Виды и ресурсы сырья

Сырьем называются природные материалы, используемые в производстве промышленной продукции.

В химическом производстве на различных стадиях перера­ботки можно выделить следующие материальные объекты: ис­ходные вещества или собственно сырье, промежуточные про­дукты (полупродукты), побочные продукты, конечный целе­вой (готовый) продукт и отходы. Это представлено на схеме:

 

 

Полупродуктом называется сырье, подвергшееся обработке на одной или нескольких стадиях производства, но не потреб­ленное в качестве готового целевого продукта. Полупродукт, полученный на предыдущей стадии производства, может быть сырьем для последующей стадии, например:

{Каменный уголь} —►{Обратный коксовый газ} —► {Водород} —• {Аммиак}.

Побочным продуктом называется вещество, образующееся в процессе переработки сырья наряду с целевым продуктом, но не являющееся целью данного производства. Побочные продук­ты, образующиеся при добыче или обогащении сырья, называ­ются попутными продуктами.

Отходами производства называются остатки сырья, мате­риалов и полупродуктов, образующихся в производстве и пол­ностью или частично утративших свои качества.

Полупродукты, побочные продукты и отходы производства после предварительной обработки или без нее могут быть исполь­зованы в качестве сырья в других производствах. Например, при выплавке цветных металлов образующийся как побочный про­дукт оксид серы (IV), является промежуточным продуктом в производстве серной кислоты. Серная кислота, будучи готовым продуктом сернокислотного производства, служит сырьем для производства минеральных удобрений (простого суперфосфата).

Сырьем для химической промышленности служат продук­ты горнорудной, нефтяной, газовой, коксохимической, лесной и целлюлозно-бумажной отраслей промышленности, черной и цветной металлургии. Все химическое сырье подразделяется на группы по происхождению, химическому составу, запасам и агрегатному состоянию. Классификация химического сырья представлена на рис.1.

 

Химическое сырье принято также делить на:

— первичное (извлекаемое из природных источников) и

— вторичное (промежуточные и побочные продукты про­
мышленного производства и потребления, отходы)

и на

— природное и

— искусственное (полученное в результате промышленной
обработки природного сырья).

К веществам, используемым в качестве химического сырья, предъявляется ряд общих требований. Сырье для химического производства должно обеспечивать:

— малостадийность производственного процесса;

— агрегатное состояние системы, требующее минимальных
затрат энергии для создания оптимальных условий протекания
процесса;

— минимальное рассеяние подводимой энергии;

— минимальные потери энергии с продуктами;

— возможно более низкие параметры процесса (температу­-
ра, давление) и расход энергии на изменение агрегатного состо­-
яния реагентов и осуществление химико-технологического про­-
цесса;

— максимальное содержание целевого продукта в реакции-­
онной смеси.

Подготовка химического сырья к переработке

Сырье, предназначенное для переработки в готовую продук­цию, должно удовлетворять определенным требованиям. Это достигается комплексом операций, составляющих процесс под­готовки сырья к переработке.

Целью подготовки сырья является придание ему состава и свойств, обеспечивающих оптимальное протекание химико-тех­нологического процесса его переработки. В процессе подготов­ки сырье приобретает заданную концентрацию полезного ком­понента, влажность, определяемое условиями переработки со­держание примесей, нужную дисперсность. Операции подго­товки сырья многообразны и зависят от его агрегатного состоя­ния. В комплекс операций по подготовке наиболее распростра­ненного в химической промышленности твёрдого сырья входят: классификация, измельчение (или в определенных случаях укрупнение), обезвоживание и обогащение.

Классификацией называется процесс разделения однород­ных сыпучих материалов на фракции (классы) по размерам со­ставляющих их частиц. Классификация осуществляется рассе­вом материалов на ситах (грохочение), разделением смеси час­тиц по скорости их осаждения в жидкой фазе (гидравлическая классификация), разделением смеси частиц по скорости их осаждения в воздухе с помощью сепараторов (воздушная клас­сификация).

Измельчением называется механический процесс деления твердого тела на части за счет приложения внешних сил. Из­мельчение может производиться методами удара, раздавли­вания, истирания и т. д.

Обезвоживание материала достигается методами спекания, отстаивания (в случае жидких систем) и сушки.

Обогащением называется процесс отделения полезной части сырья от пустой породы с целью повышения концентрации полезного компонента, например, флотация.