химический каталог




Природные ресурсы в промышленности

Автор неизвестен

Назначение любого химического производства — превратить природное сырье в необходимые для человека химические продукты. При осуществлении этих превращений расходуются как сырье, так и энергия. Общее количество перерабатываемого сырья измеряется многими миллиардами тонн, а темпы увеличения промышленной продукции составляют от 5 до 7% в год. Достаточно сказать, что в 1980 г. производство цемента достигло 900 млн. т, стали— 715 млн. т, чугуна — 510 млн. т, минеральных удобрений — около 500 млн. т, серной кислоты— 133 млн. т, синтетического аммиака — около 70 млн. т.

Согласно прогнозам мировое производство стали в 1990— 2000 гг. возрастет по сравнению с 1970—1980 гг. в 2 раза, меди — в 2,5 раза, а алюминия — почти в 3 раза.

При таких масштабах производства быстро истощаются традиционные естественные источники сырья. Встает проблема использования менее ценного сырья, что ведет к большим расходам энергии и к усложнению технологии химического передела сырья в целевые продукты. Уже сейчас ни одна страна мира не располагает всеми видами сырья в необходимых количествах.

Наша страна занимает первое место в мире по запасам железа, марганца, хрома, свинца и платины и второе место — по запасам золота, меди, цинка, никеля, титана, вольфрама и кадмия. Намного хуже положение в США, где одна треть потребностей в марганце, кобальте, хроме, олове и 90% потребностей в алюминиевом сырье удовлетворяются за счет импорта. Не удивительно, что на Западе с начала 70-х гг. забили тревогу. Вслед за известной книгой А. Гофлера «Столкновение с будущим» появились книги Д. Медоуза и др. «Пределы роста» и «Человечество на перепутье». В этих книгах, имевших огромный общественный резонанс, делался вывод о неизбежной и достаточно быстрой мировой катастрофе, обусловленной полным истощением природных ресурсов и катастрофическим загрязнением окружающей среды.

Уже сейчас можно сказать, что эти прогнозы не оправдались. Но нельзя сбрасывать со счета, что резервы химических элементов на земле неизменны и уменьшается быстрыми темпами та часть содержащих их природных ресурсов, которую выгодно в настоящее время использовать в качестве сырья.

Если в дальнейшем в качестве исходного сырья использовать традиционные руды без их рециркуляции, т. е. без многократного использования, то эти руды будут исчерпаны в относительно короткий срок. Об этом наглядно свидетельствуют данные таблицы, в которой приведено значение индекса использования резервов (ИИР) в зависимости от скорости расходования сырья и роста численности населения. Значения ИИР в первой и третьей графах этой таблицы соответствуют средним мировым темпам расходования ресурсов, а во второй и четвертой колонках — средним темпам расходования сырья в США. Процент использования большинства материалов находится в пределах от 0,4 до 6%. Это означает, например, что существенные резервы золота (ИИР равно 12,9%) будут истощены за 100: 12,9, т. е. приблизительно за 8лет, ртути (ИИР равно 7,7%) — за 13лет,олова (ИИР —5,3%) — за 19 лет, нефти (ИИР — 3,1%)—за 36 лет, железа (ИИР — 0,4 % ) — за 250 лет.

Разумеется, что расчеты на основе данных таблицы указывают, когда произойдет полное истощение рудных запасов, если не будут приняты соответствующие меры. По значению ИИР можно выделить две группы металлов. К одной из них относятся практически все цветные и благородные металлы с ИИР 1,7% (золото, ртуть, олово, серебро, цинк, свинец, вольфрам, уран, медь, сурьма), а ко второй — черные металлы и алюминий с ИИР 1,3% (а также молибден, марганец, кобальт, никель, титан, железо, храм и калий).

Примечательно, что средний расход черных металлов и алюминия на человека в 34 раза превышает расход цветных металлов, а средние запасы этих металлов находятся в соотношении 220:1. Отсюда неизбежна тенденция к замене металлов первой группы на металлы второй группы, например меди на алюминий. Запасы последнего в земной коре велики, но лишь ничтожная часть их существует в форме традиционного сырья — бокситов — и притом более одной трети всех запасов сосредоточены в Австралии. Учитывая резкое увеличение производства алюминия в связи с широким использованием его сплавов как конструкционных материалов, вытесняющих железо, можно ожидать, что мировые запасы бокситов будут исчерпаны в первой четверти XXI в. Поэтому рано или поздно придется вернуться к каолиновым глинам и алюмосиликатам, содержащим в среднем до 10% алюминия. Трудность заключается в создании приемлемой технологии. Одним из энергоэкономичных может оказаться способ производства, основанный на обработке сырья хлором с последующим электролизом хлорида алюминия.

Интересно отметить, что в связи с развитием атомной энергетики появляется новый источник сырья. К 2000 г. более половины производимых благородных металлов составят родий и палладий, выделенные из радиоактивных отходов ядерных реакторов.

Что касается неметаллов, применяемых в отличие от металлов чаще всего в форме химических соединений, то с их ресурсами дело обстоит намного лучше. В качестве сырья для получения неметаллов используются как простые неметаллические вещества (кислород, сера, азот), так и соединения (карбонаты, хлориды, асбест, гранит, фосфаты, песок, гравий, вода и др.).

Атмосферный кислород составляет лишь 0.013% от его общего количества, но и это в 1650 раз превосходит массу кислорода, необходимую для окисления всех органических веществ.

Источники природной элементарной серы ограниченны, но это не вызывает опасений, если учесть, что из дымовых труб в виде оксида серы (IV) удаляется такое количество серы, которое на порядок превышает потребности в ней.

Запасы карбонатов, песка и глины, используемых в основном в производстве строительных материалов — цемента, бетона, стекла, значительны, и ограничения по их расходованию связаны лишь с необходимостью транспортировки.

Фосфаты и калийные соли — важнейшие удобрения — имеют низкий ИИР (0,006 и 0,01%), и это объясняется широкой распространенностью фосфатных руд в виде фосфата кальция и калийных— в виде сильвинита. Более половины мировых запасов калийных солей находится в СССР.

Проблема обеспечения пресной водой обусловлена не ее ограниченным количеством, а неравномерностью распределения на земной поверхности и загрязненностью большей ее части. Химическая промышленность потребляет львиную долю расходуемой воды в качестве реагента, растворителя и в теплообменной аппаратуре. Поэтому необходима очистка сточных вод, а также внедрение водно-экономичных методов охлаждения и разработка технологических методов замкнутой циркуляции воды.

Полезная информация:

Как часто женщины задаются вопросом, что подарить любимому мужчине в преддверии предстоящего праздника. Особенно задача усложняется, если у мужчины всё, или почти всё, есть. Решить эту проблему поможет «Лавка подарков Bubbles». Подарки для мужчин могут быть не только дорогими, но и веселым. Зачастую, смешной подарок для мужчины, является более ценным, чем дорогой, но не нужный презент.


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
оливия роуз остин купить
Фирма Ренессанс лестница в коттедж цена - качественно, оперативно, надежно!
кресло престиж гольф
где оставить на хранение вещи в москве

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(11.12.2016)