Пути рационального использования природного сырья

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Пути рационального использования природного сырья

Известно, что экономика производства зависит от характера использования сырья. Наиболее важными из них являются: правильный выбор сырья, комплексная его переработка, повторное использование, высококачественная первичная обработка и обогащение, максимальное использование отходов производства.

Выбор сырья определяет тип применяемого технологического оборудования, характер технологии, длительность производственного цикла и влияет на многие технико-экономические показатели работы предприятий. Например, в машиностроении отдельные детали машин изготавливают из металла, пластмасс, древесного пластика. Правильный выбор сырья характеризуется снижением себестоимости продукции при повышении ее кач-ва. Не менее важным явл. рациональное использование сырья.

Комплексная переработка сырья возможна лишь при высокой организации пр-ва. Она предполагает применение разнообразных тех. процессов, расширение номенклатуры продукции на одном предприятии. При этом снижаются транспортные расходы, себестоимость продукции, растет прибыль промышленных предприятий. Поэтому комплексное использование сырья явл. важной народнохозяйственнрй проблемой. Комбинирование предприятий, комплексное использование сырья дают возможность получать большой экономический эффект.

Таким образом, можно сделать вывод, что рациональное использование сырья, изыскание более дешевого местного сырья вместо дорогого зарубежного, применение концентрированного (обогащенного) сырья, комплексное использование сырья, замена пищевого сырья на минеральное и другие меры приводят к значительному снижению себестоимости продукции.

2. Методы обогащения сырьевых материалов

Качество сырья (состав и св-ва) в значительной степени характеризуют технико-химические показатели производства. оно выражается содержанием полезных элементов в руде либо другом виде сырья. Для повышения содержания в сырье полезных элементов и удаления пустой породы сырье подвергают обогащению. Известны такие методы обогащения сырья, как физические (механический, термический, электромагнитный, метод гравитационного обогащения и др.), химические (метод избирательного растворения, разложения химическими реагентами, обжиг и др.) и физико-химический (флотационный). Эти методы применяются прежде всего с двух точек зрения: 1. экономически нецелесообразно транспортировать необогащенное сырье 2. применение более чистого концентрированого сырья позволяет получить качественную продукцию, которая обладает более высокой стоимостью. для решения данных проблем на месте добычи сырья строятся обогатительные фабрики. Таким образом, в промышленности применяют предварительную подготовку сырья и обогащение полезных ископаемых. В зависимости от требований тех. процесса предварительная подготовка сырья состоит (кроме сортировки) в измельчении материалов либо, наоборот, в укрупнении (брикетировании) частиц сырья и агломерации. Целью обогащения является получение сырья с возможно большим содержанием полезных элементов. При обогащении получаются две или несколько фракций. Фракции, обогащенные одним из полезных компонентов, наз. концентратами, а фракции, состоящие из минералов, не используемых в данном производстве, пустой породы, наз. хвостами. Большое значение обогащения состоит и в том, что получаемые концентраты имеют стандартные, постоянные и более однородные, чем исходное сырье, состав и св-ва. Методы обогащения сырья зависят от агрегатного состояния исходных полезных ископаемых и от св-в основных компонентов. Например, виды обогащения минерального сырья (в твердом состоянии) подразделяются на механические, физико-химические и химические и основаны на различии в таких св-вах, как плотность, размер и форма зерен, прочность, электропроводность, смачиваемость, растворимость, магнитная проницаемость и др.

3. Обогащение сырьевых материалов методами флотации и выщелачивания

Наиболее широко применмы такие методы обогащения, как флотация и выщелачивание. Флотацию в основном используют в химической промышленности. Метод основан на различной смачиваемости компонентов, входящих в состав сырья (смачиваемые - гидрофильные, несмачиваемые - гидрофолные). Большинство минералов в природных условиях мало отличаются по смачиваемости друг от друга. Для их разделения необходимо создать условия неодинаковой смачиваемости отдельных компонентов породы, что достигается применением флотореагентов: пенообразователей, собирателей, регуляторов и активаторов флотации, а также подавителей, которые способны подавлять действие собирателей и препятствовать всплыванию определенных минералов. Весьма эффективным видом обогащения является селективная флотация, проводимая несколько раз в несколько стадий. Например, при разделении сильвинита получают 20-22% KCl. Суть процесса заключается в следующем: через измельченную породу пропускают реагенты, которые с одними частичками всплывают на поверхность, а с другими оседают на дно. Для в-в, которые используются в качестве реагентов предъявляются определенные требования - они должны обладать постоянным составом, быть экологически чистыми, обладать селективностью. процесс флотаци зависит от многих факторов: хим. состав, плотность, твердость, температура, среда (кислая, щелочная). На скорость флотации влияет и гранулометрический состав. Применяемый аппарат - центрефуга (более крупные частицы - ближе к периферии).

Выщелачивание - процесс экстракции растворителем растворимого твердого компонента из системы, содержащие частицы 2 мм. Скорость выщелачивания зависит от структуры, степени пористости, размера пор обрабатываемого материала. Чем выше содержание растворимой фазы и крупнее поры, тем быстрее идет процесс выщелачивания. Существуют два пути: 1. повышение температуры 2. проведение процессов в автоклаве (герметически закрытый аппарат с повышенным давлением). На процесс выщелачивания влияет также тонона измельчения. Суть процесса заключается в том, что по мере выщелачивания пористые зерна разрушаются и превращаются в шлам (мелкодисперсный нерастворимый остаток), который удаляется в отвал. Сам процесс выщелачивания противоточный - в реактор с одной сороны подается реагент, с другой стороны - в-во, которое подвергается выщелачиванию. Засчет этого достигается большая эффективность.

4. Отходы химической промышленности и способы их утилизации

Отработанные масла используют для производства бетонов, битума, т.к. они увеличиват стокость его в 2 раза.

Фосфогипс - это отход (Ca SO4 и P2O5 ). Его можно использовать для гипса вяжущего (CaSO4*0,5 H2O) и цемента, строительного гипса.Также используется для производства гисокартонных листов для изоляции. Можно было бы получать негашеную известь (CaSO4=CaO) - используют в строительстве.

Отходы резины идут на изготовление битумов. Их растворяют и получают суспензию, также отделяют сажу от металлокорта и используют как наполнитель резиновой смеси.

Основной проблемой переработки отходов калийного производства является переработка природного сырья - сильвинита (KCL+NaCL+нерастворимый осадок)

KCL - полезный компонент, который используется в качестве удобрения. При переработке сильвинита - остаток галит ( 75%-80%). Эсли вести переработку по флотационному методу, то галит загрязнен органическими соединениями. Если проводитьвыщелачивание, то галит чище.

Утилизация галита: закладка шахтного производства - готовиться суспензия ( галит + вода ), её под давлением в 20 атмосфер закачивают в место выработки.

5. Концентрирование сырьевых материалов и выделение полезного компонента методом выпаривания, кристаллизации, кристаллизации, фильтрации

В сырье наряду с полезными элементами присутствуют примеси, поэтому перевозить такое сырьё на место переработки нецелесообразно. Поэтому встаёт вопрос об обогащении сырья. Он очень актуален. Существует 2 точки зрения: 1) экономически нецелесообразно транспортировать сырьё с примесями потребителю 2) применение более чистого, концентрированого сырья позволит получить качественную продукцию, которая обладает более высокой стоимостью. На месте добычи сырья строятся обогатительные фабрики. Наиболее распространенными методами обогащения являются выпаривание, кристаллизация, фильтрация.

Выпаривание - метод выделения растворителей из раствора. Испарение может происходить в результате парообразования ( на поверхности ) и в результате упаривания растворителя : получается твёрдое кристаллизованое вещество. Этот процесс может происходить при постоянной температуре и давлении. Выбор зависит от концентрации растворов. Для концентрированных растворов - постоянная температура. Если процесс ведется при нагревании, то необходимы затраты для повышения температуры до кипения + энергозатраты на транспортировку и отвод паровой фазы. На испарение 1 кг воды требуется 2800 кДж тепла. Пути возможной экономии тепла - комбинированные выходные установки - сочетание более концентрированного раствора с низкой энергопотребляемостью при удалении растворителя. Процесс выпаривания состоит из двух стадий: 1) удаление основного количества воды, 2) выпаривание самого концентрированного раствора.

Кристаллизация - образование новой твердой фазы из раствора, расплава. Твёрдые частицы образуются из пресыщенного раствора.Если растворенные вещества при повышении температуры увеличиваются, то кристаллизацию необходимо вести в более низких температурах. В некоторых случаях для выделения веществ используют метод осаждения. Например: Ca ( NO3)2 + (NH4)2CO3 = CaCO3+2NH4NO3.

Фильтрация ( фильтрование суспензиями ) - жидкая фаза отделяется от твердой, образуется слой осадка твердой фазы на фильтровальных перегородках. Оказывает большое влияние структура осадка :крупно- или мелкокристаллические осадки. Также большое влияние оказывает вид фильтра и самого раствора. После фильтрации получают влажные осадки.

6. Отходы деревообрабатывающей и гидролизной промышленности и способы их утилизации

Лесная и лесоперерабатывающая промышленность исторически была и остается одной из важнейших и перспективных отраслей народного хозяйства. Переработка леса - это не только переработка древесины как сырья: технологии рубок, транспортировка, хранение древесины, лесопиление, т.е. деревообработка. Но и переработка вторичных лесных ресурсов (из отходов лесосек и деревообработки); целлюлозно-бумажное производство (ЦБП); мебельное производство. Если говорить о самых современных технологиях в области лесного комплекса, то это и биотехнология - применение микроорганизмов для бесхлорной, бездиоксинной отбелки целлюлозы, - очистки стоков целлюлозно-бумажных комбинатов и гидролизных производств. В результате неправильной эксплуатации леса может усилиться эрозия, увеличиться заиление водных объектов, нарушиться гидрологический режим, что приведет, в свою очередь, к усилению паводков, нехватке воды и деградации водных экосистем, произойдет сокращение генетических ресурсов, обострятся социально-экономические проблемы.

Вторичные леса, то есть леса, появившиеся на месте вырубленных первичных лесов, можно эксплуатировать с целью получения продукции; благодаря этому уменьшается общая нагрузка на леса естественного происхождения. Побочные продукты пользования лесом довольно часто игнорируется, хотя они могли бы принести гораздо большую прибыль, чем лесоматериалы, при более низком уровне капиталовложений. Латекс, масличное семя, смолы, фрукты, стебли и плоды ротанговой пальмы являются высокоценными продуктами и пользуются большим рыночным спросом. Орехи, танин, лекарственные растения, волокна и прочие "второстепенные виды лесной продукции", которые нередко играют заметную роль в местной экономике и широко применяются в быту, можно выращивать и производить для сбыта на крупных коммерческих рынках. Отказ от возможностей получения и использования подобных лесных ресурсов следует рассматривать как издержки выбора в результате игнорирования альтернативного курса. Проблема получения и использования побочных лесных продуктов заключается в следующем: после создания рынков сбыта спрос на эту продукцию может возрасти быстрее, чем предложение, и в результате окажется подорванной ресурсная база. Утилизация вторичных ресурсов - важный фактор охраны окружающей среды. Создание безотходных технологий(кол-во сырья = кол-ву конечного продукта, побоч.=0). В строительной промышленности в основном используются малоотходные технологии. Отходы от деревообрабатывающей промышленности: опилки как выгорающая добавка, для получения древесного волокна и древесно-стружечных плит, делают из них мебель.

7. Комплексное использование сырья

Комплексное использование сырья достигается обогащением сырья, а также разнообразной химической переработкой сложного сырья с последовательным выделением компонентов в виде ценных продуктов, используемых в различных отраслях народного хозяйства, что приводит к комбинированию различных пр-в. Обогащение сырья необходимо т.к. 1)нецелесообразно перевозить пустую породу и 2)применение более чистого конц-го сырья позволит получить качественную продукцию, которая обладает более высокой стоимостью. На месте добычи сырья строятся обогатительные фабрики. Методы обогащения: 1) механический, 2)гидравлический, 3) электрический, 4) химический. В настоящее время горные породы, сложные минералы, включающие много элементов, а также многокомпонентные смеси органических веществ подвергаются комплексной, практически безотходной переработке. При этом возможно получение из одной горной породы различных материалов, неметаллов, кислот, солей, строительных материалов. Переработка нефти, сланца и торфа также явл. примером комплексного использования ископ-го сырья. Вследствие комплексной переработки сырья повышается экономическая эффективность его использования, снижается себестоимость основных продуктов производства. В настоящее время комплексное использование сырья является одним из важнейших направлений развития народного хозяйства.

8. Хим. промышленность и ее значение и роль в народном хоз-ве

Хим. пром-ть становится все расширяющимся источником получения новых материалов, новых видов сырья. Увеличение масштабов использования хим. материалов и методов сопровождается ростом производительности труда, экономией затрат на производство, сокращением капиталовложений, повышением материального благосостояния народа. Хим. пр-ть всего народного хоз-ва активно воздействует на решение экономич. и социальн. проблем построения материльно-хим. базы. Совершенствование хим. пр-ти основывается на внедрении новой техники и прогрессивной технологии, увеличения мощности агрегатов, создания высокоэффективных малостадийных, малоотходных или безотходных, малоэнергоемких технологических процессов, разработки эффективных мер, предотвращающих загрязнение окр. среды. Развиваются осн. отросли химии- пром-ть минеральных удобрений, пластмасс, синтетических смол, хим. волокон.

Мин. удобрения, к примеру, неоходимы для нормального роста растений, т.е. для получения хорошего урожая. Продуктом хим. пр-ти также явл. и полимеры, которые использ-ся как исходный материал для изготовления масс, пленок, волокон, каучуков, клеев и т.п.

9. Экономические проблемы защиты окружающей среды. Очистка газообразных выбросов и источных твод

Создание экономически чистой среды- является очень важной задачей так как проблемы загрязнения воздуха, воды и почвы очень актуальны в наше время. Поэтому использование процесса безотходных технологий (т.е. использование самих отходов в технологическом процессе) очень необходимо. Что касается очистки, то необходимым условием повышения эффективности очистки природных и сточных вод явл. правильный научно обоснованный выбор в каждом конкретном случае наиболее рациональных методов очистки. . Могут применяться следующие варианты обезвреживания и очистки сточных вод: очистка и повторное использование воды; обезвоживание ила и шлама; выпаривание сточных вод; осаждение, фильтрование твердых частиц; нейтрализация кислых или щелочных сточных вод; использование очищенных сточных вод в сельском хозяйстве; денитрификация сточных вод. Механические- заключаются в отстаивании и фильтрации сточных вод от механических примесей, а также в фильтровании под давлением. Физико-хим. методы основаны на применении флотации, экстракции и адсорбции вредных примесей, отгонке их с водяным паром. Метод экстракции находит применение и в очистке сточных вод целлюлозно-бум. пром-ти. Хим-ие способы очистки сточных вод основаны на использовании окислит.-восстановит., электрохимических процессов, на реакциях нейтрализации и перевода вредных в-в в неактивную безвредную форму.

В основе способов очистки сточных вод лежат окисл.-восст. процессы: аэрация, сжигание, хлорирование, озонирование, окисление. Наиболее широко применяется для обеззараживания сточных и природных вод хлорирование. К числу электрохим. методов, применяемых для очистки сточных вод, относится электрохим. окисление-восстановление, электрофорез, электродиализ и электроосмоз.

Биологическую очистку сточных вод в настоящее время следует считать одним из наиболее надежных и эффективных методов.

Механизм процесса биологической очистки заключается в разложении и окислении вредных примесей с помощью микроорганизмов. Постоянной задачей является сокращение выбросов вредных в-в в окружающую среду и улучшение очистки газообразных выбросов от вредных примесей.

Чтобы уменьшить кол-во выбрасываемого оксида серы необходимо: снизить сернистое потребление топлива и соорудить опытно-промышленные установки по извлечению сернистого ангидрида(из дымов газов + оксид азота).

10. Границы рационалистического развития технологического процесса

Характерной чертой и особенностью рационалистического пути развития технологических процессов является его ограниченность.

Анализ динамики затрат живого и прошлого труда по мере рационалистического развития технологического процесса показывает, что общие затраты (Тс = Тж + Тп) уменьшаются до определенного предела (t* - рис. 3б.). Дальнейшее увеличение затрат прошлого труда, как ни парадоксально на первый взгляд, фактически не будет обеспечивать увеличение производительности труда, а будет лишь увеличивать стоимость выпускаемой продукции и становится экономически нецелесообразным (т.е. увеличение технологической вооруженности становится регрессивным). Как определить этот предел, эту границу? Теория технодинамики дает ответ на этот вопрос.

Изобразим графически траекторию рационалистического развития технологического процесса (L = , рис.5). Проведем биссектрису L = В.

Согласно теории технодинамики точка А, которая является точкой пересечения траектории рационалистического развития технологического процесса и биссектрисы L = В, является тем пределом, который допускает эффективное рационалистическое развитие технологического процесса. В точке А достигается предел целесообразности рационалистического развития - равенство затрат на совершенствование производства (наращивание технологической вооруженности) и получаемого от этого прироста производительности труда.



Рис. 5 Траектория рационалистического развития

Таким образом, предельное значение технологической вооруженности достигается при обеспечении равенства L = Вmaх, тогда Вmaх = откуда У = Вmах. В этой зависимости проявляется еще одна сторона экономической сущности показателя уровня технологии - он является количественным измерителем максимально эффективной технологической вооруженности для технологического процесса, характеризующего данным уровнем технологии.

Иными словами, участок 1 траектории (рис.5.) представляет собой эффективную часть рационалистического развития технологического процесса (L > В).

Участок 2 траектории рационалистического развития технологического процесса представляет собой неэффективную часть развития (L< В).

На графике четко видно, что на втором участке траектории значительное приращение технической вооруженности (В) обеспечивает незначительное увеличение производительности (L). В тоже время аналогичное приращение технической вооруженности (В) на первом участке обеспечивает значительный рост производительности труда (?L1 >> ? L2 ).

В координатах (L - В) семейства кривых, описывающих базовую модель эволюционного развития, располагаются следующим образом (рис.6.): чем больше уровень технологии процесса, тем выше лежит соответствующая этому процессу ветвь параболы, а, следовательно, тем большей производительностью живого труда можно достигнуть при выходе на предельное значение технологической вооруженности для данного процесса.



Рис. 6 Семейство кривых, описывающих базовую модель эволюционного развития технологического процесса

Повышение уровня технологии, то есть совершенствование процесса, приводит к тому, что в усовершенствованном процессе более эффективно осуществляется перенос живого и прошлого труда и для достижения одной и той же производительности в усовершенствованном процессе необходимо меньше затрат прошлого труда, чем в исходном процессе.

При выборе технологического процесса изготовления одной и той же продукции необходимо стремится, чтобы (У maх), а общие затраты (Тс = Тж + Тп min). При этом ветвь параболы (У ) лежит выше других, а, следовательно, при одном значении (В) достигаются разные значения (L) производительности живого труда, т.е. в усовершенствованном технологическом процессе необходимо меньше затрат прошлого труда (Тп) для получения одной и той же производительности живого труда.

Итак, мы определили границу эффективного рационалистического развития технологического процесса. На этом рационалистическое развитие исчерпывает свою прогрессивность. Для дальнейшего совершенствования технологического процесса необходимо переходить на его эвристическое развитие.

11. Динамика реального развития технологического процесса

Совершенствовать любой технологический процесс можно изменяя его вспомогательные или рабочие элементы. Изменение вспомогательных ходов обеспечивают технические решения рационалистического типа, а изменение рабочих ходов обеспечивают технические решения эвристического типа.

Развитие реального технологического процесса обеспечивается комбинацией как рационалистических, так и эвристических решений.

Определить оптимальную последовательность рационалистических и эвристических технических решений для обеспечения развития каждого конкретного технологического процесса - значить обеспечить оптимальные условия для такого развития.

Четко знать - какой вариант развития (эвристический или рационалистический) более целесообразен для технологического процесса на определенном этапе развития - значить получить возможность целенаправленного управления этим процессом. Следовательно, знание состояния технологии производства продукции, позволит целенаправленно направлять финансирование в научные разработки развития конкретного технологического процесса, рационалистическое развитие которого уже исчерпало свои возможности и требует кардинальных изменений, то есть эвристического развития.

Безусловно, если технологический процесс в потенциале не исчерпал возможности своего рационалистического развития, то в первую очередь необходимо обеспечить такое развитие (оно в общем случае требует меньших затрат). Однако следует помнить, что рационалистическое развитие в своей природе ограничено, когда дальнейшее наращивание технологической вооруженности не дает требуемого роста производительности труда и увеличивает стоимость единицы продукции (что предприятию не выгодно).

Таким образом, обеспечить научно-техническое развитие конкретного технологического процесса можно лишь изучив динамику этого процесса, то есть последовательное изменение его состояния.

В общем случае динамику конкретного технологического процесса удобно изучать и анализировать в системе координат L - В, т.е. в координатах, которыми определяется модель рационалистического развития.

Пусть сложная ломаная линия на рис. 7 изображает последовательное состояние какого-либо технологического процесса. Эта ломаная кривая описывает реальную динамику изменения производительности труда L в процессе развития технологии путем изменения ее технологической вооруженности.

Если рассмотреть точку 1, которая соответствует некоему реальному состоянию технологического процесса, то ясно, что в данное состояние этот процесс пришел развиваясь рационалистическим путем в соответствии с кривой с уровнем технологии У1 . Далее на участке 1-2 и 2-3 процесс развивался рационалистически и уровень технологии его оставался неизменным.

На участке от т.3 до т.7 технологический процесс претерпел этап эвристического развития. При этом уровень технологии увеличился от значения У1 до У2 .

Следует отметить, что при эвристическом развитии наблюдались локальные участки снижения уровня, что могло быть связано, например, с несовершенством новой технологии на этапах внедрения. Но в целом, эвристический скачок поднял уровень технологии процесса на более высокую ступень. В последующем, происходило рационалистическое развитие нового технологического процесса с уровнем технологии У2 . Необходимость эвристического скачка при развитии данного технологического процесса четко прослеживается на рис. 7.

Рис. 7 Динамика развития реального технологического процесса

При отсутствии эвристического развития после т.3 дальнейшее рационалистическое развитие привело бы технологический процесс в т.11, в которой технологической вооруженности В1 соответствует величина производительности труда L1 . Благодаря эвристическому скачку при той же технологической вооруженности В1 ,мы имеем величину производительности труда L2 , которая значительно выше и соответствует более высокому уровню технологии У2 .

Если мы проведем биссектрису L = В, то она пересечет кривые У1 и У2 соответственно в точках 2 и 10, являющимися границами оптимального рационалистического развития.

Таким образом, с эвристическим развитием технологического процесса после т. 3 мы даже опоздали, т. к. эвристическое развитие надо было начинать в т. 2 или раньше.

В тоже время процесс позволяет его оптимально рационалистически развивать по кривой У2 от т.9 до т.10. Дальнейшее оптимальное развитие технологического процесса после т. 10 должно быть только эвристическим.

Итак, модель, которая связывает производительность труда любого технологического процесса с его технологической вооруженностью, то есть затратами живого и прошлого труда, позволяет определить нам стратегию развития технологического процесса.

Тактику развития технологического процесса определяют конкретно варианты: эволюционный или революционный пути развития.

12. Взаимосвязь технологических и организационных структур производства

В любом производстве тесно связаны между собой экономические (организационные) и технологические структуры. Это можно проследить на исторических этапах развития технологических систем и организации их управления.

Ремесленный цех - параллельная система технологических процессов для организации и управления производством из своей среды выделила мастера - лучшего работника, который обучал новых работников и выполнял функции управления, снабжения, сбыта продукции и др.

На определенном этапе исторического развития цеха ремесленников видоизменялись в мануфактуру с последовательной системой технологических процессов. Это привело к появлению на производстве экономистов, деятельность которых принципиально отличалась от технологической деятельности. По мере дальнейшего развития промышленного производства и выделения отдельных технологий (например, изготовление заготовок литьем, пластическим деформированием и т.д.) в структуре мануфактурного производства происходят изменения: организационно выделяются участки с однотипным оборудованием. Это привело к разделению функций между отдельными мастерами и образованию последовательной мануфактурной структуры с её аппаратом управления (мастер, начальник цеха, начальник производства и др.).

При дальнейшем совершенствовании технологии производства возникло машинное производство, которое привело к созданию новых организационных структур (планово-экономического, технического, конструкторского отделов) на предприятии.

Таким образом, в любом производстве прослеживается тесная связь экономических и организационных структур, причем:

1. Организационные структуры управления являются отражением структур технологических систем;

2. Технологические связи первичны относительно - организационных;

3. Технологические процессы и их системы строятся по своим законам, а организация и управление производством призваны обеспечить их функционирование и развитие.

Еще при исследовании взаимосвязи технологии и экономики отмечалась базисная роль технологии. Эта роль не изменилась и при рассмотрении систем технологических процессов. Технология производства первична, а экономические действия должны согласовываться с технологической структурой, но не наоборот. Это относится и к управлению. Как это делается практически? Для управления (автомобилем, самолетом и др.) необходимо знать закономерности управляемого объекта иначе нельзя ожидать высоких результатов в управлении (автомобилем, самолетом) производственной деятельности вообще.

Следовательно, зная объективные закономерности развития технологических систем, можно создать оптимальную систему управления ими.

Так как, параллельные системы технологических процессов, создают условия для технологического развития, следует использовать их для этих целей, т.е. органы управления должны работать в направлении оптимального технологического развития производства и составляющих его элементов. Несколько однотипных станков на одном участке удобно совместно обслуживать, модернизировать, менять на более современное оборудование. Аналогично, внедрять передовой опыт и достижения науки удобно на сравнительно однотипных предприятиях одной отрасли. Вот почему целесообразно объединять оборудование по участкам внутри цехов, однотипные технологические процессы - внутри предприятий, однотипные предприятия - в отрасли.

На практике отрасли народного хозяйства (параллельные системы технологических процессов) управляются министерствами. Но министерства решают задачи, к сожалению, обеспечения топливом, сырьем, комплектующими, планированием объёмов выпуска, а не задачи технологического развития, обеспечивающего научно-технологическое развитие отраслей. Планирование объемов выпуска продукции, снабжение и сбыт эта задача предприятия, а задача министерства на одном из предприятий (при параллельной системе) отрабатывать новшества, а потом распространять их на другие предприятия отрасли.

Для руководства последовательной системой технологических процессов - народнохозяйственного комплекса - главная задача обеспечение элементов системы всем необходимым. Простой одного элемента приводит к простою всей системы. Поддержание заданного режима функционирования последовательной системы требует четного планирования, объема выпуска продукции по элементам, оперативного управления, анализа, учета, контроля и т.д. Поэтому при последовательной системе практически нет места и времени для технологического развития. Следовательно, народнохозяйственный комплекс в целом должен развиваться по принципу параллельной системы однотипных элементов, создающих условия для технологического развития.

Различные уровни управления образуют между собой так называемые вертикальные связи, которые формируются на основе чередующихся последовательных и параллельных связей технологических структур и отражают их диалектическое единство и противоречие. По мере формирования управленческого уровня в соответствии с тем или иным типом технологических связей, ослабевают и обрываются связи другого типа. Структуру системы управления формируют технологические связи, наиболее сильные на данном уровне. Система управления должна меняться вместе с изменением технологических связей, а само управление должно наиболее полно использовать внутренние закономерности развития технологических систем.

В соответствии с тенденциями изменения технологических структур должны видоизменяться и организационные. Но не наоборот!

Отказ от принципов формирования структуры управления в соответствии с естественными технологическими взаимосвязями влечет за собой существенные нарушения в производственной деятельности.

Анализ технологических связей пронизывающих весь народнохозяйственный комплекс, позволяет выявить одну характерную закономерность: чередование последовательных и параллельных структур по мере увеличения иерархического уровня системы.

Так как самым низовым иерархическим уровнем технологических систем является операция, то выявление этой закономерности мы начнем с нее:

- итак, последовательность рабочих и вспомогательных ходов образует технологическую операцию (последовательная система);

- далее, станки, на которых выполняются однотипные операции, образуют параллельную систему - участок;

- участки в технологическом процессе организуют последовательную систему по выпускаемому продукту;

- технологические процессы в цехе снова образуют параллельную систему (попутно отметим, что в случае, когда цех выпускает какую-либо одну продукцию, то в таком цехе имеем параллельную систему технологических участков, то есть последних два звена выпадают);

- далее, цеха в предприятии образуют последовательную технологическую систему по выпускаемому продукту;

- предприятия в отрасли образуют параллельную систему технологических процессов;

- наконец, отрасли народного хозяйства образуют последовательную технологическую систему по совокупному общественному продукту.

Таким образом, чередование параллельных и последовательных технологических систем является важнейшей закономерностью формирования организационно-технологической структуры народного хозяйства.

При этом самый верхний иерархический уровень в нашей стране в настоящее время образует последовательная система отраслевых технологических комплексов.

Отрасли - параллельные структуры, однако вместо управления научно-техническим развитием своих предприятий отраслевые министерства навязывают предприятиям опущенные сверху продуктовые планы.

При этом отраслевая структура имеет монопольный характер: каждой отрасли принадлежит без остатка тот или иной продукт.

Отсутствие между разными отраслями конкуренции также не заставляет их серьезно заниматься научно-техническим развитием.

Вывод напрашивается сам: народнохозяйственный комплекс должен быть ориентирован на развитие и, следовательно, представлять собой параллельную структуру.

Параллельную организационно-технологическую структуру народного хозяйства могли бы формировать крупнейшие последовательные организационно-технологические структуры типа концернов.

В такой организационно-технологической структуре народного хозяйства нет места ни отраслевой монополии, ни административному продуктовому диктату.

Такая структура способствует формированию региональных организационно-технологических структур.

Структура экономически развитых капиталистических стран - организационно представляет собой параллельную систему конкурирующих между собой концернов, т.е. ориентирована на развитие. Например, в США 200 концернов дают 80 % национального дохода. Всего в промышленно развитых странах 380 концернов производят 40 % промышленной продукции и дают 80 % технологических нововведений. Это и есть развитие. Таким образом, на уровне народного хозяйства нашего государства необходимо формировать параллельную структуру однотипных технологических элементов, наподобие концернов западного типа.

13. Закономерности и направления развития систем технологических процессов

Система технологических процессов представляет собой более высокий иерархический уровень по сравнению с системой отдельного технологического процесса. Однако подход к системам разного иерархического уровня остается неизменным. Так на уровне технологического процесса были выделены два вид действий: функциональные - основные (рабочие) и вспомогательные. Такие же действия есть и в технологических системах. Функциональными (обеспечивающими выпуск продукции) составляющими являются элементы технологических систем (операция, цех, предприятие). В качестве вспомогательных составляющих выступают связи между элементами технологических систем. В последовательных системах технологические процессы связаны между собой материальными потоками - предметом труда. Сущность этих связей - пространственное перемещение предмета труда, такая же, как и сущность вспомогательных действий в технологическом процессе. В отличие от последовательных систем, в параллельных - осуществляется пространственное перемещение не предмета труда, а нового знания, производственного опыта по существующим информационным каналам.

Поэтому закономерности и направления развития технологических систем аналогичны закономерностям и направлениям отдельно взятых технологических процессов, но развитие технологических систем имеет и свои особенности, которые обусловлены наличием в параллельных и последовательных связей между элементами. Для систем технологических процессов характерны три направления развития:

1. Революционное - необходимым и достаточным условием развития является усовершенствование хотя бы одного из рабочих элементов системы. Достигается применением новых технологий или совершенствованием рабочего хода. Это приводит к увеличению производительности всей системы. Более предпочтителен революционный путь развития для параллельных технологических систем.

2. Эволюционное - необходимым и достаточным условием такого развития является усовершенствование вспомогательных действий как внутри элементов системы так и за их пределами. Например, сокращение расстояния между элементами последовательной системы приводит к снижению трудозатрат (приближение заводов к источникам сырья, выбор поставщиков сырь и т.д.).

Рационалистическое развитие предполагает замену живого труда (Тж) на прошлый - (Тп) во вспомогательных элементах . Например, в параллельной системе технологических процессов для налаживания обмена производственным опытом могут использоваться компьютеры, позволяющие накапливать, обрабатывать, сохранять, передавать информацию. Такие компьютерные центры позволяют организовать обучение и подготовку кадров.

Квазиэвристическое или псевдореволюционное - развитие связанное с усовершенствованием связей или пропорций между элементами системы. Например, если существует диспропорция в соотношении отдельных составляющих народного хозяйства (или предприятия), то капитальные вложения, которые обеспечат наибольшее приближение к пропорциональному оптимуму, дадут не только наивысший эффект, но и вызовут рост уровня технологии.

флотация выщелачивание утилизация промышленность

14. Понятие технологического процесса, основные его параметры и характеристики

Производственный процесс функционирует в искусственно созданных человеком производственных системах, включающим: предметы труда, орудия труда и труд людей. Производственный процесс это совокупность всех действий людей и орудий труда, необходимых для изготовления или ремонта продукции.

Если выделить из производственного процесса ту часть действий, которая непосредственно формирует процесс производства, то это и будет технологический процесс. Технологический процесс это основная часть производственного процесса, направленная на получения из сырья готовой продукции. Он основывается на каком-либо естественном процессе (физическом, химическом, биологическом и т.д.).

Таким образом, в производственной системе главенствующая роль принадлежит технологическому процессу, так как только его совершенствование определяет направление преобразований производственной системы в целом.

Если за счет совершенствования в сфере управления и организации может быть получен эффект, то его величина ограничена объективными техническими возможностями производства.

Неограниченный рост производительности труда возможен лишь при совершенствовании технологического процесса, путем замены орудий труда - внедрения новых и высоких технологий.

При изучении технологических процессов, для их анализа и характеристики применяют три группы параметров: 1 - частные; 2 - единичные; 3 - обобщенные.

Частные - позволяют сравнивать одинаковые технологические процессы, выпускающие одинаковую продукцию. Например, они позволяют проанализировать эффективность использования оборудования на двух предприятиях (молокозаводах), выпускающих одну и ту же продукцию (молоко) по одинаковой технологии по таким параметрам как: температура, давление, состав сырья и т.д. Однако частные параметры не дают возможность проследить динамику развития технологического процесса под действием различных факторов и оценить эффективность используемой технологии по сравнению с другой.

Единичные параметры позволяют сравнивать технологические процессы, выпускающие одну и ту же продукцию, но использующие различную технологию. Например, сравнить эффективность производства стали конвертерным и мартеновским способом, получения заготовок литьем и штамповкой, производства молока различными технологиями.

Важнейшими единичными параметрами, характеризующими технологический процесс, являются:

1.Ресурсные - материалоемкость, энергоемкость, трудоемкость и др.;

2. Экономические:

производительность выпускаемой продукции

П = Q / t , (кГ/ч, т/ч);

где Q - количество произведенной продукции, кГ, т, шт. и т.д.,

t - количество времени затраченного на ее производство, ч, год и др.;

производительность труда

Lж = Q / Тж = Q / nt , (кГ/чел.ч, руб/чел.ч)

где n - количество рабочих, чел.;

Тж - затраты живого труда, чел.ч;

эффективность технологии

Е = Qф/ Qt . 100 %,

где Qф - фактическое количество произведенной продукции, (кГ, т, шт.);

Qt - теоретическое количество продукции (расчетное).

3.Интегральными единичными параметрами являются:

себестоимость продукции - затраты конкретного предприятия на изготовление и сбыт продукции;

капитальные затраты - общая стоимость предприятия (его основных фондов).

При технико-экономическом анализе технологических процессов широко используются материальные и энергетические балансы.

Материальный баланс, являющийся законом сохранения массы вещества в условиях производства, утверждает, что масса веществ, поступающих на технологическую операцию (приход), равна массе веществ, образующихся в ходе технологической операции (расход).

Полный материальный баланс реального технологического процесса рассчитывается как сумма балансов отдельных стадий (операций).

Энергетические балансы составляют на основе энергетических балансов отдельных стадий технологического процесса. Энергетические балансы являются проявлением закона сохранения энергии в технологических процессах.

Материальный и энергетический балансы являются основой для расчета любых технико-экономических показателей производства и составления балансов предприятий.

Единичные параметры дают достаточно полную характеристику технологического процесса и позволяют проследить динамику его развития в сравнении с ему подобным, но они не вскрывают глубину сущности процесса, позволяющей сопоставлять его со всем многообразием технологических процессов. Действительно, практически невозможно и некорректно сравнивать, например, энергоемкость сборки автомобиля и выплавки стали.

Для выявления закономерностей развития технологических процессов в общем виде используют обобщенные параметры:

живой труд (Тж) - затраты человеческого труда на выпуск единицы продукции;

прошлый труд (Тп) - затраты труда, связанные с приобретением сырья и оборудования (станка, устройства и т.д.), используемого в данном технологическом процессе.

Обобщенные параметры позволяют сравнивать различные технологические процессы, независимо от выпускаемой ими продукции. При этом, из множества предлагаемых технологических процессов необходимо выбирать тот, у которого совокупные затраты (Тс) труда на выпуск единицы продукции минимальные, т.е.:

Тс = Тж + Тп min.

15. Технология производства сортового и тарного стекла

Требования к качеству сортового стекла очень высоки. Поэтому для его пр-ва применяется особо чистые сырьевые материалы. Сотр сырья варят применительно в ванных печах иногда в горшковых. После провара последней порции шихты температуру в печи повышают до мах (1430-50) гом-цию и осветление. Стекольную массу охлаждают до вы-ки и проводят формовку стекольных изделий. Фор-ют методами ручного выделения: основным инструментом является стеклодувная трубка. Сф-е изделия поступают на отжиг, вырабатывают изделия бригадным способом. При механическом сплавах для формирования машины, производятся изделия пре-м. Заключительная стадия пр-ва сортовых изделий - декоративная обработка. Пр-е пр-ва тарного стекла такой же, как и сортового. После формования идет процесс выдувания бутылок. Бутылочное стекло обычно низкого сорта и имеет зеленоватую окраску из-за содержания железа. Перед упаковкой его сортируют, т.е. Выбрасывают венчики горла, чтобы оно было ровное.

16. Сравнительная экономическая оценка разных видов стекла

Основными направлениями интенсификации пр-ва стекла являются:1)дальнейшие автоматизации техн пр-в; 2) расширение ассортимента и повышение качества стекла; 3)реконструкция действующей пр-ти; ;4) совершенствования техн пр-ва стр стекла. Последнее связана с внедрением двухстороннего фор-я стольной ленты, развитием и совершенствованием флотационного процесса с повышением мощности установки. Усовершенствование методов варки стекла предполагает увеличение площади покрытия пламенем зеркала шихты и стекломассы, применением печей новых типов. В настоящее время ведутся работы по осуществлению в ванных печах безмен стекломассы за счет подвода такого воздуха перемешиванию ее для получения высокой степени однородности. Флоат-стекло включению полимеров, изготовленное на конвейерах себестоимость полимеров ст-ла, вырабатываемого флотационным способом примерно в два раза ниже, чем полимеров, вырабатываемого на конвейерах двухстороннего полимерования. При этом удельные капитальные вложения уменьшаются почти в два раза, а пр-ть прудо повышается почти в 3-4 раза Таким образом целесообразность исполнения флотационного процесса очевидна. По сравнению с окон чаем ст-м флотационное стекло более дорого стоящее, т. к. велики амортизационные отчисления при его производстве - высокая стоимость оборудования для флотационного процесса и здание, а также большие трудозатраты при резке стекла флотационный процесс обеспечивает лучшее качество.

17. Технология производства портландцемента по сухому и мокрому способу

Портландцемент представляет собой продукт тонкого измельчения цементного клинкера, получаемого в результате обжига до спекания сырьевой смеси известняка и глины, обеспечивающей преобладание в цементе силикатов кальция. Это гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее на воздухе и в воде.

В зависимости от метода приготовления сырьевой смеси различают мокрый и сухой способы производства портландцемента.

По мокрому способу сырьевые материалы, доставляемые из карьера на завод, подвергают предварительному измельчению до крупности частиц не более 5 мм: твердые породы (известняк) -- в щековых или валковых дробилках, мягкие компоненты (мел, глину) -- перемешиванием с водой в бассейнах-глино-болтушках. Болтушка представляет собой круглый железобетонный резервуар диаметром 5...10 м и высотой 2,5...3,5 м, футерованный чугунными плитами. Вокруг вертикальной оси в нем вращается крестовина с подвешенными к ней на цепях стальными граблями для измельчения кусков глины. Полученный глиняный шлам, или суспензия, выпускается через отверстие с сеткой и перекачивается в трубную мельницу, куда непрерывно подается дробленый известняк или меловой шлам.

Материал, подаваемый с одного конца мельницы, постепенно перемещается к другому и измельчается перекатывающимися стальными шарами истиранием или ударом. Тонкоизмельченный материал в виде сметанообразной массы, (шлама влажностью 35...45%) подается насосом в шламбассейны, представляющие собой железобетонные или стальные резервуары цилиндрической формы. В них окончательно корректируется химический состав шлама и создается некоторый запас последнего для обеспечения бесперебойной работы печи.

Обжиг сырьевой смеси производится в специальных вращающихся печах из листовой стали. Вращающиеся печи работают по принципу противотока. Сырьевая смесь подается в печь со стороны ее верхнего (холодного) конца, а топливно-воздушная смесь вдувается со стороны нижнего (горячего). Поток газа движется навстречу материалу и нагревает последний до требуемой температуры. Для обеспечения перемещения материала барабан печи установлен с наклоном 3...4 % и вращается со скоростью 1 об/мин. В нижней части печи, где происходит горение топлива, развивается высокая температура, обеспечивающая спекание цементного клинкера. Сырьевая смесь, поступающая в печь, медленно перемещаясь вдоль барабана, проходит шесть зон.

В зоне испарения (до 200 °С) испаряется свободная вода, происходит высушивание сырьевой смеси, подсушенный материал комкуется.

Дальнейшее высушивание смеси, выгорание органических примесей, начало дегидратации глины -- удаления химически связанной воды, разрушение глинистых минералов происходит в зоне подогрева (200...700 °С).

В третьей зоне -- зоне декарбонизации (700...1100 °С) --завершается процесс диссоциации карбонатных солей кальция и магния. Появляются значительные выделения свободного оксида кальция. Термическая диссоциация СаСОз -- эндотермический процесс, поэтому потребление теплоты в третьей зоне печи наибольшее. В этой же зоне происходит распад дегидратированных глинистых минералов «а оксиды SiO2, А12Оз, Ре2Оз, которые вступают в химическое взаимодействие с СаО.

В зоне экзотермических реакций (1100...1300 °С) идет процесс образования основных клинкерных минералов (2CaO-SiO2, ЗСаО-А12О3, 4СаО-А12О3-Ре2О3).

При температуре 1300...1450 °С в зоне спекания в образующейся жидкой фазе происходит образование главного минерала клинкера -- алита (3CaO-SiO2).

В зоне охлаждения раскаленный клинкер охлаждается в колосниковых холодильниках до температуры 50...200 °С и в виде мелких камнеподобных зерен -- гранул темно-серого или зеленовато-серого цвета -- направляется на склад. На складе клинкер вылеживается две недели. При этом свободная известь гасится влагой, содержащейся в воздухе, по реакции: CaO-t-H2O->-Ca(OH) +Q-В процессе гашения извести выделяется большое количество теплоты и клинкер становится более рыхлым, что облегчает его помол. Измельчение клинкера (помол) производится в трубных многокамерных мельницах. Добавки измельчаются вместе с клинкером (совместный помол) или раздельно и затем смешиваются с клинкерным материалом. Готовый портландцемент пневматически транспортируется в силосы для охлаждения. Затем его расфасовывают (по 50 кг) в многослойные бумажные мешки, внутренний слой которых пропитан битумом, или загружают в специально оборудованные автомобильные (цементовозы), железнодорожные или водные транспортные средства. В настоящее время в мировой практике наметилась тенденция к переводу предприятий, работающих по мокрому способу производства цемента, на сухой с установкой мощных вращающихся печей.

...