Сировина в технологічних процесах (стр. 2 из 2)
Магнітне збагачення використовують для руд, що володіють магнітною проникністю (залізні, марганцеві руди). Для збагачення застосовують магнітні сепаратори різних конструкцій (барабанні, шківного типу). Створення дуже сильних магнітних полів у сучасних магнітних сепараторах відкриває широкі можливості для збагачення руд зі слабовираженими магнітними властивостями.
Магнітний сепаратор шківного типу (рис. 3) складається з двох стрічкових транспортерів. Усередині верхнього транспортера є електромагніт. Куски руди рухаються стрічкою 4 нижнього транспортера. Проходячи крізь магнітне поле, мінеральні частинки намагнічуються і прилипають до стрічки 1 верхнього транспортера. Далі, вийшовши із зони магнітного поля, падають (концентрат 2). Частинки пустої породи вільно падають зі стрічки нижнього транспортера (немагнітна фракція 3).
Рис. 3. Магнітний сепаратор шківного типу
4.Агломерація -процес спікання рудного пилу та концентратів у великі пористі куски, які називають агломератом. Рудний пил і концентрати змішують із пиловидним паливом, зволожують і подають на стрічку агломераційної машини. Під час руху стрічки суміш підпалюють газовим пальником. При згорянні палива температура зростає до 1300-1500°С, руда спікається й утворюється міцний пористий агломерат. Якщо до суміші додають флюси, агломерат називають офлюсованим. Його властивості кращі.
Зі зволоженого рудного пилу, до якого додають невелику кількість вапняку або глини, шляхом грануляції, висушування та випалювання отримують грудки розміром 20-30 мм. їх використання поліпшує показники роботи металургійних печей, а також якість продукції.
4. Вода в промисловості
Вода відіграє надзвичайно важливу роль у природі та всіх сферах діяльності людини. Це рідка природна сировина. Без води немає життя на Землі. Без неї не обходиться жодний технологічний процес.
Основні запаси води сконцентровані у світовому океані. Загальна кількість води на Землі становить близько 1,4•1018 т. Близько 3,5% від цієї кількості становить прісна вода. Саме її використовують для промисловості та побутових потреб. Вода -це теплоносій, теплопередавач, розчинник, каталізатор, один із компонентів майже кожного технологічного процесу. Більшість реакцій відбувається за наявності води або у водних розчинах. Воду використовують для передачі тиску, руйнування ґрунту, видобування вугілля, обігрівання, транспортування різних матеріалів, зрошування, одержання водню і кисню, в енергетиці. Практично немає технологічних процесів, де б не застосовувалась вода.
Природні води поділяються на поверхневі, підземні й атмосферні. їх склад, властивості та призначення різні. Воду за призначенням поділяють на промислову і питну. До води, що використовується в побуті та різних галузях промисловості, ставлять певні вимоги щодо складу і властивостей.
Якість води визначають наступні показники.
1.Загальна кількість солей, що характеризується сухим залишком, який залишається при випаровуванні 1л води і висушуванні при 105-110 °С до постійної маси.
2. Прозорість води -визначається товщиною шару води в циліндрі, через котрий видно зображення на дні циліндру.
3. Окислюваність води- характеризується вмістом у воді органічних домішок. Виражається в міліграмах кисню, витраченого на окислення речовин, що містяться в 1кг води.
4. Реакція води - її кислотність або лужність. Характеризується концентрацією водневих іонів (рН). При рН у межах 6,5-7,5 реакція води нейтральна, якщо рН менше 6,5 - кисла, більше 7,5 - лужна.
5.Твердість води- показник, що свідчить про вміст розчинних у воді солей магнію і кальцію. Розрізяють тимчасову твердість води, постійну та загальну. Тимчасова твердість води обумовлена наявністю в ній гідрокарбонатів кальцію і магнію (Са(НСОз)2, Mg(HC03)2), постійна - хлоридів та сульфатів кальцію і магнію (СаСl2, CaSO4, MgCl2, MgS04), загальна - це сума тимчасової і постійної твердості.
Вода має запах, смак, колір. У ній містяться мікроорганізми, що визначають санітарно-бактеріологічні характеристики якості води. Максимальну кількість домішок встановлено відповідними стандартами.
У зв'язку з високими вимогами до якості води важливе значення має водопідготовка. Перед використанням воду очищують.
Способи очищення води:
1.Відстоювання- процес видалення з води завислих у ній мінеральних та органічних частинок. Для цього використовують спеціальні бетонні резервуари (відстійники). Через них вода проходить з невеликою швидкістю. Щоб прискорити відстоювання дрібних частинок до води додають коагулянти (сульфати алюмінію, заліза). При використанні коагулянтів у воді знижується вміст гідрокарбонатів.
2. Фільтрування - очищення від різних домішок у піщаних фільтрах. Частинки, що забруднюють воду, осідають на поверхні фільтра, утвореного пошарово з каменю, гравію та піску різноїзернистості. Висота фільтра сягає 3,5м (їм - пісок). Такі фільтри іноді можуть навіть затримувати кишкові палички.
3. Знезараження -процес зменшення кількості хвороботворних бактерій. Він обов'язковий для очищення води, що йде на побутові потреби, у харчову та хімічну промисловість. Знезараження води здійснюють методами хлорування (газоподібним хлором, хлорним вапном, гіпохлоритом кальцію), озонування, дії ультрафіолетового проміння, додавання слабких розчинів солей важких металів (срібла, міді та ін.), кип'ятіння.
4. Освітлення - видалення з води механічних домішок, що здійснюють за допомогою відстоювання та фільтрування.
5.Знесолення- видалення з води солей (для котлів високого тиску). З цією метою воду продувають повітрям, а також дистилюють.
6.Пом'якшення води- видалення з води розчинних солей кальцію та магнію. Способи пом'якшення води поділяються на фізичні, хімічні та фізико-хімічні. Фізичними способами є кип'ятіння, виморожування, дистиляція. Кип'ятіння знижує тимчасову твердість води. При цьому гідрокарбонати кальцію і магнію перетворюються на карбонати (нерозчинні у воді солі), що випадають в осад.
Са (НС03)2→ СаСО3↓ + Н20 + С02.
Цей спосіб неекономний (великі енергетичні затрати), повільний. На котлах утворюється накип, який потрібно видаляти. Цим способом не усувається постійна твердість води.
Хімічні способи такі: натронний (додають їдкий натр), вапняний (додають гашене вапно), содовий (додають кальциновану соду), фосфатний (додають фосфат натрію) і вапняно-содовий (спочатку додають вапняне молоко а потім кальциновану соду). Хімічними способами можна усувати як постійну, так і тимчасову твердість води.
Фосфатний спосіб дуже добре пом'якшує воду. Така вода придатна для котлів високого тиску. Проте цей спосіб дуже дорогий. А тому частіше застосовують вапняний і содовий.
До фізико-хімічних способів належить іонно-обмінний, при якому використовується властивість деяких речовин - так званих,іонітів - обмінювати іони, що входять до їх складу, на іони солей, що є у воді.
Очищенню піддають також стічні води. Попередньо стічні води мають очищатися на підприємствах, що їх забруднили, а далі на спеціальних очисних спорудах. Ефективність очищення має значення для подальшого використання очищених вод. Якщо вода очищена добре, її можна повторно використовувати в певних технологічних процесах, наприклад, при виготовленні бетонів, розчинів.
Є наступні способи очищення стічних вод.
1.Механічні - відстоювання, фільтрування. Так воду очищають від механічних домішок.
2. Фізико-хімічні - флотація, екстракція, адсорбція шкідливих домішок, відгонка їх з водяною парою. Такими способами можна вилучати зі стічних вод кольорові метали, їх солі.
3. Хімічні - використання окислювально-відновлювальних, електрохімічних процесів, реакцій нейтралізації. Для цього додають спеціальні хімічні реагенти, що реагують з домішками. Утворюються осади, котрі відділяють від води відстоюванням або фільтруванням.
4. Біологічні - розклад та окислення шкідливих домішок за допомогою мікроорганізмів. Процеси біологічного очищення дуже ефективні та надійні. їх застосовують здебільшого для очищення стічних вод великих населених пунктів.
Одним із простих способів є фільтрування крізь шар землі на, так званих, полях зрошення, де внаслідок різних біохімічних процесів має місце розкладання органічних речовин. Мінеральні речовини та різні домішки при цьому затримуються, чиста ж вода через дренажні труби стікає у природні водойми або змішується з ґрунтовими водами. Цей процес повільний і вимагає великих площ землі. Це недолік. Але таке очищення дуже ефективне.
Винятково важливе значення має раціональне використання водних ресурсів України. Сучасна промисловість споживає велику кількість води. Особливо це стосується хімічних, металургійних, збагачувальних підприємств, сільського гоподарства, підприємств харчової промисловості. Водночас ці підприємства є основними забруднювачами стічнх вод. Саме тому потрібно здійснювати режим економії водних ресурсів, різко скоротити викиди стічних вод, вести їх глибоке очищення, переходити на маловодоспоживаючі або безводні технологічні процеси.
Висновок
Різні технологічні процеси потребують сировину, паливо та енергію.
Нами було розглянуто сировину, а саме її якість та раціональне і комплексне використання остатньої, також була розглянута широко використовуєма сировина як вода, її якість та способи очищення.
Література
1. Колотило Д.М. Системи технологій і екологія промисловості – К., НМКВО, 1992 – 143 с.
2. Основы технологии важнейших отраслей промышленности. Ч.I, II/ Под ред. И.В. Ченцова – Минск, Вышейшая шк., 1989
3. Технологічні процеси галузей промисловості: Навч. посіб. / За ред.. Д.М. Колотила, А.Т. Соколовського – К, КНЕУ, 2008 – 372 с.