Metalurgie železa: priority rozvoje
Prioritním směrem v modernizaci průmyslu hutnictví železa je výroba vysoce kvalitních produktů. Je výrazně horší než podniky.
Za posledních deset let došlo k výrazným odpisům dlouhodobého majetku. Výsledkem bylo:
Rostoucí náklady na materiál, palivo a energetické zdroje;
snížení efektivity práce;
výroba výrobků se zhoršenou kvalitou;
rychlé náklady na opravy, náklady převyšují objem všech investic do obnovy a modernizace zařízení.
Úroveň kvality výroby produktů je možné zlepšit:
1) implementace:
šetrnější k životnímu prostředí a efektivnější moderní technologie Výroba;
produkce bez použití domény;
způsoby čištění oxidovaných železitých křemenců;
metoda konvertorového kyslíku namísto neefektivní metody otevřeného ohniště;
2) vylepšení:
struktura produkce válcovaných výrobků prostřednictvím růstu produkce plechů válcovaných za studena;
válcované výrobky se stabilnějším tepelným zpracováním;
vysoce přesné válcované profily a kování;
technologie pro výrobu speciálních trubek Vysoká kvalita;
technologie získávání kovových prášků a výroba výrobků z nich a další způsoby a technologie.
V budoucnu bude vedoucí role přidělena výrobě vysokopevnostních trubek pro ropné a plynárenské sítě, včetně vytváření struktury pobřežních dálnic.
Důležitým úkolem modernizace průmyslu je vytvoření tržního systému. Je také nutné reformovat formu vlastnictví podniků ve všech odvětvích hospodářství Uralu, dát impuls investicím do rozvoje průmyslových podniků a podporovat vznik malých a středních podniků a jejich následný rozvoj.
Utváření tržních vztahů, jejich následný rozvoj podnítil vývoj koncepce. Její podstata spočívá v privatizaci a korporatizaci všech průmyslových podniků hutnictví. Dokument vypracovaný Ruským výborem pro metalurgii stanoví řadu důležitých úkolů:
1) efektivní využití produkční potenciál v hutním průmyslu prostřednictvím mírného omezení technologických vazeb;
2) vytváření prostředí zdravé konkurence a její následný rozvoj;
3) přilákání investic do technické modernizace hutních podniků.
Během realizace úkolů průmyslové podniky hutnické zaměření by se mělo stát federálním majetkem bez ohledu na objemy výroby a počet zaměstnanců. Soubor akcií ve vlastnictví státu bude sloužit k rozvoji systémové politiky státu k formování soudržnosti hutnického trhu, dále k podpoře výroby hutnictví a vytváření nutné podmínky vstoupit do globální ekonomiky.
Povinná účast státu na regulaci a činnosti hutního průmyslu vychází ze světové praxe. Ve vyspělých zemích světa se téměř třetina všech výrobních hutních výrobků vyrábí v podnicích vlastněných státem.
Kov je základním materiálem pro vytváření různých designů. Poskytnout úspěšný vývoj většina ekonomických odvětví potřebuje vytvořit podmínky pro růst hutního průmyslu. V tomto ohledu je základním hospodářským odvětvím a vyznačuje se vysokou spotřebou kapitálu a výrobních materiálů.
Kovové konstrukce se používají ve strojírenství v zemi a tvoří více než 90 % objemu všech černých a ocelových výrobků. Hlasitost přeprava ocelářské výrobky tvoří více než 35 % celkového objemu nákladních dodávek v zemi. Potřeba paliva hutního průmyslu je 14 %, a elektrická energie – 16 %.
Úspěch rozvoje hutního průmyslu přímo ovlivňuje proces vědeckého a technický rozvoj v jiných oblastech ekonomiky. Ruské produkty hutnictví železa jsou vysoce kvalitní a konkurenceschopné na mezinárodním trhu. from není horší než produkty z Evropy, stejně jako z USA a Japonska.
Pro úspěšné fungování výroby hutnictví železa má země k tomu všechny potřebné zdroje: práci, palivo i materiál. Průmysl má potřebné výrobní zařízení vědecký a technický potenciál. by měla zaujmout přední prioritní místo v politice prováděné v zemi v oblasti průmyslu. Průmyslu by měl být přikládán význam na úrovni státních zájmů a národní bezpečnosti. Proto podíl zahraničních výrobců kovů v ruský trh produkce by měla být minimální. Průmysl železných kovů zajišťuje bezpečnost celé ekonomiky země. V tomto ohledu je vyžadován program modernizace hutnictví na státní úrovni. Prioritním směrem programu by měl být problém zvyšování konkurenceschopnosti kovových výrobků.
Slibné směry modernizace hutního průmyslu jsou následující:
Zdokonalování a rozvoj domácího strojírenství, včetně hutnictví;
zvýšení kapitálových investic do technologické restrukturalizace hutnictví železa;
růst produktivity práce;
rentabilita výroby, její konkurenceschopnost;
zlepšení kvality výrobků a zvýšení exportu s přidanou hodnotou.
Tyto strategické směry odpovídají zájmům ekonomiky země.
Slibné směry modernizace podniků v zemi jsou dány technickým převybavením a zaváděním moderních technologií. Novým vektorem ve vývoji průmyslu železných kovů je vytváření elektrometalurgických závodů. Specializovat se budou na výrobu oceli získané z metalizovaných pelet. budou vyráběny podle technologie. Tím se dosáhne vysoké technické a ekonomické ukazatele odlišný od tradičního způsobu kovovýroby. Hlavním bodem růstu v metalurgii železa je výroba účinných vysoce kvalitních produktů.
Tento úspěch je možný díky:
Růst surovinové základny v předstihu, zvýšení dostupnosti železa, chromu, vývoj nových technologií čištění oxidovaných křemenců od železa;
modernizace struktury výroby válcovaných výrobků zvýšením výroby za studena válcovaných plechů a s tepelným zpevněním, tvarové a vysoce přesné profily, ekonomické trubky zvláštní druh z oceli, včetně vícevrstvých trubek pro plynovody;
používání účinných technologií, jako je přímá metoda redukce železa, pokrok, zpracování oceli mimo pec a speciální přetavování v nepřetržitém procesu;
rozšíření využití kovu a kovového odpadu.
Růstu válcovaných výrobků bude dosaženo využitím technologií, které zajistí pokles náročnosti na zdroje bez zvýšení výroby. Plánuje se modernizace struktury kovových výrobků výrobou nízkolegované oceli a také tepelným zpevněním. Navíc se rozšíří výroba ocelové trubky pro ropovody a plynovody.
Jedním z nejdůležitějších úkolů budoucnosti je stanovit požadované proporce mezi fázemi získávání a zpracování kovu pro každý hutní podnik. Vzhledem k využití kombinované výroby jsou rozdíly v oblastech pro výrobu oceli a železa. Podniky celého Uralu výrazně převyšují tavení kovů, na rozdíl od jiných území, která vyrábějí železné kovy.
Přitom i přes realizaci procesu adaptace hutního průmyslu na podmínky tržní vztahy jeho technická a technologická úroveň je v nevyhovujícím stavu. Mnoho druhů kovových výrobků stále není na metalurgickém trhu konkurenceschopné.
Co by se mělo udělat, aby ruský průmysl kvůli levným energetickým zdrojům přestal existovat a dostal se na novou úroveň?
Všeobecně se má za to, že průmysl v Rusku je v hrozném stavu: továrny stojí, některé již kolabují, v průmyslu vládne dovoz a zahraniční kapitál. společné místo zaznělo prohlášení, že Ruská federace je výhradně vývozcem surovin, protože prostě nemáme z čeho vyvážet nic byť jen trochu zpracovaného. Někdy taková prohlášení nabývají rázu hysterie a někdy se prostě stanou předmětem politických spekulací. Mezitím se mnohem méně mluví o konkrétních problémech a způsobech jejich řešení. Zkusme přijít na to, jaká je skutečná situace v dnešním průmyslu, a začněme u tak důležitého odvětví, jako je hutnictví.
Rusko je významným hráčem na mezinárodním trhu hutnictví
V současné době Ruští výrobci zaujímají stabilní místo na mezinárodním trhu výroby a obchodu s kovy. Ruská federace představuje asi 10 % světového obratu kovů a kovových výrobků.
Vyrábíme:
Více než 5 % světové oceli;
11 % hliníku;
21 % niklu;
27,7 % titanu.
Podíl na zaměstnanosti pracovní zdroje v ruském hutnictví vzrostl za posledních patnáct let jedenapůlkrát a ve struktuře příjmů z průmyslová produkce- 6,5krát. Podíl vývozu hutních výrobků se zvýšil z 6 % v roce 1993 na 20 % v roce 2008.
Metalurgie železa byla a zůstává jedním ze základních průmyslových odvětví ruská ekonomika, zaměřený na světový export, přičemž prognózy odborníků do budoucna jsou nadále příznivé. Na jedné straně poptávka po kovu na trzích jihovýchodní Asie a Jižní Amerika neustále roste. Na druhou stranu ve vyspělých zemích Evropy a Severní Amerika metalurgie čelí výzvám neustále rostoucích mzdových nákladů a environmentálních požadavků na podniky. V mnoha ohledech právě v souvislosti s tím se prostě zavírají některé hutní závody v zahraničí. A jejich místo na trhu může zaujmout ruský kov.
Včasná modernizace je klíčem k úspěchu
Silné postavení ruského hutnictví je způsobeno tím, že podniky tohoto odvětví byly mezi prvními, které modernizovaly výrobní proces a zvýšily jeho efektivitu. V důsledku modernizace bylo možné vybudovat vertikální a horizontální vazby v průmyslu, zvýšit produkci konkurenceschopného zboží, snížit režijní náklady, snížit negativní dopad na životní prostředí zaujmout pevné místo na světovém trhu.
Výrobky ruských metalurgů jsou nadále žádané i v tuzemsku. Již v roce 2007 se podařilo dosáhnout stavu, kdy domácí poptávka začala převyšovat export. Metalurgům se tak podařilo diverzifikovat poptávku po jejich výrobcích a snížit jejich závislost na světovém trhu. Hlavními spotřebiteli kovových výrobků v zemi jsou palivový a energetický komplex a strojírenství.
Problémů je mnoho, ale jsou řešitelné
V oboru jsou přitom některé problémy, které výrazně brzdí jeho rozvoj. Jednak je to stále dosti nízká kapacita domácího trhu (tj. možný objem prodeje zboží v určité cenové hladině), jednak extrémně vysoká energetická náročnost výroby ve srovnání s konkurenčními zeměmi.
Obtížnost modernizace výrobní procesy spojeno především s tím, že dnes vše technologických postupů jsou k sobě pevně svázány. Upgradovat procesy jeden po druhém je poměrně obtížné, nákladné a nakonec nerentabilní. Při absenci plánovaných rizik majitelé podniků raději neutrácejí peníze a úsilí na modernizaci výroby, ale žijí pro dnešek. Rozvoj jde pouze na úkor sekundárních oblastí, kde nehrozí, že částečná modernizace pohltí příliš peněz a neovlivní ziskové plány.
V tomto ohledu lze identifikovat následující jednoznačně negativní trendy v odvětví:
Zbývá dost vysoká úroveň opotřebení jádra výrobních aktiv;
Potenciální nevýhoda některých druhů surovin;
Zničení procesu reprodukce zásob surovin a rudy, který fungoval v sovětské éře;
Nízká úroveň produktivity práce;
Zvýšené náklady na suroviny, energie a materiální zdroje pro výrobu jednotky výstupu ve srovnání s konkurenty z vyspělých zemí;
Nízká úroveň zavádění nových technologií v ruských podnicích;
Personální hlad.
Hlavním problémem je opotřebovaný výrobní majetek
Navzdory tomu, že proces aktualizace dlouhodobého výrobního majetku probíhá, jeho tempo je podle odborníků zcela nedostatečné. Odpisy dlouhodobého majetku podle údajů z roku 2008 činí 43 %, což nemůže neovlivňovat produkci. Řešení tohoto problému je poměrně obtížné, protože aktualizace zařízení je velký náklad a dočasné snížení zisku a ne každý majitel se rozhodne pro tak dlouhodobou investici. Zvyk ruského soukromého obchodníka dosahovat rychlých zisků má velmi neblahý vliv na stav odvětví.
Problémem je i celková technologická zaostalost výroby: před třemi lety se více než 18 % oceli vyrábělo v zastaralých otevřených pecích, více než 30 % ocelových sochorů se vyrábělo na válcovacích strojích na ingoty ze sovětské éry.
Konkurenceschopnost domácích kovových výrobků dnes ve skutečnosti spočívá především na levných surovinách, dostupných energetických zdrojích a nízkých mzdových nákladech. To vše je samozřejmě příliš nespolehlivá výhoda, která může být každou chvíli ztracena – například pokud na trh vstoupí výrobci ze zemí s mnohem levnějšími cenami. pracovní síla(Jižní Asie, Afrika, Brazílie atd.).
Problém je samozřejmě i se strukturou výroby. Podíl výroby kovových výrobků vysokého zpracování je pouze 7 %, zbytek jsou výrobky nízkého a středního zpracování. Jinými slovy, dnes vyvážíme ingoty a sochory, které se později v jiných zemích mění na výrobky s vysokou přidanou hodnotou.
Řešení
Aby si ruské podniky udržely své stávající pozice na světovém a domácím trhu s kovovými výrobky, musí urychlit proces restrukturalizace výrobních procesů, a proto musí přestat lpět na dvou věcech: rychlé zisky a touha ušetřit na surovém zboží. materiál a mzdy.
Je nutné výrazně zvýšit podíl výrobků s vysokou přidanou hodnotou prostřednictvím zpracování kovů v zemi. Kromě toho je nutné obnovit efektivní vazby mezi dodavateli surovin a rudnými a hutními závody zefektivněním logistiky a dalších obchodních procesů.
Podle odborníků na trh zvýší uvedení výroby na průměrné světové standardy návratnost odvětví nejméně 1,6–1,7krát.
To vše samozřejmě nebude možné dosáhnout úsilím soukromých vlastníků průmyslových odvětví, nutná je co nejpřímější účast státu. Vláda potřebuje především stimulovat modernizaci – jak přímými investicemi do výroby, tak formou určitých daňových zvýhodnění. Současně by úřady měly přemýšlet o snížení negativních sociálních důsledků modernizace, v důsledku čehož se uvolní značné pracovní zdroje.
Do budoucna je také nutné myslet na pokračování průzkumu a rozvoje ložisek ve východní Sibiři a na Dálném východě. Za 20-30 let by se tam měla objevit konkurenceschopná moderní průmyslová odvětví, díky nimž se evropská část země bude moci osvobodit od zastaralých a příliš nákladných odvětví.
Co dalšího je podle vás potřeba udělat pro zlepšení situace v hutnictví?
Úvod………………………………………………………………………………..…3s. jeden. Problémy životního prostředí metalurgie neželezných kovů………………………………………5b. 2. Využití kombinovaných technologií pro ekologizaci hutního průmyslu………………………………………………………..…….....7str. 3. Praktický význam ekologizace……………………………………….….11str. 4. Systém recyklace vody……………………………………………….14s.
Závěr………………………………………………………………………………..16s. Seznam použité literatury……………………………………………………………………………………………………….
Úvod
V současné době je metalurgie barevných kovů jedním z odvětví s nejvyšší produkcí průmyslových odpadů na jednotku výkonu. Při navrhování velké části provozní podniky nebyly zohledněny požadavky racionálního hospodaření v přírodě a snižování negativního vlivu výrobních činností na životní prostředí. Vytváření ekologicky šetrných průmyslových odvětví založených na využívání moderních bezodpadových technologií je spojeno s obrovskými kapitálovými náklady. Východiskem z této situace je ekologizace stávající průmyslové výroby pomocí souboru opatření, včetně zlepšení technologických postupů, zvýšení účinnosti čištění odpadní voda a recyklace pevný odpad , zavedení moderních automatizovaných prostředků monitorování životního prostředí. Základem všech opatření k prevenci znečišťování životního prostředí je kontrola, která zajišťuje příjem spolehlivých informací nezbytných pro řízení ekologických aktivit. Fyzikální a chemické metody používané pro ekomonitoring musí splňovat kritéria požadovaná v této oblasti analýzy: vysoká citlivost, selektivita, reprodukovatelnost, rychlost, snadnost přípravy vzorků, možnost rozsáhlé automatizace, rozumné náklady atd. Instrumentální a metodická podpora kontroly technogenních polutantů ve vodních a vzdušných nádržích je jedním z nejnaléhavějších a málo rozvinutých problémů ekoanalytiky. Slibným směrem ke zlepšení účinnosti čištění odpadních vod je kombinace tradičních reagenčních metod se sorpčními technologiemi, které snižují koncentraci znečišťujících látek na úroveň MPC. Úkol vytvoření nízkonákladového hloubkového čištění průmyslových odpadů od ekotoxických látek je velmi složitý a jeho řešení do značné míry závisí na správné volbě sorbentu a vytvoření nezbytných podmínek pro jeho efektivní a opakované použití. Využití kombinovaných technologií pro likvidaci velkoobjemových toxických odpadů zajišťuje vznik průmyslových odvětví, která splňují zásady integrovaného využívání surovin a ekologickou nezávadnost. Vývoj kombinovaných technologií vyžaduje speciální studie pro výběr optimálních režimových parametrů pro všechny používané způsoby zpracování odpadů, včetně výroby produktů stavebnictví. Ekologizace flotačních metod úpravy rud je zaměřena na snížení spotřeby toxických činidel, snížení obsahu těžkých kovů v hlušině a snížení spotřeby vody. Vědeckým a průmyslovým problémem je vývoj vysoce účinných metod pro optimalizaci automatického řízení flotace pomocí algoritmů získaných studiem vztahu mezi parametry iontového složení a technologickými parametry procesu. Hydrometalurgickou výrobu, která je ze své podstaty in-line, lze snadno automatizovat na základě řízení parametrů iontového složení. Nejobtížnějším a do značné míry nedořešeným problémem je vytvoření vysoce selektivních automatických analyzátorů mikronečistot v procesu čištění kyselých a neutrálních louhovacích roztoků. Složitou a neprobádanou oblastí v chemické ekologii je modelování chemických přeměn technogenních polutantů v reaktivním prostředí a ekomonitoring produktů chemických přeměn spojených s komplexní tvorbou organických a anorganických látek ligandové povahy s ionty kovů, as i čištění odpadních vod z metalurgie neželezných kovů od vzniklých koordinačních sloučenin. Kombinace moderních fyzikálně-chemických metod s kvantově chemickými výpočty umožňuje řešit výše uvedené problémy.
1. Environmentální problémy metalurgie neželezných kovů
Hutnictví neželezných kovů je jedním z odvětví s nejvyšším výkonem průmyslového odpadu na jednotku výkonu. Při projektování a výstavbě významné části současných podniků neželezné metalurgie nebyly zohledněny požadavky racionálního environmentálního managementu a snižování negativních vlivů výrobních činností na životní prostředí. V kontextu utváření tržních vztahů se výrazně snížily možnosti ekologizace průmyslové výroby. Zároveň i přes výrazný pokles objemu výkonů výrazně vzrostly škody způsobené podniky báňského a hutního komplexu na životním prostředí.
Hlavními zdroji znečištění vod využívaných k výrobě neželezných kovů jsou zařízení na čištění plynů, kde při čištění plynu vznikají vysoce mineralizované odpadní vody, a dále hlavní technologické stupně, které využívají vodu k vymývání vzniklých odpadů a meziproduktů, které v současné době nelze zlikvidovat nebo odvézt na skládku.pohřební pole. Dalšími zdroji znečištění vod jsou pomocná průmyslová odvětví (ropa, ropné produkty) a lokality pro opravy a údržbu hlavních technologických zařízení. Hlavní metody čištění odpadních vod vznikajících v primárních podnicích neželezné metalurgie jsou: mechanické čištění od nerozpuštěných látek, destruktivní způsoby čištění od těžkých kovů a radioaktivních prvků, tepelný rozklad roztoků chlornanu, neutralizace kyselých odpadních vod vápenným mlékem, jakož i biologické a chemické čištění domovních odpadních vod . Při analýze stavu provozu ekologických zařízení na zneškodňování odpadních vod v subsektoru je třeba konstatovat, že fungující čistírny a používané metody čištění nezajišťují dostatečně efektivní stupeň čištění standardně čištěných odpadních vod. V oblasti provozu dolů, zpracovatelských závodů a hutních závodů průmyslu se k dnešnímu dni nashromáždilo 5 miliard tun skrývky a hostitelských hornin, asi 1 miliarda tun obohacovací hlušiny a téměř 500 milionů tun hlušiny. hutnické strusky a kaly. Do atmosféry jsou vypouštěny miliony tun škodlivých látek a do povodí stovky milionů metrů krychlových odpadních vod. Ročně se vyprodukuje více než 300 milionů tun pevného odpadu a nevyužije se více než 20 %. Na výrobě se podílí pouze ne více než 20 % skrývkových hornin, asi 10 % obohacovacího odpadu a asi 40 % strusky. Odpadní hlušina obsahuje více než 1 milion tun. mědi, 1,2 milionu tun zinek, více než 700 tisíc tun niklu a 35 tisíc tun kobaltu, asi 400 tisíc tun molybdenu. Struskové skládky hutní výroby obsahují 1 milion tun mědi a zinku, 400 tisíc tun niklu, 13 tisíc tun cínu, 84 tisíc tun olova. Obzvláště škodlivý vliv těžařských a hutnických podniků na životní prostředí je pozorován v horských oblastech Ruska a zejména v Republice Severní Osetie-Alanie (RNO-A), jejíž průmyslový potenciál je z velké části spojen s těžbou a zpracováním rud neželezných kovů. V republice se nashromáždilo 3,5 mil. tun průmyslového odpadu třídy nebezpečnosti 1-4, z toho 184 tis. tun zvláště nebezpečného odpadu ze závodů Electrozinc a Pobedit. Na území podniků se ukládají odpady, které znečišťují přírodní prostředí sloučeninami rtuti, olova, chrómu a fluoru. Ve městě Vladikavkaz se rozlišuje oblast rozptylu těžkých kovů o rozloze 40 km2, ve které je obsah kovů desetkrát vyšší než koncentrace ve městě. Zdrojem znečištění půdy jsou hlušiny obohacovacích závodů, které zásobují region roztoky toxických přísad, z nichž hlavními jsou zinek a olovo. MPC je překročen: pro zinek - 400krát, pro měď - 40krát, pro olovo - 15krát, pro dusičnany - 250krát. Jen „Elektrozinek“ během roku vypustí do ovzduší 560 tun nerozpuštěných látek, 14 tun olova, asi 100 tun zinku a jeho sloučenin, 70 tun kyseliny sírové a 7500 tun dalších látek. Množství tekutého odpadu je asi 1600 tun za rok. Obsahují: zinek 0,14 tuny, kobalt 0,24 tuny, mangan 2 tuny, železo 0,1 tuny, měď 0,07 tuny, molybden 0,05 tuny, wolfram 0,13 tuny Obsah přísad převyšuje MPC o 2 -3 řády, u některých dosahuje stovek . Ke snížení negativního dopadu výrobních činností na životní prostředí je nutný integrovaný přístup zahrnující opatření zaměřená jak na zlepšení hlavních technologických procesů, tak na neutralizaci a využití stávajících i dříve nahromaděných kapalných, pevných a plynných odpadů.
2. Využití kombinovaných technologií pro ekologizaci hutního průmyslu
Smyslem rozvoje kombinovaných technologií je vytvoření souboru procesů zaměřených na ekologizaci metod zpracování rud neželezných kovů, čištění odpadních vod, odstraňování odpadů, vytváření nových metod a prostředků kontroly znečištění životního prostředí na základě experimentálních a teoretických studií s využitím fyzikální a chemické metody, matematická statistika a kvantově chemické metody. Využití kombinovaných technologií pro likvidaci velkoobjemových toxických odpadů zajišťuje vznik průmyslových odvětví, která splňují zásady integrovaného využívání surovin a ekologickou nezávadnost. Vývoj kombinovaných technologií vyžaduje speciální studie pro výběr optimálních režimových parametrů pro všechny používané způsoby zpracování odpadů, včetně výroby produktů stavebnictví. Ekologizace flotačních metod úpravy rud je zaměřena na snížení spotřeby toxických činidel, snížení obsahu těžkých kovů v hlušině a snížení spotřeby vody. Vědeckým a průmyslovým problémem je vývoj vysoce účinných metod pro optimalizaci automatického řízení flotace pomocí algoritmů získaných studiem vztahu mezi parametry iontového složení a technologickými parametry procesu. Hydrometalurgickou výrobu, která je ze své podstaty in-line, lze snadno automatizovat na základě řízení parametrů iontového složení. Nejobtížnějším a do značné míry nedořešeným problémem je vytvoření vysoce selektivních automatických analyzátorů mikronečistot v procesu čištění kyselých a neutrálních louhovacích roztoků. Složitou a neprobádanou oblastí v chemické ekologii je modelování chemických přeměn technogenních polutantů v reaktivním prostředí a ekomonitoring produktů chemických přeměn spojených s komplexní tvorbou organických a anorganických látek ligandové povahy s ionty kovů, as i čištění odpadních vod z metalurgie neželezných kovů od vzniklých koordinačních sloučenin. Kombinace moderních fyzikálně-chemických metod s kvantově chemickými výpočty umožňuje řešit výše uvedené problémy. Cílem je zlepšit environmentální bezpečnost výroby neželezných kovů prostřednictvím integrovaného přístupu, včetně vývoje nových metod a prostředků provozního monitorování životního prostředí uměle vytvořených environmentálních polutantů, vytvoření špičkových technologií pro neutralizaci kapalných a pevných látek odpadů, automatizace řízení a řízení flotačních a hydrometalurgických procesů. K dosažení tohoto cíle byly stanoveny následující konkrétní úkoly: 1. Ekologizace procesů benefikace polymetalických rud na základě studia vztahu mezi iontovým složením kapalné fáze buničiny a hlavními ukazateli flotace pomocí experimentálních statistických metod výzkum a automatická kontrola spotřeby činidel podle parametrů iontového složení. 2. Zlepšení environmentální bezpečnosti a účinnosti výroby zinku vývojem metod a systémů pro automatické řízení těžkých neželezných a vzácných kovů v technologických řešeních. 3. Vývoj metod a nástrojů pro provozní fyzikální a chemické monitorování prostředí technogenních polutantů životního prostředí a automatických analyzátorů hydrometalurgických roztoků a flotačních buničin. 4. Vývoj metod pro expresní analýzu emisí prachu a plynů z průmyslu olovo-zinek a wolfram-molybden.
5. Vývoj ekologicky bezpečné technologie čištění průmyslových odpadních vod z technogenních polutantů anorganické a organické povahy a produktů jejich chemických přeměn pomocí polymerních filtračních materiálů VION. 6. Vývoj kombinované flotačně-hydrometalurgické technologie zpracování odpadních kalů z výroby molybdenu s těžbou cenných složek a zneškodňováním dekontaminovaných odpadů do stavebních materiálů. 7. Modelování chemických přeměn (tvorba komplexů a reakce s přenosem elektronů) technogenních polutantů heterocyklické povahy v přítomnosti kovových iontů a dalších látek přitahujících elektrony na základě elektrochemických, spektrálních studií a kvantově chemických výpočtů. 8. Zdůvodnění mechanismu reakcí v odpadních vodách z neželezné metalurgie za účasti donorových a akceptorových substrátů, iontů těžkých neželezných kovů a dalších reaktivních látek podle typu homogenní katalýzy. 9. Zavedení vyvinutých metod a prostředků řízení, technologie čištění odpadních vod a zpracování odpadů do výrobní praxe podniků neželezné metalurgie. Při použití této technologie jsou použitelné fyzikální a chemické metody výzkumu: klasická, střídavá, normální (NIP) a diferenciální pulzní polarografie (DIP) v přímém a inverzním režimu, cyklická voltametrie (CV), ionometrie, elektronová spektroskopie, experimentální a statistické metody pro studium technologických procesů, kvantově-chemické metody pro výpočet molekul technogenních polutantů ligandové povahy a produktů jejich interakce s kovovými ionty. Do výrobního systému se zavádí: - nově vyvinuté vysoce selektivní metody automatiky provozní kontrola průmyslové odpadní vody, emise prachu a plynů, flotační buničiny a hydrometalurgické roztoky; - vysoce bezodpadové technologie pro čištění průmyslových odpadních vod a zpracování odpadních kalů, zajišťující extrakci cenných složek a likvidaci dekontaminovaných produktů; - automatické řídicí systémy pro výběr polymetalických rud, vyvinuté na základě experimentálních a statistických metod pro studium technologických procesů a zajišťující zvýšení environmentální bezpečnosti pěnové flotace; - nově vyvinuté automatické elektrochemické analyzátory průmyslových odpadních vod a procesních roztoků; - teoretická ustanovení o úloze solí těžkých kovů v chemických přeměnách technogenních polutantů jako katalyzátorů přenosu elektronu ze substrátu ligandové povahy na činidlo přitahující elektrony. Poprvé byly zavedeny snadno automatizovatelné metody selektivní voltametrické kontroly průmyslových odpadních vod a flotačních kalů na obsah minerálních částic (ak.č. 505941), butylxanthátu, oleátu sodného, sulfidových iontů, mědi a zinku v přítomnost kyanidů (as. c. č. 1070462, č. 1422123), různých mocných forem arsenu (pat. RF č. 2102736); způsoby provozního voltametrického řízení india, niklu (AS č. 1777065), antimonu, kobaltu (patent USA RF č. 2216014), manganistanových iontů (patent USA RF č. 2186379) v roztocích síranu zinečnatého. Využívá se možnosti využití koncentrací iontů mědi a zinku v kapalné fázi flotační buničiny jako režimových parametrů v řídicích systémech pro procesy měď-olova a olovo-zinkového výběru objemových koncentrátů (AS č. 1257910 a č. 1367244). Byla vytvořena specializovaná sada nástrojů pro odběr vzorků a přípravu vzorků pro automatické analyzátory iontového složení průmyslových odpadních vod, kalů a hydrometalurgických roztoků (AS č. 1224650, č. 1265519, č. 1428981, pat. RF č. 2037146). Byly vyvinuty ekologicky bezpečné technologie pro hloubkové čištění průmyslových odpadů neželezné metalurgie od flotačních činidel, iontů těžkých a vzácných kovů, koordinačních sloučenin pomocí polymerních vláknitých sorbentů a flotačně-hydrometalurgická technologie pro zpracování pevných odpadů z výroby molybdenu. Poprvé se na základě elektrochemických, spektroskopických studií, kvantově chemických výpočtů podařilo dosáhnout homogenní katalýzy při chemických přeměnách technogenních polutantů ligandové povahy v přítomnosti iontů těžkých neželezných kovů, oxidačních činidel a dalších reaktivních látek. bylo podloženo. Spolehlivost vědeckých ustanovení, závěrů a doporučení je potvrzena komplexním využíváním fyzikálně-chemických, experimentálně-statistických a kvantově-chemických studií; vysoká konvergence experimentálních dat s teoretickými výpočty, výsledky laboratorních a průmyslových zkoušek, vysoká provozní spolehlivost vyvíjených metod a prostředků sledování a řízení procesů zpracování nerostných surovin a čištění odpadních vod. Vědecký význam práce realizované pomocí této technologie spočívá v rozvoji teoretických základů a metodické základny pro operativní kontrolu technogenních polutantů životního prostředí, v teoretickém a experimentálním zdůvodnění metod hloubkového sorpčního čištění průmyslových odpadů od ekotoxických látek, v vytvoření účinných metod pro řízení procesů flotace polymetalických rud, při predikci chemických přeměn technogenních polutantů v průmyslových odpadech. Vědecké výsledky provedeného výzkumu lze využít v činnostech ochrany životního prostředí při zpracování nerostných surovin.
3.Praktická hodnota greeningu
Hlavním technologickým postupem zpracování rud barevných kovů je pěnová flotace. Ekologizace metod flotačního obohacování úzce souvisí s optimalizací režimu činidel, která umožňuje dosáhnout výrazného snížení spotřeby toxických činidel, snížení obsahu těžkých kovů, snížení spotřeby vody atd. Nejdůležitější oblastí práce na zlepšení procesů pěnové flotace je řízení spotřeby činidel podle parametrů iontového složení kapalné fáze buničiny. V současné době je teoreticky i experimentálně prokázáno, že koncentrace činidel v buničině je nejobecnějším (integrálním) ukazatelem stavu flotačního procesu, který umožňuje zohlednit většinu faktorů ovlivňujících konečné výsledky. obohacování rudných surovin. Provádění prací na intenzifikaci flotačních procesů založených na regulaci reagenčního režimu podle parametrů iontového složení bylo možné díky instrumentalizaci a automatizaci řízení jednotlivých iontových složek ve vodných roztocích komplexního složení. Teprve dostupnost přístrojového vybavení založeného na moderních fyzikálně-chemických metodách analýzy vytváří nezbytný základ pro výzkum zaměřený na identifikaci optimálních rozsahů koncentrací činidel v buničině a studium vztahu mezi parametry iontového složení a technologickými ukazateli flotace. Průmyslové studium flotačních procesů na základě aktivně-pasivních plánovaných experimentů, statistického zpracování výsledků a matematického modelování umožňuje vyvinout vysoce efektivní metody pro optimalizaci způsobů řízení flotace rud různého materiálového složení. Nejdůležitějším ekologickým výsledkem takové práce je prudké snížení spotřeby vysoce toxických flotačních činidel (xanthátů, kyanidů, solí těžkých kovů atd.) a snížení jejich vypouštění do vodní nádrže na minimum.
Mezi nejprogresivnější a nejuniverzálnější zpracovatelské metody patří hydrometalurgie, jejíž význam vzrostl zejména v souvislosti se zapojením do výroby velkých objemů technogenních surovin. Všestrannost, flexibilita, jednoduchost hardwarového provedení, vysoká technická a ekonomická efektivita hydrometalurgických technologií otevírá významné perspektivy jejich uplatnění pro řešení problémů komplexního zpracování různých nerostných surovin s minimálním dopadem na životní prostředí. Hydrometalurgické metody jsou snadno přístupné automatizaci založené na kontrole parametrů iontového složení. Zejména úspěšná realizace procesů kyselého a neutrálního loužení před elektrolytickou depozicí mnoha kovů byla umožněna díky automatizovanému řízení technologických řešení obsahu hlavních iontových složek a mikronečistot. Radikální řešení problémů ochrany životního prostředí před negativními vlivy průmyslových objektů je možné při širokém využití bezodpadových a nízkoodpadových technologií. Prognózy vývoje světového hutnictví neželezných kovů bohužel nedávají důvod doufat, že v blízké budoucnosti budou nalezeny zásadně nové metody pro eliminaci velkého množství odpadu. To vyžaduje minimalizaci škod způsobených přírodnímu prostředí kapalnými, pevnými a plynnými odpady vývojem ekologicky šetrných, vysoce účinných technologií pro jejich neutralizaci a likvidaci. Hlavní část kapalných odpadů z podniků neželezné metalurgie představují různé druhy vodných roztoků (důlní voda, průmyslové odpadní vody, podmíněně čistá voda, voda z domácností). Největší škody na životním prostředí vznikají při vypouštění průmyslových odpadních vod z hutních provozů a úpraven rud do otevřených vodních útvarů. Odpadní vody z podniků neželezné metalurgie mají složité chemické složení a vysoký stupeň znečištění vysoce toxickými látkami, které je dáno jak rozmanitostí zpracovávaných surovin, tak i vícestupňovými výrobními procesy a širokou škálou používaných činidel a materiálů. Metody reagenčního chemického zpracování průmyslových odpadů používané ve velké většině podniků v průmyslu neposkytují potřebný stupeň extrakce mnoha toxických složek, což vede k nadměrnému vypouštění toxických látek do vodní nádrže a také zabraňuje zavlečení uzavřených schémat cirkulace vody. Velká výtěžnost silně znečištěných odpadních vod činí technicky i ekonomicky nerozumné používat k jejich čištění mnoho moderních fyzikálních a chemických metod, které umožňují dosáhnout vysokého stupně extrakce technogenních polutantů. Přitom, jak ukazuje zkušenost, použití tak progresivních metod, jako je sorpce a iontová výměna pro dodatečné odsávání škodlivých látek z průmyslových odpadů, které prošly chemickou úpravou, může být velmi efektivní. Možnosti této oblasti práce se výrazně rozšířily poté, co se objevily nové vysoce účinné vláknité chemisorbenty s vyvinutým povrchem, dobrými kinetickými vlastnostmi, tepelnou stabilitou a chemickou stabilitou. Největší praktický zájem pro čištění průmyslových odpadních vod představují domácí průmyslově zpracované netkané materiály VION, vyrobené na bázi modifikovaných polyakrylonitrilových (PAN) vláken. K dnešnímu dni byly nashromážděny určité zkušenosti s používáním PAN sorbentů VION pro čištění průmyslových odpadů a procesních roztoků od škodlivin různé povahy. Na bázi katexových a aniontových filtrů VION vznikly lokální systémy a zařízení pro čištění odpadních vod z dílen, domovní filtry pro čištění pitné vody atd. Praktický význam: 1. Použití vyvinutých metod a prostředků kontroly odpadních a podmíněně čistých vod umožňuje zvýšit účinnost čistírenských zařízení a snížit vypouštění toxických látek do otevřených vodních útvarů. 2. Použití expresních voltametrických analyzátorů vzduchu zajišťuje včasnou detekci zdrojů nadměrných a nepovolených emisí toxických látek do ovzduší. 3. Technologie čištění průmyslových odpadních vod pomocí PAN filtrů umožňuje snížit obsah škodlivin na úroveň MPC, koncentrovat a extrahovat cenné složky a eliminovat tvorbu vysoce toxických nevyužitelných kalů. 4. Ekologicky bezpečná flotační-hydrometalurgická technologie zpracování odpadních kalů zajišťuje snížení nenávratných ztrát molybdenu a likvidaci neutralizovaných odpadů do výrobků pro stavebnictví. 5. Automatické řízení a řízení flotačních a hydrometalurgických procesů podle parametrů iontového složení vede ke zvýšení produkce neželezných kovů při současném snížení vypouštění toxických látek do otevřených vodních útvarů. Teoretický a metodologický vývoj se využívá v praxi výzkumné práce SCF ONTK "Sojuz TsMA", stejně jako ve vzdělávacím procesu SOGU. Vytvořené metody pro sledování a analyzátory technogenních polutantů životního prostředí, systémy pro sledování a řízení technologických procesů pro čištění odpadních vod a hydrometalurgických roztoků, flotační obohacování rud byly zavedeny v závodech Electrozinc, Moselectrofoil, Ryaztsvetmet, ve zpracovatelských závodech a hutnictví. závody Almalyksky, Dzhezkazgansky, Leninogorsk, Zyryanovsky, Sadonsky kombinuje. Technologie pro sorpční čištění odpadních vod a zpracování odpadních kalů byly úspěšně otestovány a přijaty k realizaci závodem Pobedit.
4. Systém recyklace vody
Hutnictví je největším průmyslovým odvětvím, ale stejně jako ostatní oblasti ekonomiky má negativní dopad na životní prostředí. V průběhu let tento vliv vede ke znečištění vody, ovzduší, půdy, což s sebou nese změnu klimatu.
Emise do ovzduší
Klíčovým problémem hutnictví je, že se do ovzduší dostávají škodlivé látky. chemické prvky a spojení. Uvolňují se při spalování paliva a zpracování surovin. V závislosti na specifikách výroby se do atmosféry dostávají tyto znečišťující látky:
- oxid uhličitý;
- hliník;
- arsen;
- sirovodík;
- rtuť;
- antimon;
- síra;
- cín;
- dusík;
- olovo atd.
Odborníci poznamenávají, že každý rok v důsledku práce metalurgických závodů vstupuje do ovzduší nejméně 100 milionů tun oxidu siřičitého. Když vstoupí do atmosféry, následně spadne na zem v podobě, která znečišťuje vše kolem: stromy, domy, ulice, půdu, pole, řeky, moře a jezera.
Průmyslový odpad
Aktuálním problémem metalurgie je znečištění vodních ploch průmyslovými odpadními vodami. Faktem je, že vodní zdroje jsou využívány v různých fázích hutní výroby. Při těchto procesech dochází k nasycení vody fenoly a kyselinami, hrubými nečistotami a kyanidy, arsenem a kresolem. Před vypuštěním takovýchto odpadních vod do nádrží se jen zřídkakdy čistí, takže všechen tento „koktejl“ chemických zbytků z hutnictví je smýván do vod měst. Poté se voda nasycená těmito sloučeninami nejen nemůže pít, ale také používat pro domácí účely.
Důsledky znečištění biosféry
Znečištění životního prostředí hutním průmyslem vede především ke zhoršení zdravotního stavu obyvatelstva. Nejhorší ze všeho je stav těch lidí, kteří v takových podnicích pracují. Rozvíjejí se u nich chronická onemocnění, která často vedou k invaliditě a smrti. Také všichni lidé žijící v blízkosti továren nakonec onemocní vážnými nemocemi, protože jsou nuceni dýchat špinavý vzduch a pít vodu. Špatná kvalita a do těla se dostávají pesticidy, těžké kovy a dusičnany.
Pro snížení úrovně negativního vlivu metalurgie na životní prostředí je nutné vyvíjet a používat nové technologie, které jsou bezpečné pro životní prostředí. Bohužel ne všechny podniky používají čisticí filtry a zařízení, i když je to povinné v činnosti každého hutního podniku.
Hutnictví železa je jedním z největších znečišťovatelů ovzduší a vody. Proto je nutné výrazně zlepšit čištění emisí do atmosféry, přejít na uzavřený cyklus využívání vody.
Dnes zůstává aktuální otázka další rekonstrukce stávajících podniků, zvýšení podílu elektronické kyslíko-konvertorové oceli, válcovaných výrobků na celkovém objemu rozmanitosti a jejího sortimentu a zvýšení kvality.
Neželezná metalurgie
. Neželezná metalurgie nezískala významný rozvoj na Ukrajině a skládá se pouze z některých průmyslových odvětví. Je to dáno malými zásobami surovin.
Tavení většiny těžkých kovů vyžaduje značné množství paliva (koksovatelné uhlí). Taková odvětví se nazývají energeticky náročná.
Určujícími faktory pro umístění podniků neželezné metalurgie jsou suroviny a paliva a energie. Těžební a zpracovatelské závody tíhnou k oblastem těžby rud a řídí se vodními zdroji (proces obohacování vyžaduje hodně vody). Hutní závody, které taví těžké neželezné kovy z koncentrátů, se nacházejí především v blízkosti palivových základen a podniky na tavení lehkých kovů v blízkosti zdrojů levné elektřiny.
Hlavní průmyslová odvětví a jejich umístění
Mezi odvětvími neželezné metalurgie na Ukrajině zaujímá přední místo výroba lehkých kovů, zejména hliníku. Hliníkový průmysl provozuje dovážené bauxity (z Brazílie, Guineje, Jamajky, Austrálie), na které se zpracovávají. Továrna na výrobu oxidu hlinitého Nikolaev. K dalšímu zpracování přichází oxid hlinitý. Dněprovský hliníkárna v. Záporoží. Továrna slitin hliníku pracuje v. Sverdlovsk (Luganská oblast).
Závod na titan-hořčík, umístěný v. Záporoží se také zaměřuje na levnou elektřinu hořčíkové suroviny jsou přiváženy. Stebnik (Lvovská oblast), Kaluš (Ivano-Frankivská oblast) a. Sivash a titan - s. Irshansky důlní a zpracovatelský závod (Žytomyrská oblast), Krymská továrna na výrobu oxidu titaničitého, stejně jako ložiska. Dněpropetrovská oblast. Na bázi titanových písků. Malishivskogo vklad pra tsue v. Volnogorsk (Dněpropetrovská oblast). Verchnedneprovsky Mining and Metallurgical Combine, která vyrábí koncentráty ilmenitu, rutilu a zirkonia.
Na základě místních rud, elektřiny. Jihoukrajinský. Jaderná elektrárna a dovážené uhelné závody. Závod na nikl Pobuzhsky. Konstantinovský zinkovna, postavená ve 30. letech 20. století, zaměřená na palivové zdroje. Donbass a zinkový koncentrát z. Kazachstán,. Rusko. Moderní výroba zinku potřebuje více elektřiny než paliva. Zinek z. Konstantinovka částečně přichází na. Artemovsky závod, který vyrábí yat mosaz (slitina mědi a zinku), mosaz a měděné válcované výrobky. Měď a olovo dováženo z. Rusko. Na. Donbass funguje a nejstarší. Nikitovský rtuťový závod, který má lom na těžbu rtuťové rudy (na inovar) a továrnu na obohacování.
Na Ukrajině byly vytvořeny dvě hlavní oblasti pro umístění podniků neželezné metalurgie -. Doněck a. Přidneprovský
Problémy a perspektivy rozvoje
Problémy hutnictví neželezných kovů souvisí s nutností rozšiřování surovinové základny podniků, další modernizace za účelem plného využití všech složek rud a výrobních odpadů a zlepšení čištění emisí do životního prostředí. Řešení problému surovin by mělo pomoci rozvíjet dlouhodobě známé zásoby hliníkových surovin. Dněpropetrovsk a Zakarpatské oblasti, prozkoumány zásoby mědi v. Volyňský kraj, zlato není jen in. Zakarpatí, ale i blízko. Krivoj. Rohy a dovnitř. Doněcká oblast, olovo-zinkové rudy na. Donbass. Důležitými oblastmi pro rozvoj průmyslu je rozšíření výroby neželezných kovů z druhotných surovin, kovového šrotu, zpracování odpadů, zvýšení exportní orientace některých průmyslových odvětví (rtuť, titan-hořčík).
