Система технологий

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Что такое технологический баланс? Какова его структура? При составлении какой технико-экономической документации используют данные технологического баланса?

2. В чем сущность биохимических, фотохимических, радиационно-химических, плазмохимических процессов? Указать области их применения.

3. Какие основные группы физических процессов используют в системах технологий?

4. Проблемы и перспективы развития современных технологий в Украине (на примере любой отрасли).



1. Что такое технологический баланс? Какова его структура? При составлении какой технико-экономической документации используют данные технологического баланса?

В основе любого промышленного производства лежит технологический процесс, представляющий собой совокупность операций, непосредственно связанных с добычей, переработкой сырья в полуфабрикаты или готовую продукцию.

Для осуществления процесса составляют технологический баланс. Он представляет собой результаты расчетов, содержащие количество введенных и полученных в производственном процессе материалов, энергии, то есть приход и расход. Технологический баланс выражают в виде уравнений, таблиц, диаграмм.

Из определения технологического баланса следует, что он включает материальный и энергетический балансы. При их составлении используют законы сохранения материи и энергии. В каждом материальном балансе количество введенных в технологический процесс сырьевых продуктов должно быть равно количеству основных и промежуточных продуктов, а также отходов производства. Аналогично количество введенного с исходными веществами тепла, электроэнергии должно равняться количеству энергии, уходящей с продуктами и отходами.

При составлении технологических балансов используют стехиометрические, термохимические расчеты, физико-химические закономерности.

Материальный и энергетический балансы нужны не только для эффективного проведения процессов, но и для их анализа. По балансам определяют фактический выход продукции, коэффициенты полезного использования энергии, расход сырья, потери сырья, топлива, энергии.

Сначала составляют материальный, а затем энергетический (тепловой) балансы.

Материальный баланс - это количественное выражение закона сохранения материи. Масса веществ, поступивших на технологические операции (приход), равна массе веществ, образовавшихся в результате процесса (расход).

Материальный баланс составляют по уравнениям химических реакций, при этом учитывают параллельные и побочные реакции. Побочные реакции являются следствием присутствия примесей в исходном сырье. Поэтому в материальный баланс входят массы исходных веществ, примесей, а также массы основных, побочных продуктов, отходов.

Неточность технико-химического анализа, неточность учета всех протекающих реакций свидетельствует о наличии погрешности в расчете материального баланса.

Массы веществ отдельно находят для твердой (), жидкой () и газообразной () фаз. Тогда можно записать:

,

где , , - массы продуктов, получившихся в результате технологического процесса (расход).

В реальных технологических процессах не всегда участвуют все фазы. Кроме того, часть продуктов остается не прореагировавшей. Тогда уравнение материального баланса будет иметь вид:

,

где , - массы веществ, вступивших в процесс;

, - массы веществ, образовавшихся в результате процесса;

, - массы не прореагировавших исходных веществ;

- масса побочных продуктов;

- масса отходов.

Материальный баланс составляют на единицу готовой продукции, единицу массы сырья, единицу времени.

После проведения расчетов результаты оформляют в виде таблицы, состоящей из двух частей: приход, расход. В каждой части таблицы все статьи баланса выражают в массовых, объемных единицах, а также в процентах. Это необходимо для анализа процесса, то есть установления степени превращения исходных веществ, выхода продуктов.

Тепловой баланс является количественным выражением закона сохранения энергии. Применительно к химическим процессам он формулируется так: количество тепловой энергии, поступившей в зону взаимодействия веществ, равно количеству энергии, вынесенной веществами из этой зона. Уравнение теплового баланса имеет вид:

,

где - фактическая теплота, поступившая в зону взаимодействия с исходными веществами;

- теплота экзотермических реакций и физических переходов из одного агрегатного состояния в другое (плавление, испарение, кристаллизация, растворение). Если тепловой эффект взаимодействия отрицательный, то помещают в расходную часть баланса;

- теплота, введенная в зону процесса и не принимающая участия в химических превращениях (обогрев, охлаждение за счет использования газа, топлива, горячей воды, хладоагента и т. д.);

- физическая теплота, выходящая из процесса с продуктами реакции;

- потери тепла в окружающую среду.

Физическую теплоту, поступающую с исходными веществами, а также выведенную теплоту находят по формуле:

,

где М - масса исходных веществ;

с - средняя теплоемкость веществ при температуре их поступления;

t - температура исходных веществ или конечных продуктов.

Теплоту экзометрических реакций, физических переходов из одного агрегатного состояния в другое берут из экспериментальных данных или рассчитывают по закону Гесса.

Потери тепла в окружающую среду, обусловленные теплопроводностью стенок аппарата, излучением, конвекцией, определяют по зависимости теплопередачи, либо берут из практических данных. Их также рассчитывают по разности между приходом и расходом тепла.

Тепловой баланс рассчитывают на основе материального баланса, выражают в кДж; результаты оформляют в виде таблицы.

Следует помнить, что одним из факторов, определяющих конкурентную способность разных технологий, является рациональное использование теплоты [2].

2. В чем сущность биохимических, фотохимических, радиационно-химических, плазмохимических процессов? Указать области их применения

технологический баланс современный физический

Биохимические процессы.

В настоящее время все большее значение приобретает применение биохимических процессов в различных отраслях народного хозяйства, для производства продукции, используемой в медицине, в сельском хозяйстве и различных отраслях промышленности.

Под биотехнологическими процессами понимается техническое использование биохимических процессов, протекающих в живой клетке.

Большинство биохимических реакций в организме являются каталитическими. Чтобы процессы в живых клетках протекали с большей скоростью в неоптимальных условиях (отсутствие высокой температуры и высокого давления), нужны биологические катализаторы, по своей эффективности значительно превышающие катализаторы, используемые промышленностью.

Биологические катализаторы характеризуются такими свойствами, как высокая активность и селективность, большая скорость превращений, сравнительно низкая температура процессов, отсутствие необходимости повышенного давления, использование принципов биологического катализа, осуществляемого природой, в промышленном масштабе позволяет по новому перестроить целые отрасли промышленности, значительно расширяет ресурсы для сельского хозяйства и ассортимент лекарственных препаратов.

Биологическими катализаторами являются синтезируемые в организме ферменты, гормоны, а также вносимые извне витамины. Наибольшее значение для науки и техники имеет ферментативный катализ.

В промышленности биологические процессы осуществляются при помощи микроорганизмов, состав клеток которых, также как и в состав других живых клеток, входят белки, ферменты, аминокислоты, липиды, витамины и другие органические вещества. В результате активности находящихся в клетке ферментов не только увеличивается биомасса клеток, но и синтезируются различные ценные внеклеточные вещества. Биомассу можно использовать как источник получения пищевых продуктов и в животноводстве.

По сравнению с химическими и физико-химическими микробиологические процессы имеют ряд преимуществ: реакции протекают при сравнительно низкой температуре, нормальном давлении, в сравнительно простом по конструкции оборудовании. Благодаря этому упрощается технологический процесс, снижаются капиталовложения и эксплуатационные расходы.

Основанные на процессах жизнедеятельности микробов, микробиологические процессы подразделяются на аэробные, идущие в атмосфере кислорода, и на анаэробные - в отсутствии последнего. В технике наибольшее значение имеют аэробные процессы [3].

Фотохимические процессы.

Возможность использования фотохимических процессов зависит от источников излучения и конструкции аппаратуры. В качестве источников излучения используется поглощение видимого света, ультрафиолетовый свет и реже инфракрасное излучение. Механизм фотохимических процессов основан на активации молекул реагирующих веществ при поглощении света. При поглощении света меняется электронная структура молекулы, т.е. электроны наружных оболочек атома возбуждаются, и молекула становится способной к химическим превращениям. Когда молекула поглощает свет, она приобретает энергию в виде квантов.

По природе фотохимические процессы можно разделить на прямые и сенсибилизированные. В прямой реакции излучение поглощается одним или несколькими веществами, участвующими в реакции. В сенсибилизированной реакции излучение поглощает определенное вещество, возбуждает реакцию, но само в реакции не участвует. В каждой фотохимической реакции различают 3 стадии: поглощение света и переход молекулы в электронно - возбужденное состояние; первичные фотохимические процессы с участием возбужденных молекул и образованием первичных фотохимических продуктов; вторичные реакции веществ, образовавшихся в первичном процессе.

Продуктами первой стадии фотохимического процесса могут быть короткоживущие изомеры, обладающие повышенной электронной энергией, атомы и радикалы. Часто они имеют неспаренные электроны и легко участвуют во вторичных реакциях. Во вторичных реакциях происходят вращение первичных продуктов реакции. Передача возбуждения от одной молекулы к другой называется сенсибилизацией, а вещество, поглощающее свет и выступающее в роли переносчика энергии, называют фотосенсибилизатором.

Сам фотосенсибилизатор в реакции не меняется. Иногда возбужденные молекулы реагируют с другими молекулами, присутствующими в процессе с образованием стабильных продуктов реакции.

Фотохимические реакции протекают как в природе, так и в промышленности.

В зависимости о роли и характера влияния света фотохимические процессы условно можно разделить на 3 группы.

К первой группе относятся реакции, которые самопроизвольно могут протекать после поглощения реагентами светового импульса. Для этих процессов свет играет роль возбудителя и инициатора. К таким процессам относятся: хлорирование и бромирование углеводородов, синтез некоторых полимеров, синтез хлористого водорода.

Ко второй группе фотохимических процессов относятся процессы, для проведения которых необходим непрерывный подвод световой энергии к реагентам. При устранении света процесс прекращается. К процессам такого типа можно отнести: процессы, протекающие в живой клетке; процессы природного фотосинтеза; процесс образования электрического тока в солнечных батареях; процесс разложения галоидных соединений серебра.

К третьей группе относятся химические процессы, протекающие под действием света - фотокаталитические реакции. Свет в этих процессах поглощается нереагирующими веществами, а катализатором, ускоряющим процесс.

Под действием света происходит возбуждение электронов атомов, расположенных на поверхности катализатора, и снижение энергии активации реакции. В качестве фотокатализаторов используются некоторые полупроводниковые металлы (оксиды цинка, меди, кадмия, олова), нанесенные на основу. К фотокаталитическим процессам относятся: синтез органических веществ; реакция разложения пероксида водорода.

Целесообразность и распространенность применения фотохимических процессов объясняется преимуществами их перед термическими: возможность точной регулировки степени возбуждения молекул; высокая селективность реакции; процессы мало зависят от температуры; скорость реакции легко регулируется; высокая степень чистоты получаемого продукта [3].

Радиационно-химические процессы.

Задачей радиационно - химических процессов (РХП) является выбор наиболее экономичного пути осуществления РХП при получении продукта с заданными свойствами. РХП относится к процессам, в которых главную роль играют возбужденные атомы, ионы, молекулы, радикалы. Энергия ионизирующего излучения обычно в сотни тысяч раз превышает энергию химических связей.

Для ионизации используются потоки заряженных частиц большой энергии и высокочастотные электромагнитные колебания.

Для ионизации используются генераторы излучений на базе искусственных и осколочных изотопов и др. Механизм РХП объясняется особенностями взаимодействия излучений и реагирующими веществами и состоит из трех стадий.

На первой стадии (физической) энергия первичного излучения перераспределяется между вторично заряженными частицами. Эти частицы при взаимодействии с электронами атомов приводят к возбуждения и ионизации новых молекул веществ.

На второй стадии (физико-химической) химически активные заряженные ионы и незаряженные осколки ядер реагируют между собой и с другими молекулами с большой скоростью. В результате вторичных реакций образуются новые активные частицы (свободные радикалы, ионы).

На третьей стадии (химической) происходят реакции, приводящие к образованию молекул нового вещества (радиационно-химический синтез).

РХП имеют ряд преимуществ по сравнению с химическими процессами: возможность создания необходимого распределения центров инициирования благодаря высокой проникающей способности излучений; скорость процесса практически не зависит от температуры, что позволяет проводить РХП при низкой температуре; скорость инициирования легко регулируется изменением мощности дозы излучения; отсутствие катализатора приводит к получению более чистых материалов; замена в некоторых случаях многостадийных процессов синтеза одностадийными.

Все эти преимущества свидетельствуют о том, что РХП являются наиболее прогрессивными процессами.

В промышленности условно выделяют следующие направления применения РХП:

1. Радиационная полимеризация;

2. Радиационное сшивание полимеров;

3. Радиационно-химический синтез;

4. Радиационное модифицирование неорганических материалов;

5. Радиационная очистка сточных вод, твердых отходов и газов.

Недостаток РХП - особые правила безопасности при ведении процессов и необходимость обязательного захоронения радиоактивных осколков.

Широкое внедрение РХП в различные отрасли промышленности и сельского хозяйства дает большой народнохозяйственный эффект.

Радиационно-химическая технология вносит существенный вклад в химизацию народного хозяйства и научно-технического прогресса в нашей стране [3].

Плазмохимические процессы.

При сильном нагревании любое вещество превращается в газ. При этом часть молекул переходит в возбужденное состояние, другая - разлагается на составляющие их атомы, а так же осколки молекул, свободные радикалы, ионы и различные частицы вплоть до электронов. Подобная газообразная среда называется плазмой и обычно содержит более 1% молекул в ионизированном состоянии. Так как число положительно и отрицательно заряженных частиц примерно одинаково, то плазма квазинейтральна. В отличии от газа она ярко светится, обладает электропроводностью и активно взаимодействует с магнитными полями.

Различают высоко- («горячую») и низкотемпературную («холодную») плазмы. «Холодная» плазма наблюдается при электрических разрядах в газах при низком давлении. Она используется в газосветных трубках.

Высокотемпературная плазма характеризуется областью температур от нескольких миллионов до сотен миллионов градусов. На опытных установках плазма удерживается сверхмощным магнитным полем, имеет продолжительность существования сотую долю секунды.

Плазменные процессы давно применяются на многих предприятиях машино- ,авиа- и судостроение для процессов формообразования, включающих резку, сварку и наплавку металла, напыление тугоплавких, износостойких и коррозионностойких покрытий. На современном этапе развития технология позволяет получать сверхвысокие температуры, недостижимые никакими другими путями.

Сейчас более чем в 160 процессах плазма используется для химического синтеза неорганических и органических соединений, композиционных материалов, получения стекла, сверхчистых металлов, производства высокодисперсных порошков и даже выращивания монокристаллов.

Достоинством плазменных процессов является их малая чувствительность к примесям в исходном сырье, высокая скорость процесса, малые габариты используемой аппаратуры. К недостаткам относятся: высокая энергоемкость, а применительно к некоторым видам сырья и конечным продуктам не изученность и в ряде случаев их значительное несовершенство [3].

3. Какие основные группы физических процессов используют в системах технологий?

На любой стадии производства физические процессы могут выполнять основную или вспомогательную функцию. Все многообразие физических процессов, использующихся в технологии, можно разделить на группы:

* Механические;

* Гидромеханические;

* Тепловые;

* Массообменные.

В основу данной классификации положены законы, описывающие протекание этих процессов.

Механические процессы могут быть описаны законами механики твердых тел, движущей силой которых является сила механического давления, или центробежная сила, разность усилий в различных точках обрабатываемого объекта. Механические процессы происходят с изменением формы материалов, но без изменения физико-химических свойств. К ним относятся:

* Перемещение твердых тел, осуществляемое на стадии подачи сырья, его переработки и на конечных операциях технологических схем производства (предназначены для перемещения насыпных и штучных грузов по заданной трассе без остановок для загрузки и разгрузки с использованием различных транспортных средств: транспортеров, элеваторов, вагонеток, вагонов и т. д.);

* Процессы формообразования и формоизменения твердых тел, подразделяемые на две большие группы: процессы, основанные на использовании методов пластической деформации (обработка давлением); процессы, основанные на механическом изменении формы, размеров твердых тел путем снятия поверхностного слоя с обрабатываемого материала (обработка резанием).

Обработка материалов давлением заготовок деталей машин -- один из наиболее распространенных и прогрессивных методов обработки, так как по сравнению с другими способами обеспечивает меньшие потери металла и увеличение его прочности, высокую производительность, относительно малую трудоемкость, дает широкие возможности механизации и автоматизации технологических процессов. Методами пластической деформации получают заготовки и детали из стали, цветных металлов и их сплавов, пластмасс, резины, керамических материалов, стекла, химических волокон, пластиков и др.

Высокой точности и малой шероховатости поверхности деталей можно достичь с помощью механической обработки резанием, т. е. обработки со снятием слоя материала и образованием стружки;

* Процессы соединения твердых тел, широко применяемые в современном производстве. Строго говоря, по своей сути они не являются чистыми представителями механических процессов, так как в ходе их осуществления происходят более сложные физические (тепловые и диффузионные) и физико-химические явления, и в эту группу отнесены условно (с точки зрения получаемого результата в сопоставлении с такими механическими процессами, как формообразование и формоизменение твердых тел). К разъемным (демонтируемым) соединениям относят такие, которые могут быть полностью разобраны без повреждения составляющих их частей и крепежных деталей. Остальные относят к неразъемным соединениям, которые, в свою очередь, можно разделить на две группы. К первой относят соединения с гарантированным натягом, получаемым без дополнительных средств крепления. Они используются, как правило, при сборке готовых деталей. Ко второй группе относят соединения, осуществляемые с помощью сварки, пайки, склеивания, клепки. Их широко используют как при сборке, так и в заготовительном производстве;

* Изменение размеров твердых тел, условно подразделяемое на дробление (крупное, среднее, мелкое) и измельчение (тонкое и сверхтонкое). Дробление материалов обычно осуществляется сухим способом (без применения воды), тонкое измельчение часто проводят мокрым способом (с использованием воды). При мокром измельчении не наблюдается пылеобразование и облегчается транспортирование измельченных продуктов. По своему назначению измельчающие машины условно делятся на дробилки крупного, среднего и мелкого дробления и мельницы тонкого и сверхтонкого измельчения;

* процессы сортировки, смешивания и дозирования. Сортировка (разделение) твердых зернистых материалов на классы по крупности кусков или зерен называется классификацией. Существуют два основных способа классификации:

1) Ситовая (грохочение), т. е. механическое разделение на ситах;

2) Гидравлическая, т. е. разделение смеси на классы зерен, обладающих одинаковой скоростью осаждения в воде или воздухе.

Смешивание -- это процесс образования однородных систем из сыпучих материалов. Механизм действия процесса смешивания весьма сложен и зависит от большого количества факторов (главным образом -- от конструкции смесителя и режима его работы). Смешивание осуществляют механическим, гидравлическим, пневматическим и некоторыми другими способами. Машины, применяемые для смешивания, называются смесителями.

Процессы дозирования твердых материалов применяются в химической, пищевой промышленности, производстве строительных материалов и во многих других отраслях и осуществляются дозаторами. От точности дозирования во многом зависят качество продукции и рациональное расходование материала. Дозирование материалов можно производить по объему и массе.

Гидромеханические процессы связаны с одновременной переработкой веществ, находящихся в разных агрегатных состояниях (твердом, жидком, газообразном), систем. При этом, как правило, химическое взаимодействие между этими веществами не происходит.

Гидромеханические процессы можно условно подразделить на следующие группы:

1. Процессы получения неоднородных систем;

2. Процессы разделения неоднородных систем;

3. Процессы транспортирования жидкостей и газов.

Неоднородными, или гетерогенными, системами называют системы, состоящие из двух и более фаз. Большинство промышленных химико-технологических процессов относится к гетерогенным.

По физическому состоянию фаз различают следующие виды неоднородных систем: суспензии, эмульсии, пены, пыли, дымы и туманы.

Для получения неоднородных систем широко применяется перемешивание в жидких средах.

Способы перемешивания определяются агрегатным состоянием перемешиваемых материалов и целью перемешивания.

Разделение неоднородных систем проводится с целью: очистки жидкой или газовой фазы от примесей; либо выделения ценных продуктов, диспергированных в жидкой или газовой фазе. Выбор метода разделения обусловлен главным образом размером частиц, разностью плотностей дисперсной и сплошной фаз, вязкостью сплошной фазы.

Применяют следующие методы разделения: отстаивание, фильтрование, центрифугирование, мокрое разделение.

Транспортирование жидкостей и газов осуществляется в промышленности в основном по трубопроводам. Трубопроводный транспорт прогрессивен, экономичен, выгоден. Для него характерны отсутствие потерь материалов в ходе транспортировки и возможность автоматизации данного процесса. Различают магистральные и промышленные трубопроводы.

К тепловым относятся процессы, скорость которых определяется скоростью переноса энергии в форме теплоты: нагревание, охлаждение, испарение, плавление и др. Процессы переноса теплоты часто сопутствуют другим технологическим процессам: химического взаимодействия, разделения смесей и т. д. По механизму переноса энергии различают следующие способы распространения теплоты: теплопроводность, конвективный перенос и тепловое излучение.

Теплопроводность -- перенос энергии микрочастицами (молекулами, ионами, электронами) за счет их колебаний при тесном соприкосновении.

Конвекция -- процесс переноса теплоты от стенки к движущейся относительно нее жидкости (газу) или от жидкости (газа) к стенке. Таким образом, он обусловлен массовым движением вещества и происходит одновременно путем теплопроводности и конвекции.

Тепловое излучение -- перенос энергии в форме электромагнитных колебаний, поглощаемых телом. Источниками этих колебаний являются заряженные частицы -- электроны и ионы, входящие в состав излучающего вещества.

Среда, передающая тепло, называется теплоносителем, а среда с более низкой температурой, отводящая тепло -- хладоносителем.

К тепловым процессам можно отнести выпаривание, испарение, конденсацию пара (газа), процессы искусственного охлаждения, плавление, кристаллизацию.

Массообменные процессы характеризуются переходом вещества (массы) из одной фазы в другую путем диффузии. Движущей силой этих процессов является разность концентраций какого-либо компонента в этих средах. Основными видами массообменных процессов являются:

1. Абсорбция -- процесс поглощения газов или паров жидкими поглотителями (абсорбентами);

2. Перегонка и ректификация -- разделение смесей, компоненты которых имеют различные температуры кипения путем нагрева смеси, перевода в пар компонента, кипящего при более низкой температуре, отвода его к последующей конденсации;

3. Адсорбция -- поглощение газа (жидкости) или компонентов газовой (жидкой) смеси твердым поглотителем -- адсорбентом;

4. Сушка -- процесс удаления влаги из различных (твердых, вязкопластичных, газообразных) материалов;

5. Экстракция -- процесс извлечения одного или нескольких компонентов из растворов или твердых тел с помощью избирательных растворителей (экстрагентов) [4].

4. Проблемы и перспективы развития современных технологий в Украине (на примере любой отрасли по выбору)

Уровень развития черной металлургии Украины отстает от мирового уровня по многим причинам, важнейшей из них было решение центральных органов бывшего СССР, по которому инвестиции были переадресованы на а развитие только восточных и центральных регионов России, что привело к техническому и социального отставания металлургии Донбасса и Приднепровья.

Отставание черной металлургии от мирового уровня является следствием недостаточной технической реконструкции, нехватки внутренних и внешних инвестиций, значительных потерь металла при выплавке Парадоксальное явление: на мировом и украинском рынках сырьевой бум, цены на нефть, газ, руду, уголь, золото за два года выросли вдвое - втрое, металлургические комбинаты испытывают потребность в сырье, а в Украине с времени в СССР не появилось не то что новых ГОК, шахт, скважин, а также новых месторождений И это при значительных залежей железных, марганцевых и титановых руд, наличии разведанных запасов золота, урана, за громадный ого потенциала добычи редких металлов, таких как цирконий и ниобий Проекты строительства нового карьера на Полтавском ГОКе, сооружения Приазовского ГОКа в Запорожской области и Федоровского в Житомирский - до сих пор остаются лишь на бумаге время простаивают даже добывающие мощности, построенные (или недостроенные) в 80-х годах: Криворожский ГОК окисленных руд, Таврический ГОК (добыча марганца вой руды), комплекс шахт в Желтых Водах (добыча циркония, скандия, урана, железной руды).

Причин такого положения крайней мере три Первая - специфика мирового рынка сырья: продать свою продукцию на зарубежном рынке значительно труднее, чем добыть сырье в Украине Большинство потенциальных покупателей украинского полезных ископаемых связаны долгосрочными контрактами с крупнейшими мировыми добывающими монополиями: BHP Billiton, CVRD, Anglo, Rio Tinto. Соответственно, купив сырье украинских производства, даже по низким ценам, покупатель непременно войдет в конфликт с мировыми гигантами. Потери на контрактах с большим поставщиком гораздо выше потенциальные выгоды от одноразовой закупки, даже очень крупной партии украинского сырья.

Вторая причина - структура собственности украинских добывающей отрасли: сырьевой бизнес не является профильным для крупных отечественных финансово-промышленных групп.

Третья причина - крупный украинский бизнес просто не знает, как добывать сырье. Многие специалистов-геологов советской школы сейчас работают за рубежом - в России, Австралии, США, или потеряли прежние навыки, занявшись другим бизнесом Технолога строительства ГОКа и шахт или устарели, или удачно проданы за границу в первые годы независимости.

Инвестиции в добычу исчисляются сотнями миллионов долларов Однако проекты строительства Приазовского ГОКа и разработки месторождения железной руды в Гуляйполе потерпели неудач не вследствие нехватки средств строительные ГОК, даже на разведанных месторождениях, - дело не менее трех лет, и это при наличии специалистов и технологий Еще год придется потратить на поиск покупателей сырья и подписание контрактов За это время бум спроса на сырье может и прекратиться.

Черная металлургия Украины является прибыльной. Продукция ее горнодобывающей промышленности - основная статья валютных поступлений Однако потенциал ее уменьшается вследствие технической отсталости кислородно-конверторного ним способом выплавляют около 44% стали, методом непрерывной разливки - лишь 10%, тогда как среднемировой уровень составляет 95% Вследствие этого потери металла достигают 11% на 1 т проката Значительным является износ (износ) оборудования в отрасли (65%), высоким остается себестоимость производства чугуна, значительной - доля брака Поэтому внутренние цены на продукцию черной металлургии в среднем на 25% выше Мировых.

На сегодня конкурентоспособными являются новейшие технологии выплавки металлов. Для их применения требуется сырье с определенными характеристиками, несвойственные для традиционно используемых руд этого времени доменные технологии выплавки стали позволяли использовать сырье низкого качества, обеспечивая предприятиям сверхприбыли за счет больших объемов производства.

Однако технология устаревает - мировой рынок требует сверхпрочных и одновременно легких сплавов, производят с использованием редких металлов. Украина запасы таких руд имеет в избытке, однако продолжает импортировать сырье из России, Казахстана и Узбекистана. На разработку собственных месторождений государство предпочитает не тратиться.

И дело не только в необходимости крупных инвестиций: в рудах, добываемых содержится небольшое количество редких металлов. Но при этом один килограмм чистого сырья колеблется от нескольких десятков до в нескольких сотен долларов Поэтому специалисты считают, что подобные сложные месторождения выгодно разрабатывать в комплексе примеру, Приазовское месторождение, кроме редких металлов, содержит также полевой шпат - один из компонентов для производства фаянса, керамики и электротехнического фарфора Его добыча вместе с редкими металлами экономически оправдает разработку всего месторождений.

Похожая ситуация и в сфере добычи украинского золота. С начала 90-х годов ученые обнаружили и разведали на территории Украины шесть новых золотоносных объектов В государственной геологической службе уверены, что разработка золотых рудников является рентабельной, хотя и требует больших капиталовложений Лицензии на эти месторождения вскоре будут выставлены на продажу, а пока продолжается их подготовка к промышленному освоено первое из открытых в Украине месторождений золота - Мужиевское (Закарпатье) - пока не окупает добыча Однако если вместе с золотом добывать другие редкие металлы, рудник будет способна приносит и большую прибыль .

Строительство ГОКа для обогащения благородных металлов - например, золота и меди - зарубежным компаниям стоит ЗО-50 млн долл. По словам специалистов, капиталовложения скупаются течение 5-10 лет - то Эрмины зависят от способа добычи и мощности пород, которые нужно удалять Компании не останавливает даже 15-летний период возврата инвестиций. Наоборот, сейчас западные компании весьма неохотно берутся за золоторудные объекты с 5-15 тоннами запасов, поскольку со своими технологиями они могут выработать это количество за 2-3 года. Поэтому сложные, долгосрочные объекты для них привлекательны, - даже если период окупаемости составляет 20 лет, у компании есть гарантия, что это месторождение можно долго разрабатывать и не искать новое.

Подобных проектов в Украине пока немного известный из них - строительство Приазовского ГОКа на Куксунгурском месторождении марганцевых руд (Запорожская область) двумя крупнейшими металокомбинаты - ММ МК им Ильича и Запорожсталь Сейчас объект находится на стадии согласования и проектирования, однако работы ведутся интенсивно - ведь проект обещает быть высокодоходным В месторождении содержится концентрат который можно использовать без предварительного обогащения Строительство комбината обойдется инвесторам не менее 150 млн. долл. Проект окупится за 10 лет, если владельцы использовать западные технологии.

А вот на освоение крупнейшего в мире Стремигородского месторождения титана понадобится 1 млрд долл. Надеяться только на частные инвестиции в это месторождение не стоит: такой проект даже государство не в состоянии внедрить. Для разработки месторождения необходимо создать транснациональную корпорацию, финансировать проект и заниматься его долгосрочной разработкой.

Главные задачи развития черной металлургии страны - реконструкция металлургических комбинатов, просмотр структуры в пользу рентабельных производств, коренное улучшение качества и увеличение объем гив производства металлопродукции, продуцирования новых видов продукции, особенно легированной и других видов стали, пропорциональное соотношение между производством стали и проката, уменьшение объемов выпуска высококремниевой стали, которая не соответствует мировым стандартам, так быстро подвергается коррозии.

Нужно развивать и совершенствовать кислородно-конверторный процесс, увеличивать долю агломерата и окатышей в железорудной части шихты при выплавке передельного чугуна, реконструировать и модернизировать ты оборудования, интенсифицировать технологические процессы, механизировать и автоматизировать их, улучшать технологии проката и труб, особенно обсадных, пригодных для глубокого бурения нефти и природного г Паша газа, специальных видов труб, в частности многослойных для газопроводов, освоить выпуск новых марок ферросплавов, повысить качество металлопродукции и расширить ее сортамента.

Согласно разработанной «Концепции развития горно-металлургического комплекса Украины на период до 2010 года», добыча железной руды должна составлять 70 млн. т, предусматривается повышение содержания железа в концентратции, уменьшения энергозатрат. Выведена из эксплуатации некоторые устаревшие мощности на ряде предприятий, внедрено непрерывную разливку стали, а также нержавеющей листовой и трансформаторной стали, производство нефтепроводных труб малого диаметра.

Вдвое должна вырасти производство труб большого диаметра преимущественно для экспортных нужд С этой целью на заводах имени К Либкнехта и имени Коминтерна в Днепропетровске начато производство труб нефтяного ого сортамента и оцинкованных водогазопроводных труб, на Харцызском заводе - труб среднего диаметра с наружным полиэтиленовым покрытием для магистральных газопроводов.

Время в черной металлургии снизились темпы роста производительности труда (в горнодобывающем производстве), что связано с увеличением глубины ведения горных работ, увеличением горного давления в, медленными темпами технического переоснащения предприятий протяжении определенного периода в черной металлургии наблюдается систематическое снижение капитальных вложений и основных производственных фондов, обусловлен эн ухудшением природных условий добычи рудного и нерудного сырья, эксплуатацией месторождений с низким содержанием железа в рудах и увеличением себестоимости основных производственных фондов, связанных с охраной окружающей среды Успешное решение этих проблем имеет большое экономическое и социальное значение.

Основные задачи развития цветной металлургии заключаются прежде всего в расширении сырьевой базы цветной металлургии, определены в разработанных программах «Концепция развития горно-металлургического в комплекса Украины на период до 2010 года», «Титан Украины», «Медь Украины». Создано промышленную организацию «Укрзолото». Из семи месторождений золота запланировано разрабатывать пять в центральной части страны и: месторождения Сергеевское, Золотая Балка, Широкая Балка (Днепропетровская область), Клинцы, Юрьевское (Кировоградская область, Юриевськое (Кировоградська область).

Важной остается проблема обеспечения цветной металлургии сырьем, средствами на геолого-поисковые работы и новое оборудование. Пока не решены проблемы комплексного использования ресурсов

Неотложной является необходимость решения проблемы развития экологической инфраструктуры, т.е. совокупности необходимых технологических систем, сооружений, учреждений, предприятий, обеспечивающих комплексную переработку в сырья и отходов и таким образом способствовали охране природной среды и сохранению здоровья людей Для этого нужно провести исследование современного экологического состояния центров и районов черной и цветной металлургии, разработки системы административных мер по региональному использования и охраны природны.

По данным статистики, больше всего вредных выбросов в атмосферу вызывают предприятия черной и цветной металлургии Мариуполя, Кривого Рога, Днепропетровска, Запорожья, Донецка, Макеевки, Дебальцево. Для их обезвреживания относительно эффективны строительство высоких труб, установка фильтров, утилизация уловленных веществ районы черной и цветной металлургии на сегодня еще достаточно загрязнены, ос облил города Приднепровья, где мощные металлургические заводы стоят на высоком правом берегу Днепра, при западном ветре создает очень сложную экологическую ситуацию для населения этих мест.

Параллельно с истощением месторождений (преимущественно руды) увеличивается количество так называемых техногенных месторождений, или «хвостов», - отходов крупных промышленных производств. В одном только Кривбассе, где горной массы изымается основном железная руда, твердых отходов накопилось более 12 млрд. т. - почти половина общего объема в стране (25 млрд. т.) А в Донбассе на каждого жителя приходится 4 тыс. т отходов.

Подобные «хвосты» во всем мире утилизируются на 70-80%. В Украине их использования не превышает 10%. По подсчетам ученых, с 1,5 тыс. техногенных объектов в Украине около полусотни являются месторождениями, где е можно осуществлять промышленную разработку редких металлов, золота, других руд и даже алмазов. Из отходов Запорожского титаномагниевого комбината, Никопольского ферросплавного и Николаевского алюминиевых заводов можно получить около 30 компонентов, в том числе и редкосно-металловых, себестоимость которых в 5-15 раз ниже их рыночной цены Разработка уже разведанных техногенных месторождений может обеспечить Украины в полном объеме иттрием, танталом, ниобием, скандием и ртутью. Около 60% «хвостов» Кривбасса можно использовать в производстве стройматериале производстве строй-материалов.

Однако до сих пор лишь отдельные украинские предприятия, в частности Центральный и Ингулецкий ГОК, ММК им Ильича, занимались промышленной переработкой отходов, а это значит, что предприятия боятся менять технологию добычи сырья [1].



Список использованной литературы

1. Муханова Ю.А., Бабкин Д.А. Металлургия Украины: проблемы и перспективы развития [Электронный документ] (http://www.rusnauka.com/3_SND_2010/Economics/57937.doc.htm);

2. Орехов В.Н. Системы технологий. Программа курса, практикум, рекомендации для выполнения технологической части дипломных проектов и работ. - Х.: ХНЭУ - ИД «ИНЖЭК»,2005. - 197 с.;

3. Технология важнейших отраслей промышленности: Учеб. для экономич. спец. вузов/А.М. Гинберг, Б.А. Хохлов, И.П. Дрякина и др.; Под ред. .М. Гинберга, Б.А. Хохлова. - М.: Высш. шк., 1985. - 496 с., ил.;

4. www.bargu.by.

Размещено на Allbest.ru