РЕФЕРАТ

на тему:

Матеріальні та енергетичні баланси виробництва

1. Поняття про матеріальний і енергетичний баланси

Кожне виробництво є часткою штучно створеної природи. Тому всі процеси, що відбуваються на виробництві, підкоряються тим же законам, які діють у природі. Більш того – вони побудовані на фізичних і хімічних законах, серед яких найважливіше місце посідають закони збереження матерії і енергії.

На основі цих законів спеціалісти розробляють матеріальні і енергетичні баланси, з допомогою яких виконується велика кількість розрахунків потреби в сировині та енергії, розробляються найбільш сприятливі умови для економічного протікання виробничих процесів. Більш детально з матеріальними і енергетичними балансами можна познайомитись у курсі “Хімічні і фізичні основи виробництва”.

2. Складові матеріального балансу

Загальні відомості про сировину

Для отримання кінцевого продукту необхідні: сировина, енергія, технологія виробництва, трудові ресурси.

Сировину і енергію людина бере від природи, технологію створює сама завдяки науці і практиці. Отже сировина є основною складовою будь - якого виробництва.

Сировиною називають речовину природного або синтетичного походження, яку використовують при виробництві промислової продукції. Вихідним матеріалом багатьох виробництв є сировина, яка раніше вже підлягала промисловій переробці, наприклад, усі синтетичні матеріали. Таку сировину часто називають напівпродуктом або напівфабрикатом.

За агрегатним станом сировина поділяється на тверду, рідинну і газоподібну. Найбільш розповсюджена тверда сировина: вугілля, торф, руди, сланці, деревина. Найбільш поширеними видами рідинної сировини є вода, соляні розчини, нафта. Газоподібні – повітря, природні і промислові гази.

За складом сировину поділяють на органічну і неорганічну.

За походженням сировина буває мінеральна, рослинна і тваринна.

Джерелами сировини є:

- повітряний простір – добування кисню, водню, азоту та ін.;

- земні надра – добування неорганічної (мінерали) та органічної (нафта, газ) сировини;

- сільське господарство – добування рослинної і тваринної сировини.

Найбільше поширення набула сировина, яка зустрічається в земній корі. Це пісок, глина, граніт, вапно, гіпс, а також вода, природні гази, нафта та ін. Сировина завжди є складною речовиною. Вона складається з різних хімічних елементів. Найбільш поширеними в земній корі елементами є :

Кисень – 49,13 %; Кальцій – 3,25 %;

Кремній – 26 %; Натрій – 2,4 %;

Алюміній – 7,45 %; Магній – 2,35 %;

Залізо – 4,2 %; Калій – 2,35 %.

Деякі елементи у земній корі дуже розпорошені, в той час як інші сконцентровані у вигляді окремих скупчень. Масштаби промислового використання багатьох елементів знаходяться у різкій невідповідності з їх розповсюдженістю у земній корі. Наприклад, титану у земній корі майже вдвічі більше, ніж вуглецю, а добувається його приблизно в 100 000 разів менше. Це зумовлено дуже складною технологією виготовлення титану.

Мінеральна сировина

Наука, що вивчає мінерали, називається мінералогією. Сучасна мінералогія налічує відомості про 2500 мінералів, які зустрічаються у земній корі. але далеко не всі мінерали використовуються у промисловості. Сировиною називаються лише ті мінерали, які мають промислове значення.

Мінеральну сировину поділяють на рудну, нерудну і горючу.

Рудною мінеральною сировиною називають гірничі породи, що вміщують метали, котрі можуть бути економічно вигідно вилучені у технічно чистому стані. Руди, з яких у даний час економічно недоцільно вилучати метали не є сировиною. Але у зв’язку зі зменшенням кількості запасів металів у земних недрах, а також завдяки розвитку нових технологій, сировиною стають навіть дуже збіднілі руди.

Якщо з руди вилучають тільки один метал, то її називають монометалічною (хромові руди, залізні руди). Якщо економічно доцільно вилучати два метали, то таку руду називають біметалічною (мідно-молібденові.

Якщо з руди вилучають більш ніж два метали, то таку руду називають поліметалічною (алтайські колчеданові руди вміщують свинець, цинк, мідь, срібло; саксонські руди вміщують кобальт, нікель, срібло, вісмут, уран.)

В рудах метали знаходяться у вигляді оксидів або сульфідів. Лише іноді зустрічаються самородні руди, в яких метал знаходиться в чистому вигляді (золото) або у вигляді сплаву з іншими металами, наприклад, золото, мідь, платина.

Нерудною називають сировину, яку використовують для виробництва хімічних, будівельних та інших неметалічних матеріалів (фосфорити, апатити, граніти, алюмосилікати).

Нерудна сировина служить для отримання неметалів (сірка, фосфор), солей, мінеральних добрив, будівельних матеріалів. До нерудної сировини відносять також рідкісні мінерали промислового значення (алмаз, графіт).

В якості будівельних матеріалів використовують граніт, базальт, пемзу, туф, вапняк (карбонат кальцію), гіпс (сульфід кальцію), доломіт (карбонат магнію) та глини, яка є складною сумішшю тонкоподрібнених порід оксидів алюмінію, перемішаних з кварцем, вапняком та мулом.

Названі види нерудної сировини можуть застосовуватись самостійно у вигляді природних будівельних матеріалів (цементу, бетону, цегли, фарфору, кераміки) та хімічних речовин.

Горюча сировина

До горючої сировини належать органічні копалини, які використовують як паливо або як сировину для хімічної промисловості.

Паливом називають горючі органічні речовини, які є джерелом теплової енергії.

Основний показник якості палива – питома теплота згорання (Дж/кг, Дж/м3). Цей показник визначається складом палива.

До складу усіх видів палива входить горюча маса ( органічні речовини і сірка) і негорюча маса (зола і волога). Негорюча маса – це баласт. Чим менше у паливі негорючої маси, тим якіснішим вважається паливо.

Основними видами палива є: нафта, природний газ, антрацит, кам’яне вугілля, торф, горючий сланець, дрова.

Рослинна і тваринна сировина

Рослинна сировина: деревина, льон, бавовна, соняшникове та конопляне насіння, зерно, картопля, цукровий буряк та ін.

Тваринна сировина: молоко, вовна, шкіра, натуральний шовк та ін.

Рослинну і тваринну сировину переробляють у продукти харчування (харчова сировина) і в продукти промислового призначення (технічна сировина). Особливості рослинної і тваринної сировини – сезонність добування, невелика тривалість зберігання і низький коефіцієнт використання.

Необхідно застосовувати ефективні комплексні методи