Учебное пособие Павлодар удк 622 012 (07) ббк 30. 3я7
| Вид материала | Учебное пособие |
- Курс лекций Учебное пособие Волгоград 2009 удк 330. 01 Ббк 65. 012., 6756.22kb.
- Учебное пособие Павлодар Кереку 2010 удк 53 (075. 8) Ббк 22. 3я73, 1449.38kb.
- Учебное пособие Павлодар удк339. 9 (075. 8) Ббк 65., 1778.36kb.
- Учебное пособие Павлодар удк 94(574+470. 4/. 5+571. 1)(075. 8) Ббк 63. 3(5Каз+2Рос)5я73, 3633.95kb.
- Врамках программы «Прометей» Павлодар удк 94(574. 25)(075. 8) Ббк 63. 3(5Каз)я73, 3259kb.
- Учебное пособие для студентов естественных специальностей Павлодар, 2290.94kb.
- Учебное пособие разработано в соответствии с государственным стандартом специальности, 1131.24kb.
- Учебное пособие удк 159. 9(075) Печатается ббк 88. 2я73 по решению Ученого Совета, 5335.58kb.
- Практикум Новочеркасск юргту (нпи) 2010 удк 330 (075. 8) Ббк 65. 012. 1я73, 2097.42kb.
- Врамках программы «Прометей» Павлодар удк 94(574. 25) Ббк 63. 3(5Каз), 6238.86kb.
Министерство образования и науки Республики Казахстан
Павлодарский государственный университет
им. С. Торайгырова
Факультет металлургии, машиностроения и транспорта
Кафедра металлургии
КОМПЛЕКСНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ
Учебное пособие
Павлодар
УДК 622.7.012 (07)
ББК 30.3я7
К 63
Рекомендовано на заседании кафедры металлургии факультета металлургии, машиностроения и транспорта
Рецензенты:
кандидат технических наук, профессор М.М. Суюндиков
Составитель Кенбеилова С.Ж., Таскарина А.Ж.
К 63 Комплексное использование минерального сырья. Учебное
пособие / Сост. С.Ж. Кенбеилова, А.Ж. Таскарина. – Павлодар:
ПГУ им. С. Торайгырова, 2008. – 80 с.
Учебное пособие по дисциплине «Комплексное использование минерального сырья», охватывающее основные вопросы дисциплины.
Учебное пособие разработано в соответствии с рабочим учебным планом специальности 050709 «Металлургия».
УДК 622.7.012 (07)
ББК 30.3я7
© Кенбеилова С.Ж., Таскарина А.Ж., 2008
©Павлодарский государственный университет
им. С. Торайгырова, 2008
Введение
Стремительный прогресс во всех сферах материального производства вынуждает интенсивно эксплуатировать природные ресурсы, оказывая этим самым существенное влияние на окружающую среду. По данным мировой статистики, потребление минерального сырья повышается такими темпами, что опережает рост численности населения.
Наряду с ростом потребления минерального сырья увеличивается количество химических элементов, используемых в практической деятельности человека. Из 107 химических элементов Периодической системы Д. И. Менделеева на предприятиях цветной металлургии извлекалось из руд в 1913г. – 15, в 1930г. – 20, в 1940г. – 24, в 1950г. – 43, в 1960г. – 63, 1970г. – 74, в 1976 г. – 74 элемента [1] и в 2003г. – 85[2].
Дальнейшее пополнение сырьевой базы возможно как путем выявления и освоения новых сырьевых источников, так и путем снижения кондиций на добываемые полезные ископаемые. Оба эти направления могут развиваться только на базе современных достижений науки и техники. В этом отношении характерен пример с медными рудами. Если в начале XX века промышленными считались руды с содержанием 5-6% Сu, то в настоящее время на обогатительных фабриках перерабатывают руды, содержащие 0,5-0,6% этого металла. Такое же положение создалось при добыче свинцово-цинковых руд.
Соответственно снижается и бортовое содержание металлов при разработке месторождений, что несколько увеличивает запасы промышленных руд. Так, благодаря совершенствованию технологии обогащения снижено бортовое содержание меди на Коунрадском руднике и свинца и цинка – на рудниках Зыряновского свинцового комбината. В будущем следует ожидать дальнейшего снижения промышленного содержания металлов. Вместе с тем следует отметить, что совершенствование технологии обогащения руд небезгранично и уменьшение содержания металлов в рудах связано с удорожанием передела и увеличением себестоимости продукции, что будет снижать рентабельность производства.
Для обеспечения материального производства полезными ископаемыми не менее важно более полно и комплексно использовать недра и добытое сырье. На основе достижений научно-технического прогресса современная промышленность более полно по сравнению с прошлым временем использует минерально-сырьевые ресурсы. Однако степень извлечения руд из недр и попутных компонентов при их обогащении еще недостаточна и некоторые из компонентов (особенно редкие металлы) в большей своей части теряются в отходах.
В работах Н. В. Мельникова показано, что при разработке Соколовского и Сарбайского железорудных месторождений извлекается только железо и полностью теряются медь, кобальт, фосфор, золото, серебро, свинец, цинк, сера и редкие элементы. В то же время запасы меди в железной руде равны запасам крупнейших меднорудных месторождений.
Республика Казахстан является одним из ведущих производителей руд цветных и редких металлов, а также многих других ценных полезных ископаемых. В этой республике планомерно осуществляется программа дальнейшего наращивания сырьевого обеспечения быстро развивающейся горнодобывающей промышленности. Между тем из общей массы руд, добываемых сейчас в Казахстане, около одной трети теряется, а более 50% обесценивается за счет разубоживания пустыми породами в процессе разработки месторождений.
Одним из важных направлений решения проблемы комплексного использования сырья является создание и внедрение более эффективных способов и систем разработки месторождений и технологических схем переработки минерального сырья, обеспечивающих извлечение и использование содержащихся в них ценных компонентов с максимальной полнотой. Исключительная роль отводится разработке принципиально новых технологических процессов в организации безотходных производств с высокими технико-экономическими показателями.
Правительство РК подняла проблему комплексного использования сырья на уровень государственной технической политики.
Необходимо иметь в виду, что при этом придется решать ряд сложных научно-технических задач, испытывать и внедрять новые технологические процессы, модернизировать и заменять устаревшее оборудование. Для успешного выполнения этих задач необходимо повысить эффективность научных и проектных разработок, ускорить внедрение их результатов в производство.
1 Народнохозяйственное значение проблемы комплексного
использования сырья
Важность проблемы комплексного использования сырья объясняется ее всесторонним значением для экономики страны и технического прогресса в народном хозяйстве. Продукция цветной металлургии используется во многих отраслях промышленности. Однако одни редкие элементы, весьма необходимые для развития электроники, радиотехники, машиностроения (гафний, рубидий), вообще не образуют минералов, другие (кадмий, селен, теллур, индий, рений, галлий, скандий, таллий, германий) хотя и образуют их, но находятся в таком рассеянном состояния, что извлечь их в металлургическом производстве можно только попутно.
В настоящее время металлы платиновой группы, редкие, рассеянные и редкоземельные элементы получают практически только при комплексной переработке рудного сырья. В результате попутного извлечения ценных компонентов в цветной металлургии получают также золото, серебро и более четверти всей производимой в стране серной кислоты. Широкое внедрение технологических процессов, обеспечивающих комплексное использование сырья, обеспечило создание таких отраслей промышленности, как полупроводниковая и радиоэлектронная, содействовало развитию производства сверхтвердых и жаропрочных материалов.
В последние десятилетия наблюдается некоторое снижение содержания металлов в рудах большинства месторождений. Для увеличения производства цветных, редких и драгоценных металлов приходится разрабатывать более сложные в горно-геологическом отношении рудные залежи; вовлекать в переработку труднообогатимые руды с низким содержанием металлов; использовать отвалы длительно хранящихся полупродуктов и отходов металлургического производства; разрабатывать и внедрять новые технологические процессы; осуществлять многие технические мероприятия для уменьшения потерь руды в недрах и разубоживания ее при добыче, повышения извлечения металлов при обогащении руд и металлургической переработке концентратов.
В ряде подотраслей цветной металлургии (производство меди, никеля, цинка, свинца, титана и др.) попутное извлечение ценных компонентов связано с удалением их на различных стадиях технологического цикла как вредных примесей, препятствующих нормальному течению процесса и получению основных металлов нужной степени чистоты. Поэтому попутное извлечение помогает успешно решать проблему повышения качества металлов и их соединений.
При больших масштабах производства экономическая эффективность попутного извлечения из сырья ценных компонентов резко возрастает. Так, реализация попутной продукции, составляющей почти четвертую часть от общего объема товарной продукции на Балхашском и Усть-Каменогорском комбинатах, обеспечивает первому -– одну треть, а второму -– более половины всей получаемой прибыли.
Экономическая эффективность комплексного использования сырья при добыче и обогащении руд обеспечивается в первую очередь сокращением расходов трудовых и материальных ресурсов на горные работы, дробление и измельчение руд. На обогатительных фабриках дополнительная прибыль получается также от выпуска, помимо основной продукции, пиритных, баритовых, магнетитовых, силлиманитовых и других концентратов. На металлургических заводах экономия достигается главным образом за счет снижения расхода сырья на единицу продукции, попутного извлечения ценных компонентов, утилизации отходящих газов (сернистого ангидрида, фтора, хлора) и других мероприятий. Так, нaпримeр себестоимость производства 1 т серной кислоты из металлургических газов, в 1,5-2 раза меньше, чем из колчеданного сырья и из природной серы.
Значительно больший экономический эффект по сравнению с основным производством дает организация переработки шлаков, кеков, шламов и других полупродуктов и отходов металлургического производства. В настоящее время наибольший эффект от переработки шлаков получается в свинцово-цинковой и оловянной промышленности, где объемы переработки шлаков из года в год непрерывно увеличиваются.
Расчеты показывают, что капитальные вложения на строительство объектов новой техники и сооружение современных систем пылеулавливания и газоочистки, обеспечивающих повышение комплексности использования сырья, окупаются в 1,5-2 раза быстрее, чем капитальные вложения на строительство новых предприятий цветной металлургии.
Большое социальное значение проблемы комплексного использования сырья объясняется как необходимостью охраны недр и рационального использования природных богатств, так и требованиями законодательства РК о защите окружающей среды – воздушного и водного бассейна и земной поверхности.
Использование попутно добываемых нерудных ископаемых, вскрышных пород и других отходов горного производства для строительных целей, не только снижает себестоимость добычи руды, но и облегчает решение задачи по рекультивации земной поверхности, нарушенной в результате эксплуатации месторождений.
Обогатительные и металлургические предприятия являются одним из источников загрязнения воздушного и водного бассейнов вредными выбросами и промышленными стоками. Утилизация ценных компонентов металлургических газов одновременно обеспечивает их очистку от вредных веществ и способствует оздоровлению воздушного бассейна в районе действия металлургических предприятий.
Сооружение водоочистных установок и внедрение водооборота на металлургических заводах и обогатительных фабриках цветной металлургии не только предотвращает загрязнение рек и морей промышленными стоками, но и дозволяет извлечь из них часть ценных элементов: золота, молибдена, вольфрама и др.