9.5. Розробка нових технологічних процесів

Такі процеси вже існують у багатьох галузях промисловості, причому вони характеризуються мінімальною кількістю технологічних стадій і поєднанням операцій. Так, у чорній металургії розроблено метод прямого добування заліза безпосередньо відновленням рудних концентратів воднем або синтез-газом (сумішшю водню з оксидом карбону (II)). При цьому вилучено стадії доменної плавки, а також виробництва коксу й агломерату. У виробництві сталі за цією технологією прямого відновлення в 2-3 рази зменшуються витрати води та утворення стічних вод і значно зменшуються викиди пилу й оксиду сульфуру (IV), а також інших домішок.

Ось уже понад 100 років соду виробляють за методом Сольве, згідно з яким аміачний розсіл, отриманий насиченням розчину кухонної солі аміаком, карбонізують оксидом карбону (IV) за схемою

NaCl + NH₃ + СО₂ + Н₂О = NaHCO₃ + NH₄Cl.

З осаду гідрогенкарбонату натрію після фільтрування та прожарювання добувають кальциновану соду за схемою

2NaHCO₃ = Na₂CO₃ + СО₂ + Н₂О.

З фільтрату, що являє собою розчин хлориду амонію, після обробки вапняним молоком регенерують аміак, який повертається у виробництво:

2NH₄Cl + Са(ОН)₂ = 2NH₃ + СаСl₂ + 2Н₂О.

Відходом цього виробництва є дистилерна рідина – суспензія розчинних сполук у розчині хлоридів кальцію і натрію. На 1 т соди утворюється 1 т хлориду кальцію і 0,5 т хлориду натрію, а загальна кількість відходів содового виробництва становить 2000 млн м³ щороку.

В Японії запропонували два варіанти вдосконалення технології Сольве:

1. не здійснювати взагалі регенерацію аміаку, а використовувати хлорид амонію як добриво;

1. регенерувати аміак за допомогою гідроксиду магнію:

2NH₄Cl + Mg(OH)₂ = 2NH₃ + MgCl₂ + 2H₂O.

У цьому разі хлорид магнію можна переробити на корисні продукти: металічний магній, оксид магнію та хлоридну кислоту.

Досліджуються нові процеси добування зв’язаного азоту (плазмо-хімічний метод), а також аміаку за допомогою ізопропілату титану. Проте ці процеси поки що не можуть замінити синтез аміаку з водню й азоту.

У хімічній промисловості здійснюється значна інтенсифікація виробничих процесів, створюються агрегати високої одиничної потужності, впроваджуються енерготехнологічні процеси, які широко використовуються у виробництві синтетичного аміаку. Потужність установок для синтезу аміаку зросла в 20 разів, і проектуються агрегати ще вдвічі потужніші. При цьому витрати енергії зменшилися з 1200 до 40 кВт ∙ год на одиницю зв’язаного азоту, витрати свіжої води – з 32 до 8 м³/т, витрати оборотної води – з 500-550 до 50-100 м³/т.

9.6. Територіально-виробничі комплекси

Одним з істотних напрямів зменшення витрат сировини і енергії, а також розсіюваних відходів виробництва є створення територіально-виробничих комплексів (ТВК) з метою організації комплексної переробки сировини. У ТВК здійснюється кооперування окремих підприємств, коли відходи одного з них є сировиною для іншого. Вже нині золо-шлакові відходи теплових електростанцій використовують для виробництва будівельних матеріалів як наповнювачі для бетону, силікатної цегли тощо. Розроблено технологію перероблення червоних шламів глиноземного виробництва з високим вмістом заліза. З них запропоновано виготовляти коагулянти, вилучати рідкісноземельні елементи, глинозем та виплавляти чавун.

З доменних шлаків пропонують виробляти шлакоситал – скло-кристалічний матеріал з хорошими фізико-хімічними властивостями. На основі доменних шлаків щороку виробляють понад 30 млн т шлакопортландцементу. Такі металургійні заводи, як «Азовсталь», Дніпропетровський ім. Петровського та інші перейшли на повне використання шлаків.

У багатьох регіонах нашої країни формуються територіально-виробничі комплекси, діяльність яких спрямована на збалансування виробничих технологічних потоків та вдосконалення територіальної структури виробництв. Особливо велике значення має збалансування структури виробництв для сформованих індустріальних центрів (Донбас, Придніпров’я) у зв’язку з перебудовою економіки на ринкові відносини і пов’язаною з цим реструктуризацією промисловості.