Современные технологии обработки материалов (1)

  Современные технологии обработки материалов

Создание новых технологий всегда связано, с одной стороны, с возникновением у людей новых потребностей, а с другой стороны, с уровнем развития науки, который даёт возможность развивать технику. Например, бурное развитие техники в конце XX в. требовало использования всё большей энергии, а успехи атомной и ядерной физики XX в. открыли возможность для появления новых источников энергии. В результате с середины XX в. началось строительство атомных электростанций.

Какие промышленные предприятия есть в вашем регионе? Что они производят? Люди каких профессий на них работают?

Для обеспечения человечества необходимыми продуктами труда: изделиями и энергией – используются сложные технологические системы, входящие в промышленные предприятия, которые образуют промышленность страны.

Для работы промышленности необходимо использовать специальные знания, которые называются промышленными технологиями. Наиболее важными промышленными технологиями являются следующие.

Экологические проблемы технологического прогресса

Одним из главных источников загрязнения окружающей среды явля­ется промышленное производство, в которое вовлекаются значительные объемы природных ресурсов.

Промышленными отходами называют побочные продукты или полупродукты основного производства, которые в данный момент не нашли более раци­онального применения.

Все отходы содержат, как правило, ценные компоненты, которые целесообразно после дополнительной технологи­ческой обработки возвращать в полезный оборот.

Следует, однако, иметь в виду, что данное явление связано с расходом дополнительной энергии и средств. Поэтому целесообразность обработки первичных отходов с целью извлечения нужных компонентов необходимо обосновать экономически и экологически.

По своему назначению и типу исполнения можно выделить следующие варианты устранения загрязнения окружающей среды.

1. Изоляция отходов-загрязнений. Смысл этого приема заключается в захоронении определенных загрязнений в отдаленных от повседневных сфер человеческой деятельности местах: в заброшенных шахтах, скважи­нах, на дне Мирового океана и т.д. Но спрятать в природе ничего невоз­можно. Так или иначе, захороненные отходы вовлекаются в природный круговорот веществ и трудно предсказать, к каким печальным последстви­ям это может привести в будущем. Вот почему, несмотря на кажущуюся простоту и доступность данного метода, использование его необходимо резко ограничить, а в перспективе — прекратить.

2. Переработка вредных загрязнений в менее токсичные или нетоксичные, перерабатываемые самой природой. Такой путь позволяет уничтожить вред­ные выбросы, загрязняющие окружающую среду. Однако его реализация требует больших капитальных затрат и сопровождается потерями природ­ных ресурсов (не только сырьевых, но и энергетических). Причем никако­го изменения затрат этот путь не предусматривает.

3.Превращение загрязнений во вторичное сырье или дополнительные продукты потребления. При таком подходе определенная часть затрат на строительство и эксплуатацию очистных сооружений возмещается ценност­ной стоимостью получаемых продуктов потребления или вторичного сырья и в то же время достигается определенная экономия природных ресурсов.

Процесс внедрения безотходной технологии

• Сельское хозяйство:

Данная сфера хозяйственной деятельности наиболее гибка в плане использования средств, обеспечивающих вторичную переработку ресурсов. Связано это с тем, что в основе большей части отходов сельского хозяйства содержатся продукты органического происхождения. Например, безотходные технологии могут появляться в виде повторного использования компоста, навоза, опилок, листвы и других материалов. Далее из этих отходов формируется сырьевая база для удобрения, что экономит затраты невозобновляемых ресурсов.

• Бумажная промышленность:

Для того чтобы наладить безотходное производство в бумажной промышленности, в первую очередь необходимо внедрить разработки по экономии на одну единицу продукции количества используемой воды. Также отдать предпочтение созданию бессточных и замкнутых систем промышленного водоснабжения. Немаловажным считается применение экстрагирующих соединений, которые содержатся в сырье из древесины, для того чтобы в итоге получить необходимый продукт. Обязательно нужно заниматься совершенствованием процессов отбеливания целлюлозы с использованием озона и кислорода. Также улучшается переработка отходов лесозаготовок с внедрением биотехнологических методов в целевых продуктах, и обеспечивается применение мощностей для переработки бумажных отходов, в том числе и макулатуры.

Химическая и нефтеперерабатывающая промышленность: 

В таких отраслях очень важно наладить безотходное производство, примеры которого можно найти в применении таких технологических процессов, как: 

1) восстановление и окисление с использованием кислорода, воздуха и азота; 

2) внедрение мембранной технологии разделения жидкостных и газовых смесей; 

3) использование биотехнологии, включающей производство биогаза из отходов органических продуктов; 

4) методы ультрафиолетовой, плазменной, а также электроимпульсной интенсивности химических реакций. 

• Машиностроение:

В этой сфере для того чтобы наладить безотходное производство, необходимо направлять научные разработки на водоочистку, благодаря чему переходить к замкнутым процессам рециркуляции воды, а также получению металлов из сточных вод. Немаловажным считается получение металлов из пресс-порошков. 

• Энергетика:

В энергетике нужно широко использовать безотходные технологии производства, которые необходимо направить на разработку новых способов сжигания топлива. Для примера можно привести горение в кипящем слое, которое понижает содержание загрязняющих веществ в газовых отходах. Важно внедрять в эксплуатацию пылеочистительное оборудование, при котором будет образовываться зола, и после она может стать пригодной для использования как строительный материал. 

• Горная промышленность:

В этой отрасли немаловажным считается налаженное безотходное производство, примеры которого заключаются в: 

1) полной переработке отходов, как при подземном, так и при открытом способе добычи полезных ископаемых; 

2) широком использовании геотехнологических методов разработки новых залежей, при этом стараясь извлечь на землю только целевые компоненты; 

3) применении безотходных методов переработки и обогащении природного сырья непосредственно на месте его добычи; 

4) более активном использовании гидрометаллургических методов переработки руд.

·         Металлургия:

В цветной и черной металлургии при формировании новых предприятий и обновлении уже имеющихся необходимо внедрять безотходное производство, которое поможет обеспечить экономию и полное использование рудного сырья. Это:

1) переработка и вовлечение жидких, газообразных и твердых отходов, уменьшение сбросов и выбросов вредных веществ со сточными водами и отходящими газами; 

2) в качестве строительных материалов для дорог, стенных блоков и шахт можно использовать многотоннажные отвальные твердые отходы обогатительного и горного производства; 

3) увеличение эффективности вновь созданных и уже существующих процессов по улавливанию побочных компонентов, которые выделяются из сточных вод и отходящих газов; 

4) применение в полном объеме всех ферросплавных и доменных шлаков, а также налаживание переработки сталеплавильных отходов; 

5) обширное внедрение сухих способов по очистке газов от пылевого мусора для всего металлургического производства;

6) стремительное сокращение потребления свежей воды, а также уменьшение сточных вод путем последующего развития и введения безводных процессов и бессточных систем по водоснабжению; 

7) внедрение на предприятие очистного оборудования, а также аппаратов по контролю различных факторов загрязнения окружающей среды;

8) расширенное применение микроэлектроники, для возможности экономии энергии и материалов, а также контроля выхода отходов и их активного сокращения. 

? Вопросы и задания (устно)

1. Какие промышленные технологии вам известны?

2. Что включают в себя технологии металлургии?

3. Чем отличаются промышленные технологии от производственных технологий? Приведите примеры. 

Практическая работа:

Найдите в Интернете информацию о предприятиях вашего региона и профессиях людей, которые на них работают. Составьте таблицу.

Таблица. Предприятия моего региона

Название предприятия	Профессии