Черная металлургия: приоритеты в развитии

Приоритетным направлением в модернизации отрасли черной металлургии является выпуск продукции высокого уровня качества. Оно существенно уступает предприятиям .

За последние десять лет произошло значительное изнашивание основных фондов. Это привело к:

Росту затрат на материалы, топливо и энергетические ресурсы;
снижению эффективности труда;
производству изделий с ухудшением качества;
стремительным расходам на проведение ремонта, затраты превышают объем всех вложений на обновление и модернизацию оборудования.

Повысить уровень качества производящей продукции возможно путем:

1) внедрения:
экологически безопасных и более эффективных современных технологий производства;
производства без использования домен;
методов очищения окисленных кварцитов железистых;
конвертерного кислородного способа взамен малоэффективного мартеновского;

2) совершенствования:
структуры выпуска проката, через рост выпуска листов холодного проката;
проката с более стойкой термообработкой;
прокатных профилей высокой точности и фасонных изделий;
технологии изготовления специальных труб высокого качества;
технологии получения порошков металлических и производства изделий из них и других методов и технологий.

В перспективе ведущая роль отводится производству высокопрочных труб для нефтяных и газовых сетей, в том числе и для формирования структуры морских магистралей.

Важной задачей модернизации отрасли является формирование рыночной системы. Также предстоит реформировать форму собственности предприятий всех отраслей экономики Урала, придать импульс инвестированию в развитие промышленных предприятий и способствовать становлению малого и среднего бизнеса и последующему его развитию.

Формирование рыночных связей, их последующее развитие подтолкнули к разработке концепции. Ее суть заключается в проведении приватизации и акционирования всех промышленных предприятий металлургии. Разработанный Комитетом России по металлургии документ закрепляет ряд важных задач:

1) эффективное использование производственного потенциала в металлургической отрасли путем умеренного сокращения технологических связей;

2) создание среды здоровой конкуренции и ее последующее развитие;

3) привлечение инвестиций для технической модернизации металлургических предприятий.

В ходе реализации поставленных задач промышленные предприятия металлургической направленности должны перейти в федеральную собственность, независимо от объемов производства и численного состава работников. Комплект акций, принадлежащий государству, будет использоваться для выработки системной политики государства на формирование согласованности рынка металлургии, а также поддержания производства металлургии и создания необходимых условий для вхождения в экономику мира.

Обязательное участие государства в регулировании и деятельности металлургической отрасли основано на мировой практике. В мировых развитых странах почти треть всей производящей металлургической продукции изготавливается на предприятиях, находящихся в собственности государства.

Металл является основополагающим материалом для создания различных конструкций. Для обеспечения успешного развития большинства экономических отраслей необходимо создать условия для роста металлургической отрасли. В связи с этим, является базовой экономической отраслью и отличается высоким расходом капитала и материалов производства.

Конструкции из металла используются в сфере машиностроения страны и составляют более 90 % объема всех изделий черной и . Объем транспортных перевозок металлургической продукции составляет более 35 % от совокупного объема доставок грузов по стране. Потребность металлургической отрасли в топливе составляет 14 %, а электрической энергии – 16 %.

Успешность развития металлургической отрасли непосредственно влияет на процесс научного и технического развития в других сферах экономики. Российские изделия черной металлургии имеют высокое качество и конкурентоспособны на международном рынке. из не уступает изделиям из стран Европы, а также США и Японии.

Для успешного функционирования производства черной металлургии, в стране имеются все необходимые для этого ресурсы: трудовые, топливные и материальные. Отрасль обладает необходимым производственным аппаратом, потенциалом научного и технического плана. должна занять ведущее приоритетное место в реализуемой в стране политики в сфере промышленности. Отрасли надо придавать значение на уровне интересов государства и национальной безопасности. Поэтому доля зарубежных производителей металла на российском рынке производства должна быть минимальной. Отрасль черных металлов обеспечивает безопасность всей экономики страны. В связи с этим требуется программа модернизации металлургии на уровне государства. Приоритетным направлением программы следует обозначить проблему повышения конкурентной способности металлической продукции.

Перспективные направления модернизации металлургической отрасли заключаются в следующем:

Оздоровление и развитие отечественного машиностроения, в том числе и металлургическое;
увеличение капитальных вложений в технологическую перестройку черной металлургии;
рост производительности труда;
рентабельность производства, его конкурентоспособность;
повышение качественного уровня продукции и увеличение экспорта с большой добавленной стоимостью.
Эти стратегические направления соответствуют интересам экономики страны.

Перспективные направления модернизации предприятий в стране обусловлены техническим переоснащением и внедрением современных технологий. Новый вектор в развитии отрасли черных металлов – создание комбинатов электрометаллургического типа. Они будут специализироваться на производстве стали, получаемой из окатышей металлизированных. будут изготавливаться по технологии . Это позволит достичь высоких технических и экономических показателей в отличие от традиционного способа производства металла. Главной точкой роста в черной металлургии является производство эффективных изделий высокого качества.

Достижение этого показателя возможно благодаря:

Росту сырьевой основе на опережение, увеличению в наличия железа, хрома, освоению новых технологий очищения оксидированных кварцитов из железа;
модернизации структуры производства проката через увеличение выпуска листа холодного проката и с термоупрочняющей обработкой, профилей фасонных и высокой точности, экономичных труб специального вида из стали, включая трубы многослойные для газовых магистралей;
использованию эффективных технологий, таких как метод прямого восстановления из железа, продвижения , переработка стали вне печи и специальная переплавка, в непрерывном процессе;
расширению использования из металла и металлолома.

Рост продукции проката будет достигаться благодаря применению технологий обеспечивающих падение ресурсоемкости без увеличения изготовления . Планируется модернизировать структуру продукции из металла путем выпуска и стали низколегированного типа, а также с термоупрочняющей обработкой. Кроме этого будет расширено производство стальных труб для нефтяных и газовых магистралей.

Одна из важнейших задач на перспективу – это зафиксировать желательные пропорции между этапами получения и переработки металла по каждому металлургическому предприятию. С учетом применения комбинированного производства существуют различия в территориях по производству стали и чугуна. Предприятия полного прогона Урала значительно превышают выплавку металла в отличие от других территорий, изготавливающих черные металлы.

При этом, несмотря на реализацию процесса адаптации металлургической отрасли к условиям рыночных отношений ее технический и технологический уровни находятся в неудовлетворительном состоянии. Многие виды металлической продукции являются по-прежнему не конкурентоспособными на рынке металлургии.

Что следует сделать, чтобы российская промышленность перестала существовать за счет дешевых энергоресурсов и вышла на новый уровень?

Принято считать, что промышленность в России находится в ужасающем состоянии: заводы стоят, некоторые уже разрушаются, в отрасли царит импорт и иностранный капитал. Общим местом стало высказывание о том, что РФ является исключительно сырьевым экспортером, потому что ничего хоть сколько-нибудь переработанного экспортировать нам просто нечего. Иногда подобные заявления приобретают характер истерии, а подчас и просто становятся предметом политических спекуляций. Меж тем, о конкретных проблемах и способах их решений говорят гораздо реже. Попробуем разобраться, каково настоящее положение в сегодняшней промышленности, и начнем с такой важной отрасли, как металлургия.

Россия – крупный игрок международного рынка металлургии

В настоящее время российские производители занимают устойчивое место на международном рынке производства и торговли металлами. На долю РФ приходится около 10% мирового оборота металла и металлопродукции.

Мы производим:

Более 5% мирового объема стали;

11% алюминия;

21% никеля;

27,7% титана.

Доля занятых трудовых ресурсов в российской металлургии за последние пятнадцать лет выросла в полтора раза, а в структуре доходов от промышленного производства – в 6,5 раз. Доля экспорта, занимаемая металлургической продукцией, выросла с 6% в 1993 году до 20% в 2008.

Черная металлургия была и остается одной из базовых отраслей российской экономики, ориентированной на мировой экспорт, при этом прогнозы экспертов на будущее продолжают оставаться благоприятными. С одной стороны, спрос на металл на рынках Юго-Восточной Азии и Южной Америки постоянно растет. С другой – в развитых странах Европы и Северной Америки металлургия сталкивается с проблемами постоянного повышения стоимости рабочей силы и требований к экологичности предприятий. Во многом именно в связи с этим некоторые металлургические заводы за рубежом просто закрываются. А их место на рынке может занять российский металл.

Своевременная модернизация – залог успеха

Прочное положение российской металлургии связано с тем, что предприятия этой отрасли одними из первых стали модернизировать производственный процесс и повышать его эффективность. В результате модернизации удалось выстроить вертикальные и горизонтальные связи в отрасли, нарастить производство конкурентоспособных товаров, снизить накладные издержки, уменьшить негативное влияние на окружающую среду, занять прочное место на мировом рынке.

Продукция российских металлургов продолжает пользоваться спросом и внутри страны. Уже в 2007 году удалось достичь положения, при котором внутренний спрос стал превышать экспорт. Таким образом, металлургам удалось диверсифицировать спрос на свою продукцию, снизив зависимость от мирового рынка. Основные потребители металлопродукции внутри страны – это топливно-энергетический комплекс и машиностроение.

Проблем много, но они решаемы

Вместе с тем, в отрасли есть и некоторые проблемы, которые значительно тормозят ее развитие. Во-первых, это по-прежнему достаточно низкая емкость внутреннего рынка (т.е. возможный объем реализации товара при определенном уровне цен), а во-вторых, чрезвычайно высокая энергозатратность производства по сравнению со странами-конкурентами.

Трудность модернизации производственных процессов связана, в первую очередь, с тем, что сегодня все технологические процессы жестко привязаны друг к другу. Модернизировать процессы по одному достаточно сложно, затратно и в конечном счете невыгодно. Владельцы предприятий в отсутствие планируемых рисков предпочитают не тратить средства и силы на модернизацию производства, жить сегодняшним днем. Развитие идет лишь за счет второстепенных областей, где частичная модернизация не угрожает поглотить слишком много средств и повлиять на планы получения прибыли.

В связи с этим можно выделить следующие однозначно негативные тенденции в отрасли:

Остающийся достаточно высокий уровень износа основных производственных фондов;

Потенциальный недостаток некоторых видов сырья;

Разрушение процесса воспроизводства запасов сырья и руды, действовавшего в советское время;

Низкий уровень производительности труда;

Повышенные расходы сырья, энергетических и материальных ресурсов для производства единицы продукции, по сравнению с конкурентами из развитых стран;

Низкий уровень внедрения новых технологий на российских предприятиях;

Кадровый голод.

Основная проблема – изношенные производственные фонды

Несмотря на то, что процесс обновления основных производственных фондов идет, его темпы, по признаниям экспертов, совершенно недостаточны. Износ основных фондов, по данным на 2008 год, составляет 43%, что не может не сказываться на производстве. Решить эту проблему достаточно трудно, так как обновление оборудования – это большие траты и временное сокращение объемов прибыли, и не каждый владелец решится на такую долгосрочную инвестицию. Привычка российского частника к быстрой прибыли весьма губительно сказывается на состоянии промышленности.

Проблемой является и общая технологическая отсталость производства: еще три года назад более 18% стали производилось в устаревших мартеновских печах, более 30% стальных заготовок изготавливалось с помощью еще советских агрегатов по прокатке слитков.

По сути, конкурентоспособность отечественной металлопродукции сегодня держится в основном на дешевом сырье, доступных энергоресурсах и невысоких затратах на рабочую силу. Все это, разумеется, является слишком ненадежным преимуществом, которое может быть в любой момент утрачено – например в том случае, если на рынок выйдут производители из стран с намного более дешевой рабочей силой (Южная Азия, Африка, Бразилия и т. п.).

Разумеется, остается и проблема со структурой производства. Доля производства металлопродукции высоких переделов составляет всего 7%, остальное – продукция невысоких и промежуточных переделов. Иными словами, сегодня мы экспортируем болванки и заготовки, которые впоследствии в других странах превращают в продукты с высокой добавочной стоимостью.

Пути решения

Для того чтобы сохранить имеющиеся позиции на мировом и внутреннем рынке металлопродукции, российским предприятиям необходимо ускорить процесс реструктуризации производственных процессов, а для этого нужно перестать цепляться за две вещи: за быструю прибыль и за желание сэкономить на сырье и оплате труда.

Необходимо значительно повысить долю продукции высоких переделов за счет переработки металла на территории страны. Кроме того, необходимо снова наладить эффективные связи между поставщиками сырья и руды и металлургическими заводами, отладив логистику и другие бизнес-процессы.

По мнению экспертов рынка, приведение производства к среднемировым стандартам позволит повысить отдачу от отрасли, как минимум, в 1,6-1,7 раза.

Разумеется, сделать все это силами частных владельцев производств будет нельзя, необходимо самое непосредственное участие государства. Прежде всего, правительству нужно стимулировать модернизацию – как прямыми инвестициями в производство, так и в виде тех или иных налоговых преференций. Параллельно властям следует задуматься о снижении негативных социальных последствий модернизации, в результате которой будут высвобождаться значительные трудовые ресурсы.

В дальнейшем также необходимо задуматься о продолжении геологоразведки и освоении месторождений Восточной Сибири и Дальнего Востока. Через 20-30 лет там должны возникнуть конкурентные современные производства, за счет чего европейская часть страны сможет освободиться от устаревших и слишком затратных производств.

А как вы считаете, что еще необходимо сделать для улучшения ситуации в металлургии?

Введение……………………………………………………………………..…3с. 1.Экологические проблемы цветной металлургии……………………….....5с. 2. Применение комбинированных технологий для экологизации металлургических производств……………………………………………………..…….....7с. 3. Практическое значение экологизации………………………………….….11с. 4. Система оборотного водоснабжения…………………………………...….14с.

Заключение……………………………………………………………………..16с. Список используемой литературы……………………………………………17с.

Введение

В наше время, цветная металлургия относится к числу отраслей с наибольшим выходом промышленных отходов на единицу продукции. При проектировании значительной части действующих предприятий не учитывались требования рационального природопользования и снижения негативного влияния производственной деятельности на среду обитания. Создание экологически безопасных производств, основанных на использовании современных безотходных технологий, связано с огромными капитальными затратами. Выходом из сложившейся ситуации является экологизация существующего промышленного производства путем проведения комплекса мероприятий, включающих совершенствование технологических процессов, повышение эффективности очистки сточных вод и утилизации твердых отходов, внедрение современных автоматизированных средств экомониторинга. В основе всех мероприятий по предотвращению загрязнения окружающей среды лежит контроль, обеспечивающий получение достоверной информации, необходимой для управления природоохранной деятельностью. Использующиеся для экомониторинга физико-химические методы должны отвечать критериям, предъявляемым в данной области анализа: высокая чувствительность, селективность, воспроизводимость, экспрессность, простота пробоподготовки, возможность широкой автоматизации, приемлемая стоимость и т.д. К числу наиболее актуальных и мало разработанных проблем экоаналитики относится приборное и методическое обеспечение контроля техногенных загрязнителей водного и воздушного бассейна. Перспективным направлением повышения эффективности очистки сточных вод является сочетание традиционных реагентных методов с сорбционными технологиями, обеспечивающими снижение концентрации загрязняющих веществ до уровня ПДК. Задача создания малозатратной глубокой очистки промстоков от экотоксикантов является очень сложной и ее решение во многом зависит от правильного выбора сорбента и создания необходимых условий для его эффективного и многократного использования. Применение комбинированных технологий для утилизации многотоннажных токсичных отходов обеспечивает создание производств, отвечающих принципам комплексного использования сырья и экологической безопасности. Разработка комбинированных технологий требует проведения специальных исследований по выбору оптимальных режимных параметров всех использующихся методов переработки отходов, включая производство изделий строительной индустрии. Экологизация флотационных методов обогащения руд направлена на сокращение расхода токсичных реагентов, уменьшение содержания тяжелых металлов в хвостах, снижение водопотребления. Научную и производственную проблему представляет разработка высокоэффективных способов оптимизации автоматического управления флотацией по алгоритмам, полученным при изучении взаимосвязей между параметрами ионного состава и технологическими показателями процесса. Поточное по своей сути гидрометаллургическое производство легко поддается автоматизации на основе контроля параметров ионного состава. Наиболее сложным и во многом не решенным является вопрос создания высокоизбирательных автоматических анализаторов микропримесей в процессе очистки растворов кислого и нейтрального выщелачивания. Сложную и неизученную область в химической экологии представляет моделирование химических трансформаций техногенных загрязнителей в условиях реакционноспособной среды и экомониторинг продуктов химических превращений, связанных с комплексообразованием органических и неорганических веществ лигандной природы с ионами металлов, а также очистка сточных вод цветной металлургии от образующихся координационных соединений. Сочетание современных физико-химических методов с квантово-химическими расчетами позволяет решить перечисленные выше задачи.

1. Экологические проблемы цветной металлургии

Цветная металлургия относится к числу отраслей с наибольшим выходом промышленных отходов на единицу продукции. При проектировании и строительстве значительной части ныне действующих предприятий цветной металлургии не учитывались требования рационального природопользования и снижения негативного воздействия производственной деятельности на среду обитания. В условиях формирования рыночных отношений возможности экологизации промышленного производства существенно сократились. При этом, несмотря на значительное уменьшение объема выпускаемой продукции, ущерб, наносимый предприятиями горно-металлургического комплекса среде обитания, ощутимо возрос.

Основными источниками загрязнения воды, используемой для производства цветных металлов, являются газоочистные сооружения, где при очистке газов образуются высокоминерализованные стоки, а также основные технологические переделы, использующие воду для размыва образующихся отходов и промпродуктов, которые в настоящее время не могут быть утилизированы или вывезены на отвальное поле для захоронения. Другими источниками загрязнения воды являются вспомогательные производства (масло, нефтепродукты) и участки по ремонту и профилактике основного технологического оборудования. Основными методами очистки сточных вод, образующихся на предприятиях первичной цветной металлургии, являются: механическая очистка от взвешенных веществ, деструктивные методы очистки от тяжелых металлов и радиоактивных элементов, термическое разложение гипохлоритных растворов, нейтрализация кислых стоков известковым молоком, а также биологическая и химическая очистка хозбытовых стоков. Анализируя состояние работы природоохранных объектов по обезвреживанию сточных вод подотрасли, необходимо отметить, что функционирующие очистные сооружения и применяемые методы очистки не обеспечивают достаточно эффективную степень очистки нормативно очищенных сточных вод. К настоящему времени в зоне действия рудников, обогатительных фабрик и металлургических заводов отрасли накоплено 5 млрд. т. вскрышных и вмещающих пород, около 1 млрд. т. хвостов обогащения и почти 500 млн.т. металлургических шлаков и шламов. Миллионы тонн вредных веществ выбрасываются в атмосферу и сотни миллионов кубометров сточных вод - в водный бассейн. Ежегодно образуется более 300 млн. т. твердых отходов, а используется не более 20%. Вовлекаются в производство лишь не более 20% вскрышных пород, около 10% отходов обогащения и примерно 40% шлаков. В отвальных хвостах обогащения содержится более 1 млн.т. меди, 1,2 млн.т. цинка, более 700 тыс. т. никеля и 35 тыс. т. кобальта, около 400 тыс. т. молибдена. В отвалах шлаков металлургического производства содержится 1 млн. т. меди и цинка, 400 тыс. т. никеля, 13 тыс. т. олова, 84 тыс. т. свинца. Особо губительное воздействие на окружающую среду предприятий горно-металлургического комплекса наблюдается в горных регионах России и, в частности, в Республике Северная Осетия-Алания (РСО-А), промышленный потенциал которой в значительной степени связан с добычей и переработкой руд цветных металлов. В республике накоплено 3,5 млн. т. промышленных отходов 1 -4 классов опасности, из которых 184 тыс. т. особенно опасных отходов заводов «Электроцинк« и «Победит«. Отходы размещаются на территории предприятий, загрязняя природную среду соединениями ртути, свинца, хрома, фтора. В г. Владикавказе выделяется ареал рассеяния тяжелых металлов площадью 40 км2, в пределах которого содержание металлов в десять раз превышает концентрации в городской черте. Источниками загрязнения почв являются хвостохранилища обогатительных фабрик, питающие регион растворами токсичных ингредиентов, основные из которых цинк и свинец. ПДК превышается: по цинку - в 400 раз, по меди - в 40 раз, по свинцу - в 15 раз, по нитратам - в 250 раз. Один только «Электроцинк« в течение года выбрасывает в атмосферу 560 т взвешенных веществ, 14 т свинца, около 100 т цинка и его соединений, 70 т серной кислоты и 7500 т других веществ. Количество жидких отходов составляет около 1600 т в год. В них содержится: цинка 0,14 т, кобальта 0,24 т, марганца 2 т, железа 0,1 т, меди 0,07 т, молибдена 0,05 т, вольфрама 0,13 т. Содержание ингредиентов превышает ПДК на 2-3 порядка, достигая по некоторым из них сотен. Для снижения негативного влияния производственной деятельности на природную среду необходим комплексный подход, включающий мероприятия, направленные как на усовершенствование основных технологических процессов, так и на обезвреживание и утилизацию текущих и ранее накопленных жидких, твердых и газообразных отходов.

2. Применение комбинированных технологий для экологизации металлургических производств

Целью разработки комбинированных технологий является создание комплекса процессов направленных на экологизацию способов переработки руд цветных металлов, очистки сточных вод, утилизации отходов, создание новых способов и средств контроля загрязнений окружающей среды на базе экспериментальных и теоретических исследований с использованием физико-химических методов, математической статистики и квантовохимических расчетов. Применение комбинированных технологий для утилизации многотоннажных токсичных отходов обеспечивает создание производств, отвечающих принципам комплексного использования сырья и экологической безопасности. Разработка комбинированных технологий требует проведения специальных исследований по выбору оптимальных режимных параметров всех использующихся методов переработки отходов, включая производство изделий строительной индустрии. Экологизация флотационных методов обогащения руд направлена на сокращение расхода токсичных реагентов, уменьшение содержания тяжелых металлов в хвостах, снижение водопотребления. Научную и производственную проблему представляет разработка высокоэффективных способов оптимизации автоматического управления флотацией по алгоритмам, полученным при изучении взаимосвязей между параметрами ионного состава и технологическими показателями процесса. Поточное по своей сути гидрометаллургическое производство легко поддается автоматизации на основе контроля параметров ионного состава. Наиболее сложным и во многом не решенным является вопрос создания высокоизбирательных автоматических анализаторов микропримесей в процессе очистки растворов кислого и нейтрального выщелачивания. Сложную и неизученную область в химической экологии представляет моделирование химических трансформаций техногенных загрязнителей в условиях реакционноспособной среды и экомониторинг продуктов химических превращений, связанных с комплексообразованием органических и неорганических веществ лигандной природы с ионами металлов, а также очистка сточных вод цветной металлургии от образующихся координационных соединений. Сочетание современных физико-химических методов с квантово-химическими расчетами позволяет решить перечисленные выше задачи. Идея заключается в повышении экологической безопасности производства цветных металлов за счет комплексного подхода, включающего разработку новых методов и средств оперативного экомониторинга техногенных загрязнителей окружающей среды, создание высоких технологий обезвреживания жидких и твердых отходов, автоматизацию контроля и управления флотационными и гидрометаллургическими процессами. Для достижения данной цели поставлены следующие конкретные задачи: 1. Экологизация процессов обогащения полиметаллических руд на основе изучения взаимосвязей между ионным составом жидкой фазы пульпы и основными показателями флотации с использованием экспериментально-статистических методов исследований и автоматического регулирования расхода реагентов по параметрам ионного состава. 2. Повышение экологической безопасности и эффективности цинкового производства путем разработки методов и систем автоматического контроля ионов тяжелых цветных и редких металлов в технологических растворах. 3. Разработка методов и средств оперативного физико-химического экомониторинга техногенных загрязнителей окружающей среды и автоматических анализаторов гидрометаллургических растворов и флотационныхпулп. 4. Разработка методик экспресс-анализа пылегазовых выбросов свинцово-цинковой и вольфрамо-молибденовой отрасли.

5. Разработка экологически безопасной технологии очистки промышленных сточных вод от техногенных загрязнителей неорганической и органической природы и продуктов их химических превращений с помощью полимерных фильтрующих материалов ВИОН. 6. Разработка комбинированной флотационно-гидрометаллургической технологии переработки отвальных шламов молибденового производства с извлечением ценных.компонентов и утилизацией обезвреженных отходов в строительные материалы. 7. Моделирование химических превращений (комплексообразования и реакций с переносом электрона) техногенных загрязнителей гетероциклической природы в присутствии ионов металлов и других электроноакцепторных веществ на основе электрохимических, спектральных исследований и квантово-химических расчетов. 8. Обоснование механизма реакций в сточных водах цветной металлургии с участием донорных и акцепторных субстратов, ионов тяжелых цветных металлов и других реакционно-способных веществ по типу гомогенного катализа. 9. Внедрение разработанных методов и средств контроля, технологий очистки сточных вод и переработки отходов в производственную практику предприятий цветной металлургии. При использовании данной технологии применимы физико-химические методы исследований: классическая, переменнотоковая, нормальная (НИП) и дифференциальная импульсная полярография (ДИП) в прямом и инверсионном режимах, циклическая вольтамперометрия (ЦВА), ионометрия, электронная спектроскопия, экспериментально-статистические методы исследований технологических процессов, квантово-химические методы расчетов молекул техногенных загрязнителей лигандной природы и продуктов их взаимодействия с ионами металлов. В систему производства внедряются: - вновь разработанные высокоизбирательные методики автоматического оперативного контроля промышленных сточных вод, пылегазовых выбросов, флотационных пульп и гидрометаллургических растворов; - высокие безотходные технологии очистки промышленных сточных вод и переработки отвальных шламов, предусматривающие извлечение ценных компонентов и утилизацию обезвреженных продуктов; - системы автоматического управления процессами селекции полиметаллических руд, разработанные на основе экспериментально-статистических методов исследований технологических процессов и обеспечивающие повышение экологической безопасности пенной флотации; - вновь разработанные автоматические электрохимические анализаторы промышленных сточных вод и технологических растворов; - теоретическое положения о роли солей тяжелых металлов в химических превращениях техногенных загрязнителей как катализаторов переноса электрона с субстрата лигандной природы на электроноакцепторный реагент. Впервые разработаны легко поддающиеся автоматизации методики избирательного вольтамперометрического контроля промышленных сточных вод и флотационных пульп на содержание минеральных частиц (а.с. №505941), бутилового ксантогената, олеата натрия, сульфид-ионов, меди и цинка в присутствии цианидов (а.с.№ 1070462, №1422123), разновалентных форм мышьяка (пат.РФ №2102736); методики оперативного вольтамперометрического контроля индия, никеля (а.с. №1777065), сурьмы, кобальта (пат. РФ №2216014), перманганат-ионов (пат. РФ №2186379) в растворах сульфата цинка. Используется возможность использования концентраций ионов меди и цинка в жидкой фазе флотационной пульпы в качестве режимных параметров в системах регулирования процессов медно-свинцовой и свинцово-цинковой селекции коллективных концентратов (а.с. №1257910 и №1367244). Создан специализированный комплекс средств пробоотбора и пробоподготовки для автоматических анализаторов ионного состава промышленных сточных вод, пульп и гидрометаллургических растворов (а. с. №1224650, №1265519, №1428981, пат. РФ №2037146). Разработаны экологически безопасные технологии глубокой очистки промстоков цветной металлургии от флотореагентов, ионов тяжелых и редких металлов, координационных соединений с помощью полимерных волокнистых сорбентов и флотационно-гидрометаллургическая технология переработки твердых отходов молибденового производства. Впервые на основе электрохимических, спектроскопических исследований, квантовохимических расчетов обоснован гомогенный катализ в химических трансформациях техногенных загрязнителей лигандной природы в присутствии ионов тяжелых цветных металлов окислителей и других реакционно-способных веществ. Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается комплексным использованием физико-химических, экспериментально-статистических и квантовохимических исследований; высокой сходимостью экспериментальных данных с теоретическими расчетами, результатами лабораторных и промышленных испытаний, высокой эксплуатационной надежностью разработанных методов и средств контроля и управления процессами переработки минерального сырья и очистки сточных вод. Научное значение работ производимых по данной технологии состоит в разработке теоретических основ и методической базы оперативного контроля техногенных загрязнителей окружающей среды, в теоретическом и экспериментальном обосновании методов глубокой сорбционной очистки промстоков от экотоксикантов, в создании эффективных способов управления процессами флотации полиметаллических руд, в прогнозировании химических трансформаций техногенных загрязнителей в промстоках. Научные результаты выполненного исследования могут найти применение в природоохранной деятельности при переработке минерального сырья.

3.Практическое значение экологизации

Основным технологическим процессом переработки руд цветных металлов является пенная флотация. Экологизация флотационных методов обогащения тесно связана с оптимизацией реагентного режима, позволяющей достичь существенного сокращения расхода токсичных реагентов, снижения содержания тяжелых металлов, уменьшения водопотребления и т.д. Важнейшим направлением работ по совершенствованию процессов пенной флотации является управление расходом реагентов по параметрам ионного состава жидкой фазы пульпы. В настоящее время теоретически и экспериментально доказано, что концентрация реагентов в пульпе является наиболее обобщенным (интегральным) показателем состояния флотационного процесса, позволяющим учитывать большинство факторов, влияющих на конечные результаты обогащения рудного сырья. Проведение работ по интенсификации флотационных процессов на основе регулирования реагентным режимом по параметрам ионного состава стало возможным благодаря инструменталлизации и автоматизации контроля отдельных ионных компонентов в сложных по составу водных растворах. Только наличие основанного на современных физико-химических методах анализа приборного парка создает необходимую базу для исследований, направленных на выявление оптимальных диапазонов концентраций реагентов в пульпе и изучения взаимосвязи между параметрами ионного состава и технологическими показателями флотации. Промышленное исследование флотационных процессов на основе активно-пассивных планируемых экспериментов, статистической обработки результатов и математического моделирования позволяет разработать высокоэффективные способы оптимизации режимов управления флотацией руд переменного вещественного состава. Важнейшим экологическим результатом таких работ является резкое сокращение расхода высокотоксичных флотореагентов (ксантогенатов, цианидов, солей тяжелых металлов и т. д.) и снижение до минимума их сброса в водный бассейн.

К числу наиболее прогрессивных и универсальных методов переработки относится гидрометаллургия, значение которой особенно возросло в связи с вовлечением в производство больших объемов техногенного сырья. Универсальность, гибкость, простота аппаратурного оформления, высокая технико-экономическая эффективность гидрометаллургических технологий открывает значительные перспективы их применения для решения задач комплексной переработки разнообразного минерального сырья с минимальным вредным воздействием на окружающую среду. Гидрометаллургические методы легко поддаются автоматизации на основе контроля параметров ионного состава. В частности, успешное проведение процессов кислого и нейтрального выщелачивания перед электролитическим осаждением многих металлов стало возможным благодаря автоматизированному контролю технологических растворов на содержание основных ионных компонентов и микропримесей. Радикальное решение проблем охраны среды от негативного воздействия промышленных объектов возможно при широком применении безотходных и малоотходных технологий. К сожалению, прогнозы развития мировой цветной металлургии не дают оснований надеяться, что в ближайшее время будут найдены принципиально новые методы устранения большого количества отходов. Это вызывает необходимость снижения до минимума вреда, наносимого природной среде жидкими, твердыми и газообразными отходами путем разработки экологически безопасных, высокоэффективных технологий их обезвреживания и утилизации. Основная часть жидких отходов предприятий цветной металлургии представлена различного рода водными растворами (рудничные воды, промышленные сточные воды, условно чистые воды, хозбытовые воды). Наибольший урон окружающей среде наносится при сбросе в открытые водоемы промышленных сточных вод металлургических заводов и рудообогатительных фабрик. Сточные воды предприятий цветной металлургии имеют сложный химический состав и высокую степень загрязнения высокотоксичными веществами, что определяется как разнообразием перерабатываемого сырья, так и многостадийностью производственных процессов и широким ассортиментом применяемых реактивов и материалов. Использующиеся на подавляющем большинстве предприятий отрасли методы реагентной химической очистки промстоков не обеспечивают необходимой степени извлечения многих токсичных компонентов, что приводит к сверхнормативному сбросу токсичных веществ в водный бассейн, а также препятствует внедрению замкнутых схем водооборота. Большой выход сильно загрязненных сточных вод делает технически и экономически нецелесообразным применение для их очистки многих современных физико-химических методов, позволяющих достичь высокой степени извлечения техногенных загрязнителей. Вместе с тем, как показывает опыт, привлечение таких прогрессивных методов, как сорбция и ионный обмен для доизвлечения вредных веществ из прошедших реагентную очистку промстоков может оказаться весьма эффективным. Возможности этого направления работ значительно расширились после появления новых высокоэффективных волокнистых хемосорбентов, обладающих развитой поверхностью, хорошими кинетическими характеристиками, термостойкостью и химической устойчивостью. Наибольший практический интерес для очистки производственных сточных вод представляют отечественные промышленно освоенные нетканые материалы ВИОН, изготовленные на основе модифицированных полиакрилонитрильных (ПАН) волокон. К настоящему времени накоплен определенный опыт работ по использованию ПАН сорбентов ВИОН для очистки промстоков и технологических растворов от загрязняющих веществ различной природы. На основе катионо- и анионо- обменных фильтров ВИОН созданы локальные системы и устройства очистки цеховых сточных вод, бытовые фильтры для очистки питьевой воды и т.д. Практическое значение: 1. Применение разработанных способов и средств контроля сточных и условно чистых вод позволяет повысить эффективность работы очистных сооружений и снизить сброс токсичных веществ в открытые водоемы. 2. Использование вольтамперометрических экспресс анализаторов атмосферного воздуха обеспечивает своевременное обнаружение источников сверхнормативных и несанкционированных выбросов токсичных веществ в воздушный бассейн. 3. Технология очистки промстоков с применением ПАН фильтров позволяет снизить содержание загрязняющих веществ до уровня ПДК, сконцентрировать и извлечь ценные компоненты, исключить образование высокотоксичных неутилизируемых шламов. 4. Экологически безопасная флотационно-гидрометаллургическая технология переработки отвальных шламов обеспечивает снижение безвозвратных потерь молибдена и утилизацию обезвреженных отходов в изделия строительной индустрии. 5. Автоматический контроль и управление флотационными и гидрометаллургическими процессами по параметрам ионного состава приводит к увеличению объема производства цветных металлов при одновременном снижении сброса токсичных веществ в открытые водоемы. Теоретические и методические разработки использованы в практике научно-исследовательской работы СКФ ОНТК «Союз ЦМА», а также в учебном процессе СОГУ. Созданные методики контроля и анализаторы техногенных загрязнителей окружающей среды, системы контроля и управления технологическими процессами очистки сточных вод и гидрометаллургических растворов, флотационного обогащения руд внедрены на заводах «Электроцинк», «Мосэлектрофольга», «Рязцветмет», на обогатительных фабриках и металлургических заводах Алмалыкского, Джезказганского, Лениногорского, Зыряновского, Садонского комбинатов. Технологии сорбционной очистки сточных вод и переработки отвальных шламов успешно испытаны и приняты к внедрению заводом «Победит».

4.Система оборотного водоснабжения

Металлургия является крупнейшей сферой промышленности, но, как и другие направления экономики, имеет негативное влияние на окружающую среду. С годами это влияние приводит к загрязнению воды, воздуха, почвы, что влечет за собой изменения климата.

Выбросы в атмосферу

Ключевой проблемой металлургии считается то, что в воздух попадают вредные химические элементы и соединения. Они освобождаются во время сжигания топлива и переработки сырья. В зависимости от специфики производства в атмосферу попадают такие загрязнители:

• двуокись углерода;
• алюминий;
• мышьяк;
• сероводород;
• ртуть;
• сурьма;
• сера;
• олово;
• азот;
• свинец и др.

Эксперты отмечают, что каждый год из-за работы металлургических заводов в воздух поступает не менее 100 млн. тонн сернистого газа. Когда он попадает в атмосферу, то в последующем выпадает на землю в виде , которые загрязняют все вокруг: деревья, дома, улицы, почву, поля, реки, моря и озера.

Промышленные стоки

Актуальная проблема металлургии – это загрязнение водоемов промышленными стоками. Дело в том, что водные ресурсы используются на различных этапах металлургического производства. В ходе этих процессов вода насыщается фенолами и кислотами, грубодисперсными примесями и цианидами, мышьяком и крезолом. Перед тем, как сбрасывать такие стоки в водоемы, редко когда их очищают, поэтому весь этот «коктейль» химических осадков металлургии смывается в акватории городов. После этого воду, насыщенную этими соединениями, не то что пить нельзя, но и использовать для бытовых целей.

Последствия загрязнения биосферы

Загрязнение окружающей среды металлургической промышленностью, прежде всего, приводит к ухудшению здоровья населения. Хуже всего состояние тех людей, которые работают на таких предприятиях. У них развиваются хронические заболевания, которые нередко приводят к инвалидности и летальному исходу. Также все люди, проживающие поблизости с заводами, со временем получают тяжкие недуги, так как вынуждены дышать грязным воздухом и пить воду плохого качества, и в организм попадают ядохимикаты, тяжелые металлы и нитраты.

Чтобы снизить уровень негативного влияния металлургии на окружающую среду, необходимо разрабатывать и использовать новые технологии, безопасные для экологии. К сожалению, далеко не на всех предприятиях используются очистительные фильтры и сооружения, хотя это обязательно в деятельности каждого металлургического предприятия.

Черная металлургия является одним из крупнейших загрязнителей атмосферного воздуха, воды. Поэтому необходимо значительно улучшить очистку выбросов в атмосферу, переходить на замкнутый цикл использования воды

На сегодня актуальным остается вопрос дальнейшей реконструкции действующих предприятий, повышение доли электронного кислородно-конвертерной стали, проката в общем объеме разнообразия я ее ассортимента, повы-"ния каче.

Цветная металлургия

. Цветная металлургия не приобрела в Украине значительное развитие и состоит лишь из некоторых производств. Это связано с незначительными запасами сырья

Для выплавки большинства тяжелых металлов необходимо значительное количество топлива (коксующегося угля). Такие производства называют энергоемкими

Определяющими факторами размещения предприятий цветной металлургии является сырьевой и топливно-энергетический. Горно-обогатительные комбинаты тяготеют к районам добычи руды и ориентируются на водные рес ресурсы (процесс обогащения требует много воды). Металлургические заводы, выплавляют тяжелые цветные металлы из концентратов, размещают преимущественно вблизи топливных баз, а предприятия по выплавке легких ме талей - вблизи источников дешевой электроэнергииії.

Основные отрасли и их размещение

Среди отраслей цветной металлургии в Украине ведущее место занимает производство легких металлов, в частности алюминия. Алюминиевая промышленность работает на привозном (из. Бразилии,. Гвинеи,. Ямайки,. Австралии) б бокситах, которые перерабатываются на. Николаевском глиноземном заводе. Глинозем для дальнейшей переработки поступает на. Днепровский алюминиевый завод в. Запорожье. Завод алюминиевых сплавов работает в. Свердловс ьку (Луганская облбл.).

Титано-магниевый комбинат, расположенный в. Запорожье, также ориентируется на дешевую электроэнергию магниевого сырье привозят из. Стебника (Львовская обл),. Калуша (Ивано-Франковская обл) и. Сиваша, а титано ную - с. Иршанского горно-обогатительного комбината (Житомирская обл),. Крымского завода диоксида титана, а также месторождений. Днепропетровской области. На базе титановых песков. Малишивського месторождения пр ацюе в. Вольногорске (Днепропетровская область). Верхнеднепровский горно-металлургический комбинат, который производит ильменитовый, рутиловый и циркониевый концентраттрати.

На базе местных руд, электроэнергии. Южно-Украинской. АЭС и привозные угле работает. Побужский никелевый завод. Константиновский цинковый завод, построенный в 1930-х гг, ориентировался на топливные ресу урсы. Донбасса и цинковый концентрат из. Казахстана,. России. Современное, цинковое производство более нуждается в электроэнергии, чем топлива. Цинк из. Константиновки частично поступает на. Артемовский завод, где производят яють латунь (сплав меди и цинка), латунный и медный прокат. Медь и свинец импортируемых из. России. На. Донбассе работает и древнейший. Никитовский ртутный комбинат, имеющий карьеры по добыче ртутной руды (к иновари) и обогатительную фабрикабрику.

В Украине сформировались два основных районы размещения предприятий цветной металлургии -. Донецкий и. Приднепровский

Проблемы и перспективы развития

Проблемы цветной металлургии связаны с потребностями расширения сырьевой базы предприятий, дальнейшей модернизации с целью полного использования всех компонентов руд и отходов производства, повнишог го очистки выбросов в окружающую среду. Решать сырьевую проблему должно помочь освоению давно известных запасов алюминиевого сырья в. Днепропетровской и. Закарпатской областях, разведанных запасов меди в. Волынской области, золота не только в. Закарпатье, но и вблизи. Кривого. Рога и в. Донецкой области, свинцово-цинковых руд на. Донбассе. Важными направлениями развития отрасли является расширение производства цветных металлов из вторичного сырья, металлолома, переработка отходов, увеличения экспортной ориентации некоторых производств (ртутного, титано-магниевогоо).