Принцип рационального использования сырья и материалов

Принцип рационального использования сырья и материалов - это не только в отношении сырья и материалов, но так же и переработки производственных отходов в местах производства продукции, рациональная организация производства. Основной смысл в создании рационального производства прежде всего в разработке плана (схемы) производственных помещений в соответствии с их назначением.

1. Заготовочное производство, располагающееся в непосредственной близости от складов и материалов (К ней относят: механическую огневую резку, заготовок, литейное производство, кузнечно-штамповочное и т.д., все производства обеспечивающие заготовку деталей.)

2. Цеха в которых осуществляется обработка и изготовление необходимых деталей параллельно с обрабатывающим производством, в том числе химико-термическое, гальваническое, окрасочное, сборочное, а так же различные регулировочные, настроечные и т.п. В каждом таком цехе не должно наблюдаться встречных потоков продукции и сырья.

3. Склад готовой продукции.

Рациональная организация производства способствует разумному использованию всех компонентов технологического процесса – способствует уменьшению энерго- и трудоемкости производства, а так же оптимизирует производственную систему одновременно по энерготехнологическим, экономическим и экологическим показателям.

Основополагающие принципы рациональной организации производства

1. Принцип альтернативных малоотходных технологических процессов изготовление товарной продукции.

2. Непрерывного совершенствования существующего технологического процесса и разработка новых.

Кроме основополагающих принципов можно выделить и глобальное направление создания малоотходных технологий и производств.

1. Комплексное использование сырьевых и технологических ресурсов.

2. Совершенствование и использование, разработка совершенно новых технологических ресурсов.

3. Внедрение замкнутых технологических линий производств ( в том числе водопользования)

4. Кооперация производств с использованием отходов одних производств, в качестве сырья для других.

5. Осуществление Технологических процессов с использованием оптимально возможного технологического сырья в с стадии переделов операции.

6. Увеличение единичной мощности агрегатов до оптимального значения.

7. Интенсификация производственных процессов, их механизация, автоматизация.

Рациональная переработка минерального сырья предполагает использование всех его компонентов, включая учет неминуемых отходов в то же время образование отходов, является один из основных факторов определяющих масштабы вредного производства на окружающую среду (ОС).

Следовательно, при оценки воздействие на ОС необходимо учитывать не только количество образующихся отходов, но и их токсичность с учетом этого фактора разработана методика В.Регис и А.Шугин и др.

В которой критерий экологичности принято считать из учета соотношения количества отходов умноженного на содержание в нем токсичного (I) компонента по отношению к ПДК этого компонента, таким образом, коэффициент экологичности должен быть меньше либо равен единицы.

?

Предложенный критерий имеет четкую экологическую значимость т.к. его значение зависит не только от количества отходов производства, но и их токсичности, что существенно облегчает оценку малоотходности различных ТП и производств.

Необходимо отметить, что актуальность проблемы создания малоотходных производств постоянно возрастает, поскольку 1990г. Наша промышленность практически не развивается, износ производственных фондов сегодня стремительно увеличивается и достигает 89%.

Приостановить технологическое перевооружение отраслей.

Общими направлениями экологического совершенствования в отраслях промышленности можно считать следующие:

В энергетике для снижения отходов до уровня соответствующего малоотходному, но сегодня необходимо внедрять более совершенные технологии и устройства для сжигания топлива.

К примеру шире использовать технологию снижения топлива в кипящем слое при котором снижается содержание загрязняющих веществ в отходящих газах и более полно используется топливо необходимо так же применение совершенного пылеотчистного оборудования с максимально возможным КПД шире использовать различные направления и т.п.

Изыскивать более совершенных способов отчистки газа и высокоэффективных аппаратов и очистного оборудования, внедрять современные технологии без домино и без коксовых процессов получения стали, парашковую металлургию и других процессов направленных в окружающую среду.

В химической и нефтеперерабатывающей промышленности.

1. использовать окислительно восстановительные процессы с применением кислорода.

2. шире использовать электрохимические методы

3. мембранную технологию разделения газов и жидких смесей

4. биотехнология, включая использование производства биогаза

5. внедрять методы, рациональные электроимпульсные, плазменные идентификации промышленности для утилизации и переработки топочных зол.

В горной промышленности необходимо:

1. шире внедрять технологии по полной утилизации отходов ( отвалов горных парод) при подземном способе добычи полезных ископаемых.

2. стремиться к извлечению более ценных компонентов

″Черная и цветная″ металлургия.

1. внедрять технологии обеспечивающие рациональное использование рудного сырья

2. вовлекать в переработку газообразные, жидкие, твердые отходы производства

3. разрабатывать и широко использовать новые технологические процессы утилизации и переработки многотанажных технологий переработки в том числе с использованием строительных материалов внедрять технологию по сокращению свежей природной воды.

В машиностроении (в гальваническом производстве).

1. совершенствование методов доотчистки

2. переход к замкнутым процессам рециркуляции воды

3. извлечение металлов из сточных вод и шламов

Не менее важным является внедрение современных технологий металлообработки.

Например получение деталей из пресс порошков и т. д.

В бумажной промышленности

1. сокращение расхода свежей воды на единицу продукции

2. создание бессточных (замкнутых) систем водоснабжения

3. максимальное использование экстрогирующих соединений содержащихся в древесине для получения конечных товарных продуктов

4. совершенствование процессов отбеливания целлюлозы, в том числе с помощью озона и кислорода

5. улучшение процессов переработки отходов лесообработки биотехническим методом

6. Создание мощностей по переработке бумажных отходов включая макулатуру

Тема №5 Обеспечение комплексной переработки сырья в горнодобывающей промышлености.

В 20–е годы прошедшего столетия после отмены НЭПА (новая экономическая политика) в стране сложилась крайне не благоприятная ситуация с продовольствиями.

Поэтому проблема обеспечения государства стала наиболее актуальной на тот момент, хотя за время длительных потрясений агропромышленная отрасль страны была отброшена с первых мест во вторую десятку, производители сель. хоз. продукции и Агро технология в других развитых странах ушла далеко вперед, правительство СССР приняло решение о намерении производства продуктов, в том числе не только освоение новых площадей, но и для интенсивных методов производства сель. хоз. продукции по средствам применения азотных и калийных удобрений. При этом урожайность зерновых культур возрастал в на 8-40%.

Геологической разведкой было выявлено колоссальное по содержанию хлористого калия месторождения в районе Северо-Западного Урала (г. Соликамск, река Кама).

Месторождение, находится между Вишерой и Яйвой - длина 150км, от реки Кама на расстоянии 50 км, и в глубину до 400м.

Запасы полезного сырья составляют- 11милрд.тон.

Кроме хлорида калия, сельвенита и галейнита, попутно подавался хлорид натрия, глина, а т. же карналлит.

Причем размещение этих составляющих в толще горной выработки.

Почвенно-покровный слой минимально составляет 150 м. и имеет следующие слои:

Количество потенциально ценных минералов было примерно равным, однако стране в основном нужен был силикат (КСl), чтобы максимально быстро направить в сель. хоз. район, с небольшим перерывом в годах были построены 2 рудника и приступили к добычи и обогащению руды.

По способам добычи:

1. Закрытый способ добычи рудного сырья, например – выщелачивание рудного сырья в одном Соликамске уже десятки лет разрабатывается месторождение чистейшего хлорида натрия, который преимущественно идет на получение пищевой соли NaGl+nI, не более 1%.

Монолит добывают так: в скважину доходящего до солевого грунта раствора хлорида натрия с водой.

Раствор сушат в специальных электрических и газовых сушилках. Газовые сушилки представляют собой огромные трубчатые печи, в которые подается газ, а сухая соль по наклону этой печи засыпается в специальную упаковку. Процесс производства непрерывный, малоотходный и экономически эффективный.

2. Открытый способ производства сырья наиболее широко используется для добычи угля, золота, а так же никель, медь, глина.

Организовано производство следующим образом:

Для раскопа такого покрова почвенный покров убирается полностью. А затем по ярусно, осуществляется добыча и вывоз полезных ископаемых.

Выемка породы осуществляется эскалаторами, а так же взрывным способом – долгое время взрывной способ широко использовался при добычи руд.

Освоение технологически открытой добычи наиболее экономически целесообразно. Однако серьезными проблемами для добычи этим методом полезных ископаемых являются: обеспечение санитарных условий, в том числе обогрева и удаления токсичных автомобильных выбросов.

3. Взрывной способ

В боковых стенках горной породы сверлится шурфы, в которые затем погружаются вещества, имеющие цилиндрические форму и взрывные свойства (толуол, динамит, тротил и т.п.)

Затем экскаватором обрушенная масса загружается в 100 тонные и более кузова – автомобилей для транспортировки.

4. Закрытый способ

Закрытым способом добывается основное количество минералов содержащих металлы, а так же уголь, глубина угольных шахт от 200 до 2000м.

Для организации процесса добычи, бурится створ, наверху ствола устанавливается подъемник. Створы для вентиляции для подачи руды и породы на горах.

Используют так же механические способы (комбайны) при добычи каменных руд. При добычи каменных руд протяженность транспортных коридоров достигает нескольких десятков км.

Поскольку сразу после освоения первого рудника преимущественно используется взрывной метод, вследствие чего, в жилых массивах города Березняки возникают серьезные обвалы.

За время работы уничтожено 10500 м. тайги, засолены большие реки, в подающие в Каму и сама Кама, что делает непригодным ее для рыбного промысла. Долгое время вплоть до начала 30-х годов ХХ века полезно использовалось для удобрения только одна составляющая хлорида калия, все остальное компоненты отправлялись в отвал, затем стали перерабатывать и его с целью добычи хлорида натрия и получения из него щелочи. В начале 40-х стали использовать метод электролиза расплавления солей металлического магния.

Технологический процесс, включает в себя следующие операции:

1. операция Мg Cl₂ ⋅ 6 H₂ O → Мg Cl₂ ⋅ 2 H₂ O

2. прокалка двух водного хлористого магния

(газовая трубчатая, вращающаяся печь)

3. прокаливание до Мg Cl₂ производится в безводной печи кипящего слоя (ПКС)

ПКС – российское изобретение Зелинского, впервые была внедрена в г. Владикавказе. Имеет следующий вид:

4. далее хлорид магния плавят в шахтных печах сопротивления, заливают ковшами в электролизные ванны (см. рисунок)

Компоненты подобраны таким образом, чтобы обеспечить t_пл ≤ 710°С. При электролизке магний всплывает вверх, его извлекают ковшами и отправляют потребителю.

В начале 40-х годов практически все ценные компоненты калийного месторождения перерабатывают твердые породы. В том числе магниевый металл используют для получения авиационных сплавов в системе Аl-Mg; а KCl⋅6H₂O - используют как удобрение для получения щелочей, селитры и т. д.

Такие темпы перехода от открытой к закрытой системе малоэффективны, поэтому в настоящее время вопрос о комплексной переработке должен быть пересмотрен.

В результате применения комплексного подхода на месторождении калийных руд создан огромный промышленный регион. Месторождение оксида титана в северной области, в настоящее время исчерпано.