5 3.3.1 Общая характеристика 58

5.3.3.2 Кислородно-конвертерный процесс 59

5.3.3.3 Электросталеплавильное производство 62

5.3.3.4 Мартеновский процесс 66

5.3.3.5 Внепечная обработка и разливка металла 68

5.3.4 Прямое получение железа 72

5.3.5 Производство ферросплавов 74

5.4 Металлургия меди 77

5.5 Металлургия алюминия 82

5.6 Утилизация вторичных ресурсов 85

6 Литейное и прокатное производство 90

6.1 Литейное производство 90

6.1.1 Литейные материалы и их плавка 90

6.1.2 Литейные формы, охлаждение и выбивка отливок 91

6.2 Обработка металла давлением 93

6.3 Утилизация отходов 95

7 технология неорганических вяжущих веществ 96

7.1 Портландцемент 96

7.2 Строительная известь 98

7.3 Гипсовые вяжущие 100

8 Промышленность строительных материалов и изделий 101

8.1 Определение, классификация и свойства строительных материалов 101

8.2 Искусственные неорганические строительные материалы 103

8.2.1 Безавтоклавный бетон 103

8.2.2 Железобетон 104

8.2.3 Керамика 105

8.2.4 Стекло и изделия из минеральных расплавов 106

8.2.5 Волокнистые материалы 108

8.3 Естественные неорганические материалы 108

8.4 Искусственные строительные материалы на основе органических вяжущих 109

8.5 Комбинированные строительные материалы 110

8.5.1 Полимербетоны и бетонополимеры 111

8.5.2 Древесно-цементные материалы и изделия 112

8.6 Утилизация отходов в промышленности строительных материалов 113

9 Производства основной химии 116

9.1 Кислоты 116

9.2 Минеральные удобрения 117

9.3 Комплексные удобрения и микроудобрения 120

9.4 Получение газов 121

9.4.1 Разделение воздуха на азот и кислород 122

9.4.2 Получение водорода и синтез аммиака 123

9.5 Утилизация отходов 123

10 Химическое производство органических веществ 125

10.1 Коксохимическое производство 125

10.2 Переработка нефти 128

10.3 Переработка природного газа 130

10.4 Производство полимерных материалов 131

10.4.1 Химическая переработка древесины с получением целлюлозы 132

10.4.2 Пластмассы 132

10.4.3 Каучук и резина 133

10.4.4 Утилизация отходов 135

11 Промышленная инфраструктура 138

11.1 Электроэнергетика 138

11.1.1 Значение электроэнергетики и виды электростанций 138

11.1.2 Паротурбинные энергетические установки электростанций 139

11.1.3 Газогенераторы тепловых энергетических установок 142

11.1.4 Гидроэлектростанции 143

11.1.5 Передача и распределение электроэнергии 144

10.1.6 Нетрадиционная энергетика 145

11.1.7 Воздействие на окружающую среду и утилизация отходов 149

11.2 Транспорт 150

11 2 1 Железнодорожный транспорт 150

11.2.2 Автомобильный транспорт 152

11.2.3 Водный транспорт 154

11.2.4 Воздушный транспорт 156

11.2.5 Промышленный и трубопроводный транспорт 156

заключение 159

СПИСОК ЛитературЫ 162

Усл. печ. л. 9,36 Уч.-изд. л. 9,96. 163

Введение

Природопользование – отрасль металлургического производства и наука, решающая и исследующая проблемы удовлетворения материальных потребностей общества, необходимых для его нормального воспроизводства, интеллектуально-духовного развития в течении неограниченно долгого времени на базе ограниченных природных ресурсов без деградации окружающей среды.

Природопользование представляет синтез многих фундаментальных наук и технологий (физических, химических, биологических) охватывающих народнохозяйственный комплекс, носит межотраслевой характер, рассматривает многие вопросы на высоком уровне абстракций, изучает не всегда четко обозначенные и обширные взаимосвязи технологических, экологических процессов и явлений.

Составными частями природопользования служат поиск, разведка и оценка природных ресурсов, их извлечение и переработка, воспроизводство природных ресурсов, охрана окружающей среды.

Основу природопользования составляют производственные процессы, реализация которых приводит к удовлетворению различных потребностей людей и создает ряд проблем экологического плана. Эти проблемы рассматриваются в специальных научных дисциплинах, вне причинной и непосредственной связи с технологической деятельностью людей. Экологические проблемы, порожденные природопользованием, следует анализировать как составную часть технологической деятельности человеческого общества. Поэтому в курсе, наряду с изложением технологических процессов, рассматриваются сопровождающие их существенные техногенные загрязнения (отходящие газы, пыли, шламы, шлаки и др.), даются характеристики образующихся отходов, освещаются межотраслевые проблемы их утилизации и меры по снижению загрязненности окружающей среды.

Связь между технологией, экономикой и экологией природопользования не вызывает сомнений. Техническое совершенствование производства в одной отрасли неизбежно сказывается на других отраслях. Принципы одной отрасли науки и техники могут быть перенесены в другую. Чтобы от технологических изменений процессов перейти к реальному внедрению технологий в производство, нужны конкретные эколого-экономические обоснования, поскольку процесс непрерывного совершенствования техники и технологии должен подчиняться техническим и экономическим требованиям, а также соответствовать критериям экологической безопасности.

Специфический характер подготовки специалистов в области природопользования, требующий знания проблем отраслей народного хозяйства, которые являются основными источниками загрязнения окружающей среды, определяет круг рассматриваемых вопросов. К ним относятся технологии первого передела, которые производят добычу и переработку природных ресурсов. В этих отраслях образуется большая доля отходов и возникает наибольшее количество загрязнителей окружающей среды. В курсе также рассматривается промышленная инфраструктура (энергетика и транспорт) как наиболее существенный загрязнитель среды.

Разнообразие сырья, оборудования, вырабатываемой продукции обуславливают широкий спектр технологических процессов. При всем многообразии они имеют ряд общих признаков, по которым их можно классифицировать. Наиболее фундаментальная классификация производится по характеру превращений в веществе, исходном сырье, обеспечивающих переработку.

В основе технологий лежат физические и химические превращения.

В физических процессах изменяются форма, размеры, агрегатное состояние и другие физические свойства веществ. Они доминируют при дроблении, измельчении полезных ископаемых, в различных способах обработки металлов давлением, при сушке и в других операциях.

Химические процессы изменяют физические свойства исходного сырья и его химический состав. С их помощью получают металлы, удобрения, спирты, сахара и т.п., которые в чистом виде в сырье не присутствуют. Химические процессы являются основой производства в металлургии, химической промышленности, промышленности строительных материалов и в других отраслях народного хозяйства.

Физико-химические процессы – совокупность взаимосвязанных химических и физических процессов, происходящих в вещественной субстанции. Они широко применяются в обогащении полезных ископаемых, металлургии, органическом синтезе, энергетике, но особенно в природоохранных технологиях (пыле- и газоулавливании, очистке сточных вод и др.).

Биохимические процессы – химические превращения протекающие с участием субъектов живой природы. Они составляют основу жизнедеятельности всех живых организмов растительного и животного мира, на использовании которых построена значительная часть сельскохозяйственного производства и пищевой промышленности. Продуктом биотехнологических превращений, протекающих с участием микроорганизмов, являются вещества неживой природы.

Биологические процессы тесно связаны с биохимическими, но в отличие от них, в биологических процессах воспроизводятся субъекты живой природы.

Ядерные процессы лежат в основе атомной энергетики, ядерного синтеза, ядерного оружия. В них меняются физические и химические свойства веществ, а также происходит переход одних элементов и ядерных частиц в другие, имеют место различные виды ядерных излучений.

Комбинированные процессы – это сочетание двух или более процессов.

По способу организации технологические процессы делятся на периодические, непрерывные и полунепрерывные.

В периодических процессах поступление исходных материалов в переработку осуществляется дискретно, через определенные промежутки времени. После переработки полученный продукт выгружают. Примеры периодических процессов: мартеновское и конвертерное производство стали, обработка металлов давлением и резанием.

Главные недостатки периодического процесса: простои основного технологического оборудования во время загрузки сырья и выгрузки продукта, непостоянство технологического режима в начале и конце цикла переработки.

При непрерывном процессе загрузка исходного сырья в аппарат и выгрузка конечного продукта осуществляются непрерывно. Примеры: перегонка нефти, синтез аммиака, производство цемента, агломерация руд на конвейерных машинах.

В непрерывных процессах исключены простои основного оборудования, вызванные требованиями технологии, нет перерывов в выпуске конечной продукции, устойчивее режим переработки, более стабильно качество готовой продукции, полнее использование вторичных энергетических ресурсов, что служит причиной замены периодических процессов непрерывными.

В полунепрерывных процессах сочетаются непрерывные и периодические стадии. К ним относятся многие технологии металлургического производства, в которых процесс плавки непрерывен, а загрузка исходного сырья и выпуск продуктов плавки осуществляются периодически (доменная плавка). Полунепрерывны некоторые процессы в горно-добывающей промышленности (непрерывная отгрузка угля на поверхность при периодической его выемке из забоев и т.д.).