Основное сырье для производства кондитерских изделий. Сырье. виды сырья. способы обогащения сырья

Сырьем , или сырым материалом, называется всякий предмет труда, на добычу или производство которого был затрачен че­ловеческий труд. В процессе труда сырье выступает в качестве предмета труда. Но не всякий предмет труда есть сырье. Так, руда, уголь, находящиеся в недрах земли, дерево в лесу, рыба в водоеме - это предметы природы. Они становятся предметами труда тогда, когда к ним прилагается труд, превращающий их из предметов природы в предметы труда.

По своему естественному состоянию такие предметы труда представлены тремя группами. Одна из них включает биологиче­ские, земельные и водные ресурсы (почва, вода, лес, птицы, зве­ри, рыба и др.); другая - ресурсы недр (различные виды мине­рального сырья и топлива); к третьей группе относится энергия рек, солнца, ветра, подземных источников тепла, сила морских приливов и отливов и прочие виды постоянно возобновляющихся энергетических источников.

Сырье для предприятий рыбной промышленности - это добы­тая рыба, а также рыба, выращенная в прудовых хозяйствах и принятая от рыболовецких колхозов, морской зверь, морепродук­ты, используемые для выработки рыботоваров, консервов, жиров, технической и прочей продукции. Сырьем для прудовых рыбовод­ных хозяйств являются выращенные в данном хозяйстве или по­лученные со стороны годовики. Для выработки готовой продук­ции в производственном процессе применяются несколько видов сырых материалов, которые разделяются на основные и вспомо­гательные.

Основными называются материалы, которые входят в состав выпускаемой продукции и являются ее основой. На рыбообраба­тывающих предприятиях к основным материалам относятся рыба-сырец, томат-паста, растительное масло, мука, на сетевязальных фабриках - нитки, на судостроительных и судоремонтных предприятиях - металлы, лесоматериалы и т. п. В практике планиро­вания рыба-сырец выделяется особо.

Вспомогательными называются материалы, которые, не явля­ясь основной частью вырабатываемой продукции, участвуют в ее образовании, а также используются для технических целей. К вспомогательным материалам относятся упаковочные матери­алы, лед, соль, смазочные масла и т. д. С экономической точки зрения топливо также относится к вспомогательным материалам. Однако в практике учета и планирования, исходя из того, что топ­ливо потребляется в больших количествах всеми отраслями мате­риального производства, оно выделяется особо.

Отличие основных материалов от вспомогательных заключа­ется не в материальном содержании каждого из них, а в участии их в изготовлении готового продукта. В зависимости от участия, которое принимает тот или иной предмет труда в изготовлении готового продукта, он может выступать или как сырье, или как вспомогательный материал. Например, каменный уголь в качест­ве топлива является вспомогательным материалом, а в углехимическом синтезе выступает как основной материал.

В процессе производства сырой материал, подвергшийся обра­ботке и предназначенный для дальнейшей переработки в готовый продукт, называется полуфабрикатом . Рыба, передаваемая од­ним предприятием для переработки или доработки, в отличие от рыбы собственной заготовки считается полуфабрикатом незави­симо от того, была она подвергнута какой-либо обработке или доставлена непосредственно с места добычи в свежем или жи­вом виде.

Применяемое в промышленности сырье в зависимости от про­исхождения подразделяется на промышленное и сельскохозяйст­венное. Большинство сырых материалов, которые добывает и производит промышленность, потребляют отрасли тяжелой про­мышленности. С развитием науки и техники все больший удель­ный вес в промышленном сырье занимает искусственное сырье (синтетическое горючее, искусственные и синтетические волокна, синтетический каучук, различные полимеры и другие синтетиче­ские материалы).

Сырье делится на минеральное и органическое.

Минеральное сырье - это всевозможные руды, угли, нефть, природные газы, соли, сланцы, нерудные ископаемые. Эти виды сырья заключены в недрах земли, созданы на протяжении многих тысячелетий си­лами природы и не могут быть воспроизведены человеческим трудом. Поэтому запасы минерального сырья могут пополняться -лишь путем открытия и разработки естественных месторождений.

Органическое - это растительное и животное сырье. Расти­тельные и животные организмы могут постоянно воспроизводить­ся без воздействия (лес, рыба, дикий пушной зверь) и путем воздействия человеческого труда на силы природы (земледелие, жи­вотноводство, лесоводство, рыборазведение и др.).

В современной промышленности широкое применение в каче­стве сырья получают вода и воздух. Вода применяется в качестве сырья в электрохимической, химической и других отраслях про­мышленности для получения кислорода и водорода. В последнее время все большее внимание обращается на использование морс­кой воды. Как природное сырье морская вода непосредственно без переработки используется в промышленности, сельском и коммунальном хозяйстве, морском транспорте, здравоохранении и других отраслях народного хозяйства. Она - сырье для полу­чения удобрений и других химических продуктов, среда для марикультуры, лечебно-оздоровительная среда. Воздух использу­ется как сырье для получения азота, аргона, кислорода.

В каждом производстве, как и в каждой отдельной отрасли, трудовая деятельность людей определяется естественными усло­виями. Производство протекает в определенных природных ус­ловиях, детерминирующих самый процесс производства в соот­ветствии с объективными законами природы.

Природная среда представляет собой огромный арсенал пред­метов и сил природы. Люди не в состоянии использовать одновре­менно все природные ресурсы. Природные ресурсы дают лишь предварительные потенциальные условия, создают возможность для развития. Так, мощные естественные запасы угля, нефти как потенциальные энергетические ресурсы вполне созрели в недрах земли в далекой предыстории общественного производства. Ис­пользовать эти ресурсы стали относительно недавно, при опреде­ленном уровне производства.

Естественные ресурсы водоемов не могут считаться сырьевой базой рыбной промышленности, они являются лишь необходимым условием, предпосылкой создания и развития сырьевой базы. Использование естественных ресурсов определяется развитием производительных сил и характером производственных отноше­ний.

Возрастающие масштабы и темпы применения в народном хо­зяйстве различных естественных ресурсов моря, в том числе и биологических, обусловили необходимость их экономической клас­сификации. Биологические ресурсы гидросферы разделяются на следующие взаимосвязанные категории: общие рыбные ресурсы природы, потенциальные рыбные ресурсы, выявленные рыбные ресурсы и сырьевая база рыболовства - в зависимости от изучен­ности, доступности и этапности освоения.

Сырьевая база рыболовства - это экономически целесообразная часть выявленных биоресурсов природы, которая без ущерба для их воспроизводства и при данном уровне развития производительных сил в настоящее время может быть использована об­ществом. Признавая определяющую роль действия экономичес­ких законов в процессе формирования и развития сырьевой базы рыбной промышленности и используя их для ее дальнейшего це­ленаправленного развития, необходимо учитывать также влияние на сырьевую базу природы. Познание объективных законов при­роды обеспечивает человеку возможность глубоко и всесторонне использовать природные ресурсы. Вот почему необходимо изуче­ние особенностей сырьевой базы рыбной промышленности, свя­занных с проявлением действия естественных законов, чтобы уме­ло использовать их для получения наиболее эффективных резуль­татов.

Задачей курса «Основы отраслевых технологий промышленности» состоит в изучении и выборе оптимальных видов технологических процессов, сырья, энергии, топлива, в определении эффективных направлений научно-технического прогресса в промышленности. Необходимо, чтобы студенты-экономисты должны уметь анализировать имеющуюся технологию и уяснить необходимость внедрения новой техники и технологии в народное хозяйство.

Главными определяющими стимулами развития технологии являются экономические, производственные потребности общества. Экономические отношения накладывают отпечаток на развитие техники.

Технология – это способ производства, включающий в себя ряд методов и приемов использования машин, оборудования и других технологических средств для обработки сырья, материалов и полуфабрикатов при получении готовой продукции.

Технология – это наука о способах переработки или переработки сырья, материалов полуфабрикатов или изделий, осуществляемых в различных отраслях промышленности, строительства и т.п.

Техника – это искусственные целесообразно созданные материальные средства, применяемые человеком в производственной и непроизводственной деятельности для облегчения и ускорения трудовых процессов.

Техника – общее количество средств человеческой деятельности, создаваемых для осуществления производственных процессов и обслуживания непроизводственной сферы. Сюда относят сумму всех машин и механизмов, систем управления. Добычи. Хранения. Переработки вещества. Энергии и информации, создаваемых для производства и обслуживания нематериальных потребностей общества.

В Забайкальском крае наибольшее развитие получили такие отрасли промышленности как горная, машиностроительная, строительная.
Тема 1. Понятие сырья, классификация, способы добычи и обогащение
1.1. Классификация сырья
Сырье – это материалы естественного или искусственного происхождения, использующиеся в процессе производства для получения полуфабрикатов или готовой продукции.

По агрегатному состоянию сырье подразделяется на твердое, жидкое, газообразное.

По происхождению сырье подразделяется на растительное, животное и минеральное.

Растительное и животное сырье перерабатываются или в продукты питания или в продукты промышленного или бытового назначения. Источником растительного и животного сырья является ресурсы естественной среды обитания: земельные, лесные и водные. Растительное и животное сырье имеет большое значение для многих отраслей народного хозяйства. Особенностью многих видов животного и растительного сырья является сезонность добычи, связанная с вегетационным периодом .

Замена пищевого сырья не пищевым является очень важной задачей. Так, например при производстве этилового спирта замена зерна и картофеля нефтехимическими сырьем.

Минеральное сырье является важнейшим. Оно подразделяется на рудное, нерудное и горючее. Минеральное сырье называется полезными ископаемыми.

Среди полезных ископаемых выделяют три основные группы:

1) металлические полезные ископаемые - сырье для производства металлов, являющихся основой машинострое­ния, различных видов транспорта, электротехнической и оборон­ной промышленности;

2) неметаллические полезные ископаемые, служащие сырьем для получения неметалличе­ских элементов и их соединений (кислот, солей), а также для производства минеральных удобрений, строительных, керамиче­ских, дорожных и других материалов;

3) горючие полез­ные ископаемые, которые в естественном или переработан­ном виде используются как топливо, либо в качестве химического сырья (уголь, нефть).

Полезные ископаемые имеют огромное значение в экономике каждой индустриально развитой страны. Масштаб добычи и пере­работки полезных ископаемых может в известной степени служить мерилом материальной культуры страны, ее богатства, эко­номического развития и независимости.

Нет ни одной отрасли народного хозяйства, где бы в том или ином виде не применялись полезные ископаемые. Они служат основой развития тяжелой промышленности. Развитие сельского хозяйства также тесно связано с полезными иско­паемыми. Они широко используются и в производстве товаров народного потребления.

Мировая добыча полезных ископаемых огромна. В год с каж­дого квадратного километра суши добывают в среднем более 13 т минерального сырья, а на каждого человека приходится около 1 г в год.
1.2. Способы добычи полезных ископаемых
Месторождения полезных ископаемых могут располагаться в различных экономико-географических и климатических зонах. Глубина залегания рудных тел изменяется в больших пределах. Иногда руды залегают около поверхности, в большинстве случаев находятся на глубине 100-500 м, а ряд месторождений может залегать на глубине до 1000 м и более (например месторождения медно-цинковых руд).

В горной промышленности, обеспечивающей рудным сырьем различают три способа добычи полезных ископаемых:

Открытый карьерный;

Подземный шахтный;

Комбинированный.

Открытый способ применяется в том случае, если полезное ископаемое располагается не далеко от земной поверхности. Сначала снимается верхний плодородный слой почвы, в затем снимается слой пустой породы , не содержащей ценного компонента. Эти операции называются вскрышными работами; после их проведения производится непосредственная выемка полезного ископаемого. Для разупрочнения горной массы (ее разрыхления с целью облегчения добычи) могут использовать буровзрывные работы. Открытый способ имеет ряд существенных преимуществ и является наиболее рентабельным способом разработки: лучшие санитарно-гигиенические условия труда, возможность применения высокопроизводительного горно-транспортного оборудования и, как следствие этого, - возможность достижения высоких технико-экономических показателей. При открытом способе производительность труда рабочих в 4-5 раз выше, чем при подземной разработке, а себестоимость добытой руды в 2-3 раза ниже. Потери полезного ископаемого при открытом способе обычно не превышают 3-5% вместо 10-15% при подземной разработке. Капитальные затраты на строительство всего комплекса зданий и сооружений для подземной разработки в 1,5-2 раза выше, скорости строительства в 2-3 раза длительнее, чем при открытом способе. Поэтому, если в регионе несколько месторождений одного полезного ископаемого, разработку начинают с того, которое залегает недалеко. Открытый карьерный способ добычи не требует сооружения каких-либо коммуникаций, за исключением подъездных путей для автотранспорта (не требуется тепло-, энергоснабжение, водоснабжение и водоотведение и др.).

Глубоко залегающие полезные ископаемые добывают подземным способом в шахтах. Шахта является сложным инженерным сооружением, со множеством систем коммуникаций, например: обеспечение вентиляционных коммуникаций, откачкой грунтовых вод.

Комбинированную добычу применяют, как правило, при наклонном расположении рудного тела, когда разработку первоначально ведут открытым способом, а затем переводят на подземный (шахтный) метод. При большой протяженности рудного тела по падению возможно одновременное использование карьерного и шахтного способов.

1.3. Обогащение полезных ископаемых
Только незначительная часть добываемых полезных ископае­мых пригодна для непосредственной переработки. Большая же часть их в природном состоянии использована быть не может, поэтому предварительно руды подвергаются обогащению. Обогащение полезных ископаемых осуществляется в специальных сооружениях – обогатительных фабриках.

Преимущества, достигаемые в результате обогащения полез­ных ископаемых, предшествующего их технологической перера­ботке, в основном сводятся к следующему:

1) обогащение бедных руд расширяет ресурсы полезных ископаемых, т. е. увеличивает промышленные запасы минерального сырья в стране;

2) обога­щение сложных многокомпонентных руд позволяет более полно использовать заключенные в них полезные минералы;

3) вообще обогащение повышает техническую и экономическую эффектив­ность переработки полезных ископаемых и улучшает качество го­товых продуктов;

4) удаление примесей при обогащении умень­шает транспортные расходы при перевозке полезного ископаемо­го;

5) возможность удаления пустой породы при обогащении поз­воляет применить валовую добычу полезного ископаемого наиболее дешевыми и производительными способами по сравнению с выборочными системами разработки месторождения.

Совокупность операций, которым подвергаются руда и продукты обогащения, и последовательность их проведения называется технологической схемой обогащения. При обогащении полезных ископаемых составляются качественно-количественная, водно-шламовая схемы, схема цепи аппаратов.

Схема, содержащая данные о качественных характеристиках руды и продуктов обогащения, называется качественной схемой. Если в схемах указывают количество руды и продуктов, получаемых в отдельных операцияхз, то ее называют количественной. Обычно качественную и количественную схемы совмещают в качественно-количественную схемы. В водно-шламовой схеме указывается Схема в которой, указаны аппараты в которых выполняется та или иная операция, называют схемой аппаратов.

Схема цепи аппаратов изображается в виде сети разветвляю­щихся и соединяющихся линий, в узловых точках которых изо­бражены все аппараты, основные и вспомогательные. Аппараты на этих схемах даются при по­мощи условных обозначений, напоминающих их внешний вид.

На водно-шламовых схемах количества воды в отдельных операциях обозначаются в тоннах или в кубических метрах в еди­ницу времени, а также в виде отношения количества твердого материала к жидкому (Т:Ж) или содержанием влаги в процен­тах.

На обогатительных фабриках полезные ископаемые подвергаются последовательным процессам переработки, которые по назначению в технологическом цикле разделяются на подготовительные, основные и вспомогательные.

К подготовительным процессам относят дробление, дезинтеграцию, измельчение, грохочение и классификацию, т.е. те в результате которых достигается раскрытие минералов с образованием механической смеси частиц различного минерального состава, пригодной для их последующего разделения в процессе обогащения, а также операции усреднения полезных ископаемых, которые могут проводится на рудниках, карьерах, в шахтах и на обогатительных фабриках .

К основным процессам относят флотацию, магнитную и электрическую сепарацию, обогащение на концентрационных столах, шлюзах, винтовых сепараторах, отсадочных машинах и др., т.е. физические и физико-химические процессы разделения минералов, при которых полезные минералы выделяются в концентраты, а пустая порода – в хвосты.

К вспомогательным процессам относят обезвоживание т.е. удаление влаги из продуктов обогащения , очистку сточных вод для повторного их использования или сброса в водоемы общего пользования и пылеулавливание т.е. процесс очистки воздуха перед выбросом его в атмосферу.

В результате обогащения полезного ископаемого получается несколько продуктов: концентраты, промежуточные продукты и хвосты.

Концентратом называют продукт обогащения с повышенным по сравнению с исходной рудой содержанием полезных компонентов (минералов, металлов или элементов). При обогащении многокомпонентных полезных ископаемых обычно получают два или несколько концентратов. В этом случае концентрат называется по основному компоненту (минералу, металлу или элементу); например, свинцовый, баритовый или серный концентраты.

Хвостами называют отходы обогащения, содержащие преимущественно минералы пустой породы и незначительное количество полезных компонентов.

В процессе обогащения не всегда удается сразу получить готовый концентрат и отвальные хвосты. Иногда получают в первой (основной ) операции готовый концентрат, но оставшийся материал содержит еще много полезных минералов. В таких случаях его подвергают повторному обогащению один или несколько раз, в результате чего по­лучают отвальные хвосты и продукт, обогащенный полезным компонентом. Такие операции, служащие для доизвлечения полезных компонентов из хвостов, называются контрольными , а полученные в результате этих операций обогащенные продукты, более бедные, чем основной концентрат, называются промежуточными продуктами (сокращенно – промпродуктами). Обычно промежуточные продукты подвергают дополнительной обработке, чтобы довести содержание в них полезного минерала до необходимого.

Иногда, наоборот, в основной операции получают отвальные хвосты и бедные концентраты, которые нельзя отправить потребителю. В этих случаях повторному обогащению (один или несколько раз) подвергают концентрат, в результате чего получают готовый концентрат и сравнительно бедный промпродукт. Такие операции, служащие для повышения качества концентратов, называются перечистными.

В зависимости от порядка одноименных операций им присваивают номера – первая основная операция, вторая основная, первая перечистная, вторая перечистная и т.д.

Результаты обогащения полезного ископаемого нельзя оценить при помощи какого-нибудь одного показателя. Для этой цели пользуются несколькими показателями, характеризующими технологический процесс в целом. К основным показателям относятся:

• 
  содержание компонента в исходном сырье и продуктах обогащения;
• 
  выходы продуктов обогащения;
• 
  извлечение компонентов в продукты обогащения;
• 
  степень концентрации полезного компонента и степень сокращения, достигаемые при обогащении;
• 
  эффективность обогащения.

Содержанием компонента называется отношение массы компонента к массе продукта, в котором оно находится (в пересчете на сухое вещество) . Содержание компонентов обычно определяется химическими анализами и выражается в процентах (%), долях единицы или граммах на тонны (г/т) (для благородных металлов) . Содержание компонентов принято обозначать буквами греческого алфавита:

 (альфа) – содержание компонента в исходной руде;

 (бета) – содержание компонента в концентрате или продуктах обогащения;

 (тэта) – содержание компонента в хвостах.

Выходом продукта обогащения называется отношение массы полученного продукта к массе переработанного исходного сырья. Он выражается в процентах или долях единицы и обозначается греческой буквой  (гамма) . Суммарный выход всех продуктов обогащения соответствует выходу исходной руды, принимаемому за 100 %. Если в процессе обогащения получают два продукта: концентрат с выходом  к и хвосты с выходом  хв, то можно записать уравнение баланса продуктов обогащения по выходам:
100 =  к +  хв,
Суммарная масса ценного компонента в продуктах обогащения должна соответствовать массе его в исходном сырье. Это условие называется балансом ценного компонента:
100 =  к  +  хв .
Извлечением компонента в продукт обогащения называется отношение массы компонента в продукте к массе того же компонента в исходном полезном ископаемом. Извлечение обычно выражается в процентах или долях единицы и обозначается буквой  (эпсилон) . Извлечение полезного компонента в концентрат характеризует полноту его перехода в этот продукт в процессе обогащения .

Извлечение полезного компонента в продукты обогащения определяется по формуле

;
Степенью концентрации или степенью обогащения называется отношение содержания полезного компонента в концентрате к содержанию его в исходном сырье. Степень концентрации (или степень обогащения) показывает, во сколько раз увеличилось содержание полезного компонента в концентрате по сравнению с содержанием его в исходном сырье. Степень концентрации обозначается буквой K . Чем выше степень концентрации и извлечение, тем выше эффективность процесса обогащения.

Степень концентрации (степень обогащения) определяется по формуле:

K =   .
Подготовительные процессы обогащения имеют целью подготовить руду к обогащению. Подготовка включает операции уменьшения кусков руды – дробление и измельчение и связанные с ними классификацию руды на грохотах, в классификаторах и гидроциклонах. Конечная крупность измельчения определяется крупностью вкрапленности минералов. Из всех процессов, применяемых на обогатительных фабриках, наиболее энергоемкие и требующие значительных материальных затрат подготовительные процессы (дробление, измельчение, дезинтеграция, грохочение, классификация). На их долю, например при переработке полиметаллических руд приходится около половины общего расхода электроэнергии и общих затрат на переработку, а на железорудных обогатительных фабриках эти затраты еще выше и достигают 60 %. В свою очередь на основные процессы приходится всего около трети общих затрат.

Дроблением называют процесс уменьшения кусков сырья под действием внешних механических сил. При этом продукт получается преимущественно крупностью более 5 мм.

Измельчение практически не отличается от дробления, значит измельчение – это процесс доведения минерального сырья до необходимой крупности (от 5 мм и меньше). Разрушение происходит преимущественно по ослабленным сечениям, имеющим трещиноватости или другие дефекты структуры.

Степень дробления (измельчения) представляет собой отношение диаметра кусков исходного материала (D) к диаметру кусков продукта дробления (измельчения) (d):

i= D/d
Дробление и измельчение руды обычно ведут в несколько стадий с использованием дробилок и мельниц различных типов. Степень дробления, достигаемая в каждой отдельной стадии, называется частной, во всех стадиях – общей. Общая степень дробления определяется:
i=i 1 i 2 i 3

Характеристика стадий дробления и измельчения приведена в таблице:

Стадия	Размер кусков, мм		i	Применяемые (основные агрегаты)
	питание	продукт
Крупное дробление	300-1500	100-300	3-6	Щековые, конусные и ударные
Среднее дробление	100-300	10-50	3-8	Конусные дробилки
Мелкое дробление	10-50	3-10	3-8	Конусные и валковые дробилки
Измельчение	0,3-10	0,05 (и мельче)-2,0	20-100	Мельницы

Приведенные предельные значения кусков исходного и дроб­леного материала для каждой стадии, так же как и число стадий, являются условными. Например, тонкое измельчение в свою оче­редь может производиться в две или несколько стадий.

При дроблении и измельчении куски полезного ископаемого разделяются на части меньшего размера. В зависимости от того, каким образом преодолеваются силы сцепления между частица­ми полезного ископаемого, различают способы дробления, на­глядно показанные на рис. .

Рис. . Способы дробления:

а- раздавливание; б -раскалывание; в -удар; г-сжатие
В машинах, применяемых для этой цели, разрушение полезного ископаемого обычно производится одновременно несколькими способами.

Выбор способа дробления зависит от физических свойств по­лезного ископаемого и крупности материала. Для очень твердых материалов наиболее рационально дробление ударом или раздавливанием, для вязких - раздавливанием или ударом в соединении с истиранием. Хрупкие материалы дробят способом раскалы­вания. Что касается влияния размера исходных кусков, то для крупного дробления чаше всего применяют раздавливание и рас­калывание, тонкое же измельчение осуществляется главным об­разом ударом и истиранием. Наиболее простым и дешевым спо­собом дробления является раздавливание, а наиболее дорогим - истирание, так как оно связано с большим расходом энергии и материалов.

В зависимости от свойств полезного ископаемого и способа его дальнейшей переработки дробление и измельчение производят сухим или мокрым способом.

По технологическому назначению все машины, применяемые для разрушения минерального сырья и других материалов, разделя­ются на две основные группы: дробилки и мельницы. Они мо­гут работать в открытом цикле, при котором материал проходит через дробилку или мельницу один раз или в замкнутом цикле с грохотом или классификатором, надрешетный (крупный) продукт которого непрерывно возвращается в дробилку или мельницу на додробливание (доизмельчение).

Общая классификация дробильно-измельчительного оборудова­ния основана на принципе их действия, т. е. на способе разруше­ния, который определяется видом энергии, непосредственно ис­пользуемой для разрушения материала. Энергия разрушения мо­жет быть результатом механической работы дробящих органов (в дробилках и мельницах), энергии сжатого воздуха, газа, пара или воды (при взрывном дроблении и измельчении).

В зависимости от вида рабочего (дробящего) органа и конст­руктивных особенностей дробилки подразделяют на щековые, ко­нусные, валковые, роторные и др.

Тип дробилки	Схема	Описание конструкции	Разновидности		Применение
Щековые		1 - неподвижная щека, 2 – подвижная щека 3 - эксцентрик, 4 - эксцентриковый вал, 5 – механизм изменения ширины выпускной щели, 6 - пружина, 7 – вертикальный шатун, 8 – распорные плиты, 9 - штанга 10 – станина, 11 - ось	А – с простым качанием щеки Б – со сложным качаем щеки.		Для крупного и среднего дробления.
конусные	В - ширина приемного отверстия; b o , b - соответственно минимальная и максималь­ная ширина разгрузочного отверстия	1 – станина, 2 - неподвижный конус, 3 - дробящий конус, 4 – траверс, 5 – вал, 6 – эксцентриковый стакан, 7 - конические шестерни, 8 - центральный вертикальный подшипник	Конусные дробилки крупного, среднего, мелкого дробления		применяются для крупного, среднего и мелкого дробления
валковые		1 , 5 – валки, 2 - неподвижный подшипник, 3 - руда 4 - подвижный подшипник, 6 – упругая связь, 7 – рама.	одновалковые- для дробления агломерата и угля; двухвалковые (с гладкими и рифлеными валками) -для дробления горных пород и руд; четырехвалковые с гладкими валками для дробления кок­са и известняка (на аглофабриках).
молотковые		1 – сварной корпус, 2 – ротор, 3 – молотки, 4 - отбойные плиты, 5 - решетка		Молотковые и роторные дробилки применяют для крупного, среднего и мелкого дробления различных полезных ископаемых: хрупких, мягких и средней твердости. Достоинства этих дробилок заключаются в простоте их конструкции , компактности, надежно­сти и относительно высокой степени дробления (10-20 и более). Основным недостатком роторных дробилок является быстрый из­нос молотков, бил и решеток, вследствие чего долговечность дро­билок снижается. Для молотковых дробилок применяют молотки различной массы (от 3 до 180 кг) и формы в зависимости от крупности и твердости дробимого материала. Молотки изготовля­ют из стали с наплавкой твердыми сплавами.
роторные		1 – корпус, 2 – барабан, 4 - неподвижная плита, 6 – подвижная плита, 7 – билы.

Щековые дробилки применяют в основном для крупного и сред­него дробления твердых пород.

Различают дробилки с простым и сложным движением щеки (рис. 1). В дробилках с простым движением щеки (рис. 1, а) подвижная щека 2 подвешена на оси 11 и получает движение от эксцентрикового вала 4, на эксцентрике которого свободно висит вертикальный шатун 7. В нижнюю часть шатуна с обеих сторон через вкладыши упираются распорные плиты 8, закрепленные противоположными концами - одна в подвижную щеку, вторая в гнездо упора задней стенки станины. Для изменения ширины раз­грузочной щели дробилки упор передвигают и закрепляют вин­том (5-механизм изменения ширины выпускной щели). К по­движной щеке прикреплена штанга 9 с пружиной 6, оттягиваю­щей щеку при обратном ходе. При вращении эксцентрикового ва­ла подвижная щека получает маятниковые качания, приближа­ясь и отдаляясь от неподвижной щеки 1 станины 10. Рис. . Схемы щековых дробилок с простым (а) и сложным (б) движением щеки

В дробилках со сложным движением щеки (рис. 1,б) по­движная щека подвешена непосредственно на эксцентриковом приводном валу, а нижняя ее часть шарнирно соединяется с распорной плитой. Траектории движения точек подвижной щеки представляют собой овалообразные кривые, со значительным верти­кальным перемещением, что обусловливает не только раздавли­вающее, но также истирающее действие щеки.

Наиболее широкое распространение получили щековые дро­билки с простым движением щеки. Их размеры определяются ши­риной и длиной приемного отверстия, а также минимальной и максимальной шириной разгрузочного отверстия.

Конусные дробилки предназначаются для крупного (ККД), среднего (КСД) и мелкого (КМД) дробления.

Дробилка ККД (рис.) состоит из станины 1 с размещенным на ней неподвижным конусом 2. Внутри неподвижного конуса располагается вал 5, на котором жестко закреплен дробящий ко­нус 3. Верхний конец вала шарнирно подвешен на траверсе 4, а нижний - свободно вставлен в эксцентриковый стакан 6.

Ось О"-О" вала незначительно наклонена к оси симметрии О-О корпуса дробилки (следовательно, и к оси эксцентрикового ста­кана). Таким образом, обеспечивается определенное значение экс­центриситета е.

Эксцентриковый стакан посредством конических шестерен 7 вращается в центральном вертикальном подшипнике 8 корпуса дробилки. При вращении эксцентрикового стакана вокруг своей оси О-О ось вала 5 описывает коническую поверхность, вслед­ствие чего подвижный дробящий корпус совершает внутри непо­движного конуса круговые движения, приближаясь или удаляясь на каждые пол-оборота к той или иной (расположенной напротив) стороне неподвижного конуса. Дробление материала, загружаемо­го в верхнюю часть дробилки, таким образом, происходит в коль­цевом рабочем пространстве между неподвижным и подвижным конусами, путем раздавливания и истирания.

Дробилки КСД и КМД в принципе мало отличаются от дро­билок типа ККД. Их основное конструктивное отличие определя­ется способом установки дробящего конуса.

Валковые дробилки используют принцип раздавливания и рас­калывания материала, находящегося в рабочем пространстве меж­ду движущимися гладкими, рифлеными или зубчатыми цилиндри­ческими поверхностями.

В зависимости от конструктивных особенностей и назначения применяют валковые дробилки следующих типов:

одновалковые- для дробления агломерата и угля; двухвалковые (с гладкими и рифлеными валками) -для дробления горных пород и руд;

двух­валковые с зубчатыми валками-для дробления угля и мягких пород;

четырехвалковые с гладкими валками для дробления кок­са и известняка (на аглофабриках).

Наибольшее распространение получили двухвалковые дробил­ки. Основные рабочие элементы двухвалковой дробилки (рис.) -два валка 1 и 5, вращающиеся навстречу друг другу, кото­рые установлены на раме 7 в подшипниках: неподвижном 2 и по­движном 4. Последний благодаря упругой связи 6 может переме­щаться в горизонтальном направлении при попадании между вал­ков недробимых предметов. В этом случае ширина разгрузочной щели увеличивается и недробимый предмет или кусок руды 3 проходит вниз. Это предохраняет дробилку от поломок.

В зубчатых дробилках каждый валок состоит из вала и жестко насаженного на него многогранника, к которому болтами крепят­ся сменные зубчатые сегменты (бандажи) в виде отливок из мар­ганцовистой стали.

Молотковые и роторные дробилки с вращающимся ударным ротором подразделяют в основном на два типа: молотковые с шарнирно-подвешенными молотками и роторные с жестко закреп­ленными лопатками (билами).

Молотковая нереверсивная дробилка с решеткой (рис. , а) состоит из сварного корпуса 1 и ротора 2. Для защиты от износа торцовые стенки корпуса защищены футеровочными плитами. Ис­ходный материал попадает на быстро вращающийся ротор со сво­бодно подвешенными молотками 3 и отбрасывается на отбойные плиты 4. Дробление производится ударами молотков по материа­лу и ударами кусков об отбойные "плиты. Дробленый материал раз­гружается через решетку 5, здесь же на решетке происходит до-драбливание крупных кусков.

В роторной дробилке (рис. ,6) дробление осуществляется жестко установленными на барабане 2 билами 7. Додрабливание осуществляется при ударе материала о неподвижную 4 и подвиж­ную 6 плиты.

Молотковые и роторные дробилки применяют для крупного, среднего и мелкого дробления различных полезных ископаемых: хрупких, мягких и средней твердости. Достоинства этих дробилок заключаются в простоте их конструкции, компактности, надежно­сти и относительно высокой степени дробления (10-20 и более). Основным недостатком роторных дробилок является быстрый из­нос молотков, бил и решеток, вследствие чего долговечность дро­билок снижается. Для молотковых дробилок применяют молотки различной массы (от 3 до 180 кг) и формы в зависимости от крупности и твердости дробимого материала. Молотки изготовля­ют из стали с наплавкой твердыми сплавами.

Мельницы предназначены для уменьшения размеров измельчаемых мате­риалов до конечной крупности, обусловленной последующей техно­логией их использования. При обогащении полезных ископаемых конечная крупность измельченных продуктов определяется вкрапленностью ценных (рудных) минералов и требуемой полно­той их раскрытия.

Измельчение полезных ископаемых и других материалов в большинстве случаев осуществляется в барабанных мельницах: шаровых, стержневых и мельницах самоизмельчения.

Барабанная мельница (рис.) представляет собой цилиндри­ческий (иногда цилиндроконический) барабан 3, опирающийся пустотелыми цапфами 1 и 5 на подшипники 2 и 4, заполненный до определенного уровня измельчающими телами 6. При вращении барабана подаваемая в барабан руда, вместе с измельчающими телами, поднимается на некоторую высоту, а затем скатывается или падает вниз, подвергаясь измельчению за счет сил ударов и трения в слоях измельчающей среды.

Рис. . Схема барабанной мельницы
Процесс измельчения руды происходит непрерывно при ее дви­жении вдоль барабана от загрузки через пустотелую цапфу 1 до выгрузки из цапфы 5.

Выгрузка продуктов измельчения может осуществляться за счет перепада уровней загрузки и разгрузки, а также за счет вы­носа из мельницы измельченного продукта потоком воды или воз­духа. Барабанные мельницы различают по форме барабана, по виду измельчающих тел, используемому способу измельчения и принципу разгрузки измельченного продукта. В качестве измельчающих тел используют металлические шары, стержни или крупные куски исходной руды; разгрузка мо­жет осуществляться через решетку или свободным сливом за счет выноса водным потоком.

Стержневые мельницы МСЦ применяют в I стадии измельче­ния руды до крупности 1-5 мм. Мелющими телами в них являются стальные стержни, длина которых на 25-50 мм меньше внут­ренней длины барабана мельницы.

Шаровые мельницы с решеткой МШР также применяют глав­ным образом в I стадии измельчения. В мельницах с решеткой в качестве измельчающих тел применяются шары или рудная галя. Измельченный продукт проходит через отверстия решетки, поднимается лифтерами и направляется в разгрузочную цапфу мельни­цы. Мельница работает таким образом, что разность уровней пульпы между загрузочным и разгрузочным концами барабана со­храняется значительной, поэтому скорость движения материала вдоль мельницы сравнительно высокая. Это предопределяет полу­чение продукта сравнительно грубого измельчения (40-60% клас­са - 0,074 мм).

Шаровые мельницы с центральной разгрузкой МШЦ применяют в основном во II и III стадиях измельчения для получения про­дуктов крупностью 80-90% класса -0,074 мм.

Мельницы самоизмельчения. Сущность процесса рудного само­измельчения заключается в том, что содержащиеся в руде круп­ные куски измельчают более мелкие и одновременно измельчают­ся сами.

При самоизмельчении в мельницу можно загружать руду круп­ностью до 500 мм, т.е. исключается необходимость в мелком, сред­нем, а иногда и в крупном дроблении. Кроме того, появляется воз­можность полностью или частично отказаться от использования металлических измельчающих тел и улучшить технологические показатели обогащения вследствие большей избирательности измель­чения и меньшего ошламования материала. Капитальные затраты на сооружение фабрик с мельницами самоизмельчения при боль­ших диаметрах барабана (более 8 м) ниже, чем при сооружении фабрик с обычными схемами дробления и измельчения, но экс­луатационные расходы могут быть выше.

Для первичного мокрого самоизмельчения применяют мельни­цы «Каскад» (D/L=23), рудно-галечные (D/L=1,52), для су­хого самоизмельчения применяют мельницы «Аэрофол» (D/L= 34).

При работе мельниц применяется следующие режимы работы:

Циклы измельчения

Измельчение полезных ископаемых в мельницах может производиться в откры­тых, замкнутых или полузамкнутых цик­лах при одно- или многостадиальных схе­мах измельчения. При открытом цикле измельченный продукт направляется на обогащение или в следующую стадию измельчения.

При замкнутых или полузамкнутых циклах измельченный продукт (весь или некоторая его часть) направляется в классификатор, пески которого возвра­щаются в мельницу для доизмельчения, а слив направляется на дальнейшую пе­реработку. Схема работы мельницы 1 в замкну­том цикле с классификатором 2 показа­на на рис. .

Рис. . Схема работы мель­ницы в замкнутом цикле с классификатором
При установившемся режиме работы мельницы объем возвра­щаемых песков, называемых циркулирующей нагрузкой, стабили­зируется.

представляет собой отношение мас­сы песков, возвращаемых в мельницу, к массе исходной руды, по­ступающей в мельницу. рассчитывается циркулирующая нагруз­ка С (%) по формуле

,

где S - масса песков (циркулирующий продукт) в единицу вре­мени; Q - масса исходной руды, поступающей в мельницу в еди­ницу времени.

Технологическое назначение циркулирующей нагрузки заклю­чается в увеличении скорости прохождения материала через мель­ницу, что способствует повышению эффективности работы измельчающих тел и уменьшению переизмельчения материала. В конеч­ном итоге это вызывает увеличение производительности мельни­цы по готовому классу крупности. Оптимальное значение циркули­рующей нагрузки обычно составляет 200-400%.

В технологических схемах обогащения сортировку твердого материала по крупности производят грохочением или классикацией.

Грохочение – это процесс разделения сыпучих кускового изернистого материала на продукты различной крупности (классы) с помощью просевающих поверхностей с калибровочными отверстиями.

В результате операции грохочения получается верхний (надрешотный) и нижний (подрешетный) продукты.

По технологическому назначению различают четыре вида операции грохочения:

Вспомолгательное грохочение применяется в схемах дробления исходного материала, в том числе предварительное (перед дробилкой) контрольное или поверочное (после дробилки) и совместное (когда обе операции совмещены в одну)

Подготовительное грохочение – для разделения материала на несколько классов крупности, предназначенное для последующей раздельной обработки;

Самостоятельное грохочение – для выделения классов, представляющих собой готовые, отправляемые потребителю продукты. Это операция еще называется сортировка.

Обезвоживающее грохочение -для удаления основной массы воды, содержащейся в руде после промывки или для отделения суспензии от конечных продуктов.

Применяемые на практике аппараты для грохочения подразделяются на неподвижные (колосниковые) и подвижные (качающиеся, вибрационные и др) Основной частью любого грохота является решета или сита.

Неподвижный колосниковый грохот представляют собой набор колосников, расположенных параллельно или с небольшим расширением щели к разгрузочному концу грохота. Колосниковые грохоты устанавливают горизонтально или под углом не более 40-45 градусов, обеспечивающих самостоятельное скатывание материала. Размеры щелей обычно составляют 40-45 мм. Эффективность грохочения на них не превышает 60-70%.

Для повышения эффективности рассева материала просевающей поверхности придают направление движения в результате качания или вибраций. У качающихся грохотов короб с ситами совершает принудительные движение благодаря жесткой кинематической связи между приводом и коробом. Траектория движения сита в этом случае постоянна. Качающиеся грохоты могут иметь один или несколько просеивающих грохотов. В настоящее время качающиеся грохоты применяются редко.

Наибольшее распространение на современных обогатительных фабриках получили вибрационные грохоты с инерционными вибраторами. Эти грохоты отличаются большой частотой колебания сита и незначительной амплитудой. Обычно сита колеблются в направлении перпендикулярном их плоскости, что способствует высокой производительности и эффективности грохочения.

Классификацией называется процесс разделения минеральных частиц, основанный на различной скорости осаждения в водной или воздушной среде. Обычно на обогатительных фабриках классификация осуществляется в водной среде. В отличие от грохочения классификацию применяют для разделения сравнительно мелкого материала с размером не более 3-4 мм. Кроме того классификация может применяться как вспомогательная операция перед гравитационным обогащением.

Продуктами гидравлической классификации является слив, содержащий в виде взвеси в воде мелкую фракцию измельченного материала и пески, представляющие собой осажденные крупные частицы. Все классификаторы можно разделить на две основные разновидности:

А – классификаторы гравитационные (с гравитационным разделением) и ли механические. (спиральные классификаторы)

Б – классификаторы центробежные (с разделением в поле центробежных сил. (гидроциклоны)

П
римером механических классификаторов является спиральные классификаторы. Спиральные классификаторы состоят из наклонного корыта 1, в котором помещены один или два вращающихся вала 2 с насажанными на них спиралями.
Г
идроциклоны представляют собой металлический корпус имеющий форму цилиндра. Пульпа попадает в аппарат с большой скоростью под давлением тангециально (по касательной) и под действием центробежных сил крупные частицы отбрасываются к стенкам аппарата и выводятся из апапарата. Мелкие частицы вместе с водой внутренним вращающимся потоком выносятся через отверстие в верхней крышке.

Обогащение полезных ископаемых основано на использовании разницы в физических и физико-химических свойствах минералов: крупности, формы, цвета, блеска, удельного веса, коэффициента трения, магнитной проницаемости, электропроводности, смачиваемости и т. д.

Разница в некоторых свойствах минералов может быть усилена искусственно. Так, например, разница в цвете и блеске минералов усиливается после промывки их водой, а также при специальном освещении. Магнитная проницаемость некоторых минералов может быть повышена посредством магнитизирующего обжига. Смачиваемость и электропроводность минералов можно изменить, обрабатывая их специальными реагентами.

Наиболее простым методом обогащения является ручная сортировка по внешнему виду. Однако этот способ дорог, требует много труда и поэтому имеет ограниченное применение. Ручное обогащение используют для отборки пустой породы при добыче многих полезных ископаемых, а также для извлечения полезных компонентов при обогащении асбеста, слюды, угля и других полезных ископаемых.

При обогащении иногда используется разница в крупности полезных минералов и минералов пустой породы. Так, например, в россыпях крупная часть (валуны, галька) не содержит полезных минералов. Отделяя эту часть, достигают значительного повышения содержания ценных компонентов в мелкой фракции. Совместно с промывкой этот метод применяется на практике довольно часто (обогащение россыпей) .

Также для разделения полезных минералов и пустой породы может использоваться разница в форме кусков и коэффициентах трения. Так, при движении по неподвижной наклонной плоскости асбестовой руды плоские волокна асбеста медленно скользят, а округлые куски пустой породы быстро скатываются вниз и могут быть собраны отдельно от волокна. Однако обогащение по трению применяется очень редко.

Наибольшее распространение в промышленности имеют гравитационные методы обогащения, основанные на использовании разницы в удельных весах минералов. В качестве среды, в которой производят разделение минералов по удельным весам, могут служить вода, воздух, тяжелые жидкости и тяжелые суспензии (взвеси). К гравитационным процессам относятся:

1. 
   отсадка - разделение на решете под действием вертикальной струи воды или воздуха;
2. 
   обогащение в потоке текущей по наклонной плоскости (обогащение на концентрационных столах, где разделение происходит под действием движения стола и потока воды, текущей по наклонной плоскости; концентрация на шлюзах, где разделение минералов происходит вследствие различной скорости движения частиц в потоке воды и улавливающих свойств-покрытий дна шлюза; разделение в винтовых сепараторах)
3. 
   обогащение в тяжелых средах , в которых тяжелые минералы тонут, а легкие всплывают на поверхность.

Гравитационные методы широко применяются при обогащении железных и марганцевых руд, а также руд цветных и редких металлов, угля и других полезных ископаемых.

Сущность процесса отсадки заключается в разделении смеси зерен полезного ископаемого по плотности в водной или воздуш­ной среде, колеблющейся (пульсирующей) относительно разделяе­мой смеси в вертикальном направлении.

Исходный продукт-смесь минеральных зерен различной плот­ности (рис.) подается на решето, через отверстия которого про­ходит переменная по направлению и скорости восходящая и нис­ходящая струя воды.

Р
ис. . Схема расслоения смеси зерен минералов различной плотно­сти в пульсирующем потоке воды: а - в - соответственно начальное, проме­жуточное и конечное состояние системы (1-3 - зерна соответственное легкие, про­межуточной плотности и тяжелые).

Шлюзы применяют для обога­щения полезных ископаемых, ха­рактеризующихся значительным различием в плотностях разде­ляемых минералов, таких напри­мер, как золото- или оловосодержащие пески. В наиболее прос­том исполнении шлюз представ­ляет собой неподвижный, уста­новленный наклонно деревянный желоб прямоугольного сечения.

На дно желоба укладывают трафареты, изготовленные из различ­ных материалов, ступенчатая или шероховатая поверхность кото­рых способствуют удержанию осевших частиц тяжелых минера­лов

Исходный материал на шлюз подают непрерывно до тех пор, пока ячейки трафаретов не заполнятся частицами тяжелых улав­ливаемых минералов или металла. После этого загрузка прекра­щается и производится сполоск шлюза. Сначала подают воду для удаления из верхнего слоя осевшего продукта легких минералов, а затем подачу воды уменьшают, снимают трафареты и тщательно смывают с них накопившийся тяжелый продукт. Этот материал перемещают металлическими или деревянными гребками вверх по дну шлюза для дополнительного удаления легких минералов [пустой породы). Крупные куски породы, щебень и гальку вы­бирают вручную и удаляют в отвал. Оставшийся на дне шлюза концентрат смывают в отдельный приемник и направляют на даль­нейшее обогащение в доводочные аппараты.

Винтовой сепаратор (рис.) конструктивно выполнен в виде неподвижного винтообразного желоба 1, укрепленного на стой­ке 3. Исходная пульпа подается в верхнюю питающую часть же­лоба и свободно стекает под действием силы тяжести вниз. При этом происходит перераспределение минералов вследствие различ­ных траекторий их движения: тяжелые минералы сосредоточива­ются у внутреннего борта желоба сепаратора , а легкие - у на­ружного. Разгрузка тяжелых фракций осуществляется через от­верстия в днище желоба, оборудованные специальными отсекателями 2, а легких-в конце желоба свободным сливом. Винтовой желоб, являющийся основным рабочим органом сепаратора, со­стоит из ряда полувитков, штампованных из листовой стали или других износостойких металлов, сплавов и пластмасс, скреплен­ных между собой фланцевыми соединениями. Рабочую поверх­ность полувитков зачастую футеруют резиной или другими износо­стойкими материалами. По длине желоба устанавливается несколько отсекателей для отбора концентрата (тяжелая фракция) и промпродуктов.

Качество получаемых продуктов обогащения регулируется со­держанием твердого в исходной пульпе, производительностью се­паратора и расходом смывной воды.

Концентрационный стол представляет собой слабо наклоненную в поперечном направлении качающуюся поверхность - деку с те­кущим по ней тонким слоем воды. Качание деки осуществляется при помощи привода возвратно-поступательного движения. На­правление качаний горизонталь­ное, перпендикулярное к направ­лению движения воды. На рабо­чей поверхности деки установле­ны продольные пластинки (нарифления) различной высоты.

Схема работы концентрацион­ного стола представлена на рис. (пунктирными линиями показаны условные траектории движения частиц различной плот­ности: 1 -тяжелой; 2- проме­жуточной; 3- легкой).

Разделение минеральных зе­рен на деке концентрационного стола происходит под действием комплекса механических и гидро­динамических сил. Главными ре­зультирующими силами, опреде­ляющими разрыхленность слоя материала и траекторию переме­щения отдельных частиц, явля­ются силы тяжести, гидродина­мического воздействия потока во­ды и трения о поверхность деки.


Магнитное обогащение основано на использовании разницы в магнитной восприимчивости или магнитной проницаемости. Под действием поля, которое обычно создается электромагнитом или постоянными магнитами, удается выделять некоторые железосодержащие, марганцевые, вольфрамовые и другие минералы, обладающие повышенной магнитной проницаемостью. Чаще всего этот метод применяется при обогащении железных руд, реже - марганцевых, вольфрамово-оловянных и др.

При электростатическом обогащении используется различная электропроводность разделяемых минералов. В электрическом поле различные минералы в зависимости от их электропроводности и величины заряда, который они получают, движутся по разным траекториям и благодаря этому могут быть получены отдельно. Этим методом можно обогащать некоторые металлические и неметаллические ископаемые, но большого промышленного применения он пока не имеет.

Флотация основана на различной смачиваемости минералов. В этом процессе тонкоизмельченные частицы полезного ископаемого поддерживаются во взвешенном состоянии в воде, которая насыщается пузырьками воздуха. Вследствие различной смачиваемости частицы одних минералов прикрепляются к пузырькам воздуха и выносятся ими на поверхность, образуя пену, другие же остаются в воде. Удаляя пену с поверхности ванны, можно добиться отделения одних минералов от других. Флотация широко применяется при обогащении самых разнообразных полезных ископаемых.

Помимо перечисленных, существуют специальные методы обогащения, при которых используется разница в твердости и ковкости минералов, способность минералов растрескиваться при нагревании (декрипитация) и другие свойства.

За последние годы также получили развитие комбинированные процессы, в которых совместно с обогащением применяются металлургические способы и различные виды химической обработки. Такие процессы весьма эффективны при сложных комплексных и бедных рудах, переработка которых другими способами не дает удовлетворительных результатов.

Возможность применения того или иного метода обогащения определяется не только наличием достаточной разницы в используемых свойствах, но также размером включений минералов.

Приведенные методы обогащения применяются как самостоятельные процессы или же в комбинации друг с другом. Чаще всего в качестве самостоятельных процессов применяются флотация, гравитационные и электромагнитные методы обогащения. Из двух методов, дающих равные показатели, выбирают более дешевый. На выбор метода обогащения иногда влияют местные условия, например, наличие или отсутствие воды, источника электроэнергии, климат и т. д.

Вспомогательные процессы – это обезвоживание, пылеулавливание, и очистка сточных вод.

Обезвоживание - удаление влаги из продуктов обогащения. Получаемые на фабриках при обогащении руд продукты представлены, как правило, пульпами. В зависимости от содержания влаги продукты подразделяют на жидкие (40% влаги), мокрые (15-20…40), влажные(5-6…15-20), воздушно-сухие (несколько %), сухие (не содержат внешней влаги) и прокаленные (термически удалена химическая связанная вода). Конечная влажность обезвоженного продукта зависит от способа обезвоживания, свойств поверхности минералов, их плотности, крупности частиц и соотношения Ж:Т. Наиболее простым способом удаления влаги является дренирование. Применяется для крупно- и среднезернистых продуктов. Конечная влажность 5-10%. Жидкие пульпы, содержащие мелкие и тонкоизмельченные частицы, обезвоживают сгущением и фильтрацией, с содержанием влаги 40-60% и 10-15% соответственно. Полное удаление влаги достигается сушкой.

Пылеулавливание - процесс очистки воздуха перед выбросом его в атмосферу. Пылеулавливание включает в себя комплекс инженерных и технологических мероприятий и процессов, предназначенных для отвода запыленных газов от источник4ов образования пыли и последующего выделения твердых частиц из газового потока.

Существует три способа очистки воздуха:

Сухой – улавливание частиц под действием силы тяжести, центробежных сил, инерционных сил или фильтрованием.

Мокрое пылеулавливание основано на смачивании частиц пыли водой или другой жидкостью и осаждение ее в виде пульпы.

Электрический – заключается в отрицательной ионизации частиц пыли коронным разрядом постоянного тока высокого напряжения и осаждение их на осадительном электроде.

Очистку сточных вод - это процессы очистки промышленных вод для повторного их использования или сброса в водоемы общего пользования.. В основе часто встречающихся методов очистки сточных вод лежат три принципа:

Механическое отстаивание грубодисперсной взвеси, иногда с добавлением коагулянтов и флокулянтов.

Осаждение примесей в виде труднорастворимых солей;

Окисление до безвредных соединений.

В этой связи существует два способа организации схем очистки сточных вод: путем последовательного выделения отдельных примесей с помощью реагентов и комплексным выделением сразу большинства загрязнений. Первый обеспечивает более высокую очистку сточных вод, но приводит к сложной мноступенчатой схеме. Второй вариант прост и дешев, но для каких-то примесей он может оказаться далеко не лучшим.

Сырье является важнейшим исходным элементом любого технологического процесса. Его качество, соответствие технологическим требованием и уровень переработки, стоимость и доступность в значительной степени определяют основные ка-чественные, количественные и стоимостные показатели выпус-каемой продукции.
Сырьем называют вещества природного и синтетиче-ского происхождения, используемые как исходный материал в производстве промышленной продукции и энергии. Сырье, в основном, классифицируется по агрегатному состоянию, составу и происхождению.
По агрегатному состоянию сырье делится на твердое (уголь, торф, руды, сланцы, древесина), жидкое (вода, соляные рассолы, нефть) и газообразное (воздух, природные и промышленные газы).
По составу сырье подразделяется на органическое и минеральное. Органическое, в свою очередь, подразделяется по происхождению на растительное и животное. К минеральному сырью (от лат. minera - руда) относятся полезные ископаемые, добываемые из недр земли. Их особенностью является невозобновляемость по мере добычи и использования. Неравномер-ность распределения сырьевых ресурсов по поверхности земли и ее недрам, концентрация полезных веществ и химический состав определяют стоимость добычи и переработки сырья.
Минеральное сырье. Минеральное сырье является важнейшим сырьем промышленности. Оно включает в себя около 2500 различных минералов, отличающихся друг от друга по химическому составу, физическим свойствам, кристаллической форме, по применению и прочим признакам. Земная кора состоит, в основном, из 14 химических элементов (99,5%): кислорода - 49,13%, кремния - 26,00, алюминия - 7,45, железа - 4,20, кальция - 3,25, натрия - 2,40, магния - 2,35, калия - 2,35, водорода - 1,00% и др.
Минеральное сырье делят на рудное, нерудное и горючее.
Рудным сырьем называют полезные ископаемые (про-мышленные металлические руды), содержащие один или не-сколько металлов в количестве и форме, допускающими их эко-номически выгодное извлечение. По количеству содержащихся металлов руды подразделяются на монометаллические - содержат один металл, биметаллические - два металла и поли-металлические - содержат более двух извлекаемых при пере-работке металлов. Примером монометаллических руд являются железные, хромовые, золотые и другие руды, биметаллических
- свинцово-цинковые, медно-молибденовые и др. Полиметалли-ческие руды могут содержать цинк, свинец, медь, серебро, золото и др. металлы. Например, 50% мировой добычи серебра, а в России - 70% всего добываемого серебра извлекается из по-лиметаллических руд.
Металлы в рудах могут находиться в виде оксидов (же-лезные руды), сульфидов (медные руды) или более сложных химических соединений. Некоторые металлы встречаются в чистом виде или в сплавах с другими металлами - в так называемых самородных рудах, например, золото и платина.
Металлические руды редко состоят только из металло-содержащих минералов. Обычно в их состав входят другие ми-нералы, не содержащие металлы и называемые пустой породой.
Месторождения руд делят на коренные - в виде моно-литных горных пород, рудных массивов и рассыпные - продукты распада и разрушения коренных горных пород. Вторые - хуже качеством, более рыхлые, мелкие, пылеватые и требуют больших затрат на добычу и обработку.
Нерудным называют сырье, используемое в производстве неметаллов (серы, фосфора и др.), различных солей (калийных, соды, поваренной соли и др.), минеральных удобрений и строительных материалов. Важнейшими видами нерудного сырья являются: самородная сера, апатиты, фосфориты, природные соли, песок, глина и т.д. К нерудному сырью относятся также и редкие минералы промышленного значения - алмазы, графит, асбест и др.
Для производства строительных материалов используют горные породы различного происхождения и состава: глину, песок, гравий, песчаник, гипс, известняк, мел, гранит, пемзу, туф и т.д. Многие виды сырья для производства строительных материалов добываются открытым способом в карьерах.
Хотя большая часть нерудного сырья и содержит металлы, но в объемах и виде, экономически нецелесообразных для их извлечения, например, фосфориты, апатиты, алюмосиликаты и др.
К горючему минеральному сырью относятся органические ископаемые: нефть, уголь, торф и сланцы, которые, в основном, используются как топливо или как сырье для химической промышленности.
Топливо - горючие вещества, основной составной частью которых является углерод, применяемые с целью получения при их сжигании тепловой энергии. Топлива делятся по агрегатному состоянию и по происхождению,
По агрегатному состоянию все топлива подразделяются на твердые (ископаемые угли, торф, древесина, сланцы), жидкие (нефть, нефтепродукты), газообразные (природный и попутный газы).
По происхождению топливо подразделяется на есте-ственное и искусственное, т. е. полученное в результате пере-работки естественного топлива или в качестве отходов различных технологических процессов (например, доменный газ).
Для оценки топлива основным показателем служит его удельная теплота сгорания, т. е. количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании единицы массы или объема топлива (Дж/кг и Дж/м3). Техническая характеристика топлива определяется его составом. В состав всех видов топлива входит горючая масса (органическая масса + горючие неорганические вещества, например, сера) и негорючая масса (зола, влага) - балласт. Органическая масса топлива состоит в основном из углерода, водорода, а также азота и кислорода. Чем больше в топливе золы и влаги, тем ниже его теплота сгорания; чем выше содержание углерода и водорода и меньше кислорода и азота, тем больше его теплота сгорания.
Для сопоставления тепловой ценности различных видов органического топлива принята единица условного топлива. Теплота сгорания 1 кг твердого условного топлива (или 1 м3 га-зообразного) составляет 29,3 мДж или 7000 ккал. Соответственно, 1 т бурого угля принимается за 0,4 т, каменного угля - за 1,0 т, а нефти - за 1,4 т условного топлива. Для сопоставления эко-номической ценности топливных материалов берется цена нефти на мировом рынке.

Сырьем называют природные материалы, используемые в производстве промышленной продукции. Сырье – это главный элемент производства, от которого зависят его экономичность, выбор технологии, аппаратуры и также качество продукции. Полупродуктом называют сырье, прошедшее обработку на одной или нескольких стадиях производства, но не являющееся товарным целевым продуктом. Полупродукт может быть сырьем следующей стадии производства. Побочным продуктом называют вещество, образующееся в процессе переработки сырья параллельно с целевым продуктом, но не являющееся целью данного производства. Отходами производства называют остатки сырья, материалов и полупродуктов, образующихся в производстве, которые не могут быть исполь -зованы в качестве товарных продуктов, частично или целиком утратившие свои качества.

Классификация сырья Химическое сырье классифицируют по происхождению, химическому состоянию, ресурсам и агрегатному состоянию. По агрегатному По химическому По видам запасов состоянию Твердое Жидкое Газообразное По происхождению Минеральное, в том числе: Неорганическое Возобновляемое – рудное, – нерудное, – горючее Растительное Органическое Невозобновляемое и животное Вода Воздух

Классификация сырья Химическое сырье подразделяется на первичное и вторичное: первичное сырьё извлекают из природных источников; вторичное сырьё – это промежуточные и побочные продукты промышленного производства и потребления. При этом следует отметить, что капитальные вложения в переработку вторичного сырья в среднем в четыре раза меньше, чем для переработки первичного сырья. В промышленно развитых странах повторное использование металлов и сплавов составляет: стали – 70; меди – 55; алюминия и олова – по 45; цинка – 21 % масс. Еще один принцип классификации сырья предполагает его деление на природное и искусственное (полученное при промышленной обработке природного сырья).

Общие требования к сырью Сырьё должно обеспечивать: Ø малостадийность производственного процесса; Ø агрегатное состояние системы, обеспечивающее минимальные затраты энергии для создания оптимальных условий протекания технологического процесса; Ø минимальные потери подводимой энергии в окружающую среду; Ø минимальные потери энергии с продуктами процесса; Ø возможно более мягкие условия процесса (время контакта, температура, давление) и минимальный расход энергии на изменение агрегатного состояния реагентов и осуществление технологического процесса; Ø максимальный выход целевого продукта.

Рациональное использование сырья Доля сырья в себестоимости товарной продукции является основной и достигает 70 %. Химическая промышленность использует в качестве сырьевых источников соединения более 80 элементов. Эти элементы, главным образом, входят в состав земной коры и распределены в ней крайне неравномерно и по природе, и по концентрации, и по географическому положению. Доля, приходящаяся на тот или иной элемент, содержащийся в земной коре, называется кларком. Элемен О Si Al Fe Ca Na Mg K H т Кларк, 49, 13 26, 0 7, 45 4, 20 3, 25 2, 40 2, 35 1, 00 % На девять элементов приходится 98 % массы земной коры. Доля всех остальных элементов составляет всего 1, 87 %. Из них кларк углерода, составляющего основу жизни, равен 0, 35 %.

Рациональное использование сырья Все ресурсы химического сырья делятся на запасы, т. е. выявленные и изученные, и на потенциальные ресурсы. В свою очередь по степени изученности и пригодности к эксплуатации запасы сырья делятся на три категории: Ø категория А – это запасы, детально разведанные и подготовленные к разработке; Ø категория В – это запасы, установленные в результате геологоразведочных работ; Ø категория С – это запасы, определенные по результатам геофизической разведки и изучения по естественным выходам на поверхность.

Рациональное использование сырья Возможность использования сырья для промышленного производства определяется его ценностью, доступностью и концентрацией полезного компонента. Ценность сырья зависит от уровня развития технологии и задач, стоящих перед производством, и может меняться со временем. К примеру, уран, ранее являвшийся отходом при получении радия, теперь является важнейшим стратегическим сырьем. Доступность сырья для добычи определяется географией месторождения, глубиной залегания, разработанностью промышленных методов извлечения, наличием людских ресурсов для его эксплуатации. Существенным фактором, определяющим возможность использования запасов сырья, является концентрация целевого элемента.

Рациональное использование сырья На долю России приходится мировых запасов (в масс. %): газа – 40, ископаемых углей – 23, нефти – 6 -8, древесины – 30, торфа и калийных солей – более 50, различного минерального сырья – около 20, в том числе железа и олова более – 27, никеля – 36, меди – 11, кобальта – 20, свинца – 12, цинка – 16, металлов платиновой группы – 40. По запасам золота Россия занимает третье место в мире. К этому следует добавить, что на территории России сосредоточено 20 % мировых запасов пресной воды.

Подготовка минерального сырья В химической промышленности эффективность технологического процесса в значительной степени зависит от вида сырья, качества и от его стоимости. Перед использованием минеральное сырьё подвергается специальной подготовке, которая включает два этапа: Ø очистка от примесей, которые отрицательно влияют на дальнейший ход химического превращения, этот этап является основной операцией в подготовке сырья; Ø увеличение концентрации ценного компонента, так концентрированное сырьё экономически и технологически эффективнее.

Подготовка минерального сырья Процесс очистки и разделения твёрдого сырья называют обогащением. Для жидкого и газообразного сырья используют термин концентрирование. Обогащение минерального сырья основано на использовании различия физических, физико-химических и химических свойств компонентов. Методы обогащения разнообразны и принципиально отличаются для твёрдого, жидкого и газообразного сырья. В результате обогащения получают следующие составные части: Ø концентрат – это фракция, обогащённая полезным компонентом; Ø хвосты – это пустая порода. Способы обогащения разделяются на механические, физические и физикохимические.

Подготовка минерального сырья Механические способы обогащения – рассеивание и гравитационное разделение. Рассеивание (или грохочение) – это разделение твёрдой породы, основанное на различной прочности компонентов. Измельчённое сырьё пропускается последовательно через грохоты, которые представляют собой металлические сита с отверстиями различных размеров. При грохочении образуются зёрна различной величины, в результате происходит разделение на фракции, обогащённые определённым минералом.

Подготовка минерального сырья Механические способы обогащения – рассеивание и гравитационное разделение. Гравитационное обогащение основано на различной скорости падения частиц измельчённого материала, имеющего различную плотность, форму и размеры. Такое разделение проводят либо в потоке жидкости (мокрое гравитационное обогащение), либо в потоке газа или под действием центробежных сил.

Подготовка минерального сырья Механические способы обогащения – рассеивание и гравитационное разделение. Принципиальная схема мокрого гравитационного обогащения

Подготовка минерального сырья Механические способы обогащения – рассеивание и гравитационное разделение. К аппаратам мокрого гравитационного обогащения относится гидроциклон, принцип работы которого основан на действии центробежной силы.

Подготовка минерального сырья Физические способы обогащения – электростатическая и электромагнитная сепарация, термический метод. Электромагнитная сепарация и электростатическая сепарация основаны на различиях в магнитной проницаемости или электрической проводимости компонентов сырья. Электромагнитное обогащение применяют для разделения магнитовосприимчивых частиц от немагнитных, а электростатическое обогащение для разделения электропроводящих веществ от диэлектриков. Разделение осуществляется в электромагнитных или электростатических сепараторах, имеющих сходный принцип работы.

Подготовка минерального сырья Физические способы обогащения – электростатическая и электромагнитная сепарация, термический метод. Схема электромагнитного сепаратора:

Подготовка минерального сырья Физические способы обогащения – электростатическая и электромагнитная сепарация, термический метод. Термическое обогащение твёрдого сырья основано на различии температур плавления компонентов сырья. Например, нагреванием серосодержащей породы отделяют легкоплавкую серу от пустой породы, состоящей из более тугоплавких известняков, гипса и других минералов.

Подготовка минерального сырья Физико-химические способы обогащения – флотация и экстракция. Флотация является одним из самых крупномасштабных технологических процессов обогащения и разделения твёрдого минерального сырья. Различают пенную, плёночную и масляную флотацию. В основе всех видов флотации лежит различие в смачиваемости жидкой фазой частиц пустой породы и ценного извлекаемого материала.

Подготовка минерального сырья Физико-химические способы обогащения – флотация и экстракция. Основы флотации рассмотрим на примере пенной флотации. Предварительно измельчённый материал интенсивно перемешивается в воде, образуется пульпа, через которую барботируется воздух. Обычно частицы ценного материала плохо смачиваются водой, захватываются пузырьками воздуха и в виде пены выносятся на поверхность воды. Затем эта пена механически удаляется и поступает на дальнейшую переработку, а хорошо смачиваемая пустая порода переходит в воду.

Подготовка минерального сырья Физико-химические способы обогащения – флотация и экстракция. Минерализованную пену (пенный продукт) называют флотационным концентратом. Как правило, он представляет собой ценный компонент обогащаемого сырья. Частицы, которые хорошо смачиваются и остаются в пульпе, образуют камерный продукт (или хвосты). Как правило, это пустая порода. Смачиваемость минералов характеризуется краевым углом смачивания, который образуется вдоль линейной границы раздела Т – Ж – Г:

Подготовка минерального сырья Физико-химические способы обогащения – флотация и экстракция. Большинство минералов природных руд мало отличаются по смачиваемости друг от друга. Для их разделения создают условия неодинаковой смачиваемости водой отдельных компонентов. Для повышения эффективности процесса флотации (для повышения селективности, ускорения и создания устойчивой пены) во флотатор добавляют так называемые флотореагенты. Расход флотореагентов невелик и может составлять сотню граммов на тонну сырья. Это позволяет использовать даже сравнительно сложные и дорогостоящие поверхностно-активные вещества для тонкого регулирования поверхностных свойств разделяемых материалов.

Подготовка минерального сырья Физико-химические способы обогащения – флотация и экстракция. К флотореагентам относятся: Ø Собиратели (или коллекторы) – способствуют образованию гидрофобных плёнок на поверхности гидрофильных частиц. Гидрофобизированные частицы прилипают к пузырькам воздуха и поднимаются на поверхность пульпы в пену и удаляются вместе с ней в виде флотационного концентрата. Собирателями служат поверхностно-активные вещества (ПАВ), содержащие полярную и неполярную группу. Например, жирные кислоты и их мыла (олеиновая кислота, нафтеновая кислота), а также ксантогенаты, чаще ксантогенат калия.

Подготовка минерального сырья Физико-химические способы обогащения – флотация и экстракция. К флотореагентам относятся: Ø Пенообразователи – обеспечивают устойчивость пузырька, достаточную для доставки частиц на поверхность флотатора. Минерализованная пена должна быть умеренно устойчивой, плотной и подвижной. Слой пены должен содержать как можно меньше воды с тем, чтобы облегчить дальнейшую переработку. В качестве пенообразователей используют ПАВ, образующие адсорбционные плёнки на поверхности пузырьков воздуха. К наиболее эффективным пенообразователям относятся сосновое масло, фракции каменноугольной смолы, алифатические спирты.

Подготовка минерального сырья Физико-химические способы обогащения – флотация и экстракция. К флотореагентам относятся: Ø Подавители (или депрессоры) – применяют для повышения смачиваемости минеральных примесей, они способствуют переходу этих примесей в хвосты (или камерный продукт). В качестве подавителей выступают электролиты (известь, цианиды, сульфиты, цинковый купорос, силикат натрия). Ø Активаторы – способствуют усилению адсорбции коллекторов. Часто их используют для разделения хвостов и устранения действия подавителей. В качестве активаторов выступают медный купорос, серная кислота, сульфид натрия. Регуляторами среды являются известь, сода, серная кислота и другие вещества.

Подготовка минерального сырья Физико-химические способы обогащения – флотация и экстракция. Различают коллективную и селективную флотацию. Коллективная флотация – процесс, при котором получают концентрат, содержащий все полезные компоненты, и пустую породу. Коллективный концентрат затем разделяют на отдельные составляющие компоненты. Это разделение осуществляется с помощью избирательной (или селективной) флотации. В этом случае кроме собирателей и пенообразователей в процесс вводят депрессоры. Они способны усиливать гидрофильность определённых минералов, препятствуя их всплыванию. В последующем вносят активаторы, которые снимают действие депрессоров и способствуют всплыванию минералов.

Подготовка минерального сырья Физико-химические способы обогащения – флотация и экстракция. Экстракция – это процесс избирательного извлечения одного или нескольких компонентов из водной среды в жидкую органическую. При этом предполагается, что органическая фаза практически не растворяется в водной. После разделения фаз извлекаемый компонент вновь переводят в водную фазу. Этот процесс называют реэкстракцией. При этом экстрагент регенерируется. Хорошими экстрагентами являются карбоновые или нафтеновые кислоты, амины, четвертичные аммониевые основания, хорошо растворимые в керосине или гексане. Требования к экстрагентам: Ø лёгкость регенерации; Ø нетоксичность; Ø низкая стоимость.

Подготовка газообразного сырья Газообразное сырьё бывает природного и промышленного происхождения. Природное сырьё представлено углеводородными газами (природный газ) и воздухом. В качестве газообразного сырья промышленного происхождения используются газы коксохимического производства (коксовый газ), газы нефтепереработки (попутный газ), газы металлургических производств, газы переработки твёрдого топлива (генераторный газ). Методы обогащения газообразных многокомпонентных систем (или очистка и разделение газовых смесей) основаны на различии свойств компонентов смеси (например, на различии температур кипения, растворимости в каком-либо растворителе, сорбционной способности).

Подготовка газообразного сырья Разделение газов: Ø разделяют воздух на азот и кислород; азот используется в производстве аммиака, а кислород – как окислитель в химической промышленности и в металлургии. Кроме того, из воздуха выделяют аргон; Ø из коксового газа выделяют аммиак в виде сульфата аммония; водород, используемый далее для получения азотоводородной смеси; и сероводород, который используется для получения серной кислоты. Очистка газов: Ø природный газ, применяемый в производстве аммиака, очищают от серо -содержащих соединений; Ø конвертированный газ производства аммиака очищают от диоксида углерода; Ø перед колонной синтеза аммиака азотоводородную смесь очищают от следов кислородсодержащих соединений.

Подготовка газообразного сырья Основные методы разделения газовых смесей: Ø метод конденсации заключается в том, что при охлаждении газовой смеси более высококипящие компоненты конденсируются первыми и отделяются в сепараторах. В производстве синтетического аммиака методом конденсации отделяют аммиак от непрореагировавшей азотоводородной смеси. Из коксового газа фракционным охлаждением выделяется водород.

Подготовка газообразного сырья Основные методы разделения газовых смесей: Ø сорбционные методы основаны на различной сорбционной способности компонентов каким-либо поглотителем. В сорбционных процессах выделяют: адсорбцию и абсорбцию. Адсорбция – это процесс поглощения одного или нескольких компонентов газовой смеси твёрдой поверхностью адсорбента. Процесс поглощения осуществляют в аппаратах, называемых адсорберами. Адсорберы бывают: с неподвижным слоем адсорбента, с движущимся слоем, а также с кипящим слоем. Адсорбер работает в режиме «адсорбция ↔ десорбция» . В качестве адсорбентов используют: активированный уголь, цеолиты, пористые стёкла.

Подготовка газообразного сырья Основные методы разделения газовых смесей: Ø сорбционные методы основаны на различной сорбционной способности компонентов каким-либо поглотителем. В сорбционных процессах выделяют: адсорбцию и абсорбцию. Абсорбция – это избирательное поглощение одного или нескольких компонентов газовой смеси жидким поглотителем (абсорбентом). В качестве абсорбентов обычно используются органические и неорганические растворители. Очистка и разделение газовой смеси проходит в двух аппаратах. В одном (абсорбере) протекает абсорбция какого-либо компонента охлаждённым абсорбентом, в другом (регенераторе) – десорбция, при этом выделяется поглощённое вещество из раствора и регенерируется абсорбент.

Подготовка газообразного сырья Основные методы разделения газовых смесей: Ø мембранный метод очистки газовых смесей основан на разделении с помощью микропористых перегородок (или мембран), проницаемых для молекул одного вида и непроницаемых для молекул другого вида. Мембранный метод разделения наиболее совершенный, так как исключены высокие давления и низкие температуры. В мембранных аппаратах разделяют воздух на азот и кислород, метан и водород, метан и гелий. Газы очищают также от пыли и влаги.

Отраслевой состав комплекса достаточно широк, в него входят: основная химия (производство солей, кислот и щелочей), органический синтез и переработка полимеров основами для которых является сырье горно химической промышленности (апатиты, фосфориты, сера и др.), а также нефтепродукты. Исходный материал для производства может иметь как синтетическое, так и природное происхождение, и классифицируется именно по этому параметру:

1. Минеральное. Включает в себя неорганические составы: руды тяжелых и цветных металлов, нерудные и горючие полезные ископаемые, а также воду и воздух.
2. Растительное. Все виды древесины, хлопка, масленичных и сахарных культур, каучук и лекарственные растения.
3. Животное. Жировые ткани и обработанная кость.
4. Синтетические. Углеводородные продукты угольной и нефтегазоперерабатывающей промышленностей.

Отдельно в сырье, используемое в химической промышленности, входит несколько незаменимых реактивов, к ним относится: формиат и нитрит натрия, значительно повышающие эксплуатационные характеристики стройматериалов и предотвращающие появление коррозии, а также селитра - металлургическое сырье.

Органический синтез для получения сырье в химической промышленности

Несмотря на то, что виды сырья химической промышленности достаточно разнообразны, основу большинства популярных продуктов данной отрасли составляют первичные исходные углеводороды, содержащиеся в нефти. Обработка этого полезного ископаемого, перед тем как его можно будет использовать в производстве изделий и материалов состоит как минимум из трех этапов:

• промысловой подготовки - дегазации, дегидратации, обессоливания и стабилизации;
• прямой гонки - отделения топливных фракций: бензина, лигроина, керосина, дизеля, мазута от масел и смазочных составов различного назначения;
• термической и каталитической переработки нефтяных дистиллятов.

Основное сырье для химической промышленности - крекинговые продукты (алканы и олефины). Такие органические вещества позволяют получить парафин, аммиачные удобрения и реактивное топливо. Этилен - основа для множества материалов от спирта и водных составов до разнообразных пластмасс. Его соединения с другими веществами используются практически повсеместно:

1. Этиловый спирт - самый известный растворитель и основа для производства целлофана и ацетатного волокна.
2. Дихлорэтан позволяет создать мягкие поливинилхлоридные пластмассы, из которых изготавливают: линолеум, плитку и искусственную кожу, а также латексные, волокнистые упаковочные материалы и покрытия.
3. Изопропиловый спирт получают из пропилена и используют для создания ацетона, фенола и плексигласа. Также без этого ненасыщенного углерода невозможно синтезировать аллилхлорид, который выступает в качестве основной составляющей части глицерина.
4. Газ бутилен преобразовывается в одноименные спирты и незаменим в производстве качественных резин.

Отдельно стоит отметить этилен-пропиленовые каучуки с повышенным показателем устойчивости и сопротивления, которые незаменимы для изоляционных нужд во всех отраслях.

Ароматические и газовые углеводороды как сырьё для химической промышленности

Поставщики сырья для химической промышленности, основная масса которых работают именно с нефтепродуктами, чаще всего используют обработку бензиновых фракций, каталитическим риформингом и пиролизом остаточных материалов от производства этилена и пропилена для получения органических соединений:

1. Бензол - основа для присоединения дополнительных веществ, изменяющих его характеристики. Чаще всего производятся стирол и фенол - пластмассовые полимеры, а также анилин - универсальный ароматический амин для создания широкого спектра продукции. Из фениламина изготавливают красители, вулканизирующие агенты, полиуретаны, пестициды и даже лекарственные препараты. Кроме того именно бензол повышает октановое число в топливе и присутствует в экстрагированном виде в большинстве лаков, красок и моющих средств.
2. Толуол - известен как основа для TNT, также может присутствовать в лакокрасочных составах и растворителях, входит в список необходимых углеводов для создания сахарина.
3. Ксилол (О; М; П) принимает участие в полимеризации пластмасс, пластификаторов, и покрытий, а также является основой пленочных майларовых конденсаторов и капрона.

Газ, как сырье для химической промышленности - гораздо более выгодный материал. Цена продажи, технологичность и чистота продукта у таких углеводородов куда выше, чем у нефтепродуктов, а себестоимость, напротив, меньше. Кроме того схемы переработки и транспортировки газа легко автоматизируются и зачастую выполняются в непрерывном цикле.

Метанол - мультифункциональный спирт, основа антифриза, формальдегида, смол и пластмасс, а также дезинфицирующее, антисептическое и дезодорирующее средство. Сырье для химической промышленности в России добывают, синтезируют и обрабатывают несколько сотен производств различного масштаба и данная отрасль, на сегодняшний день считается одной из самых перспективных и доходных.

Примеры сырья для химической промышленности на выставке

ЦВК «Экспоцентр» - крупнейший отечественный организатор выставочных мероприятий и создатель собственных успешных проектов направленных на стимулирование развития различных отраслей промышленности. Экспозиция «Химия» в текущем году соберет вместе отечественных и иностранных представителей заинтересованных в продвижении и усовершенствовании бизнеса в секторе химической индустрии.

«Экспоцентр» рад предложить своим гостям новый полностью отреставрированный уровень, спроектированный специально для комфортной инсталляции демонстрационных павильонов любой сложности. Выставка традиционно собирает представителей самых влиятельных компаний, НИИ, государственных отраслевых ведомств и массу журналистов. Одной из тем обсуждения на данном мероприятии является сырье для химической промышленности и возможности по модернизации добычи и его подготовки.