Главная Обратная связь

Дисциплины:






Методичні рекомендації щодо вивчення теми. Сировина є первинним предметом праці, а її видобуток – початком будь-якої системи технологій



Сировина є первинним предметом праці, а її видобуток – початком будь-якої системи технологій. Для більш раціонального планування й аналізу витрат суспільної праці у виробництві економіст (насам-перед менеджери виробництва) має бути добре обізнаним з техніко-економічними характеристиками сировини і процесів її перетворення на споживні вартості.

Термін “сировина” не є однозначним поняттям. У найбільш уза-гальненій формі його слід вважати первинним предметом праці, взя-тим безпосередньо з природи, матеріальним субстратом, який містить у собі основу цільового продукту.

З погляду економіки сировина – це видобутий природний ресурс, на який витрачено певні зусилля і який потребує подальшої переробки в цільові продукти.

Зверніть увагу на те, що сировина є одним з найважливіших еле-ментів будь-якого технологічного процесу, а її якість, доступність і вар-тість значною мірою визначають основні якісні та кількісні показники промислового виробництва.

Сировиною називають речовини природного і синтетичного похо-дження, що використовуються у виробництві промислової продукції.

У процесі розвитку промисловості розширюється сировинна база, з’являються нові види сировини, змінюється власне поняття “сировина”. Постійно зростають можливості використання численних відходів про-мислових виробництв. Вихідними матеріалами багатьох виробництв є сировина, яка була в промисловій переробці та яку називають напівпро-дуктом, або напівфабрикатом.

Далі більш детально слід розглянути різні схеми класифікації про-мислової сировини: за походженням, за агрегатним станом, за галузево-технологічним принципом використання (рудна, нерудна, паливна).

Так, наприклад, за агрегатним станом сировина розподіляється на тверду, рідку, газоподібну. Найпоширенішою є тверда сировина – вугілля, торф, руди, сланці, деревина. Найпоширенішими видами рід-кої природної сировини є вода, соляні розсоли, нафта; газоподібної – повітря, природні й промислові гази. За складом сировину розподіляють на органічну і неорганічну. За походженням сировину розрізняють як мінеральну, рослинну й тварину. Особливістю викопної мінеральної сировини порівняно з рослинною і твариною є її невідновлюваність, а також нерівномірність розподілу поверхнею землі та в надрах.

Найважливішою сировиною в нинішніх трансформаційних умовах економіки є мінеральна. Тому при вивченні даної теми варто докладні-ше з нею ознайомитися.

Сьогодні відомо майже 2 500 різних мінералів, що відрізняються один від одного за хімічним складом, фізичними властивостями, крис-талічною формою й іншими ознаками.

Земна кора (99,5 %) складається з 14 хімічних елементів: кисню – 49,13 %, кремнію – 26,00, алюмінію – 7,45, заліза – 4,20, кальцію – 3,25, натрію – 2,40, магнію – 2,35, калію – 2,35, водню – 1,00 % тощо.



До найбільш застосовуваних у народному господарстві елементів належать: свинець, ртуть, бром, йод та ін. Деякі елементи, що є у доста-тній кількості в земній корі, надзвичайно розсіяні в межах доступного для розробки шару земної кори, тоді як інші сконцентровані у вигляді окремих скупчень. Масштаби промислового використання багатьох елементів перебувають у значній невідповідності з їхньою поширеністю в земній корі.

Наприклад, титану в земній корі майже у два рази більше, ніж ву-глецю, тоді як добувається його щорічно приблизно у 105 разів менше. Однак з розвитком науково-технічного прогресу в провідних галузях підвищується попит на рідкі та розсіяні метали.

Найбільш загальними й розповсюдженими видами сировини є вода й повітря. Сухе повітря містить: азоту – 78 %, кисню – 21 %, ар-гону – 0,94 %, вуглекислого газу – 0,03 % і незначну кількість водню й інертних газів, а також водяної пари, пилу та ін. Кисень повітря зна-ходить широке застосування в багатьох галузях промисловості: у мета-лургії, машинобудуванні, хімічній і паливній промисловостях. Широке застосування знаходить азот (наприклад, у синтезі аміаку, а також для створення інертних середовищ у багатьох хімічних реакціях).

За галузево-технологічним принципом використання мінеральну сировину розподіляють на рудну, нерудну і пальне.

Рудною мінеральною сировиною називають гірські породи або мінеральні агрегати, що містять метали, які можуть бути економічно вигідно видобуті в технічно чистому вигляді.

Нерудною, або неметалічною називають усю сировину, яку вико-ристовують у виробництві хімічних, будівельних і інших неметалічних матеріалів і яка не є джерелом одержання металів. Однак більша частина нерудної сировини містить метали (наприклад, фосфорити, апатити, алюмосилікати).

До горючої мінеральної сировини належать органічні корисні ко-палини: вугілля, торф, сланці, нафта й ін., які використовуються як паливо або сировина для хімічної промисловості.

Рудна сировина. Промисловими металевими рудами називаються корисні копалини, які містять один або кілька металів у кількості й формі, що допускають на даному етапі розвитку техніки їх економічно раціональний видобуток. Чим досконаліша технологія переробки ру-ди, тим легше переробляти руду з меншим вмістом металу. Розрізняють руди монометалічні, які містять тільки один метал, доцільний для ви-тягу (хромові, залізні, золотовмісні), біметалічні руди, в яких обидва метали доступні для здобуття (мідно-молібденові, свинцево-цинкові), поліметалеві руди, з яких витягається понад два метали (алтайські кол-чеданні руди, що містять свинець, цинк, мідь, срібло й інші; саксонські руди, що містять кобальт, нікель, срібло, вісмут, уран).

Іноді зустрічаються самородні руди, в яких метал перебуває або в чистому вигляді, або у вигляді сплаву з іншими металами, наприклад, золотоносні, платинові руди.

За призначенням руди поділяються на руди чорних, кольорових і рідких металів.

Нерудна сировина (мінерально-хімічна). Вона є джерелом одер-жання неметалів (сірка, фосфор і ін.), солей, мінеральних добрив і бу-дівельних матеріалів. Найважливішими видами нерудної сировини є самородна сірка, апатити, фосфорити, природні солі (калійні, мірабіліт, сода, поварена сіль). До нерудної сировини належать і рідкісні мінерали промислового значення (алмаз, графіт).

Горюча мінеральна сировина, паливо. Паливом називають го-рючі органічні речовини, що є джерелом теплової енергії й сировиною для хімічної, металургійної й інших галузей промисловості. Все пали-во за агрегатним станом підрозділяється на тверде (вугілля, торф, де-ревина, сланці), рідке (нафта, нафтопродукти), газоподібне (природ-ний і попутний гази й ін.). За походженням паливо буває природним і штучним, тобто отриманим у результаті переробки природного палива або як відходи різних технологічних процесів (наприклад, доменний газ). Горючі корисні копалини є природним видом палива.

Вивчаючи різні види палива, зверніть увагу на таку його характе-ристику, як питома теплота згоряння.

Як відомо, питома теплота згоряння палива – це кількість тепло-ти, що виділяється при повному згорянні одиниці маси або обсягу па-лива (Дж/кг і Дж/м3). Технічна характеристика палива визначається його складом. До складу всіх видів палива входить горюча (органічна маса + горючі неорганічні речовини – сірка, її з’єднання й ін.) і него-рюча маси (зола, волога) – баласт. Органічна маса палива складається в основному з вуглецю, водню, а також азоту й кисню. Чим більше в паливі золи, вологи, тим нижче його теплота згоряння. Чим вищій в органічній масі вміст вуглецю й водню і чим менше кисню й азоту, тим більшою теплотою згоряння характеризується паливо.

Наприклад, питома теплота згоряння нафти – 42 000 кДж/кг, або 11,63 кВт-год./кг; природного газу – 25 000–46 000 кДж/кг, або 6,98–12,82 кВт-год./кг; антрациту – 32 800–33 600 кДж/кг, або 9,08 – 9,32 кВт-год./кг; дров – 8 300–15 400 кДж/кг, або 2,35 – 4,32 кВт-год./кг.

Для обчислення загальних запасів палива різні його види пере-раховують на так зване умовне паливо. Відповідно 1 т бурого вугілля береться за 0,4 т, кам’яного вугілля – за 1,0 т, а нафти – за 1,4 т умовного палива.

У нинішніх економічних умовах велика увага приділяється ком-плексному використанню мінерально-сировинних ресурсів. Тому при вивченні даної теми слід звернути увагу на ці питання.

Оскільки сировина в собівартості деяких видів промислової проду-кції (наприклад, хімічної) становить 60–70 %, тому виняткову важли-вість для інтенсифікації виробництва і залучення в господарський обіг

внутрішніх резервів має комплексне використання сировини, тобто мак-симальний витяг і використання всіх цінних компонентів, що містяться в родовищах корисних копалин, виходячи з потреб у них народного господарства і можливостей науки і техніки. Практично більшість ро-довищ корисних копалин є комплексними і містять декілька корисних компонентів. Особливо це характерно для поліметалевих руд. У родо-вищах нафти супутніми компонентами є газ, сірка, бром, йод, бор; у газових родовищах – гелій, сірка, азот; у видобутку вугілля – колче-дан, сірка, глинозем, германій і ін. У кольоровій металургії профілюю-чими вважаються 11 металів (алюміній, мідь, нікель, кобальт, свинець, цинк, вольфрам, молібден, ртуть, олово, сурма), разом з якими вилу-чається понад 60 інших компонентів (рідкі, рідкоземельні та благоро-дні метали). Так на підприємствах кольорової металургії попутно ви-робляється до 30 % сірки, до 10 % цинку, міді, свинцю. Таке попутне вилучення елементів приводить до різкого підвищення економічної ефективності виробництва.

Слід зазначити, що комплексне використання сировини досяга-ється її збагаченням, а також різноманітною хімічною переробкою отриманої сировини з послідовним вилученням цінних компонентів, які широко використовуються в різних галузях народного господарства, та сприяє комбінуванню різних виробництв.

Прикладом комплексного використання твердого палива може служити коксохімічне виробництво, де з вугілля різних марок, крім коксу і коксового (світильного) газу, одержують аміак, сірковуглець, а також сотні органічних сполук, що є сировиною для одержання плас-тмас, хімічних волокон, барвників, вибухових речовин і лікарських препаратів. У результаті переробки нафти одержують моторні палива, мазут, гази нафтопереробки, рідкі вуглеводні. Тільки з газів нафтопе-реробки можна одержати метан, етан, пропан, бутан, пентан, етилен, пропілен, бутилен, ацетилен, сірководень і багато інших газів, що є найціннішою сировиною для одержання пластмас, каучуку, хімічних волокон, сірчаної кислоти, барвників і ліків.

Науково-технічний прогрес сприяє більш широкому залученню сировинних ресурсів у суспільне виробництво. Ефективне їх викорис-тання значною мірою визначає промисловий потенціал країни.

Далі, вивчаючи це питання, розгляньте неорганічні корисні копа-лини та їх використання за допомогою таблиці 1 додатка Б.

Вода й повітря в промисловості.При вивченні цього питання, зверніть увагу на особливу роль води та повітря у технологічних про-цесах. Відомо, що понад 85 % води, яка використовується в проми-словості, витрачається у процесах охолодження, застосовується для

очищення технологічних газів, гідротранспортування подрібненої сиро-вини, вугілля, в нагріванні матеріальних потоків, а також як розчинник і мийний засіб. У низці хімічних, електрохімічних, біохімічних процесів вода застосовується як основний реагент чи сировина.

Зверніть увагу на те, що залежно від призначення вода умовно підрозділяється на промислову й питну. Природно, що вимоги до скла-ду води істотно залежать від призначення.

Важливе значення для ефективного використання води у промис-ловості має її якість. Основними показниками якості води є твердість, загальний солевміст, прозорість, наявність кисню, смак, запах, реакція середовища. Для оцінки питної води велике значення має токсичність домішок, кількість мікробів, що втримуються в ній, запах, колір і смак. Для промисловості важливою характеристикою якості води є кількість і хімічний склад розчинених у ній солей. Загальний солевміст харак-теризує наявність у воді мінеральних і органічних домішок. Кількість їх визначають за сухим залишком (мг) випаром 1 л води й висушуван-ням залишку при 110 °С до постійної маси. Для більшості виробництв основним якісним показником слугує твердість води, обумовлена при-сутністю у ній солей кальцію й магнію. Розрізняють три види твердо-сті води: тимчасову, постійну й загальну. Тимчасова (переборна твер-дість) обумовлена наявністю у воді гідрокарбонатів кальцію й магнію. Ці солі порівняно легко видаляються при кип’ятінні. Постійна тве-рдість обумовлена присутністю у воді сульфатів, хлоридів і нітратів кальцію й магнію, які при кип’ятінні не видаляються. Тимчасова й по-стійна твердість у сумі дають загальну твердість.

Максимально припустима концентрація розчинених солей визна-чається стандартом залежно від виробництва, на якому застосовується вода. За класифікацією залежно від вмісту іонів кальцію й магнію природні води розподіляють на п’ять класів: дуже м’які, м’які, помірно тверді, тверді, дуже тверді.

Кількість розчинених у воді газів також позначається на якості води, тому що вуглекислий газ, кисень, сірчистий газ і інші спричиня-ють значну корозію труб.

Окислюваність води обумовлена наявністю у ній органічних до-мішок і визначається кількістю перманганата калію (мг), витраченого при кип’ятінні 1 л води протягом 10 хв.

Поряд з природною водою в різних технологічних процесах ши-роко використовується повітря атмосфери. Передусім повітря витра-чається в енергетичних агрегатах під час спалювання органічних носіїв (вугілля, газу, мазуту, бензину) – на теплових електростанціях і дви-гунах внутрішнього згоряння. Великі об’єми повітря використовують

у металургії: для виготовлення 1 т сталі його потрібно понад 15 ⋅ 103 м3, 1 т міді – близько 60 ⋅ 103 м3. Повітря широко використовується для транспортування матеріалів (пневмотранспорт), для теплопередачі й охолодження технологічних об’єктів, як робоче тіло у пневматичних системах.

За температури, нижчої від –192 °С, і тиску 760 мм рт. ст. повітря зріджується в блакитну легкорухому рідину зі щільністю 960 кг/м3.

Рідке повітря можна досить довго зберігати в спеціальних термо-сах – посудинах Дьюара. Під час зберігання рідкого повітря вміст ки-сню в ньому додатково підвищується внаслідок випаровування азоту. Рідке повітря використовують у великих кількостях для вилучення з нього газів: кисню, азоту, аргону та ін. методом ректифікації – пере-гонки.

Енергія в промисловості.Особливе значення при вивченні техно-логічних процесів має питання ролі енергії в технологічних процесах. Більшість технологічних процесів у промисловості пов’язані з погли-нанням чи виділенням енергії або перетворюють один вид енергії на ін-ший. Енергія потрібна як для проведення самого технологічного процесу і транспортування сировини та готової продукції, так і для здійснення допоміжних операцій (сушіння, подрібнення, фільтрування тощо). Ось чому практично всі технологічні процеси є споживачами енергії. Тому, вивчаючи це питання, ознайомтесь з функціями та видами енергії, які застосовують у технологічних процесах (додатки Д, Е, Ж, З).

Як відомо, електрична енергіявикористовується у промислово-сті для перетворення на механічну при здійсненні механічних і фізич-них процесів обробки матеріалів: подрібнення, сортування, перемішу-вання, сушіння, нагрівання, проведення хімічних реакцій.

Найбільш поширеними джерелами електричної енергії є вода на гідроелектростанціях; енергія, що виділяється при згорянні палива на теплових електростанціях; енергія ядерних реакцій – на атомних елек-тростанціях. Джерелами електричної енергії є також вітрова, сонячна та інші види енергії.

Теплова енергія, яку отримують при згорянні палива, викорис-товується для опалення, здійснення численних технологічних проце-сів (плавлення, сушіння, перегонка). Теплоносіями у цьому випадку є топкові гази, водяна пара, вода.

Хімічна енергія, яка виділяється в процесі екзотермічних реакцій, служить джерелом тепла для нагрівання реагентів, використовується в гальванічних елементах та акумуляторах.

Розглянуті види енергії належать до невідновлюваних джерел. Існують також відновлювані енергоресурси: течія річок (15 % всієї

електроенергії), енергія сонця, вітру, морських припливів (світовий потенціал – 500 млн. т умовного палива щорічно), геотермальна ене-ргія (тепло підземних джерел, морів та океанів).

Геотермальна енергія– це запаси тепла, що накопичились у над-рах Земної кулі. Ця теплота надходить на поверхню у вигляді гарячих джерел – гейзерів. Геотермальна енергія (в Україні немає) використо-вується для зігрівання приміщень, що потребують підвищеної темпе-ратури.

Світлова енергіявикористовується при здійсненні фотохімічних процесів, при виробництві фотоелементів, фотодатчиків.

Енергія Сонцявикористовується в основному в сонячних батареях на космічних кораблях.

Енергія, яку споживає виробництво, за своїм призначенням поді-ляється на технологічну, рушійну, опалювальну, освітлювальну тощо.

Найбільшого поширення в промисловості набула електрична енер-гія. Її споживання постійно зростає, що викликано розширенням засто-сування в технологічних процесах таких прогресивних методів, як елек-трофізичні, електрохімічні, електронно-променеві та багатьох інших. Причому електрична енергія вважається найбільш економічною і еко-логічною.

Зверніть увагу на те, що кожний вид енергії є базою для здійс-нення певного процесу у виробництві на основі зміни виду цієї енер-гії. Тому далі, розглядаючи це питання, зверніть увагу на таблицю 2.1, де подано класифікацію природних і виробничих процесів за ознакою зміни виду енергії.

Кожний енергетичний процес, як і вид енергії, має певну галузь за-стосування. Обсяги використання того чи іншого виду енергії постійно змінюються.

Таблиця 2.1





sdamzavas.net - 2019 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...