29Виробництво сталі.

Переробка чавуну в сталь здійснюється у мартенівських печах, конвертерах, електропечах. Суть процесу полягає в окисленні домішок, що містяться у чавуні.

Мартенівська піч – промислова піч, у якій чавун та металевий брухт переплавляють на мартенівську сталь.

Мартенівську сталь використовують для виробництва шестерень, валів, пружин тощо.

Сьогодні мартенівські печі уже не будують, але поодинокі ще діють.

Киснево-конверторний спосіб отримання сталі базується на випалюванні в розплавленому чавуні домішок шляхом продування кисню. Процес проходить в конверторах. Конвертор є сталевою спорудою грушевидної форми об’ємом від 20 до 350 т. Всередині він викладений вогнетривким матеріалом, зверху є отвір – горловина, через яку заливається рідкий чавун і металобрухт. В горловинній частині конвертера є льотка (отвір для виливання сталі). Конвертор може повертатися навколо горизонтальної осі. По водоохолоджувальній фурмі, що вводиться підйомником у горловину конвертора, подається кисень під тиском 9 – 14 атмосфер.

Конвертор є дешевшим за мартенівську піч.

З початку ХХ століття використовують плавильні дугові та індукційні електропечі.

В дугових електропечах виплавка металу проходить за рахунок тепла, що йде від електричної дуги. Температура у електропечах досягає 3500°.Об’єм промислових електропечей коливається від 0,5 до 400 т.

Індукційна піч є вогнетривким тиглем, на поверхні якого розташована обмотка пустих мідних трубок. Ця обмотка є індуктором і через неї пропускається струм високої частоти. В пустій частині трубок циркулює вода для охолодження. Під час пропускання електричного струму через обмотку виникають індукційні струми, які розігрівають і плавлять шихту що знаходиться всередині тигля.Таким способом електроплавлення отримують високолегійовані, нержавіючі і інші види сталі.

30. Виробництво міді.

Мідь у природі знаходиться у самородному стані, сульфідних і окисних рудах. На сульфідні руди припадає близько 80 % усіх світових запасів. З них найпоширеніші: халькопірит (мідний колчедан) СuFеS2, халькозин Сu2S, борніт Сu3FеS3, ковелін СuS.

З окисних руд використовують малахіт СuСО3·Сu(ОН)2, куприт Сu2О, тонорит СuО, азурит 2СuСО3·Сu(ОН)2. Середній вміст міді в рудах не перевищує 3 %.

Технологічний процес плавлення міді складається з: одержання мідних концентратів (збагачена руда); одержання з мідних концентратів шляхом випалювання, мідного штейну; виплавляння з мідного штейну, шляхом продування його повітрям у спеціальних конверторах, чорнової міді; рафінування чорнової міді (вогневим і електролітичним способами).

Виробництво алюмінію.

Алюміній посідає перше місце серед металів щодо поширення у природі. Його вміст у земній корі становить 7,45 %.

Рудами алюмінію є: боксити, нефеліни, алуніти і каоліни.

Виробництво алюмінію складається із двох основних процесів: добування глинозему з руди та електролізу глинозему.

Глинозем одержують трьома способами: лужним, кислотним та електротермічним.

Найбільш поширений лужний спосіб (розроблений у Росії). За цим способом боксит після подрібнення і розмелювання вилуговують концентрованим розчином їдкого натру при температурі 523 0К і тиску 2500-3000 МПа. Електроліз глинозему проводять у розчині кріоліту (Nа3АlF6) у спеціальних електролізних ваннах. Дно ванни виложене з вуглецевих блоків і є катодом “-“ . Температура електролізу підтримується приблизно 1200 0К. Рідкий алюміній нагромаджується на дні ванни і періодично (через1-2 доби) забирається з ванни.

Електролітичний алюміній піддають рафінуванню електролітичним способом або продуванням хлором.

При електролітичному рафінуванні чистота алюмінію досягає 99,999%.

Цинк – крихкий метал, плавиться при температурі

419°°С. Довгий час не вдавалося виділити чистий цинк. В 1746 А. С. Маргграф розробив спосіб отримання чистого цинку шляхом прожарювання суміші його окису з вугіллям без доступу повітря в глиняних вогнетривких ретортах з подальшою конденсацією парів цинку в холодильниках. У промисловому масштабі виплавка цинку почалася в XVII ст.

31. Нафта -горюча корисна копалина, складна суміш вуглеводнів різних класів з невеликою кількістю органічних кисневих, сірчистих і азотних сполук, що являє собою густу маслянисту рідину. Забарвлення в неї червоно-коричневе, буває жовто-зелене і чорне, іноді зустрічається безбарвна нафта.Нафта має характерний запах, легша за воду, у воді нерозчинна.

Нафта — легкозаймиста рідина, температура спалаху від −35 до +120 °C (залежить від фракційного складу і вмісту в ній розчинених газів). Нафта — найважливіше джерело рідкого палива, мастил, сировина для синтетичних матеріалів тощо. Нафта займає провідне місце в світовому паливно-енергетичному господарстві. Її частка в загальному споживанні енергоресурсів безперервно зростає

Нафтопродукти- продукти, одержані внаслідок переробки нафти на нафтопереробних заводах.

Основні нафтопродукти:

Світлі нафтопродукти

бензин, уайт-спірит

лігроїн

гас

дизельне паливо, газойль

Темні нафтопродукти

мазут

олива

мастило

вазелін, парафін, церезин;

гудрон, бітуми нафтові, асфальт, асфальтени;

нафтовий кокс, пек

32. Неорганічні (мінеральні) кислоти - неорганічні речовини, що володіють комплексом фізико-хімічних властивостей, які притаманні кислотам. Речовини кислотної природи відомі для більшості хімічних елементів за винятком лужних і лужноземельних металів. Мінеральні кислоти широко застосовують у метало-та деревообробці, текстильної, лакофарбової, нафтогазовій та інших галузях промисловості і в наукових дослідженнях. До числа речовин, вироблених в найбільшому обсязі, відносяться сірчана, азотна, фосфорна, соляна кислоти. Сумарне річне виробництво в світі цих кислот обчислюється сотнями мільйонів тонн на рік.

У металообробці вони часто використовуються для травлення заліза і сталі і в якості очищувальних агентів перед зварюванням, металізацією, забарвленням або гальванічної обробкою

Штучні (мінеральні) добрива, — вироби однієї з галузей хімічної промисловості, що містять поживні елементи, потрібні для сільського господарства. Застосування штучних добрив сприяє збільшенню врожайності с.-г. культур, покращенню якості продукції та спричиняється до підвищення стійкості рослин у несприятливих кліматичних умовах. Найчастіше у ґрунті немає відповідної кількості азоту, фосфору й калію. Тому азотні, фосфорні і калійні мінеральні добрива широко застосовуються у сільському господарстві.

Лугами називають розчинювані у воді гідрати окислів металів (гідрооксиди). В залежності від кількості гідроксильних груп ОН луги діляться на однокислотні NaOH і багатокислотні Са(ОН)2.

Найбільше значення серед лугів мають їдке калі КОН і їдкий натр NaOH. Рідкі луги перевозять і зберігають в залізничних цистернах, контейнерах, сталевих або поліетиленових бочках, тверді – в барабанах із чорної кровельної сталі або в поліетиленових мішках, які вкладені в 3-4-шарні паперові мішки або в металеві барабани.

33. Україна – унікальна мінерально-сировинна держава, багатства надр якої зумовлені особливостями геологічної будівлі її території. В межах країни розповсюджені всі основні геоструктурні зони земної кори: платформні, геосинклінальні і перехідні між ними області – крайові прогини. В геологічній будівлі цих зон приймають участь дуже різноманітні по своєму складу, походженню і віку гірської породи. Загальна кількість мінеральних ресурсів та їх різноманітність в Україні оцінюється майже у 8 балів за десятибальною шкалою. До України потрапляє понад 14 % загальносвітових запасів залізних руд, понад 43 % — марганцевих руд. Порівняно з державами СНД Україна має найбільші запаси титану, цирконію, урану, літію, а з нерудних копалин — графіту, каоліну, вогнетривких глин, сірки, калійних солей, декоративного каменю тощо. За видобутком вугілля, марганцевих і залізних руд, титану, графіту, каоліну Україна належить до провідних країн світу. Водночас дефіцитними є більшість кольорових металів (хром, алюміній, свинець, цинк, мідь, вольфрам, молібден, нікель, олово та ін.). Нинішню потребу в нафті Україна задовольняє лише на 8 %, а у природному газі — 22 %. У зв'язку з недосконалими технологіями видобування та переробки мінеральної сировини у надрах залишаються і втрачаються: 1) до 70 % досліджених запасів нафти; 2) майже 50 % солей; 3) до 28 % вугілля; 4) майже 25 % металів.

Нерозв'язаною залишається проблема геологічного вивчення і використання техногенних родовищ корисних копалин — відвалів видобутку та відходів збагачення і переробки мінеральної сировини, в яких містяться цінні корисні копалини, вони мають промислове значення.