Природные ресурсы экономики. Классификация сырья



Исходной базой экономики любого индустриального общества являются природные ресурсы. Природные ресурсы − это та природная база, опираясь на которую, развивается хозяйство страны. Природные ресурсы как естественная основа любого производства подразделяются на:

- ресурсы недр (к ним относятся все виды минерального сырья и топлива);

- биологические ресурсы, в том числе растительные, лесные и ресурсы животного мира;

- земельные ресурсы;

- водные ресурсы;

- ресурсы Мирового океана;

- рекреационные ресурсы.

По признаку исчерпаемости природные ресурсы делятся на:

- исчерпаемые, в том числе возобновимые (растительные, почвенные, водные) и невозобновимые (минеральные);

- неисчерпаемые (энергия солнца, ветра, текучей воды, климатические и космические ресурсы, а также ресурсы Мирового океана).

Сырье является важнейшим исходным элементом любого технологического процесса. Его качество, соответствие технологическим требованиям и уровень переработки, стоимость и доступность в значительной степени определяют основные качественные, количественные и стоимостные показатели выпускаемой продукции.

Сырьем называют вещества природного и синтетического происхождения, используемые как исходный материал в производстве промышленной продукции и энергии. Сырье в основном классифицируется по агрегатному состоянию, составу и происхождению.

По агрегатному состоянию сырье делится на твердое (уголь, торф, руды, сланцы, древесина), жидкое (вода, соляные рассолы, нефть) и газообразное (воздух, природные и промышленные газы).

По составу сырье подразделяется на органическое и минеральное. Органическое, в свою очередь, подразделяется по происхождению на растительное и животное. К минеральному сырью относятся полезные ископаемые, добываемые из недр земли. Их особенностью является невозобновляемость по мере добычи и использования. Неравномерность распределения сырьевых ресурсов по поверхности земли и ее недрам, концентрация полезных веществ и химический состав определяют стоимость добычи и переработки сырья.

Минеральное сырье является важнейшим сырьем промышленности. Оно включает в себя около 2500 различных минералов, отличающихся друг от друга по химическому составу, физическим свойствам, кристаллической форме, применению и прочим признакам. Земная кора состоит из 14 химических элементов (99,5 %): кислорода − 49,13 %, кремния − 26,00 %, алюминия − 7,45 %, железа − 4,20 %, кальция − 3,25 %, натрия − 2,40 %, магния − 2,35 %, калия − 2,35 %, водорода − 1,00 %.

Минеральное сырье делят на рудное, нерудное и горючее (топливное).

Классификация минеральных ресурсов представлена на рисунке 3.

Рис.3. Классификация минеральных ресурсов

Рудным сырьем называют полезные ископаемые (промышленные металлические руды), содержащие один или несколько металлов в количестве и форме, допускающими их экономически выгодное извлечение. По количеству содержащихся металлов руды подразделяются на монометаллические – содержат один металл, биметаллические − два металла и полиметаллические − более двух извлекаемых при переработке металлов. Примером монометаллических руд являются железные, хромовые, золотые и другие руды, биметаллических − свинцово-цинковые, медно-молибденовые и др. Полиметаллические руды могут содержать цинк, свинец, медь, серебро, золото и др. металлы. Например, 50 % мировой добычи серебра, а в России − 70 % всего добываемого серебра извлекается из полиметаллических руд.

Металлы в рудах могут находиться в виде оксидов (железные руды), сульфидов (медные руды) или более сложных химических соединений. Некоторые металлы встречаются в чистом виде или в сплавах с другими металлами − в так называемых самородных рудах, например, золото и платина. Металлические руды редко состоят только из металлосодержащих минералов. Обычно в их состав входят другие минералы, не содержащие металлы, называемые пустой породой.

Нерудным называют сырье, используемое в производстве неметаллов (серы, фосфора и др.), различных солей (калийных, соды, поваренной соли), минеральных удобрений и строительных материалов. Важнейшими видами нерудного сырья являются: самородная сера, апатиты, фосфориты, природные соли, песок, глина и т.д. К нерудному сырью относятся также и редкие минералы промышленного значения − алмазы, графит, асбест и др.

Для производства строительных материалов используют горные породы различного происхождения и состава: глину, песок, гравий, песчаник, гипс, известняк, мел, гранит, пемзу, туф и т.д. Многие виды сырья для производства строительных материалов добываются открытым способом в карьерах. Хотя большая часть нерудного сырья и содержит металлы, но в объемах и виде, экономически нецелесообразных для их извлечения, например, фосфориты, апатиты, алюмосиликаты и др.

К горючему минеральному сырью относятся органические ископаемые: нефть, газ, уголь, торф и сланцы, которые в основном используются как топливо или как сырье для химической промышленности.

По происхождению топливо подразделяется на естественное и искусственное, т.е. полученное в результате переработки естественного топлива или в качестве отходов различных технологических процессов (например, доменный газ).

2.2. Экономическая классификация отраслей экономики.
Межотраслевые комплексы

Экономика современного государства подразделяется на отрасли. Она включает производственные отрасли и виды непроизводственной деятельности. Понятия «производственная» и «непроизводственная» сферы являются наиболее крупными структурными характеристиками экономики.

Непроизводственная сфера (или сфера услуг) включает виды деятельности, не создающие материального (вещественного) продукта. Как правило, выделяются следующие отрасли непроизводственной сферы:

- жилищно-коммунальное хозяйство;

- непроизводственные виды бытового обслуживания населения;

- здравоохранение, физическая культура и социальное обеспечение;

- образование;

- финансы, страхование, пенсионное обеспечение;

- культура и искусство;

- наука и научное обслуживание;

- управление.

Производственная сфера («реальный сектор» - в современной терминологии) представляет собой совокупность производств и видов деятельности, результатом которых является материальный продукт (товар). В состав отраслей материального производства обычно включаются промышленность, сельское хозяйство, транспорт, связь.

Деление на отрасли обусловлено общественным разделением труда. Различают три формы общественного разделения труда: общее, частное, единичное.

Общее разделение труда выражается в разделении общественного производства на крупные сферы материального производства (промышленность, сельское хозяйство, транспорт, связь).

Частное разделение труда проявляется в образовании различных самостоятельных отраслей внутри промышленности, сельского хозяйства и других отраслей материального производства. Например, в промышленности выделяются:

- топливная промышленность;

- черная металлургия;

- цветная металлургия;

- химическая и нефтехимическая промышленность;

- машиностроение и металлообработка;

- лесная, деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность;

- промышленность строительных материалов;

- легкая промышленность;

- пищевая промышленность;

- электроэнергетика.

В свою очередь каждая из них состоит из узкоспециализированных отраслей, например, цветная металлургия включает медную, свинцово-цинковую, оловянную и другие отрасли промышленности.

Единичное разделение труда имеет место на предприятии, в учреждении, организации между людьми разных профессий и специальностей.

Самой главной отраслью материального производства является промышленность, которая состоит из множества отраслей и производств, взаимосвязанных между собой.

По характеру воздействия на предмет отрасли промышленности делятся на две группы: добывающие отрасли и обрабатывающие отрасли.

Добывающие отрасли обеспечивают получение природных ресурсов минерального и растительного происхождения, а обрабатывающие отрасли обеспечивают переработку исходного сырья, полученного в добывающей промышленности, а также в сельском хозяйстве.

Таким образом, к добывающей промышленности относят горнодобывающие предприятия - по добыче руд цветных и черных металлов и нерудного сырья для металлургии, горнохимического сырья, нефти, газа, угля, торфа, сланцев, соли, нерудных строительных материалов, а также гидроэлектростанции, предприятия по лесоэксплуатации, по улову рыбы и добыче морепродуктов.

К обрабатывающей промышленности относят предприятия по производству черных и цветных металлов, проката, химических и нефтехимических продуктов, машин и оборудования, продуктов деревообработки и целлюлозно-бумажной промышленности, цемента и других строительных материалов, продуктов легкой и пищевой промышленности, а также теплоэлектростанций и предприятий по ремонту промышленных изделий.

При анализе отраслевой структуры промышленности целесообразно рассматривать не только отдельные ее отрасли, но и группы отраслей, представляющие собой межотраслевые комплексы. Под промышленным комплексом понимается совокупность определенных групп отраслей, для которых характерны выпуск схожей (родственной) продукции или выполнение работ (услуг).

В настоящее время отрасли промышленности объединены в следующие комплексы: топливно-энергетический, металлургический, машиностроительный, химико-лесной, агропромышленный, социальный, строительный комплекс и военно-промышленный.

Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) включает угольную, газовую, нефтяную, торфяную и сланцевую промышленности, энергетику, отрасли по производству энергетического и других видов оборудования. Все эти отрасли объединены общей целью - удовлетворение потребностей народного хозяйства в топливе, тепле, электроэнергии.

Металлургический комплекс (МК) представляет собой интегрированную систему отраслей черной и цветной металлургии, металлургического, горного машиностроения и ремонтной базы.

Машиностроительный комплекс представляет собой совокупность отраслей машиностроения, металлообработки и ремонтного производства. Ведущими отраслями комплекса являются общее машиностроение, электротехника и радиоэлектроника, транспортное машиностроение, а также производство ЭВМ.

Химико-лесной комплекс представляет собой интегрированную систему химической, нефтехимической, лесной, деревообрабатывающей, целлюлозно-бумажной и лесохимической промышленности, машиностроения и других отраслей.

Агропромышленный комплекс (АПК) характеризуется тем, что в его состав входят разнородные по своей технологии и производственной направленности отрасли экономики: система сельского хозяйства, отрасли перерабатывающей промышленности, комбикормовая и микробиологическая промышленность, сельскохозяйственное машиностроение, машиностроение для легкой и пищевой промышленности. В деятельности АПК принимает прямое или косвенное участие около 80 отраслей. Аграрно-промышленный комплекс можно рассматривать как совокупность технологически и экономически связанных звеньев, конечным результатом деятельности которых является наиболее полное удовлетворение потребностей населения в продовольствии и непродовольственных товарах, производимых из сельскохозяйственного сырья.

Строительный комплекс включает систему отраслей строительства, промышленность строительных материалов, машиностроение, ремонтную базу.

Социальный комплекс объединяет более чем 20 подотраслей легкой промышленности, которые могут быть объединены в три основные группы: текстильная; швейная; кожевенная, меховая, обувная - производящие товары народного потребления.

Военно-промышленный комплекс (ВПК) представлен отраслями и видами деятельности, ориентированными на удовлетворение потребностей Вооруженных Сил.

 

 

2.3. Особенности организации и управления производством
на предприятиях энергетики

Энергетический комплекс играет ключевую роль в функционировании всех прочих отраслей экономики, поскольку обеспечивает их одним из базисных видов производственных ресурсов – энергоносителями.

Энергетические ресурсы (энергоносители) - совокупность всех природных и преобразованных видов топлива и энергии.

Основу классификации энергоресурсов составляет их деление по источникам получения на первичные, природные (геологические) и вторичные (побочные).

Первичные топливные энергетические ресурсы подразделяют на следующие четыре группы: твердые; жидкие; газообразные; ядерные.

К твердому виду топлива относят: древесину, другие продукты растительного происхождения; уголь (с его разновидностями: каменный, бурый); торф; горючие сланцы.

Жидкие виды топлива получают путем переработки нефти. Сырую нефть нагревают до 300 ... 370°С, после чего полученные пары разгоняют на фракции, конденсирующиеся при различной температуре: сжиженный газ (выход около 1 %); бензиновую (около 15 %, tK = 30 ... 180°С); керосиновую (около 17 %, tK = 120 ... 135°С); дизельную (около 18%, tK = 180 ... 350°С); мазут (жидкий остаток с температурой начала кипения 330 ... 350°С).

Газообразными видами топлива являются природный газ, добываемый как непосредственно, так и попутно с добычей нефти, называемый попутным.

В промышленности и, особенно в быту, находит широкое распространение сжиженный газ, получаемый при первичной переработке нефти.

В последнее время все большее применение находит биогаз - продукт анаэробной ферментации (сбраживание) органических отходов (растительных остатков, мусора т. д.).

Ядерное топливо — материалы, которые используются в ядерных реакторах для осуществления управляемой цепной ядерной реакции деления. Ядерное топливо принципиально отличается от других видов топлива, используемых человечеством, оно чрезвычайно энергоемко, но и весьма опасно для человека, что накладывает множество ограничений на его использование из соображений безопасности. Ядерное топливо делится на: урановое топливо; ториевое топливо; плутониевое топливо.

Вторичные энергетические ресурсы - это энергия различных видов, покидающая технологический процесс или установку, использование которой не является обязательным для осуществления основного технологического процесса.

Внутренние энергетические ресурсы (ВЭР) промышленности делятся на три основные группы:

1. Горючие (топливные) ВЭР – химическая энергия отходов технологических процессов химической и термохимической переработки сырья, а именно это:

- побочные горючие газы плавильных печей (доменный газ);

- горючие отходы процессов химической и термохимической переработки углеродистого сырья (отходы электродного производства);

- твёрдые и жидкие топливные отходы, не используемые (не пригодные) для дальнейшего технологической переработки;

- отходы деревообработки, щелока целлюлозно-бумажного производства.

2. Тепловые ВЭР – это тепло отходящих газов при сжигании топлива, тепло воды или воздуха, использованных для охлаждения технологических агрегатов и установок, теплоотходов производства, например, горячих металлургических шлаков.

3. ВЭР избыточного давления (напора) – это потенциальная энергия газов, жидкостей и сыпучих тел, покидающих технологические агрегаты с избыточным давлением (напором), которое необходимо снижать перед последующей ступенью использования этих жидкостей, газов, сыпучих тел или при выбросе их в атмосферу, водоёмы, ёмкости.

От качества и эффективности работы энергетической отрасли напрямую зависит как принципиальная возможность реализации производственных процессов на предприятиях-потребителях, так и конечная себестоимость производимой этими предприятиями продукции.

В структуре энергетического комплекса принято несколько групп энергетических подотраслей и предприятий, основными из которых являются:

1. Добывающие производства: угледобыча, нефтедобыча, газодобыча, добыча торфа и сланцев, добыча урана и других ядерных материалов.

2. Преобразующие (перерабатывающие) производства: углепереработка, нефтепереработка, газопереработка, переработка торфа и сланцев, электроэнергетика, атомная энергетика, производства местных энергоносителей.

3. Передающие и распределяющие производства: перевозка угля, торфа и сланцев, нефтепроводы и другие способы транспорта нефти и нефтепродуктов, газопроводы, транспорт газовых баллонов, электрические сети, включая высоковольтные линии электропередачи (ЛЭП) и низковольтные распределительные электросети, паро- и теплопроводы, трубопроводы местных энергоносителей, газобаллонные предприятия.

Работа энергетических предприятий имеет ряд специфических особенностей, первопричиной большинства из которых является непрерывность процессов производства, передачи и потребления большинства видов энергоносителей.

В общем виде, реализуемый энергетическими предприятиями производственный процесс представляет собой непрерывную цепь превращений энергии. В этой цепи выделяются три основные фазы:

1. Производство энергии или превращение энергии используемых энергоресурсов в тот вид энергии, который необходим потребителю.

2. Транспортировка произведенной энергии, и ее распределение между отдельными приемниками.

3. Потребление энергии, состоящее в ее преобразовании в другие виды энергии, используемые в различных приемниках или в изменении параметров энергии.

Процесс производства, передачи, распределения и потребления энергии протекает практически одновременно и непрерывно. Непрерывность процесса производства энергии свидетельствует о том, что имеется абсолютная соразмерность производства и потребления энергии, т.е. отсутствуют скопления полуфабрикатов и продукции, исключена забраковка продукции и изъятие ее из потребления. Невозможность складирования энергии обусловливает главную особенность работы энергетических предприятий, которая состоит в том, что объемы выработки энергии подчинены потребителю и изменяются в соответствии с его потребностями.

Энергетические предприятия не только производят продукцию, но и осуществляют ее транспорт (передачу) и распределение. Так, например, электроэнергию вырабатывают электрические станции: конденсационные (КЭС), теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), гидроэлектростанции (ГЭС), атомные станции (АЭС), гидроаккумулирующие (ГАЭС), геотермальные. Передача же и распределение электрической энергии осуществляются предприятиями электрических сетей (ПЭС).

Тепловую энергию производят на ТЭЦ и в котельных, а ее передачу и распределение выполняют предприятия тепловых сетей (ПТС).

Энергетические предприятия тесно связаны с промышленностью, транспортом, связью, коммунальным и сельским хозяйством.

Энергетические предприятия допускают как изолированную, так и совместную, параллельную работу. Надежность энергоснабжения повышается при большем числе энергетических предприятий, работающих совместно, и когда имеется возможность взаимного резервирования. Поэтому, основная часть энергии вырабатывается на энергопредприятиях, объединенные в районные энергетические системы, связанные между собой общностью режима и непрерывностью процесса производства и распределения энергии.

2.4. Особенности предприятий чёрной металлургии.
Производство чугуна

Металлургия является одной из базовых отраслей современной промышленности, поскольку ее продукция является исходным материалом для производства продукции многих других отраслей, в первую очередь, - машиностроения.

Металлургический комплекс включает черную и цветную металлургию, то есть совокупность связанных между собой отраслей и стадий производственного процесса от добычи сырья до выпуска готовой продукции - чёрных и цветных металлов и их сплавов. К чёрным металлам относят железо, марганец, хром. Все остальные металлы считаются цветными.

Важнейшими видами продукции черной металлургии являются чугун, сталь, горячекатаный и холоднокатаный прокат, стальные трубы и металлоизделия.

Чугун − сплав железа с углеродом, содержание которого превышает 2,14%. В зависимости от характеристик и свойств различают следующие виды чугунов: серый, белый, половинчатый, ковкий, высокопрочный, легированный. Наиболее широко в машиностроении, в производстве сантехники и строительных конструкций применяется серый чугун, имеющий высокие прочностные свойства. Например, из серого чугуна изготавливают цилиндры, втулки и другие нагруженные детали двигателей.

Серый чугун маркируется буквами СЧ и цифрами, первая из которых характеризует предел прочности чугуна данной марки при растяжении, вторая − при изгибе (кг/мм2). Например, СЧ12-28. Высокопрочные чугуны маркируют буквами ВЧ, ковкие - буквами КЧ. Маркировка белых чугунов и половинчатых чугунов не установлена. Маркировка легированных чугунов состоит из букв, указывающих, какие легирующие элементы входят в состав чугуна, и стоящих непосредственно за каждой буквой цифр, характеризующих среднее содержание данного легирующего элемента; при содержании легирующего элемента менее 1,0% цифры за соответствующей буквой не ставятся. Например, ЧН19ХЗ – легированный чугун, содержащий ~ 19% Ni и ~ 3% Cr.

Основным сырьем для получения чугуна является железная руда, которая состоит из соединений железа и, так называемой пустой породы. Процентное содержание Fe в руде отличается в зависимости от типа материала, и варьируется от 30 до 70%. Для производства чугуна применяют следующие виды железных руд:

- магнитный железняк — основное сырье для чугуна, содержание железа достигает 60%, наличие нежелательных примесей минимально. Обладает значительными магнитными свойствами;

- красный железняк (гематит), содержит безводную окись железа, которой имеется в руде до 66%, фосфор и сера присутствуют в небольших количествах;

- бурый железняк, руда, содержащая до 55% железа, отличается большим количеством нежелательных примесей;

- шпатовый железняк, содержит всего около 40% солей железа, что делает его применение ограниченным.

Кроме этого, технология получения чугуна требует применения дополнительных компонентов, каждый из которых выполняет свою определенную функцию.

В среднем, для производства 1 тонны чугуна необходимо около 3 тонн (в зависимости от содержания железа) руды, 1,1 тонны кокса, 20 тонн воды, плюс различное количество флюса.

Флюсы - это разнообразные породы, добавляемые в руду при плавке. Основной задачей флюса является снижение температурного параметра плавления руды, которое обеспечивает более эффективный вывод шлака. Выбор флюса зависит от особенностей состава пустых пород руды, различают основные и кислые флюсы. В качестве основного флюса выступают породы содержащие кальциты и магнезиты. Применяются при плавке руды, пустые породы которой в основном составляют глиноземы и кремнеземы. Для руд, пустая порода в которых состоит из известняка, применяют кислый флюс, состоящий из кремнеземистой породы. Флюс, который вводится в шихту, связывает пустую породу, образуя с ней сплав, и выводится в качестве шлаков. Количество шлака достигает 80% от объема полученного чугуна.

Процесс выплавки чугуна требует большого количества тепловой энергии, причем температура горения топлива должна соответствовать условиям плавки. В качестве топлива в металлургии в основном применяют коксующиеся угли, термоантрацит, природный газ. Уголь при этом подвергается предварительной переработки для получения кокса. Это достигается путем его нагрева в безвоздушной среде до температуры, достигающей в среднем 1000 градусов, это обеспечивает испарение всех летучих соединений, и делает получившийся кокс одним из лучших топливных материалов для плавки чугуна. Удельная теплота сгорания, как кокса, так и природного газа создает оптимальные для металлургии условия производства металла.

Основным способом производства чугуна является доменный процесс, суть которого состоит в восстановлении железа, в превращении в шлак и сливе пустой породы. При этом углерод кокса растворяется в железе и его науглероживает. Исходными материалами для производства чугуна являются железные руды, топливо и флюсы. Смесь, составленная из перечисленных материалов, называется шихтой. Наиболее применимы руды с содержанием железа не менее 40% - бурый, шпатовый, красный и магнитный железняки, представляющие собой различные виды соединения железа с кислородом, поэтому сущность доменного процесса состоит в восстановлении железа углеродом. Топливом служит кокс и природный газ.

В железных рудах и в золе от кокса содержится глинозем, кремнезем и другие элементы, которые могут создать в чугуне вредные примеси. Для их удаления в шихту добавляется флюс − материал, реагирующий с примесями и превращающий их в шлак. Как правило, для этой цели используется известняк.

Для повышения эффективности доменного процесса проводят подготовку руды к плавке − дробление крупных кусков, промывку − при содержании песчаноглинистых пород, агломерацию (спекание мелкой руды, смешанной с топливом), окатывание (обработку рудного концентрата известью и связующим материалом с последующей сушкой и обжигом получившихся комков − окатышей), магнитное и другие виды обогащения. Для магнитного обогащения используют магнитные сепараторы - оборудование, в котором измельченная руда перемещается в электромагнитном поле. Железосодержащие мелкие куски притягиваются электромагнитом, пустая порода по инерции отсеивается.

Производство чугуна осуществляется в доменной печи - непрерывно действующем агрегате шахтного типа. Доменная печь выложена из огнеупорных кирпичей, достигает 30 м высоты при внутреннем диаметре около 12 м. Шихта подается в доменную печь сверху с помощью наклонного подъемника. Доменную печь загружают сначала коксом, а затем послойно агломератом и коксом. Агломерат – это определенным образом подготовленная руда, спеченная с флюсом. Расплавленная пустая порода вместе с флюсами образует шлак. Так как его плотность меньше чугуна, то он располагается выше чугуна и сливается через верхнюю летку (отверстие), а более тяжелый расплавленный чугун сливается через нижнюю летку.

Шахта печи имеет вид усеченного конуса, поэтому шихта свободно опускается от колошника в более горячие зоны 2-4, где последовательно идут процессы удаления влаги, подсушки, разложения гидратов, карбонатов и т.д. В горне кокс сгорает, образуя СО2, который, поднимаясь вверх и проходя сквозь слои наколенного кокса, взаимодействует с ним и образует СО. Образовавшийся оксид углерода и восстанавливает большую часть руды, переходя снова в СО2. Процесс восстановления руды происходит главным образом в верхней части шахты.

Чугун и шлаки выпускают по мере накопления через особые отверстия, забитые в процессе правки глиной. Выходящие из отверстия печи газы содержат до 25% СО. Их сжигают в особых аппаратах − кауперах, предназначенных для предварительного нагревания вдуваемого в печь воздуха. Доменная печь работает непрерывно. По мере того как верхние слои руды и кокса опускаются, в печь добавляют новые порции. Смесь руды и кокса доставляется подъемниками на верхнюю площадку печи и загружается в чугунную воронку, закрытую снизу колошниковым затвором. При опускании затвора смесь попадает в печь. Работа печи продолжается в течение нескольких лет, пока печь не потребует капитального ремонта. Процесс производства чугуна представлен на рисунке 4.

 

Рис.4. Процесс производства чугуна

Чугун, получаемый в доменных печах, подразделяется на литейный чугун (около 20 %), используемый для производства изделий из чугуна, и передельный чугун (около 80 % от всего производства чугуна), используемый для передела в сталь.


Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 1985; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!