9.Сырье в пром-ти. Классификация сырья, требования к сырью

Сырьевые ресурсы

Сырьевыми ресурсами называют природные материалы, используемые в производстве промышленных продуктов. Их подразделяют на следующие группы: -по происхождению - минеральные, растительные, животные;

-по запасам - возобновляемые и невозобновляемые;

-по химическому составу - неорганические и органические;

-по агрегатному состоянию - твердые, жидкие и газообразные.

Минеральное сырье - это добываемые из земных недр полезные ископаемые, которые при данном уровне развития техники экономически эффективно могут быть переработаны в промышленности в нужные продукты. Минеральное сырье добывают из литосферы Земли (с глубин до 10 км). В составе минерального сырья преобладают 8 элементов (% мае.): кислород - 47; кремний - 28; алюминий - 9; железо - 5; кальций - 4; калий - 2; магний - 2; остальное-1. Минеральное сырье делят на 3 вида: рудное, нерудное и горючее. Рудным минеральным сырьем называют горные породы, из которых получают металлы (например, из бокситов – алюминий, из железной руды – железо). Нерудное минеральное сырье - это горные породы, используемые в производстве химических, строительных и других неметаллических материалов (например, из поваренной соли - хлор и гидроокись натрия). Горючее минеральное сырье является углеродосодержащим материалом: нефть, уголь, природный газ, горючие сланцы и другое топливо, их используют и для производства многих химических и нефтехимических продуктов. Растительное и животное сырье имеет соответствующее названиям происхождение. К растительному сырью относят: древесину, картофель, сахарную свеклу, хлопок, лен, коноплю, а также некоторые отходы сельскохозяйственного производства. Животное сырье - это шерсть, кожа, жиры и т.д. Воздух атмосферы и вода гидросферы также являются промышленным сырьем, в частности для химической и нефтехимической промышленности: например, извлекаемый из атмосферного воздуха азот используют для производства аммиака, а кислород- для проведения многих химических процессов (например, для окисления этилена до окиси этилена). Вода служит источником получения водорода и кислорода путем электролиза, а также является реагентом во многих химических процессах; воду использую и как вспомогательный материал при приготовлении растворов. Возобновляемое сырье - это растительное и животное сырье и некоторые соли. Невозобновляемое сырье не восстанавливается в обозримый период времени или вовсе не восстанавливается: к нему относятся такие полезные ископаемые как нефть, природный газ, железная руда и т.д. Первичное сырье - это природные материалы и полупродукты из них Вторичное сырье - это отходы одного производства (или отходы потребления), которые могут быть использованы в качестве сырья в другом производстве. Энергетические ресурсы

В промышленном производстве протекают разнообразные процессы, связанные с поглощением или выделением энергии и взаимными превращениями одного вида энергии в другой. Энергия затрачивается- на добычу, подготовку и транспортировку сырья; на осуществление технологического процесса и разделение продуктов производства, на их транспортировку к потребителям и т.д. Основными видами энергии, используемыми в промышленном производстве, являются: тепловая, электрическая, световая и атомная. Тепловая энергия получается в основном за счет сжигания топлива в различных устройствах В качестве теплоносителей используют топочные газы сгорания топлива, а также водяной пар, горячую воду, органические жидкости, расплавы солей и т д.

Электрическая энергия применяется для проведения различных процессов электролитических (электролиз расплавов и растворов солей), электротермических (плавление и нагревание); электромагнитных (индукционный нагрев) и др. Электроэнергия широко используется для выработки механической энергии в электроприводах различных машин и механизмов (смесителей, дробилок, центрифуг, вентиляторов, насосов, компрессоров и тд.). Атомная энергия используется для производства электрической и ге-нловой энергии, а также для осуществления радиоционно-химических превращений веществ. Световая энергия используется для проведения фотохимических реакций (например, управляемый синтез полезных водорослей), а также для производства электроэнергии (с помощью фотоэлементов) и теплофикационной воды

Источники энергии условно делят на первичные и вторичные Первичные источники энергии - это природные источники, они не зависят or деятельности человека; к ним относятся ископаемые горючие материалы, термальные воды, солнце, ветер, энергия вод (рек, морей и океанов).

Вторичные источники - это энергия заключенная в веществах, являющихся побочными продуктами деятельности человека отходящие горючие органические вещества, отработанные горячие теплоносители (вода, пар газ) отходящие технологические потоки под большим давлением; горячие вентиляционные выбросы. Вторичные источники энергии (вторичные энергетические ресурсы) подразделяются на: горючие или топливные, тепловые (имеющие повышенную температуру) и силовые (имеющие избыточное давление). Тепловые источники энергии бывают: высокопотенциальные (с температурой более 120"С) и низко потенциальные (с температурой от 50 до 120°С). Энергетическая ценность различных видов топлив (кВт-час/кг) существенно различается: уголь - 8,0; кокс - 7,2; торф - 4,0; коксовый газ - 4,8; природный газ-13,0; уран-22,5-10⁶,

Водные ресурсы. Развитие промышленности, перевод сельского хозяйства на индустриальную основу и рост городов сопровождается увеличением водопотребления. Источником водопотребления является гидросфера, объем которой составляет около 1350 млрд. км³. Из общего количества воды в гидросфере на долю океанической воды приходится примерно 97%, на долю полярных льдов и ледников около 2%, на долю грунтовых вод около 0,7%, на долю воды в озерах, реках, почве и атмосфере суммарно 0,3%. В настоящее время ежедневно в мире потребляется до 7 млрд. т. воды. Основными потребителями воды являются: промышленность, сельское хозяйство и коммунально-бытовое хозяйство. К отраслям промышленности, потребляющим наибольшее количество воды, относятся: химическая, целлюлозно-бумажная, металлургическая, энергетическая.

Источниками водоснабжения промышленных предприятий служат грунтовые и поверхностные воды, т.е. воды рек, озер и водохранилищ. Объем стока рек в России составляет около 5000 км в год, а общее потребление воды всеми отраслями промышленности более 100 км в год. Однако водные ресурсы России распределены очень неравномерно: на долю европейской части страны, где расположены около 80% промышленных предприятий, приходится только около 20% водных ресурсов. Качество природной воды не позволяет в большинстве случаев использовать эти воды без предварительной обработки для целей промышленного водоснабжения, в частности из-за большого содержания солей, которое составляет мг/л³ в пресной воде от 1 до 5, в морской воде от 10 до 15. в океанической воде от 30 до 40. Воды (водные растворы), содержащие солей (г/л) менее 1, называются пресными, от 1 до 10 – солоноватыми, от 10 до 50 – солеными и более 50 – рассолами. Речные воды, содержащие солей (мг/л) менее 200 называются мало минеральными, от 200 до 500 - среднеминеральными, более 500 - высокоминерализованными. Воды большинства рек России относятся к двум первым группам. Пресные и морские воды отличаются и качественным составом солей; доля хлоридов, сульфатов и карбонатов (в %) составляет в речной воде: 7, 13 и 80, в океанической воде: 89, 10 и 1 соответственно. Содержание природных органических соединений (гумусовых веществ) составляет (в мг/л): в речных водах от 5 до 10, в озерных до 150. В водах содержится различное количество твердых примесей (взвесей), коллоидных веществ и биопримесей (водорослей, микроорганизмов и тд.). Воды содержат растворенные газы (азот, кислород и др.). Водородный показатель (рН) вод рек и озер меняется от 5 до 8,5.