ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 14.07.2025
Просмотров: 830
Скачиваний: 0
Нерудное сырье - горные породы, используемые в производстве химических, строительных и других неметаллических материалов. К этому виду сырья относятся породы, содержащие серу, фосфаты, природные калийные соли, поваренную соль, песок, гравий, глины и др. Это сырье используется в производстве удобрений, солей, кислот, щелочей, цемента, стекла, керамических изделий и др.
Горючее минеральное сырье включает угли, нефть, торф, горючие сланцы, природный и попутный газы и др., служащие источником получения разнообразнейших продуктов. Так, при переработке угля получают сырье для производства красителей, лекарственных препаратов, химических волокон, пластических масс, удобрений и т. п.
Нефть - углеводородное сырье для получения различных видов топлив (бензина, керосина и др.), а также всевозможных синтетических материалов (волокон, каучуков, пластических масс, моющих средств и др.).
Природный газ является дешевым и весьма ценным сырьем. Он служит сырьем для получения продуктов тяжелого органического синтеза, удобрений, пластических масс, синтетических каучуков, химических волокон, фармацевтических препаратов, лаков и др.
Растительное и животное сырье подразделяется на пищевое и техническое. К пищевому сырью относятся продукты сельского, лесного и рыбного хозяйства, которые используются для пищевых целей (картофель, сахарная свекла, хлебные злаки, пищевые жиры и т. п.). Химическая и другие отрасли промышленности потребляют техническое растительное и животное сырье, непригодное для пищевых целей, которое, однако, может быть переработано в продукты или материалы бытового и промышленного потребления. К этому виду сырья относятся хлопок, солома, лен, конопля, китовый и тресковый жиры, кости животных и др.
Воздух и вода являются самым дешевым и доступным сырьем. Воздух - практически неисчерпаемый источник дешевого азота и кислорода. Вода не только служит источником непосредственного получения из нее водорода и кислорода, но и участвует в разнообразных химических процессах, а также применяется для растворения твердых, жидких и газообразных веществ.
Сырьевые ресурсы. Замена пищевого сырья непищевым, растительного минеральным.
Экономический потенциал любой страны в современных условиях в большой степени определяется природными ресурсами полезных ископаемых, масштабами и качественной характеристикой их месторождений, а также уровнем развития сырьевых отраслей промышленности.
Сырьевые ресурсы современной химической промышленности очень разнообразны, причем с развитием техники, организацией новых производств и внедрением более эффективных методов производства сырьевая база отрасли постоянно расширяется за счет открытия новых месторождений, освоения новых видов сырья и более полного использования всех его компонентов.
По степени экономической эффективности использования запасы минерального сырья делятся на две группы балансовые и забалансовые. К балансовым относятся запасы полезных ископаемых, которые по своему качеству соответствуют требованиям промышленности и по условиям залегания могут быть добыты и переработаны в настоящее время экономически эффективными способами. Запасы сырья, характеризующиеся низким содержанием полезного вещества, присутствием неблагоприятных сопутствующих компонентов и сложными условиями залегания, вследствие чего они при современном состоянии техники и экономикн. не могут эффективно эксплуатироваться, относятся к забалансовым. Забалансовые запасы подлежат отдельному учету и представляют интерес как объект перспективного промышленного освоения.
От степени изученности месторождений запасы полезных ископаемых подразделяются на категории А, В и С.
В категорию А включаются детально разведанные, опробованные и подготовленные для эксплуатации запасы. Данные о запасах по категории А служат для обоснования производственного планирования объема добычи.
По категории В учитывают установленные геологоразведочными работами, запасы сырья, качество которых проверено лишь лабораторными исследованиями. Данные о запасах категории В используются для разработки проектных заданий.
К категории С относятся запасы, определяемые на основе геологического изучения по естественным обнаружениям и по данным геофизической разведки с частичным опробованием качества сырья. Сведения о запасах по категории С являются предварительными и служат для обоснования перспективных планов развития промышленности н ассигнований на последующие геологоразведочные работы.
Сумма запасов по категориям А + В + С образует промышленные запасы. На их основе производится расчет обеспеченности планируемого производства. данной химической продукции запасами сырья. При определении этой обеспеченности в основном принимают во внимание балансовые запасы промышленных, категорий с учетом наличия в них необходимого количества полезных ископаемых категорий А и В.
Рациональное и комплексное использование сырья.
Рациональное использование сырья позволяет повысить экономическую эффективность производства, так как стоимость сырья составляет основную долю в себестоимости химической продукции. В связи с этим стремятся использовать возможно более дешевое сырье, особенно местное сырье, для которого не требуются дальние перевозки. Например, в качестве углеводородного сырья все шире применяют нефть и природный газ, относительная стоимость которых значительно ниже стоимости угля. Этим объясняются существенно более высокие темпы добычи нефти и газа по сравнению с углем:
При выборе источника сырья необходимо также учитывать современные и перспективные условия его получения, в том числе и местные условия. Так, например, этиловый спирт можно получать из пищевого сырья, древесины (гидролизный спирт), из отходов целлюлозного производства (сульфитный спирт) и синтетическим способом. Себестоимость гидролизного спирта ниже себестоимости пищевого спирта на 40%, а сульфитного и синтетического на 75%. Трудовые затраты на производство 1 т спирта из зерна и картофеля составляют 160-280 чел/ч, а из нефтехимического сырья 10 чел/ч. Удельные капитальные вложения при замене пищевого сырья синтетическим снижаются на 400 руб/т годовой мощности.
Экономическая обоснованность выбора сырьевой базы для химического производства особенно наглядна в азотной промышленности. С переходом на использование природного газа снизилась себестоимость аммиака по сравнению с ранее использовавшимися видами сырья. Существенное значение выбора рационального вида сырья можно проследить также на примере производства синтетического каучука. Раньше (до пятидесятых годов) сырьем для получения СК служил этиловый спирт, получаемый из пищевых продуктов (зерна, картофеля и др.). Стоимость его была высокой, а размеры выработки не всегда обеспечивали потребность.
Сырье, стоимость которого составляла 75-80% общих затрат на производство, определяло рентабельность промышленности синтетического каучука и уровень цен на этот важнейший продукт. Поэтому снижению расхода этилового спирта и его замене на более дешевое сырье в промышленности синтетического каучука всегда уделялось большое внимание. В настоящее время у нас и за рубежом основным сырьем для получения СК служит бутадиен. Например, в США удельный вес СК из бутадиена составляет 80%, в Канаде 75%.
Для выработки бутадиена в Советском Союзе в качестве исходного сырья широко используют бутан и этиловый спирт. В дальнейшем по мере развития нефтедобывающей промышленности и переработки нефти ресурсы бутана будут увеличиваться и доля его в сырьевом балансе будет постоянно возрастать. Это объясняется доступностью сырья, его низкой стоимостью и Относительно простой схемой переработки. В настоящее время на всех вновь строящихся заводах СК предусматривается получение бутадиена из бутана.
Комплексная переработка сырья имеет большое народнохозяйственное значение еще и потому, что при этом исключается накопление отходов, хранение или вывоз которых обычно сопряжены с дополнительными затратами. Например, водный раствор хлористого кальция, являющийся отходом в производстве соды, в настоящее время не используется, его заливают в огромные котло- ваны. Стоимость таких котлованов высока, так как они должны быть герметичными и исключать утечку хлористого кальция (попадая в почву, он вымывается подпочвенными водами и разносится на большие расстояния, отравляя все живое).
Отходом сернокислотных заводов является огарок, образующийся при обжиге колчедана. Огарок еще не нашел применения,
хотя в нем содержится около 50% железа, а также некоторое количество меди, цинка, золота, серебра и других ценных металлов.
Важное значение комплексной переработки природного сырья вытекает также из того, что содержание некоторых необходимых для промышленности веществ в земной коре очень мало. Так, на основе результатов специальных исследований были рассчитаны запасы различных простых веществ в земной коре на глубине до 16 км. В зависимости от запасов вещества могут быть расположены в последовательный ряд от большего содержания к меньшему.
Только для нескольких элементов имеется соответствие между запасами и потреблением. Однако для углерода, например, этого соответствия нет, углерод по потребности находится на первом месте, а по запасам только на одиннадцатом, его в земной коре только 0,35%. Соответствия нет и для серы, а Сu, Pb, Mn, Zn в приведенном ряде запасов вообще отсутствуют (Сu занимает 26, a Zn — 24 место). Перечисленные элементы составляют 99,5% земной коры, а остальные элементы только 0,5% земной коры.
В качестве примера комплексной переработки сырья можно привести переработку апатитовой руды.
Обогащение сырья.
Применение концентрированного сырья упрощает и удешевляет его переработку, а также позволяет получать продукты более высокого качества. Потребляемое в химической промышленности сырье обычно недостаточно концентрированное, поэтому перед употреблением его в большинстве случаев обогащают, в результате чего концентрация в нем основного вещества увеличивается.
Обогащение полезных ископаемых, как правило, сложный и дорогостоящий процесс. Однако, несмотря на дополнительные затраты, связанные с обогащением, оно обеспечивает значительный народнохозяйственный эффект, определяемый: возможностью расширения сырьевой базы и обеспечения современного многотоннажного производства химической продукции за счет комплексного использования сырья и вовлечения в эксплуатацию бедных по содержанию полезных минералов и руд; более полным использованием оборудования на химических предприятиях за счет переработки высококонцентрированного обогащенного сырья; существенным улучшением качества готовой химической продукции и значительной экономией транспортных средств вследствие уменьшения перевозок, приходящихся на долю пустой породы.
Если обогащению подвергают твердые материалы (например, горные породы), то полученный обогащенный продукт называют концентратом, а отходы с меньшим содержанием полезного продукта и повышенным содержанием породы называют хвостами. В тех случаях, когда в сырье содержится несколько полезных составляющих, его делят на отдельные части (фракции), обогащенные тем или иным компонентом, т. е. из сложного сырья получают несколько концентратов, что позволяет более полно (комплексно) использовать сырье.
Методы обогащения твердых материалов весьма разнообразны, они основаны на различии физических и химических свойств веществ, входящих в состав сырья, например, прочности, плотности, твердости, растворимости, температур плавления и возгонки, магнитной проницаемости и др.
Рассеивание (грохочение) основано на том, что минералы, входящие в состав сырья, имеют различную прочность, поэтому при дроблении менее прочные (хрупкие) минералы Дробятся на более мелкие зерна, чем прочные (вязкие) материалы. Если после измельчения такое сырье просеять через сита с отверстия различного размера, то можно получить фракции, обогащенные тем или иным минералом.
Гравитационное разделение основано на различии скоростей осаждения (падения) частиц в жидкости или газе в зависимости от плотности или крупности этих частиц. Если осаждение производят в жидкости (чаще всего в воде), его называют мокрым гравитационным обогащением; если осаждение ведут в газе (чаще всего в воздухе), его называют сухим гравитационным обогащением.
Магнитная сепарация применяется для отделения магнитно восприимчивых материалов от немагнитных, а также для удаления стальных предметов, случайно попавших в руду; магнитный железняк от пустой породы.