3. В чем принципиальное отличие железосодержащих руд и руд цветных металлов?

Чёрная металлургия является одной из ведущих отраслей мировой индустрии. В настоящее время в мире ежегодно добывается более 1 млрд. т железной руды и производится около 800 млн. т стали. Среди других отраслей материального производст­ва черная металлургия занимает одно из первых мест по количест­ву используемых природных ресурсов.

Чёрная металлургия оказывает активное и пагубное воздей­ствие на окружающую среду, что в первую очередь связано с потреблением большого количества различных сырьевых материалов и образо­ванием больших количеств самых разнообразных отходов. На долю предприятий черной металлургии приходится около 15% всех промыш­ленных выбросов в атмосферу пыли, 8-10% выбросов диоксида серы, 35-40% – монооксида углерода, около 15% – оксидов азота, 10-15% общего объема потреблении промышленностью свежей воды и примерно столько же сбрасываемых сточных вод.

Fe₂O₃ + 3СО « 2Fе + 3CO₂.

FeO + C ® Fe + СО.

К цветным металлам относятся все металлы и их сплавы кроме же­леза. Цветные металлы делятся на благородные (золото, платина, серебро, палладий, иридий, рутений, родий, осмий), тяжёлые (медь, свинец, цинк, никель, кобальт, марганец, сурьма, олово, хром, висмут, ртуть, мышьяк), легкие (литий, калий, натрий, рубидий, цезий, кальций, магний, бериллий, алюминий, титан) и редкие металлы (вольфрам, молибден, тантал, ванадий, селен, теллур, индий, германий, цирконий, таллий и др.). Современное общество не может существовать без таких металлов, как медь, свинец, цинк, никель, хром, алюминий и т.д. Использование многих других компонентов рудного сырья цветной металлургии

обеспечило создание целого ряда областей новейшей техники, таких, как полупроводниковая, радиоэлектро­ника, производство сверхтвёрдых, жаропрочных и других материалов. Вопросу рационального, бережного использования цветных металлов в народном хозяйстве уделяется особое внимание во всём мире.

Основные экологические проблемы производства и потребления цветных металлов, прежде всего, связаны с высокой токсичностью большинства металлов и их соединений, крупномасштабным нарушением земель и образованием большого объёма отходов добычи и переработки (свыше миллиарда тонн ежегодно и только в хвостохранилищах обогатительных фабрик уже накопилось около 2,5 млрд. т; породные отвалы занимают площадь более тысячи км²), большого объёма высокотоксичных и трудно очищаемых газовых выбросов и сточных вод.

4.В чем преимущество термокаталитического метода очистки отходящих газов?

Термокаталитический метод за счёт снижения температуры процесса до 200–400 ⁰С  в 2–2.5 раза дешевле термического из-за уменьшения расхода энергии на подогрев газов. Этот метод применяется для очистки газов, содержащих CO, органические соединения, и обеспечивает более полное удаление примесей (97–99.9%), чем термическое дожигание.

Каталитическое окисление в стационарном режиме протекает при более низких температурах, чем воспламенение органических веществ, что повышает безопасность очистки. Каталитическое дожигание органических веществ и оксида углерода является одним из наиболее перспективных методов газоочистки, так как даёт возможность перерабатывать многокомпонентные газы с малыми начальными концентрациями вредных примесей, добиваться высоких степеней очистки, вести процесс непрерывно, избегать в большинстве случаев образования вторичных загрязнителей.

Основные преимущества каталитического способа сжигания по сравнению с ближайшим аналогом — термическим, заключаются в его высокой эффективности, экономичности и отсутствии вредных побочных явлений. В последние годы потребность в катализаторах для нужд охраны окружающей среды за рубежом возрастает быстрыми темпами. Массово используются установки каталитической очистки газов для различных отраслей промышленности, в то время как на территории СНГ насчитывается несколько десятков работающих установок каталитической очистки газов в основном зарубежного производства.

Наиболее широкое распространение получило селективное каталитическое восстановление оксидов азота аммиаком:

6 NO + 4NH₃ à 5 N₂ + 6 H₂О,

6 NO₂ + 8NH₃ à 7 N₂ + 12 H₂O.

В нашей стране для этих целей разработан специальный алюмо-ванадиевый катализатор (АВК-10). Процесс восстановления протекает при 200-360⁰С, степень очистки составляет 96-98,5%. Основным недостатком метода является необходимость точного дозирования аммиака, что при переменном составе отходящих газов (меняется концентрация оксидов азота) практически невозможно. При недостатке аммиака происходит проскок оксидов азота, а при избытке – проскок аммиака, и отходящие газы загрязняются токсичными соединениями