Билет 3
Сырье является одним из основных элементов, определяющих в
значительной степени технологию производства, себестоимость и
качество продукта. Сырьем называют природные материалы и
полупродукты, используемые в производстве промышленных продуктов.
Потребности развивающейся химической промышленности в разнообразном
доступном и дешевом сырье постоянно заставляют вводить в
производство новые виды сырья. Для приготовления ряда химических
материалов используют полупродукты или отходы других предприятий. Характеристика и запасы сырья
Сырье химической промышленности классифицируют по различным
признакам: по происхожденйю — минеральное, растительное и животное;
по химическому составу— неорганическое и органическое;
по агрегатному состоянию —твердое, жидкое (нефть, рассолы) и
газообразное (воздух, природный газ и газы нефтепереработки).
Минеральное сырье делят на
рудное (металлическое),
нерудное
горючее (органическое).
Рудное минеральное сырьё,
используемое для получения металлов в технически чисом виде, состоит
из природных минералов. Минералы руд содержат в основном оксиды и
сульфиды металлов (Fed04, Fe203, Cu2S, CuS, FeCuS2, ZnS и др.) и
оксиды соединений, составляющих пустую породу. В черной металлургии
к ним относят SiO2, Al2O3, CaO, MgO т. п. Однако эти оксиды могут
служить рудами цветных металлов (например, Аl203 в производстве
алюминия). По составу минералов руды бывают окисленными — состоящими
из оксидов, сульфидными и самородными. Руды, в состав которых входят
соединения разных металлов, называют полиметаллическими. Нерудное минеральное сырье
разнообразно по химическому составу и либо применяется в
естественном состоянии — песок, глина, асбест, слюда и др., либо
поступает на химическую переработку — сульфаты, фосфаты, карбонаты,
хлориды, алюмосиликаты и т. п. Гopючие минеряльные
ископаемые — торф, бурые и каменные угли, сланцы, а также
нефть и природный газ — относят к органическим соединениям и
используют в качестве сырья и источников энергии.
В химической промышленности широко применяют и такие доступные и
дешевые виды сырья, как вода и воздух. Растительное и животное
сырье —древесина, хлопок, масла и жиры, молоко, кожа,
шерсть и т. п. — перерабатывают или в продукты питания (пищевое
сырье), или в продукты бытового и промышленного назначения
(техническое сырье).
Россия занимает высокие позиции в мире по разведанным
(подготовленным к добыче) запасам фосфатов, калийных солей,
сульфата натрия, поваренной соли, а также рудного сырья:
источников железа свинца, титана, никеля, марганца и многих
других. Количество горючего сырья — угля, торфа — составляют свыше
половины мировых запасов. По разведанным запасам нефти и газа наша
страна занимает одно из первых мест в мире.
Стоимость сырья в химической промышленности составляет в среднем
основные направления в решении проблемы
сырья. Такими взаимосвязанными направлениями являются:
поиск и применение более дешевых видов сырья;
применение "концентрированного" сырья;
комплексное использование сырья;
замена пищевого сырья непищевым и растительного — минеральным.
Решение сырьевой проблемы осуществляется разнообразными,
путям: приближение источников запасов сырья к производству,
использования дешевого местного сырья; переработкой отходов,
пылевых и газовых уносов основного производства в новые продукты,
непосредственным использованием отходов, предварительным
обогащением сырья в целях повышения концентрации полезных
компонентов; заменой одного вида сырья другим, более экономичным.
Например, переход с каменного угля как основного сырья химической
промышленности на нефть и природный газ.
Дешевый и доступный природный газ и продукты нефтепереработки
обеспечивают снижение себестоимости продуктов массового
производства: пластических масс, синтетических волокон, каучуков,
моющих средств и др. Использование природного газа вместо кокса
снижает почти вдвое себестоимость аммиа, азотные удоорении.
Применение газов нефтепереработки вместо пищевого сырья — зерна —
в производстве этилового спирта снизило себестоимость последнего в
3 раза.
Однако мировые запасы нефти и газа постепенно истощаются, а запасы
угля в десятки раз больше, чем нефти и газа. Поэтому в настоящее
время имеется тенденция к увеличению доли каменного угля.
Комплексное использование
сырья.
Комплексное использование сырья — одно из важнейших направлений в
развитии химической промышленности. Сущность комплексного
использования заключается в последовательной переработке сырья
сложного состава в различные ценные продукты для наиболее полного
использования всех компонентов сырья.
Комплексное использование сырья, наиболее полное, экономически
оправданное использование всех полезных компонентов, содержащихся в
сырье, а также в отходах производства. Почти все виды сырья
минерального и органического происхождения содержат ряд ценных
компонентов. Полнота их извлечения и использования зависит от
потребности в них и уровня развития техники. К. и. с. повышает
эффективность производства, обеспечивает увеличение объёма и
ассортимента продукции, снижение её себестоимости и сокращение
затрат на создание сырьевых баз, предупреждает загрязнение
окружающей среды производственными отходами.
Комплексное использование полиметаллических сульфидных руд
позволяет получать цветные металлы, серу, серную кислоту и оксид
железа для выплавки чугуна. Примером комплексного использования
органического сырья является термическая переработка топлива —
угля, нефти, сланцев, торфа. Так, при коксовании угля кроме
целевого продукта — металлургического кокса — получают коксовый
газ и смолу, переработкой которых выделяют сотни ценных веществ:
ароматические углеводороды, фенолы, пиридин, аммиак, водород,
зтилен и др. Применение указанных веществ в качестве продуктов
народного хозяйства привело к снижению себестоимости кокса.
Комплексное использование сырья органически связано с наиболее
прогрессивной и экономичной формой организации химического
производства — комбинированием предприятий. Характерным примером
комбинирования является использование отходов основного
производства для вновь организуемых производств. Высокий
экономический эффект подобной связи обусловлен возможностью
использования дешевого сырья — отходов и совместном ведением
общезаводского хозяйства (централизованное подсобное обслуживание,
транспорт, складирование материалов и пр.). При этом сокращаются
на 60—70% капиталовложения на общезаводское хозяйство, снижается
себестоимость продукции.
Химическая промышленность и ее смежные отрасли наряду с
энергетикой и транспортом являются источниками загрязнения
окружающей среды. Борьба с загрязнением окружающей среды, в
частности с промышленными выбросами, — важнейшая проблема
современности. Одним из главных приемов уменьшения, а иногда
исключения промышленных выбросов служит полное комплексное
использование всех компонентов химического сырья.