 고운 메탈과 접촉하면 발화하거나 폭발할수 있다고 합니다.
  When concentrated sulfuric acid is mixed with water, the solution gets very hot. Concentrated sulfuric acid can catch fire or explode when it comes into contact with many chemicals including acetone, alcohols, and some finely divided metals.

 

3. 황산과 과산화수소의 반응 (참조 : Wikipedia)

H2SO4 + H2O2 → H2SO5 (Caro's acid) + H2O

  황산(H2SO4)과 과산화수소(H2O2)가 혼합된 것은 피라냐 용액(Piranha solution)으로 불립니다. 이 용액은 일반적으로 반도체 공정에서 실리콘 웨이퍼를 강하게 세정하기 위해 사용됩니다. 보통 7:3 정도의 비율로 만들어지며, 처음 만들어질때는 거품 및 독한 냄새가 발생하므로 주의해야합니다.
  해당 물질은 부식성이고, 강산화제이므로 취급 용기는 유기물 및 오염물이 없는 깨끗이 세정된 후에 사용해야합니다.
  또한, 제조 순서는 황산에 과산화수소를 서서히 첨가하여야 하며, 결코 반대 순서로 제조해서는 안됩니다. 용액을 혼합하는 것은 발열 반응이므로, 급히 만들면, 많은 양의 부식성 흄을 방출하면서 끓게 됩니다. (50% 이상의 고농도 과산화 수소를 사용하면 폭발을 야기할 수도 있음) 그리고 피라냐 용액은 가스를 생성하므로 용기가 밀폐된 상태로 있어서는 안됩니다.

 

  황산에 대한 위 내용을 참고하여 단순히 부식에 대한 위험성뿐만 아니라 다른 물질과 혼합되었을 경우 및 부식으로 인해 발생된 물질(H2 등)로 인한 폭발에 대한 위험성도 반드시 검토되어야 할 것 같습니다.