Создание принципиально новых и совершенствование действующих технологий

Это очень важный этап в технологии. Такие процессы уже существуют во многих отраслях промышленности, причем они отличаются минимальным числом технологических стадий и аппаратов, совмещением операций.

В черной металлургии создан метод получения железа непосредственным восстановлением рудных концентратов водородом или синтез-газом (смесь Н₂ и СО), причем устраняются стадии доменного передела, а также производства кокса и агломерата. При производстве стали, по этой технологии в 2-3 раза уменьшаются расход воды и образование сточных вод, и резко снижается выброс пыли и диоксида серы, а также других примесей.

На долю цветной металлургии приходится 18,5 % выбросов диоксида серы в атмосферу. Однако концентрация SO₂ в этих газах не более 3,5 %, что затрудняет переработку его на серную кислоту. В отрасли разрабатываются новые технологии получения цветных металлов. Одна из них кислородная взвешенная циклонная электротермическая плавка. Особенность плавки заключается в совмещении основных переделов, в том числе обжига, плавки, конвертирования штейнов в одном металлургическом агрегате. Для плавки используют технический кислород, в результате чего объем газов, которые можно перерабатывать на серную кислоту, примерно в 20 раз сокращается.

В химической промышленности проводится значительная интенсификация производственных процессов, создаются агрегаты большой единичной мощности, внедряются энерготехнологические процессы, широко использующиеся в производстве синтетического аммиака. Производительность установок для синтеза аммиака возросла с 50-60 до 1360 т/сут, и проектируются агрегаты с производительностью 3000 т/сут. При этом расход энергии уменьшился с 1200 до 40 кВт-ч на единицу связанного азота, расход свежей воды  с 32 до 8 м³/т, расход оборотной воды  с 500-550 до 50-100 м³/т.

Значительно возросли единичные мощности и в производстве серной кислоты. Этому способствовала разработка новых процессов сжигания серосодержащего сырья (в печах с псевдоожиженным слоем), новых контактных аппаратов более эффективных катализаторов.

Внедряются в промышленности установки с двойным контактированием и с промежуточной абсорбцией триоксида серы, позволяющей значительно сократить выброс диоксида серы с отходящими газами.

Уже более 100 лет производят соду по методу Сольвэ, т.е. аммиачный раствор, полученный насыщением раствора поваренной соли аммиаком, карбонизируют диоксидом углерода. Выпадающий в осадок бикарбонат натрия после фильтрации путем прокаливания переводят в кальцинированную соду. Фильтрат представляет собой раствор хлорида аммония, который обрабатывают известковым молоком для регенерации аммиака. Отходом данного производства является дистиллерная жидкость, представляющая собой суспензию нерастворимых соединений в растворе хлорида кальция и хлорида натрия, которая сбрасывается в накопители. Общее количество отходов содовой промышленности составляет 2000 млн. м³ в год. На 1 т соды приходится 1 т отхода хлорида кальция и 0,5 т хлорида натрия. Отходы сбрасываются в специальные шламонакопители, которые занимают большие площади и служат источником загрязнения подземных и поверхностных вод. С целью уменьшения отходов видоизменяются процессы отдельных стадий производства соды или разрабатываются новые методы её получения.

В Японии регенерацию аммиака не производят, а получают хлорид аммоний, который можно использовать как удобрение.

Вместо хлорида натрия предложено применять нитрат натрия. В этом случае нитрат обрабатывают для получения содово-аммиачной селитры, являющейся удобрением.

Предложено регенерировать аммиак не известковым молоком, а гидроксидом магния. Образующийся хлорид магния можно перерабатывать в металлический магний, оксид магния и соляную кислоту. Разрабатываются процессы получения соды из сульфата натрия с заменой аммиака гексаметиленимином (CH₂)₆NH, что значительно повышает коэффициент использования натрия. Процесс протекает по уравнению

Na₂SO₄ + 2(CH₂)₆NH + 2CO₂ + 2H₂O  2NaHCO₃ + [(CH₂)₆NH]₂SO₄.

Образовавшийся сульфат гексаметиленимина регенерируется в процессе экстракции с образованием сульфата аммония.

Предложен способ получения соды и поташа из сильвинита в присутствии гексаметилендиамина (CH₂)₆(NH₂)₂ с электрохимической регенерацией аминов. В данном процессе гексаметилендиамин смешивают с раствором сильвинита и направляют на карбонизацию, затем на фильтрацию, где происходит отделение бикарбонатов натрия и калия, которые промывают и кальцинируют, в результате чего получают карбонаты. Маточный раствор после фильтрации декарбонизируется и поступает на электролизер, где амин регенерируется с образованием хлора, водорода, кислорода, соляной кислоты. В этих двух процессах отходы хлорида кальция значительно снижены. Электрохимическая регенерация по сравнению с химической, позволяя исключить ряд стадий, тем самым повышает эффективность процесса.

Изучен способ получения соды карбонизацией раствора каустика, образующегося при электролизе хлорида натрия.

А в основу создания атомной промышленности положены принципы, исключающие загрязнение окружающей среды или значительно снижающие его. На предприятии Атоммаша «Родон» высока надежность всех технологических схем и новых методов захоронения отходов.