Что такое природное сырье. Сырьё в химическом производстве Сырьем называют природные. Нерудное минеральное сырьё

Сырье - это сырые материалы, предназначенные для дальнейшей обработки. Различается стратегическое сырье, сельскохозяйственное сырье, вторичное сырье. Сельскохозяйственное сырье лежит в основе аграрного типа экономики, который на протяжении тысячелетий кормил многие семьи и общины.

Сырьё или сырой материал - это предмет труда, претерпевший воздействие человека и предназначенный для дальнейшей обработки.

Например, добытые полезные ископаемые, природные ресурсы или произведённые из них материалы, удобные для получения либо конечного полезного продукта (блага), либо промежуточного продукта (полуфабриката) в техпроцессе производственного цикла.

Сырье – это добытые полезные ископаемые, природные ресурсы или произведённые из них материалы, удобные для получения либо конечного полезного продукта (блага), либо промежуточного продукта (полуфабриката) в техпроцессе производственного цикла.

Растительное сырье

Лесные ресурсы имеют многоцелевое назначение. С одной стороны, это сырье для промышленности и других отраслей, с другой – топливо. Велика роль леса в сохранении определенного климата, поддержании водного режима, очистке воздушного бассейна как среды охотничьего хозяйства, сбора ягод, плодов и лекарственных растений.

Лесом покрыто 771,1 млн. га, т.е. 45% территории России. Общий запас лесонасаждений исчисляется в 81,5 млрд. куб. м. На душу населения в стране приходится 5 га леса, или 550 куб. м древесины.

Кроме лесных ресурсов Россия богата и земельными ресурсами, которые относятся к возобновляемым. Основная характеристика земельных ресурсов – их плодородие, или биологическая продуктивность.

Весь земельный фонд страны составляет 1,7 млрд. га, площадь сельскохозяйственных угодий – 222 млн. га, в том числе 132 млн. га пахотных земель, 90 млн. га сенокосов и пастбищ.

Основной земледельческий ареал сосредоточен в зонах лесостепи, смешанных лесов, южной тайги. Он составляет 93% пашни. Распаханность достигает 60-80%. Это плодородные черноземные почвы.

Однако, природные ресурсы – это ещё не сырье. Сырьем называют предметы труда, на добычу или производство которых затрачен труд человека. Деревья в лесу – это природные ресурсы. Но те же деревья, срубленные человеком, т.е. древесина, – это уже сырье для промышленности. К сырью растительного происхождения относятся хлопок, лен, зерно, лекарственные травы и древесина.

1. Хлопок

Хлопок – это волокно растительного происхождения, получаемое из коробочек хлопчатника – растений рода Gossypium.

Хлопчатник – многолетнее древесное или кустарниковое растение из семейства мальвовых, родственник мальв, длинных растений с крупными цветами.

Его высота достигает 2 метров. Возделывают хлопчатник ради получения плодов-коробочек с 3-5 гнездами, внутри которых находятся черные семена, покрытые мягкими, блестящими волосками. Когда плод хлопчатника созревает, коробочка раскрывается, и на свет появляются белые, мягкие пушистые волокна.

На 90% волокна хлопка состоят из целлюлозы, 6% – воды, остальное составляют природные (жировые, воскообразные, минеральные) примеси. Волокно несколько скручено вокруг своей оси. Для хлопка характерны относительно высокая прочность, химическая стойкость (долгое время не разрушается под воздействием воды и света), теплостойкость (130-140 °C), средняя гигроскопичность (18-20 %) и малая доля упругой деформации, вследствие чего изделия из хлопка сильно сминаются. Вдобавок, стойкость хлопка к истиранию невелика.

От длины волокна зависит сорт хлопка. Коротковолокнистый хлопок длиной до 27мм. перерабатывают в толстую и пушистую пряжу для изготовления байки, фланели, бумазеи, ваты, а также для производства взрывчатых веществ. Средневолокнистый хлопок длиной 27-35мм. идет для изготовления ситца, бязи, сатина. Хлопок длиной свыше 35мм. перерабатывается в тонкую и гладкую пряжу для изготовления высококачественных тканей, например батиста, маркизета.

Натуральный цвет волокон белый или слегка кремовый. Существуют также сорта хлопчатника, дающего волокна бежевого, зеленоватого и других цветов.

Преимущества хлопка:

Мягкость;
- Хорошая поглощающая способность в теплое время;
- Эластичность;
- Легкость в окраске.

Кроме преимуществ, хлопок также имеет и недостатки:

Легко мнётся;
- Имеет тенденцию к усадке;
- Желтеет на свету.

Хлопчатник – это тропическое, теплолюбивое, засухоустойчивое растение, которое при температуре ниже 0°С погибает. Хлопчатник абсолютно не выносит тени. Для наилучшего развития необходима оптимальная температура (+ 25, +30°С) и хорошее увлажнение почвы. Льну, например, для созревания необходимо 1200 градусов тепла за все время роста, а хлопчатнику – 3500 градусов. Что неудивительно, ведь его семена прорастают только при +15°С.

На сегодняшний день экономической и селекционной работой по хлопководству в России заняты Астраханский НИИ овощных и бахчевых культур и Нижневолжский НИИСХ. По их данным, в Волгоградской области недавно выведен сорт хлопчатника, способный без ущерба для качества волокна и семян выдерживать мороз до минус одного градуса. Схожие свойства у астраханского хлопка. А в Дагестане уже испытан новый сорт – «Синтетик-13», полностью созревающий к концу сентября и волокно которого пригодно для изготовления джинсовой ткани и бязи. Такие сорта будут высеваться на Северном Кавказе.

Астраханская область по своим природно-климатическим условиям является главным регионом России, пригодным для промышленного хлопководства и производства элитных высоко кондиционных семян хлопчатника. Поэтому в Астраханской области на хлопок выделяется 11000 га. пахотных земель.

2. Лен

Ещё один вид сырья растительного происхождения – это лен.

Лен обыкновенный или прядильный – самая распространенная разновидность льна. Это однолетнее или многолетнее растение с голубыми цветами и почти голым стеблем. Лен обыкновенный имеет две разновидности: лен-долгунец и лен-кудрявец.

Лен-долгунец – однолетнее растение с гладким тонким цилиндрическим стеблем высотой 70-125 см. На стебле поочередно расположены мелкие, сидячие, ланцетные листья. Растения в густом посеве одностебельные. При значительной площади питания могут развиваться боковые побеги, сильно уступающие по мощности главному. Стебель ветвится только на верхушке. В коровой паренхиме стебля расположены волокнистые пучки, состоящие из элементарных волокон, склеенных пектином. Плод – округлая коробочка, заостренная в верхней части, с десятью плоскими семенами яйцевидной формы. Семена могут иметь разнообразную окраску (коричневую, желто-коричневую, желтую и т. д.). Лен-долгунец относится к важнейшим прядильным культурам.

Лен-долгунец является массовой и ценной культурой, дающей волокно, отличающееся высокой прочностью и эластичностью, блеском и влагоемкостью. Льняная пряжа на разрыв почти в два раза крепче хлопчато-бумажной и в три раза крепче шерстяной.

Лен-кудрявец (ветвистый и приземистый) выращивают для семян. Семена льна содержат жирное льняное масло, богатое линоленовой кислотой. Льняное семя, а именно, содержащиеся в нем масло и кислота, применяются в технике и медицине. Народная медицина также применяет семена льна в качестве эффективного лечебного средства.

Лен – это отличный антисептик. Он подавляет вредную микрофлору, снимает зуд, жжение и другие воспалительные явления.

Лен – это культура умеренного климатического пояса с повышенной влажностью воздуха. Россия занимает первое место в мире по выращиванию льна. Главными районами посевов являются север Центрального и юг Северо-Западного экономических районов России. Имеется лен-долгунец также и в Волго-Вятском районе, а также небольшие количества в лесной зоне Урала и Западной Сибири.

Как сырье лен используется в текстильной и фармацевтической промышленности.

Производство льняных тканей – это старейшая традиционная отрасль текстильной промышленности. Она опирается на собственную сырьевую базу и опыт переработки льна. Размещение льняной промышленности в России в наибольшей степени совпадает с географическим размещением сырьевой базы. Главные районы льноводства являются и главными районами выработки льняных тканей.

Преимущества льняной ткани:

Очень прочная;
- Ноская;
- Дышит;
- Хорошая поглощающая способность;
- Легкая;
- Холодит в жару;
- Выдерживает высокие температуры стирки и глажения.

К недостаткам этого волокна можно отнести следующее:

Легко мнется;
- Плохо гладится;
- Усаживается после стирки и растягивается в носке.

Льняная ткань гигроскопична. Она не только впитывает влагу, но и «отводит жару», обеспечивая отличное самочувствие, особенно в жарком и влажном климате. Вода испаряется с нее почти с той же скоростью, что с поверхности водоема, в результате чего льняная ткань всегда свежая и прохладная. Лен не вызывает аллергии и задерживает развитие бактерий. Также, кремнезем, содержащийся во льне, предохраняет его от гниения.

Постель изо льна, утверждают ученые, ослабляет воздействие неблагоприятной экологии, не накапливает статического электричества, а потому дольше остается чистой, не липнет к телу и не сбивается складками. Лен хорошо согревает зимой, а душными летними ночами создает ощущение прохлады, отводя избыток тепла от кожи: под льняной простыней кажется, что температура упала на 4-5°. В отличие от хлопчатобумажных комплектов, которые со временем желтеют, льняные чем дальше, тем становятся белее!

Учеными выявлено, что в домах, особенно после установки герметичных пластиковых окон, накапливается радиоактивный газ радон. Он образуется при распаде урана, содержащегося в грунте и строительных материалах. От вездесущего газа только два спасения: всегда держать открытой форточку в спальне и стелить на кровать льняное белье – оно в несколько раз снижает уровень радиации и в два раза ослабляет гамма-излучение.

Верхняя одежда изо льна хорошо также защищает человеческий организм от солнечной радиации.

Льняные и льносодержащие ткани и изделия хорошо поддаются стирке в горячей воде, кипячению, сушке на солнце, глажению горячим утюгом, что позволяет добиться их максимальной стерилизации.

3. Зерно

Зерно также является растительным сырьем РФ. К зерновым культурам относят пшеницу, ячмень, рожь, овес, кукурузу, рис, просо, гречиху и некоторые зернобобовые культуры.

3.1. Пшеница

В России главной и наиболее распространенной продовольственной культурой является пшеница – озимая и яровая, мягких и твердых сортов. Сбор пшеницы составляет половину общего производства зерна в России, при этом посевы под пшеницей превышают суммарную площадь под всеми остальными зерновыми и зернобобовыми культурами.

Посевы озимой пшеницы имеются только в европейской части России, в основном, в степных и лесостепных районах, в Северо-Кавказском, Поволжском, среднее и нижнее правобережное Поволжье, и в Центрально-Черноземном районах.

Главные районы выращивания яровой пшеницы находятся в южных частях Уральского, Западно-Сибирского и Восточно-Сибирского, Поволжского (Заволжье) и Северо-Кавказского (Ростовская обл.) экономических районов.

3.2. Ячмень

Ячмень – вторая по объему производства зерновая культура России, ее посевы распространены почти повсеместно. По его посевам определяют границы приполярного земледелия на открытых грунтах. Ячмень – самая северная зерновая культура России.

В России ячмень в первую очередь оценивается как кормовая (фуражная) культура, на базе которой производят концентрированные корма для животных. Также ячмень используют и для производства круп, концентратов, пива и некоторых других продуктов. По производству ячменя Россия занимает пятое место в мире.

3.3. Рожь

Рожь используется как продовольственная культура, а также на корм скоту. Озимая рожь является одной из важнейших продовольственных культур России.

Рожь требует меньше тепла, чем озимая пшеница. Однако рожь уступает ей по пищевым качествам.

Основные экономические районы ее выращивания: Поволжский (Ульяновская и Самарская область, а также Республика Татарстан), Центральный, Волго-Вятский, Уральский (Пермская область и Республика Удмуртия). Сейчас Россия занимает первое место в мире по сбору ржи.

3.4. Овес

Овес используется как продовольственная и фуражная культура. Именно кормовая единица овса была принята за эталон оценки кормовых единиц других культур.

Овес, в основном, выращивают в лесной зоне европейской части России и в лесостепной зоне. Главные экономические районы выращивания овса: Поволжский, Волго-Вятский, Центрально-Черноземный, Уральский, Западно-Сибирский и Восточно-Сибирский, Дальневосточный. По производству овса Россия занимает первое место в мире.

3.5. Кукуруза

Кукуруза – это высокоурожайная, теплолюбивая и влаголюбивая зерновая культура. В южных районах России ее высевают на зерно, а в северных – для получения большого объема сочной зеленой массы на корм скоту, для приготовления силоса. Из зерна кукурузы получают муку, крупу, кукурузные хлопья, вырабатывают крахмал, масло, патоку, спирт и целлюлозу.

Основные районы выращивания кукурузы: Северо-Кавказский и Центрально-Черноземный.

3.6. Рис

Рис – наиболее урожайная зерновая культура. Урожайность составляет до 35 ц/га. Это теплолюбивое и водолюбивое растение.

Его выращивают в низовьях рек: в дельте Волги, низовье Кубани, а также в Приморском крае в Приханкайской низменности. Основной урожай риса получают в трех экономических районах: Поволжском (Астраханская область), в Северо-Кавказском (Ростовская область и Краснодарский край, Дагестан) и в Дальневосточном (Приморский край).

3.7. Просо

Просо, как и рис, относится к крупяным зерновым культурам. Это малоурожайное (7-10 ц/га), теплолюбивое и требовательное к почвам растение. Преимущество просо в том, что она самая засухоустойчивая зерновая культура в России.

Основные экономические районы выращивания проса: Северо-Кавказский, Поволжский (Нижнее Поволжье), Уральский (южная часть).

3.8. Зернобобовые культуры

Горох, чечевица, фасоль, соя – наиболее распространенные в России зернобобовые продовольственные культуры, но их валовой сбор невелик. Наибольшее распространение имеют посевы гороха – основной ареал его выращивания включает Центральный, Центрально-Черноземный, Волго-Вятский, Поволжский экономические районы.

Ценной масличной культурой является соя (вторая по размерам посевов после подсолнечника). Сою, главным образом, выращивают в Дальневосточном районе (Амурская область, Хабаровский край, Приморье).

3.9. Гречиха

Гречиха относится к крупяным зерновым культурам, также имеет низкую урожайность (4-6 ц/га). Главные зоны ее выращивания – лесная (зона смешанных лесов) и лесостепь.

3.10. Использование зерна как сырья

Зерно, как растительное сырье, используется в пищевой промышленности. Например, в производстве мясных, кисломолочных и хлебобулочных изделий. Также зерно активно применяется в производстве пищевого этилового спирта. К традиционным зерновым культурам, используемым в данном производстве, относятся рожь, пшеница, тритикале, кукуруза, просо, ячмень, овёс пленчатый, овёс голозерный, характеризующиеся своими особенностями, обусловленными строением и химическим составом зерновки.

Немало важным является разработка учеными биологических видов автомобильного топлива на основе зерновых культур.

Еще одна роль зерна – это экспорт России в другие страны.

4. Лекарственные травы

Растения, содержащие фармакологически активные вещества и оказывающие то или иное терапевтическое воздействие на организм, называют лекарственными растениями.

В мире существует около 500 тыс. видов трав и растений, но лишь около 5% из них более или менее исследованы на фармакологическую активность и являются лекарственными.

Наша страна обладает огромным богатством и разнообразием растительных видов. Только высших растений описано свыше 21 тыс. Из них ежегодно для медицинских целей собирают и выращивают немногим более 200 видов лечебных трав и растений.

Существует огромный резерв еще неисследованных новых лекарственных растений и трав, а также препаратов из них. В распознании новых лечебных средств часто большое значение имеет богатый опыт народной медицины.

Лекарственные растения используются как сырье для промышленного получения чистых активных веществ. Таким путем получаются все вещества, синтез которых пока неосуществим или экономически неэффективен. Эти вещества применяются в том виде, в каком были получены, или используются как исходное сырье при создании веществ с еще более выраженным терапевтическим действием.

Лекарственные растения служат для получения галеновых препаратов (экстрактов, водных, спиртовых, эфирных извлечений, густых, жидких, порошкообразных и твердых по консистенции) и соков. Галеновые препараты обычно готовятся из лекарственных растений, из которых невозможно выделить активные вещества в чистом виде, или когда получаемые из них препараты гораздо лучше действуют в целом комплексе своего состава.

Растительное лекарственное сырье используется для приготовления чайных сборов, которые принимаются в виде отвара или настоя. Основным достоинством лекарственного чая является действие всего комплекса составляющих его веществ. Чай пьют главным образом как вспомогательное средство, которое своим физиологическим действием способствует более эффективному действию основного лекарства. При многих хронических заболеваниях применение лечебного чая дает лучшие результаты, чем ударные дозы медикаментов.

Лекарственные растения используются как сырье для улучшения пищевых изделий, для обогащения их витаминами, микроэлементами и другими веществами (аминокислоты, энзимы, ароматические вещества), способствующими активизации некоторых физиологических функций организма.

Также лекарственные растения, благодаря внедрению их в сельскохозяйственную культуру, становятся коммерческим товаром, важной статьей торговли.

Химические соединения, выделенные из лекарственных растений, нередко служат моделью для промышленного синтеза аналогичных или еще более эффективных лекарств. В основном же лекарственные травы и растения – это источник исходного лекарственного растительного сырья для выделения действующих веществ, а также полупродуктов для синтеза таких эффективных средств как кортикостероиды, половые гормоны и т.д.

В настоящее время более 30% лекарственных препаратов медицинская промышленность готовит из лекарственного растительного сырья, получаемого из лечебных трав и растений. На основе лекарственных растений производится около 80% препаратов, применяемых при сердечнососудистых заболеваниях и заболеваниях желудочно-кишечного тракта. Однако потребность в лекарственном растительном сырье многих видов удовлетворяется еще не полностью.

Изучением лекарственных растений занимаются многие научно-исследовательские учреждения страны, в том числе, Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных растений (ВИЛАР), фармацевтические и медицинские институты др. Важные исследования проводятся также в других странах. Российские ученые провели в этом плане многочисленные исследования. В результате работ российских ученых составлены карты распространения лекарственных растений, атласы и справочники. Инвентаризация лечебных растений и трав дала возможность учесть сырьевые ресурсы и организовать рациональное их использование как в масштабах всей страны, так и по отдельным районам.

5. Древесина

Древесина – это ценнейшее промышленное сырьё.

Большая потребность в древесине во многих областях техники объясняется её свойствами, которые характеризует древесину как важный конструкционный материал для строительства, горнодобывающей промышленности, железнодорожного транспорта, энергетики и т.д. Благодаря таким технологическим свойствам, как легкость обработки резаньем и окончательной доводки поверхности изделия, а также натуральным декоративным достоинствам древесина – незаменимый материал, особенно в мебельной промышленности и столярном деле. Химический состав древесины делает её необходимым химическим сырьем для целлюлозно-бумажной промышленности и производства древесных пластиков.

5.1. Строение и химический состав древесины

В процессе роста дерева по периметру ствола ежегодно возникают слои клеток, образующих годовые слои, причем слой, нарастающий раньше (весенний), более мягкий и более светлый, чем последующие слои, нарастающие летом и осенью, - более твердые и темные. С течением времени внутренние слои утолщаются и твердеют, образуя ядро – наиболее ценную часть дерева. Наружные годовые слои остаются большей частью мягкими, образуя заболонь.

Главный элемент структуры древесины – клетки. Стенки клеток являются композитом со сложной структурой. Микроволокна композита, характеризующиеся высокой прочностью, построены из кристаллической целлюлозы и составляют примерно 45% массы стенок клетки.

Очень существенным компонентом древесины является вода. Она различается на связанную и свободную. Примерно 25-30% влаги содержится в древесине в связанном виде и очень трудно поддается удалению. Остальная влага, заполняющая межклеточное пространство, легко выпаривается во время сушки.

5.2. Физические и механические свойства древесины

Одним из важнейших свойств древесины является её усадка. Линейные размеры древесины уменьшаются в процессе сушки, а противоположный процесс (растрескивание) происходит при поглощении влаги из воздуха.

Плотность древесины зависит от степени её влажности и пористости. В связи с этим различают плотность свежесрубленной, воздушно-сухой и полностью сухой древесины.

Механические свойства древесины зависят от направления действия силы по отношению к волокнам. Различают прочность древесины вдоль и поперек волокон. Наиболее существенными являются прочность при сжатии, изгибе и растяжении. Разница в прочности отдельных пород древесины является следствием их различной плотности.

Одной из важных характеристик, определяющих пригодность древесины для использования в промышленности, является её твердость. Твердость древесины увеличивается по мере роста её плотности.

5.3. Долговечность и консервация древесины

Древесина (в зависимости от породы) имеет, в основном, высокую долговечность.

На долговечность древесины большое влияние оказывают условия, в которых она находится, и внешние факторы:

По естественной долговечности древесину подразделяют на три основные группы:

Очень долговечная древесина (лиственница, вяз, дуб, тис, кипарис, кедр, каштан, белая акация, орех, эвкалипт);
- Среднедолговечная древесина (пихта, сосна, бук, ель, ясень);
- Недолговечная древесина (береза, ольха, липа, осина, тополь, верба, явор).

Долговечность древесины можно повысить сушкой, насыщением противогнилостными веществами, насыщением сухой древесины пропитывающими растворами и нанесением покрытия.

5.4. Добыча древесины в Российской Федерации

Россия богата лесами: они занимают более 45% её территории. В нашей стране находится 1/5 всех лесов мира и 1/4 мировых запасов древесины. Однако запасы леса, пригодные для промышленной переработки, не беспредельны. Около 1/4 лесной территории - это овраги и болота, а 1/8 - гари и поляны. Не во всех лесах разрешена промышленная рубка. Более 15% лесов России являются особо ценными. Они служат для защиты рек и озёр (водоохранные), добычи орехов (орехопромысловые), составляют значительную часть российских заповедников (заповедные леса). Эти леса находятся под особой охраной. Поэтому в промышленности используется не более 55% лесов. Они называются эксплуатационными.

Около 80% годных для лесозаготовок лесов находится к востоку от Урала, но заготавливается там лишь 1/3 древесины. Причиной этому служит удалённость лесов от промышленных центров и потребителей, а также отсутствие транспортных путей. Такие леса называются резервными. В Сибири и на Дальнем Востоке резервные леса расположены в пределах Красноярского края, Камчатской и Магаданской областей, республик Саха (Якутия) и Тува. В европейской части страны и на Урале, где находится лишь 20% российских лесов, заготавливают 2/3 всей древесины.

Поэтому здесь количество лесов катастрофически уменьшается. В некоторые периоды процесс заготовки леса шёл особенно стремительно. Связано это было как с промышленной рубкой, так и с расчисткой земель под сельскохозяйственные угодья. Так, всего за 20 лет (с 1896 по 1917 г.) количество лесов в европейской части сократилось на 17%.

Сейчас в Европейской России лесозаготовки ведутся в основном в Архангельской и Пермской областях, а также в Республике Коми; в Западной Сибири – в Кемеровской, Тюменской, Томской областях и Алтайском крае. Большое количество леса заготавливается на Дальнем Востоке – в Амурской области, Хабаровском и Приморском краях.

5.5. Древесина как сырье

Древесина как сырье используется в лесоперерабатывающей и мебельной промышленности, целлюлозно-бумажном производстве (производство картона и бумаги). Также древесина на бытовом уровне используется как горючее.

Торговую древесину подразделяют на:

Круглую необработанную (например, кругляки лесопилки, строительные шахтовые столбы, балансовая древесина);
- круглую обработанную (например, пиломатериалы: доски, бревна, брусы; паркет, клепки, шпалы и др.):
- дровяную.

Из древесины производят следующие группы материалов:

Фанеры – тонкие древесные плиты;
- Клееные фанеры – плиты, склеенные из нечетного числа фанерных листов, причем волокна в прилегающие слоях находятся под углом в 90 градусов;
- Древесноволокнистые плиты – плиты, изготовленные из древесных волокон с добавлением или без добавления химических веществ. Различаются на общего и специального назначения, а также применяются как декоративные и звукозащитные материалы;
- Древесностружечные плиты – плиты из мелкой древесной стружки, полученной из округлой древесины или еловых, пихтовых, сосновых, тополиных, осиновых и липовых щепок. Подразделяются на упаковочные и строительные, а также применяются в качестве обоев;
- Другие материалы, например, лигнофол, лигностон, щепки и мягкая древесина. Применяются в производстве пластмасс и взрывчатых материалов.

Также древесина как растительное сырье идет на экспорт в другие страны. Россия всегда была и остается одним из самых крупных экспортеров леса.

Виды сырья

Сельскохозяйственное сырье - это зерновые, молочные продукты, мясо, лекарственные растения. Разделить все виды сырья можно еще на две группы: оно может быть первичным (непосредственно добытым или собранным) и вторичным (в виде побочного продукта или отходов производства).

Вторичная группа материалов широко используется в промышленности, что позволяет значительно сократить затраты.

По происхождению все виды сырья можно разделить на 4 подгруппы:

Растительного происхождения (злаки, плодовоовощные культуры, травы).
- Животного происхождения (молочные продукты, экскременты животных).
- Минерального происхождения (природный газ, уголь).
- Биосфера (вода и воздух).

Качество сырья

Сырье - один из важнейших элементов производства, влияющих на технологию и качество продукции. От обеспечения сырьем и его качества зависит эффективность работы промышленности. Сырье-это предмет труда, претерпевший известное изменение в процессе его добычи или производства.

Так, вискозное волокно, полученное из древесины является сырьем в текстильной промышленности; железная руда - сырьем в металлургической промышленности.

Сырье как один из главных элементов производственного процесса в значительной мере определяют экономику промышленного производства. Достаточно сказать, что в общих затратах на производство промышленной продукции затраты на сырье и материалы составляют более 70%.

Природное сырье характеризуется тем, что его получают в готовом виде из недр Земли, из различных горных пород, растений.

Оно может быть и результатом жизнедеятельности разных животных.

Искусственное сырье характеризуется тем, что его получают из разных природных материалов. К этому классу можно отнести химические волокна, синтетические каучуки и др.

По своему происхождению все виды сырья могут быть разделены на две большие группы: промышленное и сельскохозяйственное сырье.

К промышленному сырью относятся:

А) сырье, полученное непосредственно в добывающей промышленности: руды, топливо, строительные материалы и др.;
б) сырье, полученное в одних отраслях обрабатывающей промышленности (чугун, сталь, прокат, цемент) и идущее в другие отрасли промышленности (машиностроение, сельское хозяйство, строительство).

К сельскохозяйственному сырью относятся:

А) сырье, полученное непосредственно в сельском хозяйстве, первичные продукты растениеводства - зерно, технические культуры и т.д. и животноводства - молоко, шерсть, кожа и т.д;
б) сырье, полученное в результате промышленной переработки первичного сельскохозяйственного сырья - мука, текстильное обработанное сырье, обработанная кожа и т.д.

Широкое развитие науки и новейших химических методов производства позволяет значительно расширить ассортимент промышленного сырья, привлечь к промышленной переработке самые разнообразные материалы.

Все виды сырья, используемые для промышленной переработки, разделяются на:

Первичные виды сырья - минеральное, растительное и животное сырье, вода и воздух;
вторичные промышленные виды сырья - побочные продукты промышленной переработки.

Минеральное сырье (включая горючие ископаемые) представлено многообразными видами полезных ископаемых, наибольший удельный вес в качестве исходного сырья занимают элементы, наиболее распространенные в земной коре (алюминий,3 железо, кальций и др.).

Растительное сырье, используемое для промышленной переработки, представлено многообразными пищевыми и техническими культурами сельского хозяйства, древесиной, различными видами растений (масличные, душистые и лекарственные травы).

Животное сырье подвергается сложной переработке для получения продовольственных и промышленных товаров народного потребления.

Характерными экономическими особенностями растительного и животного сырья являются постоянная их возобновляемость и возможность распространения во многих экономических районах.

Вода - (морская, озерная и речная) в промышленности находит все более широкое применение не только в качестве необходимого вспомогательного материала, но и как важнейший источник сырья в электрохимической и химической промышленности.

Сырье и материалы делят на основные и вспомогательные. Основные материалы составляют материальную основу выпускаемой продукции - железная руда – чугуна; текстильные волокна - тканей; металл - машин; станков, древесина - мебели.

К классу вспомогательных материалов относят такие материалы, которые не составляют материальную основу производимой продукции, а придают ей определенные свойства и качества, обеспечивают работу оборудования и нормальный ход технологического процесса.

Например, красители придают тканям определенный цвет, топливо, смазочные масла обеспечивают работу оборудования.

Есть предметы труда, используемые в производстве в качестве полуфабрикатов. Полуфабрикат-это продукт, изготавливаемый на одном участке производства и используемый для выработки на другом участке. Полуфабрикат нередко выступает в качестве . Так, пряжа является готовой продукции прядильного производства, а на комбинате, где она перерабатывается в ткань, полуфабрикатом.

Качество сырья - это совокупность его технологических, физических и химических свойств, обеспечивающих высокий уровень технологического процесса и качества выпускаемой продукции. Вид и качество сырья предопределяют режим работы и производительность оборудования, характер технологии, влияют на качество и себестоимость выпускаемой продукции.

Так, в металлургической промышленности для получения чугуна используют руды с разным содержанием железа. При высоком содержании железа в рудах снижаются затраты на подготовку руды к плавке и уменьшается расход кокса. Повышенное содержание пустой породы и вредных примесей в рудах обуславливает уменьшение производительности плавильных установок, увеличение расхода топлива, флюсов и снижение качества чугуна.

В строительстве используют обычные и быстротвердеющие цементы. Применение быстротвердеющих цементов способствует ускорению технологического процесса изготовления бетонных и железобетонных изделий и конструкций.

Капроновое моноволокно большой толщины применяют вместо натуральной щетины для изготовления щеточных изделий, тонкое капроновое волокно - вместо хлопчатобумажных нитей в производстве чулочных изделий. Выпуск химического жгутового волокна малого развеса позволил в текстильной промышленности создать однопроцессный способ получения пряжи непосредственно из жгута. Таким образом, вид и качество сырья определяю технологию, вид оборудования и качество выпускаемой продукции.

Под качеством продукции понимается совокупность её свойств обуславливающих пригодность удовлетворять определенные потребности потребителя или общества.

Качество продукции на стадии её изготовления определяется тремя слагаемыми, тесно взаимодействующими между собой в процессе труда: качеством труда изготовителей этой продукции, качеством исходного материала (сырья, полуфабрикатов, комплектующих изделий), качеством средств труда (машин, установок, станков и другого оборудования).

Качество как фактор конкурентоспособности распространяется на всю национальную экономику. Оно способствует рациональному использованию ресурсов.

Таким образом, сырье и материалы являются одними из важнейших факторов формирующих качество. Так анализ влияния различных факторов на качество шерстяных, хлопчатобумажных и льняных тканей показал, что вероятность этих тканей существенно зависит от качества исходного сырья - шерсти, льна, хлопка. В данном случае степень этой зависимости больше, чем зависимость от всех других факторов, влияющих на качество ткани: совершенства машин, ритмичности производства, трудовой и технологической дисциплины. Следует отметить, что все факторы, определяющие качество продукции - технологические, экономические, социальные, технические – действуют в неразрывной связи друг с другом в процессе производства.

Недостаточный уровень качества имеет последствия экономические, социальные и экологические. К экономическим последствиям относятся: дополнительные затраты на ремонт техники, дополнительные затраты времени у населения на ремонт бытовой техники, дополнительные затраты материальных и трудовых ресурсов на осуществление многозвенной и многоступенчатой системы органов технического контроля. Недополученная валютная выручка за счет низкой доли экспорта готовой продукции.

К социальным последствиям – дефицитность отечественной продукции; недостаточное удовлетворение потребностей производственно-технического и личного плана; снижение темпов роста благосостояния населения; ухудшение морального климата в коллективе и др. К экологическим последствиям относятся: дополнительные затраты на очистку: воздушного бассейна, водного бассейна, земельных ресурсов; дополнительные затраты на меры по оздоровлению населения; потеря продуктивности продукции сельского хозяйства из-за недостаточного качества воздуха, воды, почвы и др.

С понятием качества тесно связано и понятие технического уровня продукции - относительной характеристики качества продукции, основанной на сопоставлении значений показателей, определяющих техническое совершенство оцениваемой продукции с соответствующими базовыми показателями, их значениями.

Роль сырья и материалов в формировании качества продукции зависит от вида изделия. Чем проще изделие, тем очевиднее связь между качеством сырья, основных и вспомогательных материалов и качеством выпускаемой продукции. Качество материалов, являясь материальной основой свойств конечного изделия, влияет на эти свойства по-разному в зависимости от технологического процесса изготовления данного изделия. Например, при выпуске такого сложного изделия, как электронные часы, качество комплектующих изделий (корпуса, конденсаторов, интегральных схем и т.д.) зависит непосредственно от материалов. В свою очередь характеристики электронных (технические, экономические, эстетические и др.) зависят от материалов, из которых изготовлены эти часы, опосредованно, но свойства этих материалов здесь имеют решающее значение.

Влияние материалов на качество конечного изделия зависит от степени соответствия свойств материала требованиям, которые к - ним предъявляются, совершенства технологического процесса изготовления данного изделия, качества конструкции изделия и других факторов.

Переработка сырья

Сегодня такая бизнес-идея не воспринимается предприимчивыми людьми всерьез. А ведь не одна тонна пластиковых отходов ежедневно выбрасывается.

Поэтому переработка вторичного сырья – бизнес достаточно выгодный и прибыльный. Идея организации современного безотходного производства становится реальной в условиях хозяйствования и повышенной экономии. Например, можно с прибылью для себя прессовать бумагу или картон с последующей передачей брикетов на заводы, занимающиеся повторной переработкой.

Первичные инвестиции в данный бизнес не превышают размеров вложений в любой другой вид среднезатратной деятельности субъектов хозяйствования.

Переработка вторичного сырья из пластмасс

Ежегодно каждый житель города выбрасывает порядка 400 кг мусора. При этом треть составляют пластмассовые изделия (например, бутылки).

Именно в такой таре сейчас в супермаркетах в основном продаются минеральная и газированная вода, квас, пиво, йогурт, кефир и сок.

Бывшие в употреблении пластиковые бутылки являются сырьем для изготовления флекса, используемого в производстве химического волокна. Из него опять изготавливают такие же бутылки. Таким образом, происходит рациональный оборот пластмассы.

Из флекса также производят и другие материалы. В качестве примера можно привести следующие: щетка, пленка, тротуарная плитка.

Переработка вторичного сырья является экологически и социально полезным бизнесом. Исследования показали, что нужно около 200 лет, чтобы одна пластиковая бутылка полностью разложилась. Данная отрасль в России еще плохо развита, поэтому может быть отнесена к экономически перспективным видам деятельности.

Процесс переработки вторичного сырья

Переработка вторичного сырья – процесс, который напоминает пункт приема стеклотары.

Изначально пластиковые бутылки должны быть пересортированы по цвету. Затем из всей массы удаляются различные посторонние предметы (металл, стекло и этикетки).

Следующий этап – прессование бутылок и передача полученных брикетов на линию, осуществляющую переработку, где происходит измельчение отходов специальными ножами.

Готовая масса поступает в паровой котел, где должны быть устранены остатки клея и этикеток. Далее процесс переработки предполагает прохождение массы через полоскательную и полировочную машины. Таким образом получается флекс.

Перечень оборудования

Оборудование для переработки вторичного сырья используется следующее: дробилка, агломератор и гранулятор. Это высокопроизводительные компактные машины, при помощи которых производится переработка отходов с превращением их в полезное сырье.

Дробилка

Это один из наиболее распространенных видов оборудования, через которое пропускается большое количество пластмассы. Принцип работы этой машины довольно прост. Исходное сырье поступает в специализированную емкость.

Потом постепенно оно переходит в отсек роторных и стационарных ножей. Переработка вторсырья должна происходить с высокой силой дробления, которой удается добиться благодаря использованию охлаждения системы водой. Высокая стабильность и производительность вращения упомянутых ножей – важный фактор при отборе оборудования. В качестве еще одной особенности дробилки может быть указана простота в обслуживании, а также надежность основных рабочих узлов.

Агломератор

Широко распространена сегодня переработка вторичного сырья на агломераторе. Это также система, участвующая в утилизации вторсырья, однако устроена она на порядок сложнее. С ее помощью можно совершать как лишь некоторые отдельные стадии данного процесса, так и полный комплекс переработки. На этом устройстве производятся агромерирование, измельчение, а также отмывание и просушивание сырья.

Рабочие элементы данной системы располагаются на надежной станине. Низкий уровень шумов, компактность и простота в управлении в сочетании с высокой производительностью и отличной окупаемостью делают такое оборудование универсальным инструментом для переработки вторичного сырья.

Гранулятор

Еще одним устройством, при помощи которого уже довольно давно осуществляется переработка вторичного сырья в России, является гранулятор. Данное оборудование производит операции по переработке профилей, ящиков и пленки. Универсальность такой машины заключается в замене специального шнека, с использованием которого пластмасса многих видов может быть измельчена. Существует множество разновидностей грануляторов, отличающихся габаритами, надежностью механических частей и производительностью.

Использование мини-заводов

Помимо стационарных линий, довольно широко используются и мобильные мини-заводы, осуществляющие переработку пластиковых бутылок. Данная установка удобна тем предпринимателям, которые собираются заниматься этим видом бизнеса в нескольких городах.

Так, за месяц можно собрать сотни тонн пластмассового мусора. А используя портативный завод, легко будет переезжать от одной свалки к другой. Кстати, такой мини-завод может поместиться даже в контейнере. Для его работы нужны лишь канализация, вода и электроэнергия. Да и стоимость такого оборудования приемлемая – 100-130 тыс. долларов. А если требуется полностью укомплектованная линия, то предпринимателю для ее приобретения нужно будет собрать порядка 140 тыс. долларов.

Что касается количества сотрудников, то достаточно нанять только семь человек, которые будут сортировать сырье, пускать его на линию и выгружать уже готовый продукт. Скорость работы одного сотрудника – около 150 кг пластиковых бутылок в час. При этом зарплата составит порядка 700 долларов.

Если принять во внимание все необходимые расходы и производительность линии, то чистая прибыль в месяц составит порядка 10 тысяч долларов. Окупятся все вложения в такой бизнес через полтора года.

Давальческое сырье

Суть давальческой переработки сводится к тому, что владелец сырья – давалец имеет цель произвести продукцию из своего сырья. Для этого он заключает договор с другой организацией-переработчиком, имеющей подходящую производственную базу. Согласно такому договору переработчик производит из предоставленного сырья продукцию и передает ее давальцу, который обязуется оплатить услуги по переработке. При этом право собственности на давальческое сырье к переработчику не переходит.

Договор на переработку давальческого сырья как самостоятельный вид договора законодательством не предусмотрен, поэтому при его заключении следует руководствоваться положениями гл. 37 “Подряд” Гражданского кодекса РФ (далее – ГК РФ).

По договору подряда одна сторона – подрядчик обязуется выполнить по заданию другой стороны – заказчика определенную работу и сдать ее результат заказчику, а заказчик обязуется принять результат работы и оплатить его.

В договоре подряда необходимо указать следующее:

Точное наименование и описание передаваемого материала, включая данные о его количестве, качестве и стоимости;
порядок, в котором сырье передается подрядчику и уже переработанные материалы (готовые изделия) принимаются заказчиком;
порядок оплаты услуг по переработке материалов (изготовлению изделий);
наличие технологических потерь, порядок учета возвратных отходов в случае их наличия (они могут либо передаваться заказчику, либо оставаться у подрядчика);
иные существенные условия.

Особенности договорных отношений

Для заказчиков производство продукции из давальческого сырья имеет очевидное преимущество: при большом количестве заказов и нехватке собственных производственных мощностей организация может выполнить часть заказов силами стороннего предприятия, предоставив ему свое сырье в качестве давальческого. Малые предприятия торговли, например, часто передают товар сторонним предприятиям для расфасовки в тару с фирменными логотипами.

В свою очередь, организация, оказывающая услуги по изготовлению продукции из материалов заказчика (переработчик), не несет расходов, связанных с ее реализацией, т. к. эту задачу решает заказчик, поэтому риск не реализовать произведенный товар из-за отсутствия спроса на него у предприятия-подрядчика сведен к нулю.

Поскольку переработка сырья (изготовление изделий) выполняется полностью или частично из материала заказчика, подрядчик отвечает перед заказчиком за сохранность материала и правильное его использование.

Подрядчик обязан:

Предупредить заказчика о непригодности либо недоброкачественности переданного заказчиком материала,
представить отчет об израсходовании материала и возвратить неиспользованный остаток.

Технологический процесс производства продукции предусматривает образование материальных отходов, т. е. ведет к технологическим потерям.

Технологические потери – это отходы, возникающие на безвозвратной основе в связи с условиями использования материальных ресурсов в технологическом процессе производства или преобразования их в другие виды материальных ресурсов.

Учет операций

Согласно подп. 3 п. 7 ст. 254 НК РФ для целей налогообложения технологические потери при производстве (безвозвратные отходы) приравниваются к материальным расходам. В отношении давальческого сырья должны выполняться требования, которые установлены ст. 252 НК РФ, т. е. его расход должен быть обоснован и документально подтвержден.

Обоснованность расхода давальческого сырья обеспечивается наличием норм его расхода. Поэтому при заключении договора сторонам целесообразно составить смету на предстоящие работы, где были бы установлены нормы расхода сырья, включая размер технологических потерь.

В соответствии с Планом счетов бухгалтерского учета финансово-хозяйственной деятельности организаций, утв. приказом Минфина России № 94н, для учета наличия и движения сырья и материалов заказчика, принятых в переработку, не оплачиваемых организацией-изготовителем, предназначен забалансовый счет 003 “Материалы, принятые в переработку”.

Аналитический учет по счету 003 ведется по:

Заказчикам;
видам, сортам сырья и материалов;
местонахождению сырья.

Сырье и материалы заказчика, принятые в переработку, учитываются по ценам, предусмотренным в договорах.

Если для учета давальческого сырья не использовать забалансовый счет 003, то это может быть расценено налоговыми органами как грубое нарушение правил ведения учета доходов и расходов, что повлечет взыскание штрафа в размере 5000 руб. на основании п. 1 ст. 120 НК РФ.

Однако следует учесть, что если в договоре на переработку давальческого сырья не определена его стоимость, то нет оснований и для учета переработки как хозяйственной операции, подлежащей отражению на счетах бухгалтерского учета.

Стоимость давальческого сырья не формирует ни актива, ни пассива баланса и не является ни доходом, ни расходом предприятия. Поэтому неотражение стоимости давальческого сырья (если его стоимость отсутствует в договоре) на счете 003 не свидетельствует о совершении налогового правонарушения в виде грубого нарушения правил учета доходов, расходов или объектов налогообложения.

Переработчик является плательщиком налога на прибыль и НДС в общеустановленном порядке (как и заказчик). Получение сырья или материалов в переработку не является приобретением, поэтому организация-переработчик учитывает давальческое сырье на забалансовом счете и не имеет права предъявлять к вычету НДС с их стоимости. Тем более, что давалец при передаче сырья не выставляет счет-фактуру, а оформляет накладную, в которой НДС не выделяется.

Согласно п. 5 ст. 154 НК РФ налоговая база при реализации услуг по производству товаров из давальческого сырья (материалов) определяется как стоимость их обработки, переработки или иной трансформации с учетом акцизов (для подакцизных товаров) и без включения в нее налога на добавленную стоимость.

В момент принятия работ по отчету давальцу переработчик выставляет счет-фактуру на стоимость работ по переработке, определенную договором.

НДС на стоимость работ по переработке давальческого сырья начисляется по ставке 18% независимо от того, по какой ставке облагаются перерабатываемое сырье и произведенная продукция, т. к. объектом налогообложения является именно выполнение работ, а не реализация продукции.

Пример

Организация-переработчик ООО “Люкс” получила от заказчика ООО “Фаворит” ткань на сумму 100 000 руб. для изготовления 2000 сорочек. Договором предусмотрено, что ООО “Люкс” использует свои пуговицы и прочие расходные материалы. Согласованная между сторонами стоимость работ составляет 35 400 руб., в т. ч. НДС (18%) – 5400 руб. В соответствии с заключенным договором к переработчику поступила и конфекционная карта с описанием изделия, которое требуется изготовить из переданной ткани.

При принятии на склад составляется акт о перемеривании ткани. В случае недостачи ткани заполняется акт об установлении расхождения в количестве при приемке давальческого сырья с указанием ярлычного метража (в соответствии с товарной накладной), фактического метража и недостачи. После этого на основании требования-накладной недостача списывается.

Со склада материал передается в раскройный цех, при этом складскими работниками оформляется накладная, где указываются артикул и количество отпускаемой ткани.

В бухгалтерском учете ООО “Люкс” делаются записи:

Д 003 (“Фаворит” – сорочечная ткань – склад) – 100 000 руб. – отражена стоимость полученных от заказчика материалов;
Д 003 (“Фаворит” – сорочечная ткань – раскройный цех) – К 003 (“Фаворит” – сорочечная ткань – склад) – 100 000 руб. – на основании накладной со склада материал перемещен в раскройный цех;
К 003 (поставщик – материал – раскройный цех) – 100 000 руб. – после раскроя ткань перемещена в швейный цех;
Д 20 – К 10 – 3000 руб. – списана стоимость пуговиц и прочей фурнитуры;
Д 20 – К 26, 25, 70, 69 – 17 000 руб. – отражены прочие расходы по переработке давальческого сырья;
Д 90-2 – К 68-2 – 5400 руб. – отражен НДС со стоимости выполненных работ;
Д 90-2 – К 20 – 20 000 руб. – списаны фактические расходы, связанные с выполнением работ для ООО “ Фаворит”;
Д 51 – К 62 – 35 400 руб. – отражена оплата работ, выполненных заказчиком;
К 003 (поставщик – материал – склад) – 100 000 руб. – списана стоимость давальческого сырья при передаче готовой продукции.

В бухгалтерском учете ООО “Фаворит” указанные операции отражаются следующим образом:

Д 10-7 – К 10-1 – 100 000 руб. – переданы материалы в переработку на сторону (для учета материалов, передаваемых организацией подрядчику на переработку, предусмотрен субсчет 10-7 “Материалы, переданные в переработку на сторону”. При передаче материалов на сторону в качестве давальческого сырья их стоимость не списывается с баланса, а продолжает числиться на счете 10 “Материалы” (на отдельном субсчете). Операция по передаче сырья оформляется накладной на отпуск материалов (форма № М-15), подписываемой обеими сторонами);
Д 20 – К 10-7 – 100 000 руб. – списана стоимость ткани (эта бухгалтерская запись делается при передаче подрядчику давальческого сырья);
Д 20 – К 60 – 30 000 руб. – списаны расходы на оплату работ по переработке;
Д 19 – К 60 – 5400 руб. – выделен НДС;
Д 60 – К 51 – 35 400 руб. – оплачены выполненные работы по переработке;
Д 68 – К 19 – 5400 руб. – принят к вычету НДС;
Д 43 – К 20 – 130 000 руб. – принята к учету готовая продукция.

После выполнения работ, предусмотренных договором, подрядчик передает готовую продукцию давальцу, представляет ему отчет переработчика о расходе сырья и акт приема-передачи выполненных работ.

Отчет переработчика содержит данные о количестве:

Полученного, использованного и неиспользованного сырья (материалов);
произведенной из этого сырья готовой продукции;
отходов (если таковые имеются).

Акт приема передачи выполненных работ содержит данные о фактически выполненных работах и их стоимости.

Произведенная продукция передается заказчику в соответствии с п. 2 ПБУ 5/01 “Учет материально-производственных запасов”. На основании п. 7 ПБУ 5/01 фактическая себестоимость материально-производственных запасов при их изготовлении определяется самой организацией, исходя из фактических затрат, связанных с производством данных запасов.

Таким образом, в фактическую себестоимость готовой продукции у заказчика будут включены:

Давальческое сырье по стоимости его приобретения за минусом НДС и других возмещаемых налогов;
стоимость переработки сырья, заплаченная подрядчику, за минусом НДС и других возмещаемых налогов;
прочие расходы заказчика, связанные с производством продукции.

Расходы по заработной плате и ЕСН работников организации-подрядчика заказчик уже оплатил в составе стоимости переработки сырья и, следовательно, отнес на себестоимость.

Для целей налогового учета давалец будет формировать стоимость готовой продукции в соответствии со ст. 318, 319 НК РФ. При этом согласно п. 2 ст. 319 НК РФ оценка готовой продукции производится, исходя из суммы всех прямых расходов, уменьшенных на сумму тех из них, которые приходятся на незавершенное производство.

При давальческих операциях затруднения чаще всего возникают с определением состава прямых и косвенных расходов и оценкой незавершенного производства.

Рассмотрим более подробно классификацию расходов для целей налогообложения прибыли у организации-давальца.

Согласно п. 1 ст. 318 НК РФ к прямым расходам относятся:

Затраты на приобретение сырья и материалов, используемых при производстве товаров (выполнении работ, оказании услуг) и (или) образующих их основу либо являющихся необходимым компонентом;
затраты на приобретение комплектующих изделий, подвергающихся монтажу, и (или) полуфабрикатов, подвергающихся дополнительной обработке у налогоплательщика;
расходы на оплату труда персонала, участвующего в процессе производства товаров, выполнении работ, оказании услуг, а также суммы ЕСН, начисленные на эту оплату (без пенсионных взносов);
суммы начисленной амортизации по основным средствам, используемым при производстве товаров, работ, услуг.

Все остальные расходы относятся к косвенным. Исключение составляют внереализационные расходы, определяемые в соответствии со ст. 265 НК РФ и осуществляемые налогоплательщиком в течение отчетного периода.

Какие расходы у организации-давальца будут относиться к прямым, а какие к косвенным? Прямыми расходами у давальца являются только затраты на приобретение сырья, материалов. Других прямых расходов, связанных с давальческими операциями, у организации-давальца не возникает, т. к. в процессе производства (переработки) затраты, связанные с переработкой сырья, материалов, несет организация-переработчик. Не возникает у собственника сырья и основных средств, задействованных в производстве продукции.

Таким образом, все остальные расходы на производство и реализацию конкретной продукции, в т. ч. затраты на переработку, у собственника сырья относятся к косвенным.

Лекарственное сырье

Почки

В медицинской практике применяют почки двух видов растений Костромской области: березы и сосны.

Почки березы получают от двух видов берез - повислой (бородавчатой) и пушистой. Время сбора: январь-март. Собирают почки до их распускания. Ветки с почками срезают и связывают в пучки. Сушат пучки на открытом воздухе или в проветриваемом помещении. После сушки почки обмолачивают, очищая от сора. Хранят в сухом месте. Почки сосны представляют собой молодые побеги (коронки), которые состоят из 5-6 почек, самая крупная из которых (до 4 см) располагается в центре. Снаружи они розовато-бурые, покрытые спирально расположенными с загнутыми крючками чешуйками, склеенными между собой выступающей смолой. Запах ароматный. Вкус горьковато-смолистый. Для заготовки почек используют сосну обыкновенную.

Собирать сосновые почки следует ранней весной, в феврале-марте, до их набухания и распускания, срезая острым ножом целые коронки с частью стебля (не более 3 мм). Сушат их в проветриваемом помещении или на открытом воздухе.

Кора

Кору деревьев и кустарников (дуба, калины, крушины) следует заготавливать весной, в период усиленного сокодвижения. В это время она легко отделяется от древесины. Позже, в конце весны и летом, когда рост прекращается, кора снимается с трудом. Чтобы снять кору, на молодых отрубленных или отрезанных ветках острым ножом делают кольцевые надрезы на расстоянии 25-50 см один от другого, соединяют их одним или двумя продольными надрезами, а затем снимают в виде желобков или трубок. Если кора покрыта наростами кустистых лишайников, то их надо предварительно тщательно очистить ножом, в противном случае можно испортить сырье, не получить из него полноценного лекарства.

Листья

В настоящее время в качестве лекарственного растительного сырья в области можно заготавливать листья 13 видов растений. К ним относятся алоэ древовидное, белена черная, брусника, дурман обыкновенный, земляника лесная, крапива двудомная, ландыш майский, мать-и-мачеха обыкновенная, мята перечная, подорожник большой, тимьян ползучий, толокнянка обыкновенная, вахта трехлистная (трифоль).

Листья некоторых видов лекарственных растений собирают в течение вегетационного периода несколько раз с одних и тех же растений. К ним относятся алоэ, подорожник большой, дурман обыкновенный и др. В то же время сбор листьев ряда других растений ограничивается определенным периодом наибольшего накопления активных веществ и проводится лишь 1 раз за вегетацию. Так, сбор листьев ландыша продолжается около 25 дней ввиду растянутости фазы его цветения. После цветения содержание активных веществ в листьях резко уменьшается. Листья мать-и-мачехи собирают только в первой половине лета.

Сбор листьев начинают тогда, когда они вполне развернулись, достигли своего полного развития. Лучшим периодом сбора считается начало цветения растения. Собирать листья до начала цветения не рекомендуется, так как в это время сырье получается неполноценное и, кроме того, это ведет к истощению и ослаблению растений.

Цветки и соцветия

Их надо собирать в начале цветения. В этот период цветки содержат больше действующих веществ, меньше осыпаются при хранении, лучше выдерживают сушку и сохраняют свою окраску. Цветки собирают вручную, их ощипывают и обрывают цветоножки. Иногда для сбора соцветий пользуются специальными приспособлениями - совками. Так собирают, например, соцветия ромашки аптечной. В области можно заготовлять цветки и соцветия 10 видов растений: бессмертника песчаного, боярышника кроваво-красного, василька синего, коровяка обыкновенного, липы сердцевидной, ноготков лекарственных, пижмы обыкновенной, ромашки аптечной, ромашки душистой, тимьяна.

Плоды и семена

В медицинской практике широко применяют плоды и семена растений. Многие из них употребляют в качестве сырья для приготовления медицинских препаратов, а некоторые - в качестве лечебных средств. Сейчас в медицине используют плоды и семена 29 видов растений области. Это плоды таких растений, как боярышник, жостер, калина, лимонник, малина, можжевельник, облепиха, рябина, тмин, укроп, черника, черемуха, шиповник и др.

Наиболее богаты лекарственными веществами созревшие плоды и семена. Поэтому их собирают выборочно, по мере полного созревания, обрывая вручную, без плодоножки. У рябины, тмина и некоторых других растений, у которых плоды расположены в зонтиках или щитках, при сборе обрывают целиком все соцветия, а затем, после подсушивания, их тщательно очищают от плодоножек. Плоды шиповника собирают вместе с остатками чашечки, которая у них остается сверху плода. Эту чашечку удаляют уже после подсушивания, перетирая плоды руками. Особенно трудно собирать и сушить плоды черники, малины, земляники. Укладывая их в корзину, каждый слой нужно прокладывать веточками, чтобы плоды не слеживались и не давили друг на друга.

Корни, корневища, луковицы

Заготовку этого лекарственного сырья в области можно проводить у 14 видов растений: аира обыкновенного, валерианы лекарственной, горца змеиного, девясила высокого, кровохлебки лекарственной, кубышки желтой, лапчатки прямостоячей, лука-чеснока, одуванчика лекарственного, родиолы розовой, синюхи голубой, чемерицы Лобеля, щавеля конского, щитовника мужского. Подземные части растений собирают обычно в период отмирания их надземных частей, когда растения переходят в период покоя (конец лета - осень). Их можно собирать и рано весной, до начала отрастания надземных органов, но весной период заготовки очень короткий (несколько дней). Корни и корневища выкапывают лопатами или кирками, иногда вытягивают из рыхлой почвы или воды вилами и граблями. Корни и корневища сначала отряхивают от земли, а затем промывают в проточной воде. Если заготовка имеет более или менее значительный масштаб, промывку лучше вести в больших плетеных корзинах. Промытые корни и корневища тут же раскладывают на чистой траве, мешковине, рогоже или бумаге и подсушивают. Затем корни и корневища очищают от остатков стеблей, мелких корешков, поврежденных или сгнивших частей и доставляют к месту окончательной сушки.

Травы (надземные части)

В настоящее время в медицинской практике используют траву 23 видов лекарственных травянистых растений области: баранца обыкновенного, горца перечного, горца почечуйного, горца птичьего, душицы, зверобоя, ландыша майского, пастушьей сумки, хвоща полевого, полыни горькой, пустырника, сушеницы, фиалки трехцветной, тысячелистника, череды трехраздельной, чистотела и др.

Травы представляют собой цветоносные облиственные побеги травянистых растений, иногда всю их надземную массу. Их широко используют как сырье для переработки на химико-фармацевтических предприятиях, а также в качестве лечебных средств, применяемых самим больным в домашних условиях, пользуясь соответствующими инструкциями.

Траву собирают обычно в начале цветения, у некоторых видов - при полном цветении растения. Срезают ее серпами, ножами или секаторами, без грубых приземных частей. Иногда при густом стоянии растения скашивают косами или серпами и затем выбирают их из скошенной массы.

Все наземные части растений собирают только в сухую погоду. Если утром была роса или прошел дождь, то заготовки начинают только после того, как растения полностью обсохнут. Под вечер, когда появляется роса, сбор прекращают.

Расходы сырья

Для учета расхода сырья, основных и вспомогательных материалов организация использует либо собственные, либо типовые формы документов. Такими документами могут быть, в частности, акт списания материалов, акт расхода материалов в производстве, акт списания бензина.

Документ, подтверждающий расход сырья, основных и вспомогательных материалов, составляется в конце каждого месяца или чаще, подписывается ответственным работником подразделения, начальником подразделения и утверждается руководителем организации или уполномоченным на это лицом.

Количество израсходованных материалов, указанное в акте, должно быть обосновано.

Для большинства материалов можно установить нормы расхода, которые будут увязывать расход материалов с производственными процессами или другими хозяйственными событиями организации.

Например, расход бензина для автомобиля, находящегося в собственности организации, подтверждается путевыми листами (которые представляют собой задания водителю на выполнение поездок с указанием километража), нормативами расхода бензина на километр (от завода – производителя автомобиля), документами оплаты бензина.

Особым образом оформляются расходы материалов в связи с чрезвычайными обстоятельствами: порчей или кражей. Подобный расход материалов оформляется документом, подготавливаемым комиссией и утверждаемым руководителем организации.

Так, расход материала в результате его порчи или брака в процессе производства может оформляться актом о браке. В этом документе указываются: характеристика брака, его причина; количество забракованной продукции; фактические затраты по исправлению брака; суммы, подлежащие взысканию с виновников брака (если такие имеются); потери от брака.

Комиссия должна установить степень пригодности испорченного материала для дальнейшего использования. Так, она может признать, что материал утратил свои достоинства незначительно, что выражается только в снижении сорта материала. В бухгалтерском учете это означает уменьшение учетной цены материала. Крайний вариант – комиссия признает, что испорченный материал ни на что не пригоден, даже бесполезно пытаться его продать. То есть комиссия приравнивает испорченный материал к мусору, который следует просто выбросить (утилизировать). Для бухгалтерского учета это означает, что стоимость испорченного материала должна быть полностью списана.

Некоторые расходы материалов выявляются в результате инвентаризации. Причиной таких расходов может быть как ненадлежащее исполнение материально ответственным лицом своих обязанностей, так и естественная убыль материала в процессе длительного хранения (так называемые усушка и утруска).

Расходы материалов, выявленные инвентаризацией, оформляются унифицированным документом – сличительная ведомость результатов инвентаризации товарно-материальных ценностей.

Использование сырья

При этом происходит соединение в единый комплекс производств разных отраслей промышленности, представляющих собой либо последовательные ступени обработки сырья (например, выплавка чугуна из руды и переделка чугуна в сталь, а далее, может быть, производство тех или иных готовых продуктов из стали), либо играющих вспомогательную роль по отношению друг к другу (например, обработка побочных продуктов, производство предметов упаковки и т.д.).

Вопрос о необходимости комбинирования в рамках группы предприятий поднимали многие исследователи. В 40-50-е годы Н.Н.Колосовский, работая над проблемой формирования Прибайкальского комплекса, сделал ряд выводов и предложений по использованию природных ресурсов, которые связаны с комбинированием производств.

Кратко их можно охарактеризовать следующим образом:

1. Географическая группировка предприятий в родственные технологические сочетания в пределах территории промышленной зоны.
2. Расположение промышленных предприятий с учетом направлений движения сырья, отходов и побочных продуктов производства.
3. Технологическое комбинирование производственных процессов (энергетическое, сырьевое и др.).
4. Экономическое сочетание производств путем взаимного дополнения продуктов производства.
5. Организация в необходимых случаях общих энергетических, транспортных, сортировочных и распределительных станций.
6. Создание общей для всех производств инфраструктуры.

Комплексное использование имеющихся ресурсов путем комбинирования различных производств позволяет использовать отходы одного производства в качестве исходного сырья для другого.

Региональный подход к переработке материальных и энергетических ресурсов способствует сокращению потерь сырья, материалов, энергии, снижает транспортные расходы и трудозатраты, расширяет ассортимент продукции, изготавливаемой из используемого сырья.

Создание в регионе комбинированных производственно-хозяйственных систем, включающих в себя группу предприятий различных отраслей промышленности, вызывает необходимость формирования общей технологической цепи. В этом случае возможна разработка региональной технологии, которая представляет собой совокупность технологий отдельных производств, размещенных на данной территории и связанных между собой задачей максимального использования исходного сырья с наименьшими затратами.

Современная политическая ситуация, при которой регионам предоставлена большая самостоятельность, создает благоприятные предпосылки для реализации такой технической политики.

Зарубежный опыт рационального использования вторичных материальных ресурсов

Понимая грозящую человеческому сообществу опасность от накопления отходов и нерационального использования сырьевых ресурсов, многие страны уделяют этой проблеме значительное внимание, используя все возможные средства - экономические, юридические, воспитательные. Это позволило многим странам уже к середине 80-х годов достичь значительных успехов в деле переработки основных видов отходов.

В США государственное регулирование как на федеральном, так и на штатном уровнях играет все более заметную роль в стимулировании производства вторичного сырья из отходов. Ежегодные расходы правительства и предприятий США на очистку от загрязнения уже превысили 90 млрд. долларов, причем 60 % этой суммы расходуется самими предпринимателями. Это объясняется не столько их высоким чувством долга перед обществом и грядущими поколениями, сколько реальной необходимостью, вытекающей из действующего в стране законодательства. Принятый в США в 1976 г. закон о борьбе с твердыми отходами (с поправками 1980 и 1984 гг.) ориентирует на производство из них вторичных материалов. В стране действуют стандарты по обязательному минимальному содержанию вторичного сырья в товарной продукции. В настоящее время изучается рыночная конъюнктура вторичных материалов, экономические и технологические барьеры, препятствующие их применению, новые области их использования и т.д. Федеральное правительство отменило ранее существовавшие дискриминационные тарифные ставки на транспортировку вторичного сырья, изменило систему сортности материалов, чтобы поощрять использование вторичных ресурсов, приняло решение об определенной доле вторичного сырья при закупке металлов в государственные запасы, приняло закон о запрете на захоронение отходов, произведенных не на территории данного штата.

Еще более активно действуют правительства некоторых штатов. В ряде штатов установлена плата за захоронение отходов, н результате чего увеличилось потребление вторичного сырья. В штате Нью-Джерси принят законопроект о 50%-ной налоговой скидке на производственное оборудование, на котором производится продукция, содержащая не менее 50 % вторичных материалов.

Наиболее важным экономическим стимулом переработки отходов во вторичное сырье является то обстоятельство, что утилизация становится в американских городах самым дешевым способом борьбы с отходами. В США запрещена организация новых открытых свалок, а захоронение и сжигание отходов с учетом соблюдения всех экологических норм оказывается в 3 раза дороже, чем переработка этих отходов во вторичное сырье.

Большое внимание уделяется проблеме отходов в странах ЕЭС.

Стратегия стран ЕЭС заключается:

В предотвращении образования отходов;
- в рециклировании отходов и вторичном использовании материалов;
- в оптимизации конечной обработки отходов;
- в регламентации транспортировки отходов;
- в проведении мероприятий по реабилитации окружающей среды.

Эта стратегия нашла отражение в ряде директив Совета Содружества, принятых в начале 90-х годов.

Особое внимание в странах Европейского содружества в самое последнее время уделяется следующим мероприятиям:

Пересмотру номенклатуры сырья и материалов, используемых в производстве той или иной продукции, с предпочтением экологически безопасных заменителей;
- пересмотру технологических процессов в целях разработки безопасных для окружающей среды;
- воспитанию населения в духе рационального потребления;
- разработке новых технологических процессов, позволяющих повторно включать материалы в производственный цикл после их первичного использования;
- включению экологических параметров в стандарты качества продукции.

В Западной Европе переработкой отходов занимаются главным образом малые и средние предприятия. Они утилизируют 37 % твердых отходов, на них работают 3,5 млн. человек. В последние несколько лет наметилась тенденция к укрупнению таких предприятий.

В ближайшее десятилетие в странах Западной Европы ожидается бурное развитие отрасли по переработке отходов и соответствующий рост занятости, что окажет благоприятное воздействие на экономику в целом. В странах ЕЭС стоимость работ по переработке отходов оценивается в 9 % ВВП, однако темпы роста составляют 20 % в год. Это позволит к концу столетия удвоить число работающих на предприятиях по рециклингу отходов.

Больших успехов в деле рационального природопользования добилась Япония. Известно, что эта страна по большинству видов сырья и топлива сильно зависит от импорта. Именно поэтому в Японии уделяют проблеме переработки отходов чрезвычайное внимание. Уже к 1985 г. в японской промышленности утилизировалось до 60 % отходов.

Начальным толчком к более широкой утилизации отходов в Японии явилась необходимость принятия безотлагательных мер для решения проблемы загрязнения окружающей среды, которая со всей остротой встала на рубеже 60-70-х годов. Положение усугублялось тем, что накопление отходов в огромных количествах делало непригодными для жизни и хозяйственной деятельности обширные земельные участки, которые в условиях крайне ограниченной территории Японии являются остродефицитными.

Для улучшения экологической ситуации государством были предприняты огромные усилия: в августе 1967 г. был утвержден Основной закон об охране окружающей среды, в 1971 г. было создано Управление по окружающей среде, в ноябре 1973 г.- специальный правительственный центр "За чистую Японию", вся деятельность которого направлена на повышение эффективности утилизации отходов.

Расширению использования вторичных сырьевых ресурсов в стране содействуют также такие промышленные ассоциации, как японская федерация промышленных отходов (создана в 1978 г.), Японская ассоциация по освоению неиспользуемых ресурсов (создана в 1980 г.) и др.

Для стимулирования работ по переработке отходов государство использует финансовые, законодательные и административные меры. Немалое значение придается и пропаганде необходимости рециклирования ресурсов как среди предпринимателей, так и среди населения. Под промышленными отходами, согласно японскому законодательству, понимаются отходы, возникающие в процессе производственной деятельности, в том числе зола, шлаки, отстойные вещества, отработанные масла, кислотные, щелочные отходы, пластмассы и др. При этом особо выделяются отходы, образующиеся в обрабатывающей промышленности: бумажные, текстильные, резиновые, древесные, металлические, стеклянные, доменный шлак, лом бетона и др. В 1976 г. к закону был принят ряд поправок. В качестве основополагающего принципа зафиксировано, что переработка отходов должна осуществляться предприятиями-производителями отходов, п перепоручение ее специализированным предприятиям имеет) лишь вспомогательное значение. По закону производители несут ответственность за переработку отходов, возникших в результате их хозяйственной деятельности. При этом указывается, что перепоручать переработку отходов можно только специализированному предприятию, обладающему соответствующей технологией.

В Японии существуют стандарты переработки и ликвидации вредных промышленных отходов. Например, в целях предотвращения загрязнения морей и океанов стандарты запрещают затопление таких отходов. В случае их захоронения требуется, чтобы они были изолированы от водных ресурсов, поступающих в общественное потребление, и от подземных вод.

В сфере переработки отходов в Японии сложилась весьма активно действующая организационная система. Деятельность той системы опирается на финансовую помощь государства, стимулирующую развитие отраслей по переработке отходов.

Благодаря последовательному проведению экологической политики в настоящее время кризисное состояние окружающей среды в Японии преодолено. Успехи в области рециклирования ресурсов, достигнутые Японией за сравнительно короткий срок (к середине 80-х годов). Среди отраслей промышленности наибольшей степенью использования отходов отличаются деревообрабатывающая, транспортное машиностроение, черная металлургия, мебельная промышленность, в которых утилизируется от 70 до 95 % всех отходов, полиграфия (около 60 %) и электроэнергетика (свыше 50 %).

В целом по обрабатывающей промышленности Японии обработке подвергается более половины всех образующихся отходов (52,3 %).

О том, какую экономию сырья дает утилизация отходов в Японии, можно судить по следующим данным. Использование каждой тонны вторичного алюминия заменяет более 5 т основного сырья и вспомогательных материалов. Производство 1 т бумаги и картона из макулатуры высвобождает 4,7-5,6 м3 древесины и 165- 200 м3 воды. Производство алюминия, стали и бумаги из вторичного сырья позволяет экономить соответственно 96, 74 и 70 % энергии по сравнению с производством из первичного сырья. За счет этого сокращается импорт бокситов, лесоматериалов, металлических руд, нефти и газа.

В Японии считают, что основные направления рециклирования отходов сводятся:

К созданию систем замкнутого цикла производства;
- к повторному использованию отходов по первоначальному назначению без дополнительной переработки;
- к утилизации отходов в качестве сырья для изготовления исходного продукта (макулатуры для выработки бумаги, металлолома для выработки стали);
- к использованию отходов для получения какой-либо товарной продукции (сжигание для получения энергии, компостирование для получения удобрений);
- к использованию отходов для получения насыпных территорий, дамб, дорог и т.п.

Организация работ по рециклированию отходов как отрасли хозяйства сопровождалась в Японии решением органами государственной власти следующих проблем:

1. Привлечение рабочей силы для предприятий по сбору и транспортировке отходов осуществлялось с помощью государства и органов местного самоуправления.
2. Обеспечение стабильности спроса достигалось установлением нормы добавок вторичного сырья к первичному, которую производители продукта обязаны использовать при его изготовлении.
3. Обеспечение стабильности цен и прибыли мелких предприятий, занятых переработкой отходов, достигалось установлением и поддержкой средних, но стабильных цен на отходы.
4. Организация хранения собранных отходов и полученного в результате их переработки вторичного сырья обеспечивалась оказанием предприятиям (как правило, не имеющим в начале своей деятельности больших средств) помощи в покупке земельных участков.
5. Поддержание качественных показателей достигалось введением государственных стандартов как на сами отходы, так и на продукты их переработки, что облегчило сбор, переработку отходов и реализацию продуктов их рециклинга.
6. Удешевление транспортировки отходов обеспечивалось разработкой специального, в том числе трубопроводного, транспорта и других рациональных методов перемещения различных отходов. Решение всех этих проблем на государственном уровне позволило Японии резко снизить загрязнение окружающей среды, уменьшить расход первичных материальных и энергетических ресурсов и обеспечить дополнительную занятость населения.

Таким образом, на примере Японии и ряда других развитых стран мы видим, что ресурсосбережение и утилизация отходов, а в идеальном случае организация экономики на принципах рециклирования - реальный шанс человечества в сохранении природной среды и ее ресурсов, а, следовательно, и выживания.

Пищевое сырье

Различают три основные группы компонентов:

Продовольственное сырье
Пищевые добавки
Биологически активные добавки

Продовольственное сырье – это различные объекты растительного, животного, микробиологического и минерального происхождения, которые используются для изготовления пищевых продуктов.

Пищевые добавки – это вещества природного или искусственного происхождения, которые вводятся в продукты питания для придания им заданных свойств.

Биологически активные добавки (БАД) – концентраты природных или идентичных природным биологически активных веществ, предназначенные для непосредственного приема с пищей.

Все вещества, которые содержатся в пищевых продуктах подразделяют на три основных класса:

Макронутриенты
Микронутриенты
Непищевые вещества

Макронутриенты

К ним относится группа основных пищевых веществ, которые являются основными поставщиками энергии и пластических материалов и присутствуют в пище в достаточно больших количествах.

К макронутриентам относят:

Белки
Жиры
Углеводы

Микронутриены

К ним относя вещества, которые оказывают выраженные биологические эффекты на организм.

Минеральные вещества
Витамины
Витаминоподобные вещества
Предшественники витаминов

Непищевые вещества

Это вещества, которые содержатся в пище, но не используются организмом. К ним относят пищевые добавки (ароматизаторы, консерванты, красители), ядовитые вещества и др.

Все естественные биологически активные ингредиенты пищи из класса макронутриентов и микронутриентов, оказывающие выраженное влияние на многие функции организма, объединяются термином «нутрицефтики» Внутри класса микронутриентов выделяется отдельная группа – «парафармацевтики», это вещества, обладающие выраженным фармакологическим действием.

Производственное сырье

Среди материалов, которые подпадают под производственное сырье, есть и всем нам известное сухое молоко, которое при применении определенных технологий приобретает вид всем нам известных молочных продуктов.

Помимо этого, такие вещества, как сульфат аммония и оксид магния также относятся к производственному сырью, что позволяет расширить границы применения данных материалов, поскольку они могут применяться в производстве самых различных веществ и продуктов.

Вторичное сырье

Вторичные материальные ресурсы, которые в настоящее время могут быть повторно использованы в производстве.

Когда мы говорим о вторичном сырье, речь, как правило, идет о таких материальных ресурсах, которые могут быть использованы повторно. Это могут быть отходы потребления или производства, которые имеют место быть в народном хозяйстве. Важно понимать, что не все отходы могут становиться вторичным сырьем и не всякое вторсырье является использованным продуктом.

Классификация вторичного сырья понятна и проста. Условно его можно разделить на несколько отдельных групп:

1. Вторичное сырье, которое может быть использовано в качестве полной или частичной замены первичного сырья.
2. Отходы, выступающие в роли исходного продукта для изготовления первичного сырья.
3. Отходы в виде использованного сырья, которые в процессе переработки могут быть использованы в принципиально новом технологическом цикле.
4. Отходы, которые служат в качестве источника для рудного сырья и добычи различных металлов.

Макулатура как вторичное сырье

Такое вторичное сырье как старые газеты, тетради, журналы, книги, картонные коробки, упаковки и многое другое принято называть макулатурой. Макулатура, используемая как вторсырье, как правило, применяется для изготовления изоляционного, кровельного, упаковочного материала, а также бумаги. Стоит обратить внимание на то, что в бумажном производстве макулатура занимает 40% сырья, поскольку целлюлоза и древесина - более дорогой материал в бизнесе такого рода.

Виды макулатуры (какой она бывает)

На территории Российской Федерации предприятия, которые занимаются сбором и переработкой вторичного сырья, осуществляют прием несортированной макулатуры. Только впоследствии она будет рассортирована с учетом вида и марки макулатуры. Наиболее качественной макулатурой считается макулатура марки "А". Макулатурой более низкого качества будут считаться отходы классов "Б" и "В".

Технология переработки макулатуры

Переработка макулатуры имеет определенные сложности и, как правило, осуществляется по мокрой технологии.

Проводится переработка в несколько этапов:

1. Роспуск макулатуры

Роспуск макулатуры на отдельные волокна производства во влажной среде в специальном оборудовании, называемом гидроразбивателями. Определенные гидромеханические усилия позволяют полностью измельчить макулатуру на отдельные кусочки, а затем и на волокна.

2. Макулатурная масса полностью очищается от примесей постороннего плана

Макулатурная масса, которая после роспуска превращается в суспензию, пропускается через сито в гидроразбивателе. После этого все грубые включения в макулатурную массу, тяжелые примеси из нее удаляются. В то же время легкие примеси могут вытягиваться в виде жгута.

3. Дороспуск макулатурной массы и ее тонкая очистка

Очищенная макулатурная масса может содержать в своем составе растительные волокна, а не только кусочки макулатуры. Именно поэтому она направляется на последующий дороспуск, где будет проведена еще более тонкая ее очистка.

Что производят из макулатуры?

В мире существует огромное количество продукции, производимой именно из собранной макулатуры.

Мы попробуем перечислить наиболее популярные их виды:

1. Эковата. На сегодняшний день в производстве и строительстве еще не так часто используется эковата, поскольку современный выпуск этого продукта слишком невелик. Тем не менее, в будущем именно этот материал будет востребован на строительном рынке, в мире теплоизоляционных материалов.

2. Плиты из бумажного волокна. Такие плиты достаточно часто применяются во время проведения строительных и ремонтных работ по внутренней отделке комнат. Представляют собой плиты тщательно просушенную, спрессованную макулатурную массу.

3. Кровельные материалы, произведенные на основе макулатуры, являются экологически чистым и недорогим материалов. Данное направление на строительном рынке только набирает обороты, однако имеет серьезные перспективы для своего развития в будущем.

4. Упаковочные материалы - наиболее популярная продукция, получаемая в процессе переработки макулатуры. Именно упаковочные примеры считаются наиболее наглядным примером экономии достаточно ценного и важного с точки зрения охраны окружающей среды сырья.

При грамотном сборе макулатуры и адекватном ее применении на упаковочных материалах экономится немалое количество древесины. Ежегодно за счет производства упаковочных материалов (картонных коробов, упаковок из бумаги и гофрированного картона, бумажных оберток и пр.) можно сэкономить до полутора тысяч гектаров леса. Кстати, упаковка из микрогофрокартона, которая практически не имеет недостатков, изготавливается из макулатуры путем простой механической обработки вторичного сырья в теплой воде.

Упаковка из гофрокартона обладает определенными преимуществами за счет своего незначительного веса и хорошим показателям прочности. При использовании картона с гофрированной бумагой, сопротивляемость такой упаковки к разрывам увеличивается в несколько раз как поперек, так и вдоль листа.

5. Офисная бумага. В полиграфической отрасли данное направление переработки макулатуры играет особо важную роль, поскольку позволяет добиться существенной экономии.

Экология и макулатура

Огромное количество бумаги, которое каждый день выбрасывается из офисов, магазинов, домов может быть использовано с пользой для экологии. В результате развития переработки вторичного сырья и грамотном его использовании мы можем спасти огромное количество деревьев. Для статистики: переработав всего 1 тонну макулатуры, мы защищаем около 10 деревьев, а также экономим более 20 тысяч литров воды, тысячи киловатт электричества, защищаем окружающую среду от выброса 1700 кг углекислого газа!

Сбор и последующая переработка макулатуры дает возможность открывать все новые и новые возможности использования ненужной бумаги и бумажного сырья, экономии множества ресурсов и денежных средств.

Лекарственное растительное сырье

Классификация лекарственного растительного сырья

По заготавливаемой части: корни, цветки, листья, почки, кора, побеги, трава, корневища, клубни, клубнелуковицы, плоды, семена, слоевища и др.
- По виду биологически активных веществ, содержащихся в сырье: сырье, содержащее алкалоиды, гликозиды, витамины, дубильные вещества, сапонины, слизи, флавоноиды, жирные масла, камеди, пектины, смолы, органические кислоты, полисахариды, эфирные масла и др.

По степени токсичности: сырье, содержащее наркотические, ядовитые, сильнодействующие вещества:

По фармакотерапевпическому действию: сырье, обладающее седативным, стимулирующим центральную нервную систему, анальгезирующим, кардиотоническим, противокашлевым, вяжущим, слабительным, отхаркивающим, гемостатическим, желчегонным, мочегонным, утеротоническим и т. д. действием.
- По области применения: сырье, используемое при заболеваниях центральной и периферической нервной системы, сердечно-сосудистой системы, органов дыхания, желудочно-кишечного тракта, мочевыводящих путей, при лечении авитаминозов, гинекологических, онкологических, кожных болезней и др.
- По виду обработки: цельное, измельченное, порошкованное, брикетированное, гранулированное и т. д.
- По способу применения: внутрь и наружно.
- По составу: индивидуальное и комбинированное (сборы, чаи).
- По форме выпуска: фасованное, ангро.

Приемка лекарственного растительного сырья по качеству в фармацевтических организациях

От партии лекарственного сырья отбирают точечные пробы, из которых формируют объединенную пробу. Часть объединенной пробы, выделенная методом квартования (средняя проба), используется для проведения полного товароведческого анализа лекарственного растительного сырья.

При приемке лекарственного растительного сырья проверяют:

Внешний вид
размеры
вкус
запах
цвет
подлинность
наличие допустимых и недопустимых примесей содержание действующих веществ содержание влаги
содержание золы
содержание экстрактивных веществ
биологическую активность (для некоторых видов сырья)
измельченность
степень пораженности вредителями.

Упаковка и маркировка лекарственного растительного сырья

Для упаковки лекарственного растительного сырья используются следующие виды тары: потребительская - бумажные и полиэтиленовые пакеты, картонные пачки, бумажная обертка; транспортная - бумажные, тканевые и полиэтиленовые мешки, картонные и фанерные ящики, кипы и тюки.

Маркировка лекарственного растительного сырья, нанесенная на его упаковку, включает следующие сведения:

Наименование лекарственного растительного сырья на русском и латинском языках;
- масса упакованного сырья (брутто, нетто);
- наименование заготовительной организации, товарный знак;
- показания;
- противопоказания;
- побочное действие;
- способ употребления;
- номер серии;
- срок годности;
- условия хранения;
- надпись "Продукция прошла радиологический контроль";
- обозначение стандарта;
- изображение производящего растения или заготавливаемого лекарственного растительного сырья;
- для сборов - состав и количественные показатели входящих компонентов.

Хранение лекарственного растительного сырья в фармацевтических организациях

Осуществляется в сухих, чистых, хорошо проветриваемых помещениях, защищенных от воздействия прямых солнечных лучей и не зараженных амбарными вредителями. Оптимальная температура хранения - 10-12°С, относительная влажность воздуха - 13%.

Сырье должно храниться на стеллажах, установленных на расстоянии не менее 15 см от пола, с укладкой в штабеля, отстоящие от стен не менее чем на 25 см и между штабелями - не менее 50 см, высотой не менее 2,5 м - для ягод, семян, почек и 4 м - для других видов сырья.

Изолированно хранится токсичное и эфиромасличное сырье, а также плоды и ягоды.

Химическое сырье

Химическая технология связана с природным сырьем, т.е. с такими материалами, которые непосредственно получаются из различных природных источников. Особая роль предприятий химической промышленности и близких к ней отраслей заключается в том, что химические производства начинают длинную и сложную цепь переработки природных материалов в готовую продукцию непосредственного потребления. Большинство предприятий химической промышленности, как правило, производит не готовую продукцию, а только полупродукты, которые являются сырьем для дальнейшей переработки в других отраслях промышленности. С этой точки зрения химические производства являются сырьевой базой для других отраслей промышленности.

Сырье – термин не очень четкий и зависит от уровня развития производительных сил. В одном случае это полупродукт, в другом – отход производства, которые, в свою очередь, могут оказаться сырьем в том же или другом производстве. В то же время имеются все основания четко определить: сырье это необработанный природный продукт – объект переработки химическими способами.

Сырье может иметь различное происхождение. Минеральное сырье извлекается из недр земли. Этот вид сырья имеет наибольшее значение, так как обладает универсальностью, т.е. возможностью обеспечить промышленность любого назначения.

Второй вид сырья относится к растительному и животному происхождению. Это, прежде всего древесина - материал, обладающий мощным ресурсом, продукты сельского хозяйства – хлопок, лен, джут, агава, картофель, корнеплоды, масляничные и др.; животного происхождения – шерсть, жир, рыба.

Следует рассмотреть сырьевую проблему в историческом и перспективном плане. Все виды сырья используются с древнейших времен. Производство металлов, кислот, части удобрений базируются на минеральном сырье. В то же время продукты органической технологии базировались в основном на сельскохозяйственном или древесном сырье. Однако уже в XX столетии в этом вопросе происходит коренная перемена. Увеличение мощностей химических предприятий вызывает значительное увеличение добычи сырья. Если в сфере минерального сырья это зависит только от капитальных и трудовых затрат, то для сельскохозяйственного и древесного сырья это связано со значительным вмешательством в структуру посевных площадей, в изменении, как правило, в худшую сторону, вопросов обеспечения населения пищевыми продуктами и уничтожением лесных массивов, изменением режимов рек и другими негативными явлениями в жизни отдельных стран. История сохранила не мало таких примеров. Так, развитие металлургии в Европе уничтожило значительные лесные покровы Центральной и Южной Европы. Эти леса были переработаны на металлургический кокс (в то время еще не был известен каменноугольный кокс).

В Англии разведение овец для производства шерсти привело к превращению посевных площадей в пастбищные луга и обнищанию и голодному существованию сотен тысяч крестьян. В странах Центральной и Южной Америк, а затем в странах Юго-Восточной Азии разведение гевеи для производства каучука нанесло тяжелый урон сельскохозяйственному продовольственному производству. Эти примеры показывают, что в прошлом, в условиях еще недостаточно развитой промышленности массовое использование природного растительного сырья вызывало, в случае его неправильного, хищнического использования, тяжелые экономические потрясения для отдельных стран и народов. Очевидно, что при современном уровне производства использование этого вида сырья было бы просто невозможным. В то же время необходимость производства материалов, ранее базировавшихся на растительном сырье, является абсолютно необходимым. Например, без каучука практически невозможен технический прогресс. Следовательно, речь идет об изменении сырьевой базы химической промышленности.

За последние десятилетия были сделаны значительные открытия в области производства и применения новых материалов. Прежде всего это различные продукты органического синтеза – синтетический каучук, новые пластмассы, синтетические волокна, моющие средства и пр. Производство их базируется на нефти и природном газе. Значительные успехи в области химии позволили базировать на эти природные источники большинство современных химических производств. Такие производства как серная кислота, аммиак, большая часть удобрений, почти вся органическая технология перешли от разнообразных и мало обеспеченных источников сырья к одному – нефти и газу (нефть и газ могут рассматриваться как один материал из-за идентичности химических свойств и источников происхождения). Появление такого типа сырья решающим образом повлияло на развитие отраслей химической промышленности. Нефть и газ транспортируются по трубам на большие расстояния без особых трудностей. Размещение химических предприятий возможно практически в любой точке страны и даже за ее границами.

Синтетические методы получения различных продуктов значительно более эффективны, чем переработка растительного или животного сырья.

Технологическое сырье

ВВЕДЕНИЕ

.ПРИРОДНОЕ СЫРЬЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ОГНЕУПОРОВ, ЕГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ И ЗАПАСЫ

1Огнеупорные глины

2Каолины

3Кварциты и песчанники

4 Высокоглиноземистые материалы

5 Доломиты

6Магнезиты

7Брусит

1.8Сырье для производства форстеритовых огнеупоров

9 Хромиты

10 Графит

ИСКУССТВЕННОЕ СЫРЬЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ОГНЕУПОРОВ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

огнеупор месторождение каолин графит

ВВЕДЕНИЕ

Огнеупорные материалы (огнеупоры) - это материалы, изготавливаемые на основе минерального сырья и отличающиеся способностью сохранять без существенных нарушений свои функциональные свойства в разнообразных условиях службы при высоких температурах. Применяются для проведения металлургических процессов (плавка , отжиг , обжиг , испарение и дистилляция ), конструирования печей, высокотемпературных агрегатов (реакторы , двигатели , конструкционные элементы и др).

Огнеупоры имеют очень много областей применения, но всех их можно разбить на две основные группы, это огнеупоры (огнеупорные изделия, например, кирпич) общего назначения, и огнеупоры, спроектированные специально для какого-либо теплового агрегата.

Подавляющую часть промышленных огнеупоров производят из различного минерального сырья - глин, каолинов, доломитов, магнезитов и др.

1. ПРИРОДНОЕ СЫРЬЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ОГНЕУПОРОВ, ЕГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ И ЗАПАСЫ

1.1 Огнеупорные глины

По стандартам, действующим в России, огнеупорными считаются глинистые породы, имеющие температуру плавления не ниже 1580 °С, тугоплавкими - от 1350 до 1580 °С и легкоплавкими - менее 1350 °С.

Огнеупорные глины применяют в основном для производства шамотных и полукислых огнеупорных изделий различного качества и ассортимента.

Огнеупорные глины представляют собой тонкообломочные (пелитовые) осадочные горные породы различного химико-минерального состава, встречающиеся в природе в рыхлом или уплотненном состоянии. При обжиге они теряют химически связанную воду и при дальнейшем повышении температуры приобретают механическую прочность, свойственную камню.

Залежи огнеупорных глин обычно не отличаются большой мощностью и протяженностью; они образуют линзы и пласты среди песчано-глинистых пород и характеризуются большой изменчивостью своего состава по простиранию и вертикали, переходя в песчанистые разности, пески, гравий, углистые глины и угли.

Огнеупорным глинам свойственны следующие структуры: пелитовая, алевропелитовая, аренопелитовая и органопелитовая. Среди пелитовых структур различают две основные группы: илистые структуры, когда глинистая порода преимущественно состоит из частиц размерами 0,01-0,001 мм, и гелевые структуры, когда преобладают частицы <0,001 мм; часто наблюдаются смешанные структуры.

Огнеупорные глины характеризуются большим разнообразием текстур и структур. Они встречаются в природе в виде пластичных, тощих и камнеподобных разновидностей, известных под различными наименованиями, например «мыленка», «полусухарь», «сухарь», «кремневка», «кристалл» и т.д.

Многообразны состав и свойства огнеупорных глин. По минералогическому составу глины являются полиминеральными породами, в которых наиболее существенную роль играют каолинит, галлуазит и монотермит (иллит, гидромусковит) - в качестве глинообразующих минералов, а также кварц, слюды, гидрослюды, железистые (лимонит, пирит), известковистые (карбонаты кальция и железа) и органические соединения - в качестве минералов-примесей.

Кроме них в глинах почти всегда обнаруживаются те или иные акцессорные минералы. По преобладанию породообразующего минерала различаются каолинитовые, галлуазитовые, монотермитовые или смешанные глины. Иногда содержание кварца или слюды бывает столь значительным, что глины делятся по основной минеральной массе на кварцево-каолинитовые или слюдисто-каолинитовые, кварцево-галлуазитовые и т.д.

Минеральные примеси в огнеупорных глинах бывают вредные (загрязняющие) и полезные (повышающие качество). К первым относятся железистые минералы- гидрооксиды железа, пирит, сидерит, а также карбонаты и сульфаты кальция, влияющие на окраску черепка и вызывающие образование мушки и выплавок при обжиге и снижение огнеупорности глин. Присутствие органических примесей в виде углистого вещества или растительных остатков в больших количествах также нежелательно, так как обусловливает высокую пористость черепка и вздутие его при обжиге. Полезными примесями в умеренном количестве могут считаться полевые шпаты или светлые слюды, снижающие температуру спекания глин; глиноземистые минералы в виде гиббсита или диаспора повышают огнеупорность, термическую стойкость и другие технически ценные свойства глин.

Химический состав, являясь функцией минерального состава, дает количественное представление о содержании в глинах важнейших оксидов (кремнезема и глинозема). По содержанию глинозема глины принято разделять: на основные - более 30 % Аl2О3, полукислые - от 15 до 30 % А12О3 и кислые - менее 15 % А120з. Соотношением глинозема к кремнезему определяется химический характер глины: если соотношение близко 1: 2, это свидетельствует о том, что в составе глины преобладают минералы каолинитового типа. Значительные отклонения от указанного соотношения указывают либо на некаолинитовый характер глины (монотермитовый, гидрослюдистый), либо на большое содержание в ней кварца, либо на присутствие гидрооксидов алюминия.

При химическом анализе огнеупорных глин определяются, кроме кремнезема и глинозема, содержание Fe2Оз, ТiO2, СаО, МgО, К2О, Nа20, потери массы при прокаливании. Помимо классических химических анализов, все чаще применяют спектральные методы анализа глин.

Важнейшее значение для характеристики и технической оценки огнеупорных глин имеет их гранулометрический состав. Содержание различных по величине частиц в глинах сходного минерального состава дает основания судить о физико-технических свойствах глин, позволяет отделить более тонкодисперсные глины от грубодисперсных, дает возможность установить зависимость некоторых важных свойств глин (пластичности, связности, усадки) от гранулометрического состава.

Огнеупорные глины, как правило, весьма разнообразны по гранулометрическому составу. Пластичные разновидности их характеризуются высоким содержанием частиц <0,001 мм (60-80 %), в тощих глинах количествоуказанных частиц снижается в результате увеличения количества «средних» (0,01-0,001 мм) или «грубых» фракций (> 0,01 мм/

Важнейшими физико-керамическими свойствами огнеупорных глин являются пластичность и связность, воздушная и огневая усадка, спекаемость и огнеупорность. Под пластичностью понимают способность глины во влажном состоянии под влиянием внешних воздействий изменять свою форму без разрыва сплошности и сохранять приданную форму тогда, когда это воздействие устранено. Пластические свойства глин проявляются лишь в смеси с водой и с некоторыми другими жидкостями. Эти свойства зависят от ряда факторов: минерального состава, степени дисперсности и формы частиц глины, присутствия в ней электролитов и гумусовых веществ, взаимоотношений дисперсной фазы (глинистых частиц) и дисперсионной среды (воды или другой жидкости). Пластичность является обратимым свойством глин при нагревании их до 110-150 °С; повышение температуры нагревания постепенно ухудшает это свойство, после завершения процесса дегидратации глины (450-600 °С) пластичность может совсем исчезнуть. Пластические свойства глины легко снизить введением отощителей (кварца, шамота и др.), повышается же пластичность глин только после длительного их вылеживания или тонкого измельчения или же при добавлении электролитов. По степени пластичности глинистые породы можно разделить на три группы: пластичные, полностью распускающиеся в воде; полупластичные, не полностью размокающие в воде, и непластичные (камнеподобные), совершенно не размокающие в воде. В тесной связи с пластичностью находятся другие свойства глин - связность и связующая способность. Под первым понимается способность глины после высушивания на воздухе сохранять приданную ей форму, под вторым - способность связывать трещины другого вещества - отощителя в общую, достаточно прочную при высыхании массу.

С увеличением пластичности глин почти всегда увеличиваются их связность и связующая способность. Полупластичные глины характеризуются низкими показателями этих свойств, непластичные полностью лишены их в естественном состоянии (до измельчения). Рассматривая такие свойства глин, как пластичность, связность и связующая способность, которые проявляются при воздействии воды, необходимо указать на различный характер воды, находящейся в глинах. Вода в глинах содержится в виде: а) гигроскопической, б) воды затворения, или задельной, и в) конституционной, или химически связанной.

Гигроскопическая вода поглощается глиной из атмосферного воздуха. Поглощение происходит до состояния так называемого гигроскопического равновесия, когда тело не отдает своей влаги в окружающую среду и не поглощает ее из этой среды.

Содержание гигроскопической воды в глинах находится в зависимости от их гранулометрии, относительной влажности и температуры воздуха и может меняться в пределах от 1-2 до 15-20 %. В огнеупорных глинах содержание гигроскопической влаги обычно колеблется в сравнительно узких пределах (1-3 %). Под водой затворения следует понимать то количество воды, которое необходимо добавить в глину, чтобы она приобрела нормальное пластичное (рабочее) состояние, т.е. состояние оптимальной подвижности и формуемости (такое состояние для каждой глины легко установить опытным путем: недостаток этой воды ведет к «сухости», неформуемости глины, избыток же воды - к ее разжижению и липкости).

Количество воды затворения в огнеупорных глинах находится в зависимости от их состава и свойств и составляет 20-35 %.

Конституционная или химически связанная вода входит в молекулу глинистого вещества - минерала, слагающего данную глину. При нагревании эта вода удаляется, что сопровождается эндотермической реакцией в интервале температур 450-650 °С в зависимости от минерального состава глин. Нагревание вызывает глубокие изменения в структуре глинистого вещества, которые первоначально обусловливаются выделением воды, а затем его перекристаллизацией, совершающейся в твердой фазе. После удаления воды затворения при высущивании глины на воздухе глинистые частицы сближаются между собой, происходит уменьшение объема глины, которое называется воздушной усадкой. Величина ее колеблется в зависимости от пластичности глины и способности ее к водопоглощению. Для пластичных разновидностей огнеупорных глин воздушная усадка составляет 6-8, для малопластичных 4-6 и для тощих 3-4 %. При обжигах глин на разные температуры одновременно с физико-химическими превращениями изменяется их объем, т.е. происходит огневая усадка. В сумме с воздушной огневая усадка характеризует величину полной усадки глины при данной температуре.

Максимум полной усадки соответствует спеканию глины, т.е. такому ее состоянию, при котором происходит наибольшее уплотнение черепка в результате реакций в твердом состоянии. Спекание - важнейшее свойство глин, зависящее главным образом от их минерального состава и в определенной мере от степени дисперсности. Огнеупорные глины чисто каолинитового состава без примесей - плавней имеют высокую температуру спекания, выше 1350-1400 °С; их принято называть трудно- или высокоспекающимися. Глины монотермитового или гидрослюдистого типа спекаются при сравнительно низкой температуре (1150-1250 °С), глины смешанных типов занимают обычно промежуточное положение. Примеси в виде железистых, щелочных и щелочноземельных минералов оказывают большое влияние на спекаемость глин; при их значительном количестве заметно снижается температура спекания, что не всегда является благоприятным показателем, так как одновременно снижается и огнеупорность глин.

Огнеупорные свойства глин зависят прежде всего от их минерального состава. Наивысшие показатели по огнеупорности имеют чистые каолинитовые глины (1750-1770 °С), примеси кварца, слюды, гидрооксидов железа и других минералов (кроме гидратов глинозема), в той или иной степени снижают огнеупорность глин; большие количества примесей влекут за собой перевод таких глин из класса огнеупорных в класс тугоплавких с температурой плавления ниже 1580 °С.

По данным Российского геологического фонда, на территории страны учтено месторождение огнеупорных глин с суммарными запасами по категориям А + В + С более 2,6 млрд. т. Основная масса запасов огнеупорных глин сосредоточена в России (55 %) и на Украине (37 %). По добыче глин первое место принадлежит России (4,56 млн. т, или 52 %), второе - Украине (3,27 млн. т, или 37 %).

В России большая часть запасов (до 70 %) приходится на Ленинградский, Воронежский, Тульский, Свердловский и Челябинский экономические административные районы, которые также занимают ведущее место в добыче огнеупорной глины (86 % добычи по стране). В Новгородской области находятся широко известные Боровичско-Любытинские месторождения высококачественных огнеупорных глин (Большевик, Междуречье II, Артем, Брынкино Устье и др.). На базе этих месторождений, разрабатываемых преимущественно подземным способом, работает Боровичский комбинат огнеупоров.

В Тульской области на базе Суворовской группы месторождений огнеупорных глин (Березовское, Березово-Березовское, Балевское и др.) создано Суворовское рудоуправление. Добываемые здесь глины используются огнеупорными предприятиями Центра (Домодедовским, Подольским, Снигиревским. Внуковским заводами и др.) как в сыром, так и в обожженном виде.

В Воронежской области расположено крупнейшее Латненское месторождение огнеупорных глин. На глинах этого месторождения работает Семилукский огнеупорный завод, они используются также огнеупорными заводами Московской области и некоторыми керамическими и огнеупорными предприятиями страны.

Основная масса балансовых запасов огнеупорных глин Свердловской области сосредоточена на трех месторождениях - Белкинском, Троицко- Байновском и Курьинском. Эти месторождения служат сырьевыми базами огнеупорного производства Нижнетагильского металлургического комбината, Богдановического огнеупорного и Сухоложского шамотного заводов.

Наиболее крупными месторождениями огнеупорных глин Южного Урала являются Нижне-Увельское и Бускульское в Челябинской области и Кумакское в Оренбургской области. На Южном Урале разрабатывается Берлинское месторождение огнеупорных глин, располагающее мощными запасами, благоприятными горно-эксплуатационными и транспортными условиями.

В Сибири имеется крупное Трошковское месторождение высококачественных глин, на базе которого работает Восточно-Сибирский огнеупорный завод.

Украина располагает мощной, хорошо разведанной сырьевой базой огнеупорных глин различного качества. Добыча высокосортных глин сосредоточена на Часов-Ярском, Ново-Райском, Положском, Кировоградском и других месторождениях. Добываемые глины не только используются на предприятиях Украины, но вывозятся и в другие страны СНГ.

В Казахстане, помимо Мойского месторождения в Павлодарской области, из ранее эксплуатируемых Кузнецким металлургическим комбинатом, за последние годы выявлено несколько новых месторождений огнеупорных глин (Карагандинское, Айзин-Томар, Сасык-Кара-Су и др.).

Крупнейшие запасы высококачественных бокситизированных глин в Казахстане. Наибольшее содержание А12О3 имеют бокситсодержащие глины крупнейшего месторождения Турайской группы в Аркалыкской области (Аркалыкское, Уштобинское, Нижне-Ашутское и др.). Добычу, усреднение и поставку этого ценного сырья осуществляет Тургайское рудоуправление (г. Аркалык). Аркалыкские высокоглиноземистые глины используют ряд предприятий Казахстана и России.

Огнеупорное сырье уникального Аркалыкского месторождения представлено широким ассортиментом алюмосиликатных пород. Литологический состав огнеупорных разновидностей сырья варьирует от каолина до боксита включительно, при этом содержание оксида алюминия в породах колеблется в пределах 28-65 %. Главные примесные минералы, отрицательно влияющие на физико-керамические свойства, в огнеупорном сырье представлены преимущественно гидроксидами железа.

Узбекистан располагает несколькими залежами огнеупорных глин, и среди них очень крупным Ангренским месторождением.

В других странах СНГ разведанные месторождения огнеупорных глин не имеют крупных запасов. Некоторые из них эксплуатируются, например Шрошинское - в Грузии, Туманянское - в Армении.

1.2 Каолины

Наряду с огнеупорными глинами для производства шамотных и полукислых изделий широко применяют каолины.

Каолин представляет собой типичную осадочную пелитовую горную породу, важнейшими минералами которой являются каолинит и кварц. По происхождению каолины делятся на первичные, или остаточные, отложившиеся на месте своего образования, связанные с корой выветривания щелочных алюмосиликатных пород, и вторичные, или переотложенные, перенесенные на большие или меньшие расстояния от мест залегания материнских пород при содействии водной или воздушной среды.

Первичные каолины образуются в результате разложения (выветривания) изверженных, метаморфических и осадочных горных пород, содержащих полевые шпаты и слюды. Важнейший породообразующий минерал - каолинит - образовался главным образом при разложении щелочных алюмосиликатов.

Простейшая схема каолинизации одного из представителей щелочных алюмосиликатов - ортоклаза может быть представлена в следующем общем виде:

К2О А12О3 6SiО2 + 2Н2О + СО2 =

ортоклаз углекислота

А12О3 2SiО2 2Н2О + 4Si02 + Ка2СОз

каолинит кварц поташ

К2О А12О3 6SiО2 + 2Н2О = (КН)20 А12О3 2SiO2(0Н)2 + 4SiO2.

ортоклаз гидрослюда кварц

Залежи вторичных, или переотложенных, каолинов образовались при отложении продуктов химического выветривания коренных пород преимущественно в водной среде. Вторичные каолины по сравнению с первичными отличаются большим разнообразием минерального состава, наличием органических примесей, более высокими показателями пластичности и связности, более тонким гранулометрическим составом. Вместе с тем указанные признаки настолько сближают переотложенные каолины с глинами, что иногда крайне трудно провести грань между ними. Переходные типы поэтому могут с равным правом называться и каолинами, и глинами.

Вторичные каолины по гранулометрическому составу приближаются к глинам и характеризуются значительным содержанием частиц диаметром меньше 0,005-0,001 мм (до 60-80 %). Они обычно не нуждаются в обогащении, будучи хорошо отсортированными в процессах длительного переноса и переотложения.

Химический состав каолинов является функцией их минерального состава. Первичные каолины характеризуются меняющимися количествами Si02 и А12О3 вследствие непостоянства содержания в них каолинита и кварца по глубине залегания и площади распространения каолинизированных пород. Прочие примеси (в виде слюды, полевых шпатов, лимонита и других минералов), хотя и влияют на общее содержание щелочей, щелочных земель и оксида железа, не имеют решающего значения для оценки химического состава каолинов.

Количество и характер минеральных примесей зависят от состава и текстуры коренной породы и степени ее разложения.

Химический состав переотложенных каолинов более постоянный, нежели первичных, но вместе с тем и более разнообразный по содержанию отдельных оксидов в силу большей неоднородности их минерального состава. В процессе переноса каолины ассимилировали различные вещества в виде минеральных составляющих, органических (гумусовых и др.) соединений, а также остатки животного и растительного происхождения.

Физико-технические свойства каолинов зависят также от условий их образования и накопления. Первичные каолины представляют собой низкопластичные («тощие») глинистые породы, почти не обладающие связностью. После обогащения каолинов эти свойства несколько улучшаются. Чешуйчатый характер каолинитовых частиц обусловливает зыбкие свойства каолинов, поэтому применение их в керамике и огнеупорах требует добавки высокопластичных глин, выполняющих роль связки.

Пластичность и связующая способность переотложенных каолинов значительно выше, чем у первичных, обогащенных. По этим свойствам вторичные каолины мало отличаются от пластичных глин.

Огнеупорность каолинов, за исключением сильно ожелезненных разновидностей, окрашенных оксидами железа в темно-желтые, бурые, красновато-бурые цвета, характеризуется интервалами 1700-1780 °С, причем первичные приближаются к нижним, а вторичные и обогащенные - верхним предельным температурам плавления.

Почти все каолины являются высокоспекающимся огнеупорным сырьем (спекаются в интервале 1450-1500 "С). Поэтому шамотные и полукислые огнеупорные изделия, вырабатываемые из каолинов, требуют более высокой температуры обжига, чем изделия из глин. При более высоких температурах обжигу подвергают и каолиновый шамот. Высокий обжиг обеспечивает необходимое уплотнение (спекание) черепка; во время спекания происходят все фазовые преобразования, определяющие в конечном счете свойства готового продукта.

Страны СНГ располагают богатейшими залежами первичных и вторичных каолинов, причем первые более широко распространены и характеризуются крупными запасами.

По данным Всесоюзного геологического фонда, балансом запасов полезных ископаемых по состоянию на 1 января 1991 г. на территории б. СССР учтено 53 месторождения каолинов, с запасами по категориям А+В +С 3,3 млрд. т. На территории б. СССР разрабатывалось 17 месторождений каолина, общая добыча которого составл51ла около 12 млн. т. Из этого количества 85 % добыто на предприятиях Украины. Здесь известны такие крупные месторождения каолина, как Просяновское в Днепропетровской области, Глуховецкое и Турбовское в Винницкой области, Владимировс- кое, Богородицкое (Белая Балка) и Затишанское в Донецкой области, Новоселицкое в Черкасской области, Положское в Запорожской области и др. Наибольшее значение имеют первичные каолины, представляющие собой основную базу каолинового сырья СССР.

На территории России добыча каолина составляла 14 % общего объема.

Наиболее крупные месторождения каолинов в России находятся на Урале - в Челябинской (Кыштымское, Чекмакульское, Еленинское), Свердловской (Ключевское-Невьянское), Оренбургской областях (Домбаровское). Из сибирских месторождений следует назвать: Туганское в Томской области, Краваль-Балайское в Красноярском крае, Чалганское и Святогоровское в Амурской области.

В Узбекистане разведанные запасы каолина сосредоточены на крупнейшем Ангренском комплексном месторождении бурого угля, огнеупорной глины и каолина.

Месторождения каолина в Грузии, Азербайджане, Казахстане и Кир- гизстане изучены недостаточно, выявленные запасы невелики.

В производстве огнеупоров используют главным образом переотложенные каолины, их потребление для этих целей составляет примерно 15- 18 % от общей добычи. Наибольший интерес для изготовления огнеупоров представляют каолины Владимировского, Положского и Новоселицкого месторождений (Украина), лучшие сорта которых позволяют вырабатывать высококачественные шамотные изделия с содержанием глинозема более 40 %.

1.3 Кварциты и песчаники

Основным сырьем для производства динаса служат кварциты, кварцевые песчаники и в качестве добавки - кварцевые пески.

Все эти виды кварцевого сырья представляют собой горные породы или минералы, главным образом осадочного и реже магматического происхождения

Кварцевые песчаники в зависимости от распределения зернистых и цементирующих составных частей (компонентов) встречаются трех видов:

с контактным цементом, когда цементирующее вещество только обволакивает зерна тонким слоем, а поры между зернами остаются пустыми или заполнены другим по составу веществом;

с пороконтактным цементом, когда и оболочка вокруг близко соприкасающихся зерен, и поровая масса состоят из однородного по составу и свойствам цемента;

с базальным цементом, когда последний заполняет все промежутки между удаленными друг от друга зернами, являясь в то же время однородным по своему составу и свойствам.

Цементирующим веществом в кремнистых песчаниках служат обычно криптокристаллический и реже - аморфный кремнезем. По количественному содержанию его в породе принято различать цементные и кристаллические (бесцементные) песчаники или кварциты. Термин «кварциты» закрепился в технике за всеми кремнеземистыми песчаниками независимо от геологических условий их образования. Такое обобщение неправильно, так как кварцит является в той или иной степени метаморфизованным песчаником и принадлежит уже к другой группе горных пород. Динамометаморфизм не мог не сказаться на минеральном составе и структуре кварцитов: они обычно характеризуются весьма плотным, массивным сложением, сплошным сцеплением зерен кварца между собой и почти полным отсутствием между ними цементирующего вещества. Такие измененные песчаники, или, правильнее, кварциты, относятся к типу кристаллических (обладают большой твердостью и механической прочностью). Цементные кварциты отличаются меньшей твердостью и прочностью, чем кристаллические. Содержание цементирующего вещества обусловливает разделение цементных кварцитов на «жесткие» и «мягкие», иногда их дополнительно подразделяют еще на «полужесткие». Во всех случаях цементные кварциты представляют собой конгломерат кварцевых зерен различной формы и величины, сцементированных большим или меньшим количеством скрытокристаллического или аморфного кремнезема. Кремнеземистым цементом в них служат мельчайшие зерна вторичного кварца либо халцедон, аморфный цемент представлен опалом с различным содержанием воды. Цементные кварциты (иногда их называют «аморфные») характеризуются различным количеством цементирующего вещества: плотные, или «жесткие», содержат его 15-50 %, рыхлые, или «мягкие», 70-80 %, «полужесткие» кварциты занимают промежуточное положение. Все кварциты и песчаники характеризуются общими и специальными техническими показателями, отображающими их состав и свойства и позволяющими судить об их природе и качестве как промышленного сырья.

Общей характеристикой этих пород служат: 1) механическая прочность; 2) пористость; 3) истинная и кажущаяся плотность; 4) минеральный состав; 5) химический состав. Специальные требования содержатся в стандартах или технических условиях и, помимо названных показателей, предусматривают другие, связанные с теми или иными требованиями технологического процесса производства (строительства).

Кварциты и песчаники характеризуются следующими свойствами:

Пористость, %

кристаллические0,1 - 2,5

цементные1,0 -12,0

Плотность, г/см^

кристаллические2,65 - 2,66

цементные2,63 - 2,66

(иногда 2,42 - 2,51)

Сопротивление сжатию, МПа

кристаллические25,0 - 35,0

цементные 20 - 80

Минеральный состав кварцитов и песчаников для производства динаса различается не по главному породообразующему минералу, каковым почти всегда является кварц (β-форма), а по количеству и характеру минеральных примесей, присутствующих в них в виде полевых шпатов и слюд, гидрооксидов железа, карбонатов кальция и магния, глинистых минералов, гипса и др. Примеси эти в большей или меньшей степени влияют на качество кварцитового сырья. Наличие их устанавливается либо путем визуального осмотра кусков породы (макропримеси), либо микроскопическим исследованием ее в шлифах (микропримеси). Более точное количественное представление о примесях дает химический анализ породы.

Химический состав большинства кварцитов и песчаников для производства динаса относительно постоянный, %:

SiO2 92-98МgО0,1-0,5Al2O3 0,5-2,5О3 0,2-3,0Щелочи0,2-0,5∆mпрк 0,2-1,0

СаО0,2-1,5

Важнейшим критерием пригодности кварцевого сырья для производства динасовых изделий является высокое содержание в нем кремнезема (не менее 97 %) и весьма ограниченное вредных примесей, каковыми являются глинозем, оксид кальция и щелочи. Весьма существенное значение для оценки качества динасового сырья имеет поведение его при обжиге, т.е. скорость перерождения или перехода одной модификации кремнезема в другую, что обусловливается полиморфными превращениями кварца при нагревании.

Использование кварцитов и песчаников для производства динаса требует выполнения лабораторных испытаний, заключающихся в определениях их химического состава, микроструктуры и минерального состава в сыром и обожженном состояниях, установлении степени перерождения кварца в тридимит при высоких температурах (1450 °С), определении огнеупорности, кажущейся пористости, оценки внешнего вида, излома, засоренности посторонними включениями и примесями.

По внешнему виду кварциты и песчаники должны характеризоваться отсутствием заметных включений в виде гнезд или сростков слюды, скоплений и пятен сульфидов и оксидов железа; корочки карбонатов кальция или магния допускаются толщиной не более 0,5-1,0 мм. Они не должны быть загрязнены механическими примесями в виде глинистых примазков, кусочков известняка и других посторонних веществ. Включения слюды и железистых соединений влияют на снижение огнеупорности кварцитов и влекут к образованию крупных выплавок на динасовых изделиях, что отражается на шлакоустойчивости последних. Известковые корочки, попавшие в шихту при помоле кварцита, в результате обжига динаса вызывают появление трещин и разрывов в изделиях вследствие резкого увеличения объема образовавшейся негашеной извести (оксида кальция) при соприкосновении ее с влагой воздуха. Наличие глинистых загрязнений также снижает огнеупорность кварцита, а следовательно, и динаса, в который попадают легкоплавкие железистые алюмосиликаты.

Техническими условиями всегда оговариваются требования, предъявляемые к внешнему виду и степени засоренности поставляемого заводам сырья.

Важное значение для оценки качества динасового сырья имеет установление характера его поведения в обжиге при высоких температурах. Определение скорости перерождения кварца в тридимит является важнейшим показателем в технологии динаса. Испытания заключаются в обжиге кварцитов или песчаников при 1450-1460 °С, микроскопическом исследовании и определении истинной плотности обожженных образцов. По изменению истинной и кажущейся плотности после обжига судят о скорости перерождения кварца. Сравнительно небольшое изменение (уменьшение) истинной плотности обожженного образца против сырого свидетельствует о медленном перерождении, наибольшее понижение - о быстром переходе кварца в тридимит. По данному признаку различают:

) медленноперерождающиеся, 2) среднеперерождающиеся и 3) быстроперерождающиеся кварциты и песчаники, которые и характеризуются соответственно следующей истинной плотностью после однократного обжига: 1 - выше 2,45; 2 - от 2,40 до 2,45 и 3 - ниже 2,40 г/см3.

К первой группе относится большинство кристаллических кварцитов, которые сохраняют после обжига плотную структуру без трещин и разрыхлений. Ко второй группе принадлежат кварцито-песчаники (цементные кварциты), имеющие после обжига плотную, зернистую в изломе структуру. Кварциты и кварцевые песчаники третьей группы характеризуются либо плотной, роговиковой в изломе, структурой, либо зернистой, песчаниковой. Ввиду слишком быстрого перерождения во время обжига из них трудно получать изделия без трещин и разрыхления. Поэтому такие кварциты чаще всего используют в качестве добавок в динасовые массы, составленные на основе сырья первой или второй группы.

Россия и страны СНГ располагают разнообразным динасовым сырьем, месторождения которого достаточно широко распространены.

По данным геологического фонда, в целом на 1 января 1990 г. учтено 40 месторождений кварцитов и кварцевых песчаников и 12 месторождений кварца, имеющих балансовые запасы по различным категориям. Из них около 45 месторождений содержат сырье, пригодное для производства динаса.

В странах СНГ общие запасы сырья, пригодного для производства динаса, могут быть оценены лишь приблизительно, ибо не все месторождения его достаточно изучены и технологически опробованы применительно к данным целям.

Большая часть балансовых запасов кварцитов и песчаников для производства динаса стран СНГ расположена на территории России.

Производство динасовых огнеупоров удовлетворяется в основном за счет местных сырьевых ресурсов. Первоуральский динасовый завод использует кристаллические кварциты горы Караульной, находящейся в районе г. Первоуральска Свердловской области, огнеупорный цех Магнитогорского металлургического комбината - кварциты Бобровского месторождения, близ г. Троицка Челябинской области.

Огнеупорная промышленность Украины полностью обеспечивается кристаллическими кварцитами Овручского месторождения в Житомирской области.

Для черной металлургии Казахстана подготовлено Ново-Осокаровское месторождение кварцитов в Карагандинской области.

Сырьевая база огнеупорной промышленности стран СНГ при необходимости может быть значительно расширена вводом в эксплуатацию ряда крупных перспективных месторождений кристаллических кварцитов на Украине, Урале, в Сибири, Средней Азии.

1.4 Высокоглиноземистые материалы

Сырьем для производства высокоглиноземистых огнеупоров могут служить природные полезные ископаемые: корунд, андалузит, кианит, силлиманит, дюмортьерит, диаспор, бемит, гидраргиллит, а также боксит.

Корунд представляет собой минерал из класса оксидов, по химическому составу отвечающий теоретической формуле А12О3.

В природе корунд встречается как в чистом, так и (более часто) в загрязненном виде. Разновидности прозрачного корунда, окрашенные в различные цвета, представляют собой драгоценные камни (сапфир, рубин, лейкосапфир и др.). Твердость корунда равна 9 (по Моосу), истинная плотность 3,9-4,1 г/см3 (в зависимости от примесей), огнеупорность колеблется от 1850 до 2030 °С. Более чистые разновидности корунда содержат 95-98 % А12О3. Зернистый корунд в смеси с магнитным железняком и небольшим количеством кварца называется наждаком. Месторождения корунда связаны с глубинными магматическими породами (корундовыми сиенитами и анортозитами), также образуются контактово-метасоматическим путем в кристаллических известняках по соседству с изверженными породами. Известны примеры образования корунда в результате регионального метаморфизма за счет богатых глиноземом пород (бокситов) и, наконец, корунд встречается в виде россыпей благодаря своей большой химической устойчивости.

Андалузит, кианит, силлиманит. Эти минералы являются модификациями одного и того же алюмокремниевого соединения, имеющего эмпирическую формулу А12О3 SiO2, или А12SiO5, и, следовательно, один и тот же химический состав, но отличаются при этом своими структурными особенностями.

В соответствии с эмпирической формулой содержание исходных оксидов в чистых андалузите, кианите и силлиманите составляет: 63,1 % А12О3, 36,9 % SiO2.

В природе минералы группы дистена (кианита) встречаются чаще всего в кристаллических сланцах, гнейсах и других метаморфических породах или в контактных зонах с изверженными породами. Образование их связано с процессами метаморфизма богатых глиноземом пород в обстановке весьма высоких температур и давлений. Как химически устойчивый минерал, кианит часто находится в россыпях. В силу сложного генезиса и разнообразной минералогической ассоциации природные кианит, андалузит и силлиманит содержат значительные количества примесей, которые оказывают влияние на их свойства. Нахождение этих минералов в метаморфических сланцевых породах в рассеянном состоянии почти всегда требует применения разных способов обогащения для их извлечения и получения соответствующих концентратов. Ввиду невозможности полного извлечения и очистки минералов от загрязняющих примесей (слюды, кварца, пирита, карбонатов и др.) содержание глинозема в концентрате всегда ниже, чем в чистых минералах, и колеблется примерно в пределах 50-57 %. Огнеупорность также может меняться в пределах 1770-1800 °С.

Следует указать, что кианит, андалузит и силлиманит ведут себя неодинаково по отношению к высоким температурам. При нагревании эти минералы претерпевают различные объемные изменения и диссоциируют на муллит и кристобалит по следующей схеме:

3(А12O3 SiO2) → 3А12O3 2SiO2 + SiO2

На основании многочисленных исследований установлено, что кианит переходит в муллит при наиболее низкой температуре (1300-1350 °С) с наибольшим увеличением объема (16,0-18,0 %) и в наиболее короткий срок. В тех же условиях силлиманит является наиболее устойчивым минералом, диссоциирует не ранее 1530-1550 °С с увеличением в объеме на 7,0- 8,0 %, требуя при этом и более продолжительного обжига. Андалузит по температуре (1390-1410 °С) и скорости диссоциации занимает промежуточное положение, причем реакция перехода в муллит связана с небольшим увеличением объема (3,0-5,4 %). В андалузите и кианите муллитизация начинается с периферических частей зерен и в зависимости от времени нагревания и температуры постепенно распространяется в глубь их, у силлиманита же диссоциация происходит одновременно во всем зерне, чему особенно способствует продолжительная выдержка при высокой температуре.

В связи с указанными физико-химическими превращениями минералов дистеновой группы при нагревании, сопровождающимися изменениями объемов, особенно у кианита, использование их в производстве огнеупоров требует предварительного обжига. Такому обжигу, как правило, подвергается кианит. Что касается андалузита и силлиманита, то их употребляют в сыром виде с соответствующими пластическими связками, которые способны при обжиге своей усадкой компенсировать их увеличение в объеме.

Природные гидраты глинозема. Эта весьма распространенная группа высокоглиноземистых минералов встречается в природе в экзогенных, контактово-метасоматических, гидротермальных и метаморфических породах, образуя мощные месторождения бокситов и бокситовых глин или массивы кристаллических вьщелений среди мраморизованных известняков.

В указанную фуппу входят моно- и тригидраты алюминия -диаспор, бемит и гидраргиллит, являющиеся каждый самостоятельно или совместно главными породообразующими минералами всех бокситовых пород.

Диаспор - моногидрат алюминия, отвечающий формуле А12О3 Н2О теоретически содержит: глинозема 84,97 %, воды 15,03 %. Кристаллизуется в ромбической сингонии; цвет от желтовато-белого до зеленовато-серого; показатели преломления: Ng = 1,750, Nm = 1,722 и Np = 1,702; твердость 6 - 7 (по Моосу); очень хрупкий; истинная плотность 3,5-3,5 г/см3. При нагревании в интервале 390-410 °С теряет конституционную воду и при дальнейшем повышении температуры переходит в а-глинозем (корунд), при этом истинная плотность увеличивается до 4,0 г/см3. Огнеупорность чистого диаспора достигает 2030-2050 °С; природный диаспор ввиду загрязненности оксидами железа и кремнеземом имеет огнеупорность не более 1900- 1950 °С. Вследствие удаления воды и термической диссоциации при обжиге происходит значительная усадка диаспора, которая полностью заканчивается только при высоких температурах (порядка 1500-1570 °С). Поэтому использование диаспоровых пород или их концентратов в производстве огнеупоров требует предварительного обжига сырья для получения соответствующего по пористости шамота. Диаспор в природе встречается в виде тонкодисперсных чешуек, агрегатов в больших массах в месторождениях бокситов, бокситизированных глин совместно с бемитом и гидраргиллитом, иногда образует мощные залежи диаспоритов (например, камнеподобные диаспоровые глины Китая, США). Находится также в контактово-метасоматических и гидротермальных месторождениях или в метаморфических породах в ассоциации с корундом, гематитом, мусковитом и другими алюмосиликатами.

Бемит аналогичен по химическому составу диаспору А12О3 Н2О, но структурно отличается от него, имея формулу А1ООН. Сингония его ромбическая; бемит бывает бесцветным или белого цвета с желтоватым оттенком, средний показатель преломления 1,640-1,645, твердость 3,5, истинная плотность (3,01-3,06) г/см3. При прокаливании переходит в ɣ-А12О3(кубическую модификацию, кристаллизующуюся в структуре шпинели). Находится в виде тонкодисперсных кристалликов в месторождениях бокситов совместно с гидраргиллитом и диаспором.

Гидраргиллит представляет собой тригидрат алюминия А12О3 ЗН2О, или А1(ОН)3, что соответствует теоретическому содержанию 65,4 % А12О3 и 34,6 % Н2О. Сингония моноклинная, кристаллическая структура слоистая, цвет белый, серый, показатели преломления Ng = 1,587, Nm= 1,566, твердость 2,5-3,5, истинная плотность 2,43 г/см3. При нагревании в интервале 160-230 °С гидраргиллит теряет две молекулы воды и переходит в бемит, далее при температурах 370-490 °С происходит образование ɣ-А12О3 и начинается кристаллизация α-глинозема, наибольшее количество которого образуется при 930-950 °С. Гидраргиллитовые породы (бокситы) характеризуются очень большой усадкой при обжигах. Отсюда обязательным условием их применения в производстве огнеупоров является предварительный обжиг на высокую температуру (1400-1500 °С) до полного прекращения изменения объема. Огнеупорность природного гидраргиллита колеблется обычно в пределах 1850-1900 °С вместо теоретически возможной 2050 °С, что обусловливается значительным загрязнением различными примесями, прежде всего железистыми.

Бокситы, алиты, сиалиты. Описанные выше природные гидраты глинозема, образовавшиеся в условиях экзогенных процессов выветривания алюминийсодержащих пород, накопились в природе в больших массах в виде пелитовых осадков, известных под общим наименованием бокситовых пород, или бокситов. Таким образом, боксит есть осадочная горная порода сложного минерального состава, в формировании которой принимали участие не только гидраты глинозема, но иногда в большей мере гидраты оксидов железа, гидраты кремнезема, гидроалюмосиликаты, карбонаты щелочных земель и многие другие акцессорные минералы.

По химическому составу бокситовые породы делятся на две группы:

) алиты, с весовым отношением А12О3: SiО2 > 1 и 2) сиалиты с коэффициентом отношения А12О3: SiО2 < 1.

В практике промышленного использования бокситовых пород принято выделять собственно бокситы, относящиеся к группе алитов и характеризующиеся отношением А12О3: SiO2 > 3. Для производства огнеупоров можно с успехом применять как высокоглиноземистое, так и кремнеземистое бокситовое сырье (алиты и сиалиты), но с небольшим содержанием оксидов железа, титана и кальция, так как все эти примеси снижают огнеупорность, температуру начала деформации под нагрузкой, шлакоустойчивость и другие свойства изделий. Поэтому в требованиях на бокситовые породы для производства огнеупоров предусматривается для I сорта содержание СаО не более 1 % и Fe2O3 не более 2 %, для II сорта СаО не более 2 % и Fe2O3 не более 3 % .

Минеральный состав бокситов, как указывалось выше, весьма сложный, однако по преобладанию главного породообразующего минерала - гидрата глинозема можно классифицировать бокситы на следующие основные группы: диаспоровые, бемитовые и гидраргиллитовые.

В зависимости от примесей истинная плотность бокситов колеблется от 2,3 до 3, после обжига увеличивается до 3-3,5 г/см3; оксиды железа, кремния и кальция снижают огнеупорность бокситов, наименее загрязненные из них имеют огнеупорность порядка 1800-1900 °С. Большие загрязнения делают невозможным применение их для производства огнеупоров. Обязательным условием использования бокситовых пород для изготовления огнеупорных изделий является предварительный обжиг сырья на шамот в силу большой усадки, претерпеваемой всеми гидратами глинозема при нагревании. Наиболее благоприятный режим обжига подбирается при разработке технологии производства.

Россия и страны СНГ располагают крупнейшими природными ресурсами разнообразного высокоглиноземистого сырья, однако до настоящего времени они используются для нужд огнеупорной промышленности в очень небольших количествах.

Разведанные и перспективные запасы кианитового сырья Мурманской области и Республики Карелия со средним содержанием в них кианита от 27 до 34 %, реже 38-40 %, практически неисчерпаемы.

На территории России известен целый ряд других, менее значительных месторождений кианита: на Урале - в Свердловской и Челябинской областях и в Сибири - в Иркутской области и Алтайском крае и недавно открытое крупное месторождение силлиманитовых сланцев в Кяхтинском районе Бурятии.

Второе место по запасам высокоглиноземистого сырья принадлежит Казахстану, на территории которого находятся многочисленные месторождения андалузита и диаспора, реже кианита и дюмортьерита в Карагандинской, Восточно-Казахстанской и Южно-Казахстанской областях. Андалузитовые руды имеются также в Армении (Сиси-Мадапское, Шагарбанское). Месторождения корунда известны в Казахстане (Семиз-Бугу), в Якутии (Чайнытское) и некоторых районах Урала (Кыштым, Миасс и др.).

Гидраргиллит и диаспор образуют залежи бокситовых пород, которые представлены рядом крупных месторождений на территории России и стран СНГ. Эксплуатацией многих из них занимается алюминиевая промышленность. Высококачественные бокситы и бокситовые глины для производства алюминия и высокоглиноземистых огнеупоров добываются в Казахстане (Аркалыкское месторождение).

1.5 Доломиты

Доломиты как минеральное сырье имеют довольно широкое применение в черной металлургии, при производстве огнеупоров, строительных материалов, стекла, керамики, а также в строительстве и сельском хозяйстве.

Высокая огнеупорность доломита определяет возможность использования его в сыром и обожженном виде в качестве заправочного материала в металлургии, для устройства пода и откосов в мартеновских печах и набивки днищ в томасовских конвертерах. Доломит применяют также для производства высокоогнеупорного кирпича.

Доломит представляет собой карбонатную горную породу осадочного происхождения, почти нацело состоящую из минерала доломита - двойной углекислой соли кальция и магния, отвечающей формуле СаСО3 МgСО3, или СаМg (CO3)2- Теоретический химический состав доломита: 30,4 % СаО, 21,7 % МgO, 47,9 % СО2, или 54,3 % СаСО3 и 45,7 % МgСО3, массовое соотношение СаО: МgО = 1,39. Сингония тригональная, спайность, совершенная по ромбоэдру, твердость 3-4, истинная плотность 1,8-2,9 г/см3, показатели преломления: Nm = 1,681-1,695 и Np = 1,500-1,513.

Доломиты весьма распространены в природе; главные массы их связаны с осадочными карбонатными породами почти всех геологических периодов, но более всего докембрийского и палеозойского. Доломиты слагают целые массивы или переслаиваются с известняками и магнезитами; в таких случаях наблюдаются постепенные переходы от чистых доломитов через доломитизированные известняки к чистым известнякам или от в разной степени доломитизированных магнезитов к чистым магнезитам.

Примесями доломитов являются: кварц, глинистое вещество, кальцит, магнезит, гипс, целестин, оксиды железа, рудные минералы, анкерит, родохрозит, органические вещества и др. В зависимости от некоторых примесей доломиты имеют различную окраску. Серый цвет вызывается присутствием органического вещества, желтый и бурый - оксидами железа. По макроструктуре доломиты различаются на скрытокристаллические и кристаллические; первые характеризуются плотным, тонкозернистым сложением, вторые - заметно зернистым, нередко обладают перламутровым блеском. Встречаются крупнокристаллические разновидности, для которых характерны такие структурные особенности, как двойники скольжения. Пригодность доломитов для промышленных целей определяется их химическим и минеральным составами, структурными особенностями, распределением примесей и т.д.

По структуре, согласно классификации Г. В. Куколева, металлургические доломиты делятся на три группы:

) мелкокристаллические (М) с зернами менее 0,1 мм;

) среднекристаллические (С) с размерами зерен от 0,1 до 0,25 мм;

) крупнокристаллические (К) - зерна более 0,25 мм.

Таб. 1 Деление доломитов на группы в зависимости от содержания СаО и МдО

ГруппаСодержание оксидов, %CaOMgOI50-60>36II40-5032,5-36,0III25-4029,0-32,5При обжиге в интервале температур 700-900 °С доломит диссоциирует на углекислоту и смесь оксидов кальция и магния, которая известна под наименованием каустического доломита и применяется в качестве вяжущего вещества.

В металлургии используют сырой и высокообожженный доломит (1500- 1700 °С), доведенный до спекания («намертво» обожженный), более устойчивый к гидратации и обладающий необходимой механической прочностью и плотностью. При обжиге доломита оксид магния превращается в периклаз, а оксид кальция в кристаллическую СаО. Температура спекания доломита зависит от содержания в нем примесей: SiО2, А12О3, Fe2O3, Мn3O4; количество этих примесей лимитируется техническими условиями. Наиболее трудно спекаются чистые доломиты (1750 °С и выше).

Примеси SiO2, А12О3, Fe2O3 и др. образуют при обжиге доломита в результате реакций со свободной СаО силикаты, алюминаты и ферриты кальция, которые хотя и понижают огнеупорность обожженного доломита, но в то же время играют положительную роль как стабилизаторы, предотвращающие его гидратацию, разрыхление и потерю им механической прочности. Если же количество плавней (SiО2 + А12О3 + Fe2O3 + Мn2О4) столь велико, что извести недостаточно для связывания всего кремнезема в трехкальциевый силикат (3СаOSiO2), то в материале образуются заметные скопления двухкальциевого силиката (2СаOSiO2) и после обжига доломит может рассыпаться в результате превращения в β-2СаОSiO2 в ɣ- модификацию. Это превращение сопровождается увеличением объема примерно на 10 %, что и вызывает рассыпание силиката в порошок. Примеси полуторных оксидов образуют с СаО легкоплавкие соединения - алюмоферриты, которые резко ухудшают качество обожженного доломита как огнеупорного материала.

На территории СНГ месторождения доломитов известны во многих областях и республиках. По состоянию на 1991 г. по СССР учтены 44 месторождения доломита, пригодного в качестве сырья для производства огнеупоров, с суммарными запасами по категориям А+В+С 3,116 млрд. т. Металлургия и огнеупорная промышленность предъявляют довольно высокие требования к качеству доломитов.

Наибольшее значение по запасам металлургических доломитов имеют Донецкий бассейн, северо-западные и центральные районы России, Урал и Западная Сибирь. По данным Всесоюзного геологического фонда, по состоянию на 1 января 1990 г. на районы РСФСР приходилось 77 % всех запасов металлургических доломитов, на районы Украины - 14 %. Добыто доломитов в 1990 г. по СССР более 28 млн. т.

Наиболее мощные залежи металлургических доломитов встречаются среди карбонатных пород докембрия. Крупнейшие залежи чистых доломитов имеются среди карбонатных толщ Саткинского района на Урале (Карагайское), в Западной Сибири (Большегорское), на Украине, в Криворожском бассейне (Криворожское), в Архангельской области (Емецкое) и др. Менее мощные и по составу мергелистые и известковистые доломиты встречаются в силурийских отложениях на Урале и других районах.

Наибольшее число разведанных месторождений металлургических доломитов связано с породами каменноугольного возраста. Здесь доломиты залегают в комплексе с известняками, образуя среди них пласты или линзы, часто весьма значительной мощности. Таковы, например, месторождения Донецкого бассейна (Новотроицкое, Еленовское, Стыльское и др.), Урала (Лисьегорское, Кваркенское, Мечетинское), Подмосковного бассейна (Щелковское, Буньковское) и других областей.

Несмотря на значительное число выявленных и разведанных залежей металлургических доломитов, промышленностью СССР освоено лишь 14 месторождений, балансовые запасы по которым составляют 28 % разведанных. Практическое значение на территории СССР приобрели доломитовые месторождения в Донецком, Подмосковном и Кузнецком бассейнах, в Приуралье и на Урале, на Кавказе и Керченском полуострове, в Ленинградской и Архангельской областях, в Казахстане, Узбекистане и в некоторых районах Сибири и Дальнего Востока, там, где размещены металлургические предприятия страны.

1.6 Магнезиты

Магнезиальные материалы и изделия среди всех огнеупоров занимают ведущее место благодаря исключительно высокой температуре плавления (выше 2800° С) и другим положительным качествам их минеральной основы - периклаза МgО.

В природе периклаз встречается в крайне ограниченном количестве и промышленных месторождений не образует. Главным видом природного магнезиального сырья для производства магнезиальных огнеупоров в России и за рубежом является карбонат магния - минерал магнезит МgСО3. Теоретический состав МgСО3: 47,81 % МgО и 52,19 % СО2.

Магнезит образует непрерывный ряд твердых растворов с сидеритом (FеСО3). При содержании сидерита до 30 % минерал называется брейнеритом. Такие магнезиты широко распространены в Австрии и Словакии. С СаСО3 магнезит образует лишь весьма ограниченные твердые растворы, почти полностью распадающиеся при низких температурах. В системе СаСО3- МgСО3 имеется два соединения: СаМg (СО3)2 - доломит и редкий минерал СаМg3(СО3)4 - хантит. Наибольшее значение имеет доломит. В зависимости от условий образования магнезиты бывают микрокристаллическими (так называемые аморфные магнезиты) или, наоборот, макрокристаллическими. Первые из них образуются при химическом разложении силикатов магния по реакциям:

Мg2SiO4 + 2СO2= 2МgСО3 + SiО2;

Мg3(OН)2Si2O5 + ЗСО2 = ЗМgСО3 + 2SiО2 + 2Н2О, которые протекают в присутствии воды. Аморфные магнезиты в связи с этими реакциями обычно загрязнены примесями кремнезема.

Гораздо больший интерес для промышленности представляют кристаллические магнезиты, которые образуются при воздействии водных растворов бикарбоната магния на известь или доломит с уносом в виде раствора получающегося бикарбоната кальция:

СаСО3 + Мg(НСО3)2 = МgСО3 + Са(НСО3)2;

СаМg(СО3)2 + Мg(НСО3)2 = МgСО3 + Са(НСО3)2.

твердый раствор осадок раствор

Среди многочисленных карбонатов магнезит не распространен в природе. Далеко не все страны располагают промышленными месторождениями этого минерального сырья. Наибольшие запасы магнезитов имеют Китай и Россия.

По суммарным разведанным запасам кристаллических магнезитов Россия занимает второе место в мире.

В России на 01.01.1991 г. учтено 13 месторождений магнезита с балансовыми запасами по категории А+В+С, 992092 тыс. т, по категории С2 -1784725 тыс. т. Кроме того, учтено одно месторождение магнезита с добалансовыми запасами. Забалансовые запасы магнезита составляют 133928 тыс. т. Добыча магнезита в 1990 г. составила 4654 тыс. т.

На территории России месторождения кристаллических магнезитов распространены очень неравномерно и сосредоточены в четырех географо- геологических регионах: Южно-Уральском (месторождения Саткинской, Белорецкой, Златоустовской, Катав-Ивановской групп) с суммарным оносительным объемом запасов -20 %, Красноярском Заангарье (Удерейская группа) - 26 %, Восточно-Саянском (Иркутская область) - 52 %, Малохинганском (Хабаровский край) - 2 %. Около 80 % запасов магнезита находится в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке.

В нашей стране с 1901 г. и до настояoего времени главной сырьевой базой огнеупорной промышленности являются месторождения магнезитов Саткинской группы. Комбинат «Магнезит» осуществляет эксплуатацию месторождений карьерами и частично подземным способом. В 1995 г. начата вскрыша и разработка крупнейшего в России Савинского месторождения магнезитов в Иркутской области.

Месторождения Саткинской группы. Месторождение магнезита Саткинского района залегают в терригенно-карбонатных толщах верхнего и среднего протерозоя в виде четырех магнезитовых полос: Главной, Никольской, Березовской и Ельничной. Вмещающие магнезитовые тела породы, представленные преимущественно доломитами с прослоями углисто-глинисто-доломитовых сланцев, смяты в складки северо-восточного простирания. Морфология магнезитовых тел всаткинских месторождениях весьма разнообразна: пласто- и линзообразные залежи, гнезда, жилы и прожилки. Преобладающее количество магнезитов сосредоточено в пласто- и линзообразных залежах.

В настоящее время основная масса (более 90 %) сырья для производства магнезиальных огнеупоров в России и странах СНГ добывается в карьерах на Карагайском и Волчьегорском и других месторождениях магнезитов, несколько различающихся своим составом. Наиболее качественными являются магнезиты Карагайского месторождения, отличающиеся от волчьегорских пониженным содержанием оксида кальция, так что обычно в них отношение СаО/SiO2 меньше единицы. В магнезитах Волчьегорского месторождения, наоборот, как правило, СаO/SiO2 больше единицы, что обусловлено более интенсивным развитием процессов гипергенной кальцитизации.

На ОАО «Комбинат «Магнезит» осуществляется частичное обогащение сырья путем отделения магнезита от доломита и глины по плотности с использованием тяжелых суспензий. Однако низкая эффективность гравитационного обогащения не обеспечивает полного удаления примесных минералов из сырья в связи с частым неравномерным тонковкрапленным распределением доломита, кальцита и других примесей в магнезитах.

Магнезиты Семибратского месторождения. Семибратское месторождение магнезитов расположенное в Челябинской области в 30 км от г. Сатка. Магнезиты Семибратского месторождения представлены четырьмя минералогическими разновидностями: чистыми (нормального состава), железистыми, доломитистыми и полиминеральными. В связи с низким содержанием оксида магния природные магнезиты всех разновидностей (кроме первой) не могут быть использованы для производства высококачественных магнезиальных и магнезиално-шпинелидных изделий без предварительного обогащения.

Магнезиты Савинского месторождения. Савинское месторождение магнезитов, расположенное в Иркутской области, является крупнейшей в России минерально-сырьевой базой для производства основных огнеупоров с утвержденными ГКЗ СССР (1965 г.) суммарными запасами более 1,9 млрд. т. В результате проведенных многократных лабораторно-технологических и опытно-промышленных исследований установлена пригодность савинского магнезита для изготовления магнезиальных огнеупоров.

Савинские магнезиты представляют собой породу, состоящую на 75- 99 % из минерала магнезита. Примеси, составляющие 1-25 % объема породы, представлены реликтами первичных мелкозернистых доломитов, тальком, хлоритом, кварцем, пиритом, вторичным доломитом, реже - другими минералами. Реликты первичных доломитов встречаются преимущественно в поле развития мелкозернистых мраморовидных и крупнокристаллических «звездчатых» магнезитов.

Талькхлоритовые включения в магнезитах обычно в виде прожилок мощностью 3-40 мм, тонких пленок по трещинам и гнездообразных вкраплений до 2-3 см. Распределение талька и хлорита очень неравномерное. В зонах трещиноватости их содержание достигает 3-20 %, а по мере удаления от них уменьшается до 0,5-1,0 %. Наиболее «загрязнены» тальком и хлоритом (частично серпентином) полосчатые и «брекчиевидные» магнезиты восточной части месторождения, где их количество достигает 10-25 % объема пород. Минимальное содержание талька и хлорита имеют шестова- тые магнезиты. Кварц в магнезитах образует гнезда и жильные вьщеления в трещинах. Обычно он ассоциирует с вторичным гидротермальным доломитом. Пирит наблюдается в виде рассеянной вкрапленности (содержание 0,1 - 1,0 %). Другие примеси в магнезитах представлены прожилками серпентина, асбеста и брусита.

Содержание оксидов в различных типах магнезитов колеблется в широких пределах. Мономинеральные фракции, выделенные из текстурныхтипов магнезитов, близки по содержанию главных компонентов. По вещественному составу текстурные типы магнезитов можно объединить в три группы. Магнезиты группы А характеризуются высоким содержанием примесных оксидов и относятся к некондиционным разностям. Магнезиты группы В могут быть отнесены только к III и IV сортам. Магнезиты шестоватых и ланцетовидных текстур (группа С) в основном удовлетворяют требованиям I и II сортов.).

Халиловское месторождение магнезита. Халиловское месторождение магнезита находится в Гайском районе Оренбургской области, вблизи ж.-д. ст. Халилово. Месторождение открыто в 1857 г., разрабатывалось до 1951 г. беспорядочным, кустарным способом.

Месторождение расположено в юго-восточной части Халиловского ультраосновного массива, сложенного перидотитовыми и дунитовыми серпентинитами, и приурочено к коре выветривания. Верхние горизонты коры выветривания представлены глинисто-охристой остаточной массой, на глубине - полуразрушенным, выщелоченным и вторично окремненным (силифицированным) серпентинитом. Магнезит представлен так называемой аморфной разновидностью, т.е. обнаруживает кристаллическое строение лишь под микроскопом. Магнезит, образованный системой взаимно пересекающихся жил, пользуется широким площадным развитием, но ограничен на глубину и выклинивается на 10-15 м. Мощность жил и гнезд колеблется от 0,1 до 0,6 м, реже -1-3 м.

Разведочные работы на месторождении были проведены в период 1930 - 1947 г. Исследованная площадь была поделена на 4 участка (50 квадратов) и с каждого отобрано и подвергнуто химанализу более 400 проб. В настоящее время на территории Райского и Кваркенского районов Оренбургской области известно лишь одно - Халиловское месторождение магнезита. Запасы месторождения, учитывающиеся балансом Оренбургского ТГФ, составили 7 тыс. т по категории В и 4 млн. т по категории С. Сырье месторождения в целом не соответствует ТУ 14-8-64-73, регламентирующих качество сырого магнезита Саткинской группы месторождений.

Магнезиты Халиловского месторождения имеют низкое качество: более 50 % объемов сырья не соответствует требованиям 4-го сорта ТУ 14-8- 64-73. Промышленное использование данного сырья для производства качественных магнезиальных огнеупоров целесообразно осуществлять только после эффективного обогащения. При обогащении особенно необходимо удаление примесей кальцита и кварца.

Магнезиты Белорецкого района. На территории Белорецкого района (Башкирия) известно более 10 месторождений и проявлений кристаллических магнезитов, генетически близких по своим особенностям магнезитам Саткинских месторождений.

Наиболее крупные месторождения - Исмакаевское и Кзылташское, с суммарными запасами (включая прогнозные) около 200 млн. т. В связи с большим содержанием примесей СаО, 81О2, Ре20з и А12О3 использование данного сырья для производства огнеупоров невозможно без предварительного обогащения.

Месторождения магнезита в Красноярском крае. В Красноярском крае открыто более 15 месторождений магнезита. Наибольший интерес для огнеупорной промышленности представляют Киргитейское, Тальское и Верхотуровское месторождения, расположенные в Мотыгинском районе. Отработку Екатерининского участка Киргитейского месторождения осуществляет Северо-Ангарский периклазовый завод в пос. Мотыгино. ОАО «Стальмаг» получило лицензию на отработку центральной части месторождения. На месторождении сделана вскрыша и начаты горноэксплуатационные работы в карьере. Перевозка магнезита в г. Красноярск осуществляется Енисейским речным пароходством по р. Ангаре.

Магнезиты Читинской области. В Забайкалье на площади более 800 км2 имеются многочисленные месторождения и рудопроявления маложелезистых магнезитов. Наибольший интерес представляет Кактолгинское месторождение.

Минерал брусит представляет собой гидроксид магния Мg(ОН)2. Теоретический состав: МgО - 69,1 %, Н2О - 30,9 %. Несмотря на широкое распространение в породах различного состава (дуниты, серпентиниты и др.), промышленные месторождения образует очень редко. Практически мономинеральную породу, состоящую из брусита с небольшим содержанием примесных минералов, называют брусититом. Брусит является лучшим высокомагнезиальным минеральным сырьем в сравнении с другими природными минералами.

Кульдурское месторождение брусита, открытое в 1965 г. в Еврейской АО (Хабаровский край), является уникальным промышленным скоплением относительно чистого гидроксида магния. Содержание МgО в брусититах варьируется от 80 до 95 % (на прокаленное вещество). Преобладает сырье с содержанием МgО 63-65 %. Запасы, утвержденные ГКЗ СССР на 01.01.91 г., по категориям А+В+С, составляют 3,5 млн. т.

Месторождение располагается в пределах докембрийского ядра Хинган- Бурейнского антиклинория. Геологическое строение месторождения определяется приуроченностью к магнезиально-карбонатной толще мурандавской свиты в пределах метаморфических ореолов гранитоидов. Вмещающие породы представлены магматическим и метамагнезиальным комплексом. Среди магматических пород наиболее распространены порфировидные граниты, гранодиориты, бостониты, апплитогранопорфиры, кроме того, имеются дайки долеритов и туфов. Метамагнезиальный комплекс слагается породами: магнезиальными скарноидами и серпентинитами, силикатно-карбонатными кальцифирами и офиокальцитами, бруситовыми и карбонатными мраморами и анхимономинеральными брусититами.

На месторождении выявлены три текстурно-структурных типа брусититов: псевдоморфные (волокнисто-зернистые), колломорфные (волокнисто-полосчатые) и автоморфные (пластинчато-зернистые). Наиболее распространенными минералами-примесями в бруситовых рудах являются доломит, кальцит и серпентин.

Минеральный состав примесей в сырье представлен преимущественно доломитом, кальцитом и серпентином. Содержание гидроксидов и оксидов железа в кондиционном сырье не превышает 0,5 %. Брусит при нагревании дегидратируется в интервале температур 380-530 °С с образованием ультрадисперсного МgО, который при более высоких температурах (800-1000 °С) превращается в кальцинированный периклаз. При высокотемпературном обжиге (1000-1750 °С) характер фазово- структурных превращений аналогичен процессам при термообработке магнезита. В связи с низким содержанием примесей, особенно оксидов железа, брусит является высококачественным природным магнезиальным сырьем для производства плавленого периклаза для огнеупорной и электротехнической промышленности, а также многих других видов продукции.

Бруситовое сырье Кульдурского месторождения разделяется по химическому составу на четыре сорта. В настоящее время преобладающий объем добытого сырья, поставляемого на предприятия-потребители с Кульдурского рудника, по составу соответствует второму и третьему сортам. В спецотвале рудника заскладированы значительные объемы бруситов третьего и четвертого сортов.

Огнеупорные изделия, изготовленные из природного магнезиально- силикатного сырья, называются форстеритовыми по названию минерала, который образуется в процессе обжига магнезиально-силикатных пород с добавками каустического или спекшегося магнезита. Группу магнезиально- силикатного, или форстеритового, сырья составляют следующие горные породы: оливиниты, дуниты, серпентиниты, тальк и талькомагнезиты. В зависимости от используемого сырья различаются оливинитовые, дунитовые, серпентинитовые и прочие форстеритовые огнеупоры. Большое разнообразие магнезиально-силикатных пород, их взаимные переходы и значительные колебания в содержании основных породообразующих минералов - оливина и серпентина - не позволяют установить для этих пород строго научную классификацию. Поэтому в практике пользуются некоторым условным разделением этих пород по содержанию в них минерала оливина (Мg,Fe)2SiO4, представляющего собой изоморфную смесь форстерита Mg2SiO4 и фаялита Fe2SiO4. Отсюда различают:

оливиниты, содержащие от 75 до 98 % оливина;

серпентиниты, содержание оливина в которых не превышает 20 %.

Все рассматриваемые виды форстеритового сырья представляют собой

ультраосновные изверженные горные породы или продукты их изменения (тальк), широко распространенные в некоторых горных областях России.

Оливиниты. Преобладающее значение в этих породах принадлежит минералу оливину - (Мg, Fе)SiO4, представляющему собой железистую разновидность форстерита или, точнее, твердый раствор ортосиликата закиси железа - фаялита (Fe2SiO4) в форстерите Mg2SiO4. Кроме оливина, в составе породы имеется от 2 до 15 % примесей, из которых наиболее часто встречающимися являются энстатит (МgSiO4) магнетит (Fe3O4) тальк, серпентин и реже - пироксены и хромшпинелиды. Химический состав оливина обычно варьирует в следующих пределах: 50-45 % МgО; 8-12 % FеО, реже - до 20 %, наблюдаются примеси никеля, кобальта, марганца. Сингония ромбическая, цвет желтый с зеленоватым оттенком, часто бесцветен, показатели преломления Ng = 1,68; Nm= 1,66. Твердость 6,5-7, истинная плотность (3,3-3,5) 103 кг/м3 (возрастает с увеличением содержания FеО), огнеупорность колеблется от 1750 до 1830 °С.

Оливин (и, следовательно, оливиниты) в природе под влиянием атмосферных воздействий легко выветривается, что сопровождается разложением минерала и переходом его в вводный силикат магния - серпентин, а также образованием магнетита (Fe3O4) брусита Мg(ОН)2, магнезита (МgСО3) и кварца в зависимости от хода реакции. Если брусит и магнезит не образуются или не остаются в породе вследствие выносов, то порода обедняется оксидом магния, что сопровождается понижением ее огнеупорности.

Схематически эти реакции могут проходить следующим образом:

ЗМg3FеSiO2O8 + 6Н2О + О = ЗН4Мg3Si2O9 + Fe3O4

оливин вода кислород серпентин магнетит

ЗМg3FеSiO2O8 + ЗСО2 + 4Н2О + О =

оливин углекислита вода кислород

2Н4Мg3Si202 + Fe3O4 + ЗМgСО3+ 2SiO2.ерпентин магнетит магнезит кварц

При нагревании оливин не претерпевает глубоких изменений, кроме окисления и разложения фаялита. Реакция разложения фаялита начинается около 1000 °С и заканчивается при 1500 °С. По Стоуну, фаялит разлагается на SiO2 и FеО; последний, окисляясь, переходит в Fe2O3, который легко перемещается и скапливается в трещинах и на поверхности кристаллов. Далее, при нагревании начиная с 1372 °С Fe2O3 постепенно раскисляется, образует магнетит (Fе3О4), а оставшийся после разложения фаялита кремнезем остается внутри форстеритовых кристаллов в виде молекулярных включений. В результате взаимодействия этого кремнезема с МgО (вводимым в качестве добавки) при 1557 °С появляется жидкая фаза, разрушаются кристаллы оливина и образуется форстерит.

Таким образом, характерной особенностью оливинитов является образование при обжиге на 1500-1700 °С скелета из кристаллов форстерита; промежутки между кристаллами заполнены жидкой фазой, количество которой достигает 20-40 %.

Минерал форстерит является чистым магнезиальным членом изоморфного ряда группы оливина; отвечает эмпирической формуле Mg2SiO4, что соответствует содержанию МgО - 57,1 % и SiO2 - 42,9 %. Кристаллизуется в ромбической сингонии, бесцветен, твердость 7, истинная плотность 3,217 г/см3, показатели преломления: Ng= 1,670, Nm=1,651, Np = 1,635. Температура плавления 1890 °С. В природе в чистом виде встречается редко.

Другой крайний член определения изоморфного ряда - фаялит - имеет формулу Fe2SiO4 и теоретический состав: 76 % FеО, 24 % SiO2. Обычно содержит МgО, МnО, а также Fe2O3 как продукт частичного окисления. Кристаллизуется в ромбической сингонии, цвет темно-желтый до зеленовато-черного, твердость 6-6,5, истинная плотность 4,0-4,35 г/см3, показатели преломления: Ng = 1,886, Nm = 1,877 и Np = 1,835, температура плавления 1205 °С. Самостоятельных скоплений в природе не образует.

Дуниты. Основными породообразующими минералами этих магнезиально-силикатных изверженных пород являются оливин и серпентин. Содержание их в дунитах непостоянно, в связи с чем основные свойства пород сильно меняются в зависимости от степени серпентинизации. Более высокое содержание в дунитах оливина приводит к постепенным переходам их к оливинитам, глубокая же серпентинизация приближает по свойствам к серпентинитам. Процессы разложения оливина в природе совершаются сравнительно легко, поэтому в одном и том же месторождении можно наблюдать существенное различие в свойствах этих пород, взятых с поверхности и на больших глубинах. По мере серпентинизации увеличивается потеря при прокаливании, уменьшается истинная плотность, изменяются все другие свойства. Такие явления особенно характерны для месторождений дунитов. Значительные колебания содержания оливина в дунитах вызвали необходимость использования в практике той условной классификации этих пород, о которой упоминалось выше.

Минерал серпентин принадлежит к фуппе гидросиликатов магния. Формула его - Мg3(SiO2O5)(OН)4 или ЗМgО 2SiО2 2Н2О, что соответствует теоретическому составу: 43,0 % МgО, 44,1 % SiO2, 12,9 % Н2О. Серпентин известен в нескольких разновидностях: собственно серпентин, офит, антигорит и волокнистый хризотил (хризотил-асбест). Сингония точно не установлена, но, по-видимому, моноклинная; твердость обычного серпентина 2,5 - 3, антигорита 3,5, офита 2, хризотил-асбеста 2-3, истинная плотность - 2,5 - 2,7 г/см3. Огнеупорность серпентина колеблется от 1550 до 1600 °С.

Физико-технические свойства дунитов определяются степенью их серпентинизации. С увеличением содержания оливина в дуните огнеупорность его повышается до 1770 - 1800 °С, повышается температура спекания и уменьшается усадка.

Серпентиниты. Преобладание серпентина в породе приводит к переходу ее в другой вид форстеритового сырья - серпентиниты, в которых содержание оливина не превышает 20 %.

Особенностью этих пород является высокая потеря при прокаливании (12-14%) за счет конституционной воды серпентина; огнеупорность 1500 - 1570 °С, истинная плотность породы 2,649 г/см3, кажущаяся плотность 2,46 - 2,64, водопоглощение 0,6-2,8 % пористость 1,6-6,8 %.

При нагревании до 1000 °С серпентин теряет химически связанную воду и переходит в ортосиликат магния по схеме:

2Мg3(OН)4Si2O5 → ЗМg2SiO4 + SiO2 + 4Н2О.

серпентин форстерит кварц

При дальнейшем нагревании свободный кремнезем, соединяясь с ортосиликатом, образует метасиликат магния по схеме:

Мg2SiO4 + SiO2 → 2МgSiO3

форстерит клиноэнстатит

Метасиликат магния МgSiO3 (40,0 % МgО, 60,0 % SiО2) известен в виде двух модификаций: клиноэнстатита и энстатита.

Последний при нагревании выше 1145 °С практически необратимо переходит в клиноэнстатит.

Метасиликат магния не является огнеупорным материалом и плавится при 1577 °С, поэтому при технологической переработке для перевода его в форстерит требуется добавка магнезии, и реакция тогда идет следующим образом:

МgSiO3 + МgО = Мg2SiO4.

клиноэнстатит форстерит

Переход в форстерит совершается в твердой фазе при температуре около 1450 °С, что сопровождается уплотнением материала, повышением истинной и кажущейся плотностей. Отсюда серпентиниты, равно как и серпентинизированные дуниты, при использовании их в производстве огнеупоров требуют предварительного обжига при 1300-1400 °С для полной дегидратации серпентина и добавки каустического или спекшегося магнезита для обеспечения реакции перехода клиноэнстатита в форстерит.

Тальк и тальковый камень. Тальк относится к группе гидросиликатов магния и является одним из широко используемых видов керамического сырья.

Формула талька - Mg3(SiO4O10)(ОН)2 или МgО 4SiO2 Н2О, что соответствует теоретическому химическому составу: 31,7 % МgО, 63,5 % SiО2, 4,8 % Н2О. Сингония моноклинная, цвет бледно-зеленый, твердость около 1, истинная плотность 2,7-2,8 г/см3, показатели преломления Ng = 1,575 - 1,590, Np = 1,538 - 1,545. Температура плавления чистого талька 1500-1550 °С. Плотная разновидность талька называется стеатитом, такие разновидности преимущественно используются в керамике. В природе тальк образуется чаще всего как продукт гидротермального изменения богатых магнезией ультраосновных пород по следующей примерной схеме:

(МgFе)2SiO4 + Н2О + ЗСО2 → Мg3(Si4O10)(ОН)2 + МgСОз + Fe2O3.

оливин тальк магнезит гематит

Часто в состав тальковых пород входит магнезит, и тогда свойства их изменяются, в частности повышается огнеупорность. Такие породы носят название тальковые камни, или талькомагнезиты.

При нагревании до 900 °С тальк дегидратируется и затем разлагается на метасиликат магния и кремнезем. Аналогично вышеотмеченному тальк и талькомагнезиты могут быть использованы для получения форстеритовых огнеупоров при условии добавки к ним обожженного магнезита, в количествах, определяемых степенью загрязненности породы.

Исследовательский и производственный опыт показывает, что при использовании силикатов магния для изготовления огнеупоров самыми вредными примесями в этом сырье являются А12О3 и СаО - наиболее активные плавни. Оксиды железа хотя и способствуют спеканию изделий, но понижают их огнеупорность, поэтому содержание Fe2O3 следует ограничивать.

Наиболее благоприятным сырьем для производства форстеритовых огнеупоров являются оливиниты, в которых не содержится химически связанной воды, они не дают большой усадки и не разрыхляются в процессе обжига. Менее пригодным сырьем следует признать серпентиниты и тальковые породы, составленные магнезиальными гидросиликатами, в основном требующими предварительного обжига для их полной дегидратации и добавки в шихту магнезита для образования форстерита.

На магнезиальные силикаты, используемые для производства огнеупоров, нет общероссийских или ведомственных стандартов. Опытные данные позволяют установить следующие требования по химическому составу для этого сырья: А12О3 - не более 2,3 %; Fе2O3 + FеО - не более 6 % для первосортной продукции и не более 12-15 % для продукции более низкого качества; СаО - не более 1,5-2 %; МgО - не менее 37 % для серпентинитов и не менее 25 % для тальков. Чрезвычайно вредны примеси карбонатов кальция и хлорита, в то же время весьма желательно присутствие в породе магнезита и брусита.

Россия располагает большими запасами форстеритового сырья. Крупнейшие массивы оливинита известны в Республике Карелия, в районе разъезда Хаб-озеро Кировской железной дороги. Очень большие запасы дунитов имеются на Урале, вблизи Нижнего Тагила (Соловьева Гора) и Екатеринбурга (Уктус). В Краснодарском крае выявлены мощные залежи серпентинитов (Веденское), тальк и тальковые камни известны на Южном (Миасский район) и Среднем (Шабровское) Урале, в Сибири (Онотское и др.).

Помимо названных, в определенной мере разведанных и изученных месторождений форстеритового сырья, отдельные виды его известны и в других местах, например серпентиниты на Украине и на Урале, серпентинизированные дуниты в Армении. В Сибири также выявлен ряд серпентинитовых массивов - в Минусинской котловине, на Алтае, в Саянах и в ряде других мест. Все известные до настоящего времени в России и странах СНГ магнезиально-силикатные породы не нашли широкого применения из-за необходимости обжига на 1400-1600 °С и в ряде случаев низких технологических свойств в связи с высоким содержанием оксидов железа и кальция. В последнее время на Урале открыто и изучено Иовское (Кытлымское) месторождение высококачественных малосерпентинизированных дунитов.

8 Хромиты

Для производства хромсодержащих огнеупорных изделий используют хромитовые руды или хромистые железняки.

Название хромит относится как к минералу, так и к горной породе (руде), содержащей большое количество этого минерала и сравнительно мало распространенной в природе.

Хромит является одним из минеральных видов группы хромшпинелидов, встречающихся в одинаковых природных условиях и по внешним признакам практически не отличающихся друг от друга. Группу хромшпинелидов составляют следующие минералы: собственно хромит FеСг2O4, магнохромит (Мё, Ре)Сг204, алюмохромит Ре(Сг, А1)204 и хромпикотит (Мg,Fе)Cr2O4, алюмохромит Fe(Cr,Al)2O4 и хромпикотит (Mg,Fe)(Cr,Al)2O4.

В практике использования хромшпинелидов для промышленных целей все они называются хромитовыми рудами, хромистыми железняками или просто хромитами. В химическом отношении хромшпинелиды представляют собой твердые растворы оксидов железа, магния, хрома и алюминия и отличаются весьма непостоянным составом. Содержание наиболее важных оксидов в хромшпинелидах колеблется в следующих пределах: 18- 62 % Сr2О3, 0-18 % FеО, 6-16 % МgО, 0-33 % А12О3, 2-30 % Fe2O3. Кроме того, в них часто присутствуют в виде изоморфных примесей ТiO2, V2O3, МnО, ZnО, NiO, СоО.

Все хромшпинелиды кристаллизуются в кубической сингонии, их структура аналогична структуре шпинели. Цвет преимущественно черный, твердость 5,5-7,5, истинная плотность - 4,0-4,8 г/см3. Температура плавления чистого хромита - 2180 °С. Встречаются хромшпинелиды, как правило, в магматических ультраосновных породах в виде вкраплений или скоплений линзообразной или гнездообразной формы. Сопутствующими минералами хромшпинелидов являются серпентин, оливин, кальцит, магнезит, хромосодержащие хлориты и гранаты и др. По внешним признакам хромитовые руды могут быть разделены на типы:

массивные, с равномерным распределением зерен хромшпинелидов, плотно соприкасающиеся друг с другом;

вкрапленные, с равномерным распределением рудных зерен, обособленных одно от другого;

полосчатые, с чередованием полос хромита первого и второго типов;

пятнистые, с наличием среди массивного хромита выделений серпентина;

«брекчиевидные», состоящие из угловатых зерен хромита, сцементированных кремнисто-карбонатной массой.

В зависимости от содержания Сr2О3 хромитовые руды, применяемые в различных отраслях промышленности, разделяются на бедные (<40 %), средние (40-45 %), богатые (45-50 %) и очень богатые (>50 %). В производстве огнеупорных (хромитовых и хромомагнезитовых) изделий применяют хромитовые руды с содержанием оксида хрома не ниже 35 %. Однако содержание Сr2О3 не является еще единственным условием пригодности хромита как огнеупорного сырья. На огнеупорные свойства хромитовых руд оказывают влияние минеральные примеси, из которых наиболее вредными являются кальцит, железосодержащие минералы и хлорит. В хромитах, используемых для производства огнеупоров, может находиться не свыше 15 % серпентина, более высокое содержание его понижает огнеупорность руды; при 30%-ном содержании серпентина огнеупорность ее падает до 1550 °С (при 50 % до 1500 °С). Содержание оксидов железа в рудах также не должно быть более 16 %. Имеющийся в хромите оксид железа (II) в зависимости от условий обжига легко восстанавливается до металлического железа или окисляется до Fe2O3. Окисление сопровождается ростом материала, что вызывает разрыхление изделий и отслаивание его поверхности. Эти явления нередко бывают в хромомагнезитовых огнеупорах в условиях их эксплуатации в металлургических печах. Поэтому содержание оксидов железа необходимо ограничивать.

Силикаты, присутствующие в рудах, также снижают их огнеупорность, поэтому содержание кремнезема не должно быть более 8 %. Примесь оксида кальция вредна, так как она является причиной образования легкоплавких минералов - монтичеллита и оксихромитов кальция. Это вынуждает не допускать содержания СаО в рудах более 1,3-1,5 %.

При нагревании хромиты не претерпевают превращений и сохраняют постоянство своего объема почти до 1700 °С. Лишь выше этой температуры наблюдается небольшая усадка, что обусловливается наличием примесей в руде. В химическом отношении хромит является нейтральным материалом, металлы в большинстве случаев на него не действуют, за исключением железа, которое в восстановительной атмосфере обжига вступает с хромитом во взаимодействие и образует феррохром. Нейтральная среда при нагревании не вызывает каких-либо заметных изменений хромшпинелидов, окислительный же обжиг способствует переходу содержащегося в них закисного железа в оксидное, что сопровождается существенным изменением их объема.

Хромитовые руды можно использовать для производства огнеупоров как в чистом виде с добавками связующих веществ (пластификаторов), так и в композиции с магнезиальными силикатами (дунитом, оливинитом), а также с каустическим или со спекшимся периклазовым порошком.

Сырьевые ресурсы хромитовых руд во всем мире довольно ограничены. В числе немногих стран Россия располагает крупными месторождениями хромитов, занимая по их запасам одно из первых мест в мире. Наиболее важные месторождения хромистого железняка находятся на Урале и в Казахстане. Генетически месторождения хромита связаны с интрузиями ультраосновных пород габбро-пироксено-перидотитовой формации и заключены среди массивов змеевиков или дунитов. Многочисленные месторождения хромитов связаны с ультраосновными породами западного и восточного склонов Урала, однако немногие из них имеют промышленное значение. Месторождения хромитов расположены в Пермской (Сарановское), Свердловской (Гологорское, Алапаевское) и в Актюбинской областях, Казахстане (Кимперсайское).

Основными потребителями хромитовых руд являются металлургическая, огнеупорная и химическая отрасли промышленности. Для изготовления хромомагнезитовых огнеупоров используются бедные и средние (по содержанию оксида хрома) руды в относительно небольшом количестве.

1.9 Графит

В огнеупорной промышленности графит применяют как один из видов углеродсодержащего сырья в изготовлении изделий, предназначенных для выплавки и отливки металлов (тигли, пробки, стаканы, стопорные трубки и т.д.). графит принадлежит к группе минералов углерода, являясь одной из его полиморфных модификаций. Второй представитель этой группы - алмаз по физическим свойствам и структуре резко отличается от графита.

Химический состав графита непостоянный, в нем часто присутствует зола, состоящая из различных компонентов (SiО2, А12О3, FеО, МgО, СаО, Р2О5, СиО и др.), иногда битумы, вода, водород и другие газы. Содержание углерода равно 60-80 %, летучих 0,7-7 %, зольность 2-25 %. Различают три разновидности графита: явнокристаллическую, или собственно графит, скрытокристаллическую, или графитит, и аморфную разновидность - шунгит. Кристаллизуется графит в гексагональной сингонии в виде шестиугольных чешуек или пластинок, хорошо образованные кристаллы, однако, встречаются крайне редко. Твердость кристаллов графита по Моосу равна 1, а скрытокристаллических и аморфных разновидностей достигает 5,5. Истинная плотность колеблется от 1,84 до 2,23 г/см3 в зависимости от степени дисперсности и наличия внутренних тончайших пор. Показатель преломления Nm = 1,93-2,07. Графит обладает большой тепло- и электропроводностью благодаря очень плотной упаковке атомов в кристаллах. По теплопроводности он близок к металлам, а электропроводность его подобна электропроводности проводников первого рода. Эти важные свойства, однако, резко уменьшаются с увеличением зольности графита. Высшей огнеупорностью обладают графиты с наименьшей зольностью; чистые кристаллы которых имеют температуру плавления 3800 °С. Основным недостатком графита является его способность к окислению кислородом воздуха при температуре около 700 °С. Интенсивность сгорания зависит от степени измельчения, времени и температуры. Крупночешуйчатый графит окисляется медленно. Для замедления этого процесса при производстве огнеупорных изделий из графита к нему добавляют огнеупорные глины или каолин, которые создают особую защиту и предохраняют его от выгорания; осуществляют также обжиги графитоглинистых изделий в восстановительной среде. В производстве огнеупоров и керамики применяют чешуйчатый графит, который благодаря форме частиц, их гибкости и жирности увеличивает пластичность масс, облегчает формовку, способствует лучшему уплотнению черепка.

В химическом отношении графит отличается высокой инертностью к кислотам и щелочам, весьма устойчив также к действию расплавленных шлаков и металлов.

Образование графита в природе связано с разными геологическими процессами. Месторождения графита встречаются среди магматических пород, в пегматитах, на контактах известняков с изверженными породами, а также в виде жильных образований (например, на о. Цейлоне). Наиболее широко распространены метаморфические месторождения графита, возникшие за счет каменных углей или битуминозных отложений в результате контактного метаморфизма или под влиянием интрузий магмы. Месторождения этого типа образуют пластовые залежи криптокристаллического графита и по запасам являются наиболее промышленными.

Россия располагает мощной сырьевой базой кристаллического графита, главным образом чешуйчатого, на который приходится 93 % всех запасов. На территории России и стран СНГ насчитывается около 30 месторождений графита, но разведаны и эксплуатируются лишь немногие. Наиболее крупные месторождения графита находятся в Восточной Сибири (Ботогольское, Курейское) и на Дальнем Востоке (Союзное), на Украине (Завальевское, Бабенковское, Старо-Крымское и др.) и на Урале (Боевское, Полтавское, Кыштымское). Большинство месторождений имеет либо скрытокристаллические, плотные графиты, либо тонкочешуйчатые. Залежи крупночешуйчатого («тигельного») графита на территории России и стран СНГ по запасам сравнительно невелики.

Кроме природных сырьевых ресурсов используются и специальные виды сырья, которые получают искусственным путем. Сюда относятся: технический глинозем, электроплавленные корунд, муллит, периклиз, карбиды, нитриды и чистые оксиды.

Технический глинозем является промежуточным продуктом в производстве алюминия. Путем химической переработки бокситов и нефелина получают гидрат глинозема, а после термообработки - глинозем. Это тонкодисперсный материал, состоящий из зерен размером 40-100 мкм. Содержание Al2O3 колеблется незначительно 99,5-99,6.

Электрокорунд получают плавлением в электропечах глинозема или боксита. Промышленность производит белый и нормальный. Белый получают плавкой технического глинозема. он содержит более 99 % Al2O3 и незначительное количество примесей - Na2O, K2O, SiO2, Fe2O3, и др.

Нормальный электрокорунд получают восстановительной плавкой в электропечи шихты, состоящей из бокситов и углеродистого материала. При этом оксиды Si, Fe, Tiвосстанавливаются, и получают ферросплав переменного состава.

Кроме названных сортов промышленность выпускает легированные электрокорунды (хромистый, титанистый), выплавляя их из глинозема с различными добавками.

Электрокорунд выпускают в виде порошков различной зернистости и используют как абразивные материалы.

Карбид кремния получают в электропечах из чистого кварцевого песка (не менее 97 % SiO2) и углерода, которые взаимодействуют при температуре 2000-2200oС по суммарной реакции:

3C = SiC + 2CO

Нитриды алюминия и кремния получают путем азотирования мелкодисперсных порошков при температуре 1350-1400oС (Si3N4) и 800 и 1200oС AlN. Эти материалы используют для получения тиглей, муфелей, защитных чехлов термопар, а также при изготовлении некоторых огнеупоров.

Углеродистые материалы. В производстве огнеупоров применяют каменноугольные, нефтяные и пековые коксы, получаемые коксованием каменных углей, нефтяных остатков и каменноугольного пека.

В качестве связующих веществ применяют те же смолы, пеки, искусственные смолы (фурасульфитно-спиртовая борда (ССБ), сульфитнодрожжевая бражка (СДБ). Эти продукты цементируют огнеупорные порошки, обладают высокими пластифицирующими свойствами и способствуют спеканию. При нагревании без доступа воздуха (коксующий обжиг) связующие вещества при высоких температурах переходят в качественно новое состояние - кокс, упрочняя наполнитель, склеивая его образующимся коксом.

Оксидные материалы. При производстве огнеупоров из чистых оксидов применяют порошки Al2O3, MgO, ZrO2, CaO, Cr2O3 и др., получаемые обычно химическим путем. Содержание основного оксида в порошке 98 99,5 %. Состав и количество примесей зависит от исходного сырья.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Россия располагает огромными запасами природного сырья для производства огнеупоров, однако огнеупорная промышленность России (как и Украины) досталась отечественным предприятиям в наследство от огнеупорной промышленности СССР. В настоящее время она представлена как специализированными огнеупорными предприятиями, так и огнеупорными производствами, исторически связанными с крупнейшими меткомбинатами, которые сами и выпускали, и потребляли этот вид сырья.

Проблемы предприятий постсоветской огнеупорной отрасли стандартны: большая их часть упустила момент модернизации мощностей, попросту не успев за металлургами, которые провели ее после экономического подъема 2003-2004 гг. Износ основного оборудования, устаревшие стандарты управления и логистики, несменяемость кадрового состава - вот все то, что обычно говорят и пишут в таких случаях. При этом огнеупорная отрасль, перешедшая из СССР, допустила системную ошибку: в отличие от иностранцев, делающих ставку на сервис, она пыталась сохранить рынок лишь путем увеличения ассортимента огнеупорной продукции. В итоге быстро вернуть вложения в новые технологические линии не удалось. Если бы не цена, отечественные поставщики уже давно бы полностью проиграли конкуренцию с дорогостоящим импортом.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Справочник в двух книгах «Огнеупоры для промышленных агрегатов и топок» под редакцией проф. докт.техн. наук И.Д. Кащеева. Интермет инжиниринг. Москва, -2000, -663 с.

Журнал "Металлоснабжение и сбыт", 7-8.2012 , Д. Минаев, И. Рябов, С. Костюченко

Отчет Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок огнеупорных материалов в России». 2009, 85 с.

Сырье - это материал, предназначенный для дальнейшей обработки на производстве. По сути, именно с него начинается выпуск любой продукции. Переоценить роль исходного материала сложно, так как именно от этого зависит качество изделия. Сегодня существует огромное количество различных групп, подгрупп и видов сырья. Попробуем разобраться в этом многообразии.

Что такое сырье для производства

Собранные или добытые материалы обычно подвергают обработке для придания им необходимых товарных качеств. В дальнейшем они либо поступают в продажу, либо продолжают участвовать в последующих пока не достигнут стадии конечного продукта.

Виды сырья

Классификация сырья - это весьма условное понятие. Принято выделять две основные группы: промышленное и сельскохозяйственное. К промышленному относятся полезные ископаемые и энергоносители. Сельскохозяйственное сырье - это зерновые, молочные продукты, мясо, лекарственные растения. Разделить все виды сырья можно еще на две группы: оно может быть первичным (непосредственно добытым или собранным) и вторичным (в виде побочного продукта или Вторичная группа материалов широко используется в промышленности, что позволяет значительно сократить затраты. По происхождению все виды сырья можно разделить на 4 подгруппы:

1. Растительного происхождения (злаки, травы).
2. Животного происхождения (молочные продукты, экскременты животных).
3. Минерального уголь).
4. Биосфера (вода и воздух).

Использование сырья в производстве

Сегодня существует огромное количество направлений промышленности. Список традиционных отраслей ежедневно пополняют новые названия, а значит, разрабатывается и используется новое сырье. Это связано и с растущим мировым спросом, и с развивающимися технологиями. Наиболее актуальным направлением на сегодняшний день является разработка энергоносителей. Если еще сто лет назад человек умел получать энергию из нефти и угля, то сегодня активно разрабатываются и другие источники, например, Существует альтернативная технология получения электроэнергии, основанная на естественных процессах брожения, когда в виде энергоносителя выступает коровий навоз. А вот такое производство, как выпуск хлопковой ткани, практически не изменилось за много веков. Усовершенствован и механизирован сам процесс, но сырьем являются коробочки хлопка - так же, как это было 3-4 века назад. А пищевая промышленность постоянно претерпевает изменения. Стремление производителя снизить расходы оборачивается поиском новых видов исходного продукта. Натуральное сырье - это наилучший вариант. Однако, к сожалению, в целях экономии оно часто заменяется искусственным. Таким образом, сегодня можно наблюдать ситуацию, в которой одни производственные отрасли продолжают использовать какое-либо сырье веками, а другие развивают технологии и проводят разработку новых видов исходных материалов.

Для жизнедеятельности человека нужны не только продукты питания, но и технические средства их производства, жилища, бытовая техника, транспорт, одежда и др. Названные материальные средства производятся в результате сложных технологических процессов преобразования и переработки природного сырья, среди которого широко используется минеральное сырье, извлекаемое из недр Земли.

Минералы (от лат. minera - руда) представляют собой природное твердое вещество, образовавшееся в глубине и на поверхности Земли. В настоящее время известно более 3 тыс. видов минералов. Среди них наиболее распространены силикаты (25%), оксиды и гидрооксиды (12%), сульфиды и аналоги (13%), фосфаты, арсенаты и вана- даты (18%). Физические и химические свойства минералов определяются их кристаллической структурой и химическим составом.

В земных недрах минералы распространены в виде руды - природного образования, содержащего один или несколько металлов или неметаллов в концентрациях, при которых экономически целесообразно их извлечение. Металлические минералы содержат железо, алюминий, медь, золото, серебро и пр. В природе чаще всего встречаются такие неметаллические минералы, как соль, глина, силикаты, песок, гравий, известняк и др. Из руды выплавляют либо извлекают другим способом многие виды минерального сырья, из которого производятся различные материалы. Например, из железной руды выплавляют железо, а из силикатов - стекло. В настоящее время добывается более 100 видов негорючих минералов, большая часть которых потребляется развитыми странами, где проживает примерно четверть населения земного шара. Остальная часть минеральных ресурсов приходится на добычу развивающимися странами.

Добыча, переработка и использование природного минерального сырья включают множество технологических операций производства разнообразной продукции в разных отраслях промышленности. Одна из важнейших задач современного человечества - рациональное потребление минеральных ресурсов и модернизация всех технологических процессов, начиная от добычи руды и кончая использованием сырья для производства готовой продукции с целью его сбережения и оказания минимального антропогенного воздействия на окружающую среду.

Основная доля минерального сырья для производства множества видов материалов добывалась и добывается из поверхностного слоя земной коры. Толщина такого слоя, доступная современным средствам промышленной добычи, не превышает 2 км.

В поверхностном слое содержатся различные химические соединения, в состав которых входят следующие основные химические элементы: кислород (49,5%), кремний (25,8%), алюминий (7,5%), железо (4,7%), кальций (3,7%), натрий (2,6%), калий (2,4%), магний (1,9%), водород (0,9%), титан (0,6%) и прочие (0,7%). Их распространенность в земной коре можно изобразить в виде пирамиды (рис. 4.2).

Рис.

Среднее содержание химических элементов в земной коре, с одной стороны, относительно велико, а с другой - слишком мало для рентабельной повсеместной добычи ввиду их рассеянности и низкой концентрации. Рентабельны лишь те месторождения, где сосредоточены существенные запасы тех или иных полезных ископаемых. Они встречаются редко и неравномерно распределены по земному шару. Ни одна страна на планете не располагает всеми необходимыми видами природного сырья в достаточном количестве. Тем не менее на территории России находятся многие месторождения наиболее важных видов ценного природного сырья. Некоторые промышленно развитые страны вынуждены ввозить сырье. Например, в США импортируется около одной трети потребляемых металлов: марганца, хрома, кобальта, олова, почти весь алюминий и все большее количество свинца, цинка, вольфрама и другого сырья.

Запасы природного сырья, интенсивно добываемого современными техническими средствами во всем мире, быстро исчерпываются - ресурсы Земли хотя и очень велики, но ограничены. Минеральные запасы сырья, как бы интенсивно они не эксплуатировались, не уничтожаются, а переходят в различные химические соединения, малопригодные для экономического оборота.

Решающую роль в сбережении природных ресурсов должны сыграть новейшие химические технологии. Можно привести примеры, когда новые химические технологии спасали от кризиса промышленное производство. Один из них связан с внедрением содовой технологии в 1789 г. во Франции, которая направила в новое русло производство стекла. До ее внедрения применялось калиевое сырье, вырабатываемое из древесины, что привело к почти полному истреблению лесных массивов. Таким образом, новая технология способствовала, с одной стороны, развитию производства стекла, а с другой - сохранению леса.

Ограниченность природных ресурсов в богатых месторождениях и возрастающая их потребность уже сегодня приводят к необходимости:

• осваивать новые месторождения, в том числе морские шельфы, и добывать сырье, содержащееся в морской воде;
• разрабатывать бедные месторождения;
• сокращать отходы и увеличивать долю их утилизации;
• производить замену дефицитного сырья.

Весьма перспективен для добычи - морской шельф, находящийся на глубине до 200 м. Почти 1/3 площади прибрежной территории России занимают шельфы. Здесь сосредоточено больше половины объема осадочных пород северной части Евразии, содержащих минеральное сырье и огромные запасы углеводородов. В наше время около 30% углеводородного сырья добывается на шельфах. Подводные окраины материков, общая площадь которых чрезвычайно велика, в ближайшем будущем станут основным источником многих видов природного сырья.

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.