Минерально-сырьевая база промышленности

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Понятие о сырье

Сырье -- это сырой материал, предмет труда, на добычу или производство которого был затрачен труд (например, железная руда-- на металлургическом комбинате, хлопок -- на текстильной фабрике, зерно -- на мукомольном предприятии, нефть, газ, свекла и т.д.) [1]. Оно является важнейшим элементом производства, влияющим на технологию и качество продукции и, как правило, претерпевающее изменения в процессе добычи или производства. Сырье подразделяется на первичное и вторичное.

Первичное сырье -- предмет, на который впервые был затрачен труд (например, в металлургии -- руды, в бумажной промышленности -- целлюлоза, в керамическом производстве -- глина, для железобетонных изделий -- стальная арматура и т.д.).

Вторичное сырье -- отходы производства, физически или морально устаревшие предметы труда, подлежащие переработке. Сырье в процессе производства образует вещественную основу, «главную субстанцию» готового продукта или полуфабриката.

Полуфабрикат -- продукт труда, прошедший одну или несколько стадий обработки или пригодный для изготовления из него готовой продукции. Поэтому полуфабрикат нередко выступает в качестве готовой продукции. Полуфабрикат одного предприятия может быть представлен в качестве готовой продукции для другого. Внутри отдельного предприятия к полуфабрикатам относят все продукты труда, которым предстоит пройти дальнейшие производственные процессы. При этом вся стоимость сырья полностью переносится на стоимость произведенного продукта (изделия), принявшего товарную форму.

2. Основное и вспомогательное сырье, отходы и потери

Основное сырье -- это материальная основа продукции. Вспомогательное сырье -- придает готовой продукции отдельные свойства и качества, обеспечивает бесперебойную работу оборудования и нормальный ход технологического процесса (например, красители придают тканям определенный цвет; катализаторы в химической промышленности ускоряют ход реакций; ингибиторы замедляют их и др.).

В технологическом процессе или операции выпуска готовой продукции возникают отходы и потери сырья и материалов.

Отходы -- это остаток исходного сырья или материалов, который не может быть использован в процессе производства планируемого вида продукции (изделия). Отходы могут быть использованы в качестве исходного сырья при производстве других видов продукции на данном предприятии или реализованы в качестве вторичного сырья (например, пищевые отходы -- в концентрированный корм скоту; старые покрышки автомобилей -- в облицовочный материал для автомобильной и вагоностроительной индустрии, а также в получении других компонентов; лигнин, смешанный с пенькой -- новое сырьё, так называемое «жидкое дерево» (арбоформ) [4] используется при изготовлении мебели, корпусов для часов, телевизоров, компьютеров, мобильных телефонов и др.

Потери -- это количество исходного сырья, материалов и энергии, которые безвозвратно теряются в процессе изготовления различных видов продукции.

Повышение качества сырья -- необходимое условие улучшения технико-экономических показателей деятельности любого промышленного предприятия.

3. Понятие о качестве сырья и себестоимости продукции

Качество сырья -- совокупность технологических и физико-химических свойств, обеспечивающих высокий уровень технологического процесса и качества выпускаемой продукции [2]. От вида и качества сырья зависит режим работы и производительность оборудования, характер технологии, а также качество и себестоимость выпускаемой продукции.

В частности, качество продукции, согласно [5], определяется тремя слагаемыми, тесно связанными между собой в процессе труда: 1) качеством исходного материала (сырья, полуфабрикатов, комплектующих изделий); 2) качеством труда изготовителей продукции; 3) качеством средств труда (станков, установок, машин, и др. оборудования).

4. Классификация сырья

Разновидностей сырья огромное множество, и поэтому его классификация представляет интерес. Сырье можно обобщенно классифицировать:

по способу получения -- на природное и искусственное;

по виду происхождения -- на промышленное и сельскохозяйственное.

Природное сырье -- оно добывается в готовом виде из земных недр, горных пород, растений, животных и т.д. (железная руда, мел, древесина, шерсть, лен, мясо, молоко и др.).

Искусственное сырье -- его получают путем переработки или дополнительной обработки различных естественных (природных) материалов и сырьевых ресурсов (химические волокна, синтетический каучук, кислоты и др.).

Обогащение полезных ископаемых и минерально-сырьевых ресурсов производится в специальных цехах, на обогатительных фабриках и комбинатах.

Концентрат -- продукт обогащения полезных ископаемых, в котором ценных минералов больше, чем в исходном сырье. Концентраты, отвечающие определенным стандартным требованиям (по содержанию ценных компонентов, примесей, влаги, крупности зерен и др.), отправляются с обогатительной фабрики для непосредственного применения (к примеру, концентраты графитовые, угольные и др.) и использования их для переработки в металлургической (концентрат металлов) или химической (концентрат минеральных удобрений) промышленности.

Если в руде содержится ряд других полезных компонентов, то из нее получают несколько концентратов (например, при обогащении полиметаллических руд, содержащих минералы Pb, Zn, Си и S, получают соответственно свинцовый, цинковый, медный и серный концентраты). Концентраты могут быть комплексными (например, медно-золотые или никель-кобальтовые и т.д.).

Хвосты -- отходы, получаемые в результате обогащения полезного ископаемого сырья. Содержание ценного компонента в хвостах гораздо ниже, чем в исходном материале. Иногда хвосты находят применение в промышленности, например, хвосты, содержащие глинозем, используются как сырье для получения алюминия, а хвосты, содержащие кварц -- как флюсы в металлургической промышленности и т. д.

минеральный сырьевой база промышленность

5. Способы обогащения сырья

Обогащение природного сырья осуществляется с использованием различных физических и физико-химических свойств минералов следующими способами и методами: промывка, гравитация, флотация, магнитная и электрическая сепарация, окускование (агломерация и окатывание) и др.

Различают мокрый и сухой вариант обогащения полезных ископаемых и многих других разновидностей сырья.

1. Мокрые способы и методы обогащения:

а) промывка горных пород водой во вращающихся барабанах (удаление загрязненных примесей, в основном глины);

б) гравитация применяется при разной плотности полезных компонентов разделяемых минералов с использованием различных скоростей движения частиц в водной (или воздушной) среде под действием центробежных или гравитационных сил; к этому методу относится отсадка, т.е. более тяжелые частицы рудных пород или ценных компонентов оседают на дно емкости с водой;

в) флотация -- плавание на поверхности воды, т.е. метод отделения одних частиц металлов или минералов от других в водной среде, т.е. это обогащение, основанное на различии в физико-химических свойствах поверхностей разделяемых минералов. Флотация выполняется во флотационных машинах. Различают флотацию масляную, пленочную и пенную. Эти разновидности флотации составляют основу метода обогащения полезных ископаемых и минерально-сырьевых ресурсов Земли.

2. Сухие способы обогащения:

а) магнитная сепарация -- отделение железосодержащих минералов (т.е.обладающих ферромагнитными свойствами) от пустой породы. Используется в тех случаях, когда природные минералы обладают различной магнитной восприимчивостью, т.е. намагничиваемостью;

б) электрическая сепарация -- обогащение минерального сырья, применяющегося в тех случаях, когда минералы полезных ископаемых (различных руд) имеют различие в своих электрических свойствах (к примеру, обладают разными электрическими проводимостями, разными способностями заряжаться при трении и др.);

в) обжиг -- это подготовка сырья к последующему обогащению, применяется в тех случаях, когда сырье (в частности, различные породы руд) содержит минералы, изменяющиеся при высокой температуре (например, выделяют С02, кристаллизационную воду, меняющие свою плотность, магнитную восприимчивость, содержат примеси, растрескиваются и т.д.).

Все перечисленные методы обогащения природного сырья и минерально-сырьевых ресурсов применяются в отдельности или совокупно в разных сочетаниях.

Окускование -- процесс переработки (подготовки) концентратов, полученных после обогащения сырья или рудной мелочи, в кусковые материалы необходимых размеров путем агломерации, окатывания (окомкования) или брикетирования.

Агломерация -- процесс спекания сырья (мелких сырых руд (8--10 мм) и ее концентратов, топлива (коксовой и антрацитовой мелочи) и флюса (известняка) до 3 мм в агломерационных машинах при 1200--1500 °С в кусковой пористый материал -- агломерат (5--10 мм), использующийся в металлургии черных (чугун, сталь, ферросплавы) и цветных (алюминий, никель, свинец) металлов.

Окатывание -- процесс получения из увлажненного водой мелкого (пылевидного) рудного сырья, шихты, тонкоизмельченного концентрата или минеральных удобрений -- шариков (окатышей) размерами 10--15 мм. Иначе этот метод называется окомкованием. Окатыши бывают неофлюсованными и офлюсованными (с добавлением флюсов). Их получают во вращающихся барабанах, тарельчатых или конусных грануляторах. Затем сушат при температуре 300-- 600 °С и обжигают в специальных шахтных печах при температуре 1200--1350 °С. Сушат для придания им прочности и сохранения в них пористости.

Брикетирование -- процесс переработки мелкого ископаемого сырья (к примеру, топлива, руд) и различных материалов промышленного и сельскохозяйственного назначения в куски -- брикеты, имеющие геометрически правильные формы и практически одинаковые массы. Брикетирование широко применяется в пищевой промышленности (для выпуска главным образом пищевых концентратов) и в сельском хозяйстве (при производстве концентрированных и полнорационных кормов), а также брикетов из сена или соломы.

При брикетировании создаются дополнительные сырьевые ресурсы из мелких материалов, использование которых малоэффективно или затруднительно, а также утилизируются отходы (пыль, шлаки, металлические и древесные стружки и т.п.). Брикетирование производится путем прессования в ленточных, вальцевых, штемпельных или кольцевых прессах, а также в специальных кормовых брикетировщиках.

6. Рациональные способы сбережения и использования сырья

Сырье -- важный источник расширения сырьевой базы и повышения экономической эффективности промышленности. Ему принадлежит важная роль во всемирном хозяйстве, а также в международных экономических отношениях между странами мирового рынка. Сырье -- «хлеб» промышленности, и его надо беречь.

Можно выделить следующие подходы к сбережению сырья и способы его рационального использования:

правильный выбор сырья и обоснованное использование его по назначению;

изыскание и применение более дешевых видов сырья;

высококачественная первичная обработка, переработка и обогащение;

комплексная переработка первичного сырья различными технологическими процессами;

повторное использование сырья, его полуфабрикатов и хвостов;

правильное и максимально возможное использование вторичного сырья;

максимальное использование отходов и отбросов производства (переработка покрышек, лигнина, бытовых и промышленных отходов, макулатуры, вторсырья и утилизация мусора и др.);

повышение качества сырья и его отходов;

замена пищевого сырья в промышленности непищевым, а растительного -- минеральным;

использование современных (более совершенных) технологий.

Правильный выбор сырья определяет тип необходимого технологического оборудования, характер технологии, длительность производственного цикла и оказывает влияние на многие технико-экономические показатели предприятия (фирмы, фабрики).

Современный уровень техники позволяет выпускать одну и ту же продукцию из различных видов сырья. К примеру, в машиностроении или химической промышленности отдельные детали изготавливают из металла, пластмассы или из древесного пластика. Правильный выбор сырья способствует снижению себестоимости продукции при повышении ее качества и конкурентоспособности на рынке. Не менее важным является рациональное использование сырья.

Комплексная переработка сырья возможна лишь при высокой организации и технической оснащенности производства. Она предполагает применение разнообразных технологических процессов, а также расширение номенклатуры выпускаемой продукции на одном предприятии. При этом снижаются: транспортные расходы; себестоимость продукции; растет прибыль предприятия, фирмы, фабрики и т.д. Поэтому комплексная переработка первичного сырья и обоснованное использование всех его ценных компонентов является важной народнохозяйственной задачей. Примером рационального подхода к сбережению сырья может служить комплексная переработка в химической промышленности апатитонефелиновой породы. Она измельчается и разделяется методом флотации на апатит и нефелин. Химическим путем из апатита получают гипс, цемент, фосфор, соли фосфорной кислоты, фосфорные удобрения и другие ценные продукты, а из нефелина -- поташ, соду, ванадий, титан, алюминий и др. Нефелин перерабатывают на алюминиевых заводах, так как он является сырьем для получения алюминия с помощью электролизеров.

В текстильной промышленности комплексная переработка длинных и коротких волокон шерсти, очеса, сидра и т.д. сейчас возможна и на камвольно-суконных комбинатах, тогда как ранее отходы перевозили для переработки только на суконные предприятия. Организация таких комбинатов позволяет сократить транспортные расходы, рационально использовать складские и вспомогательные помещения, внедрять совершенную технику и прогрессивную более передовую (малоотходную) технологию.

Таким образом, комбинирование предприятий, комплексное использование сырья дают возможность получать большой экономический эффект, способствующий снижению себестоимости продукции и повышению ее качества.

Литература

1. Производственные технологии : учебник / В. В. Садовский [и др.] ; под ред. В. В. Садовского. - Минск : БГЭУ, 2008. - 431 с.

2. Производственные технологии : учеб.-метод. комплекс для студ. спец. 1-25 01 07, 1-25 01 08, 1-25 01 04, 1-26 02 02 / сост. и общ. ред. А. С. Кириенко. - Новополоцк : ПГУ, 2005. - 352 с.

3. Основы технологии важнейших отраслей промышленности : учеб. пособие для вузов : в 2 ч. / под ред. И. В. Ченцова. - Минск : Выш. шк., 1989. - 325с.

4. Материаловедение и технология материалов : учеб. пособие / В. Т. Жадан [и др.]. - Москва : Металлургия, 1994. - 623 с.

5. Геллер, Ю. А. Материаловедение / Ю.А. Геллер, А. Г. Рахштадт. - Москва : Металлургия, 1984. - 383 с.

6. Горюшкин, В. И. Основы гибкого производства деталей машин и приборов / В. И. Горюшкин. - Минск : Наука и техника, 1984. - 15 с.

7. Жалнерович, Е. А. Применение промышленных роботов / Е. А. Жалнерович, А. М. Титов, А. И. Федосов. - Минск : Беларусь, 1984. - 219 с.

8. Кипарисов, С. С. Порошковая металлургия / С. С. Кипарисов, Г. А. Либенсон. - Москва : Металлургия, 1980. - 400 с.

9. Либенсон, Г. А. Основы порошковой металлургии / Г. А. Либенсон. - Москва : Металлургия, 1975. - 198 с.

10. Степанов, Ю. А. Технология литейного производства / Ю. А. Степанов, Г. Ф. Баландин, В. А. Рыбкин. - Москва : Машиностроение, 1984. - 285 с.

11. Технология важнейших отраслей промышленности / под общ. ред. И. В. Ченцова. - Минск : Выш. шк., 1977. - 373 с.

12. Технология важнейших отраслей промышленности / под ред. А. М. Гинберга, Б. А. Хохлова. - Москва : Высш. шк., 1985. - 495 с.

Размещено на Allbest.ru