Проект производства ангидрита - шлаковых листов "ПАНО" с производительностью использования фторангидрита 10 тонн в сутки

/

26

/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт - Дистанционного образования

Специальность - Инженерная защита окружающей среды 280202

Кафедра - Экологии и безопасности жизнедеятельности

Выпускная квалификационная работа

(на соискание квалификации инженер)

ФЮРА. 280202.008 ПЗ

Тема выпускной квалификационной работы

Проект производства ангидрита - шлаковых листов «ПАНО» с производительностью использования фторангидрита 10 тонн в сутки

Студент гр. з - 3141 А.А. Софронова

Руководитель Ю.М. Федорчук

Консультанты:

по экономике

ст. преподаватель Н.Г. Кузьмина

по безопасности жизнедеятельности

Ю.М. Федорчук

Томск - 2010 г.

РЕФЕРАТ

Выпускная квалификационная работа инженера на тему: “Проект производства листов ПАНО производительностью по фторангидриту 10 т/сутки” состоит из текстового документа, выполненного на 101 страницах. Текстовый документ содержит 12 рисунков, 18 таблиц, список использованных источников из 59 наименований.

Ключевые слова: ТЕХНОГЕННЫЙ АНГИДРИТ, БЕЗВОДНЫЙ СУЛЬФАТ КАЛЬЦИЯ, КАРБИДНЫЙ ИЛ, ШЛАК, ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА, ЦЕХ, ПРОИЗВОДСТВО, ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ.

Работа посвящена разработке цеха по производству ангидритовых листов сухой штукатурки из промышленных отходов.

Поставлены следующие задачи:

1. Разработать план цеха по производству листов «ПАНО»

2. Рассчитать габаритные размеры оборудования.

3. Подобрать необходимое оборудование и разместить.

4. Рассчитать экономическую эффективность производства.

5. Подсчитать экологический эффект.

Новизна работы - предложен альтернативный способ применения твердых отходов фтороводородного производства СХК и технологическая схема их переработки в товарный продукт для строительной промышленности.

Выпускная квалификационная работа оформлена в текстовом редакторе Microsoft Word 7.0 и представлена в распечатанном виде на листах формата А4.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНО-КРИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

2. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССОВ ПОЛУЧЕНИЯ И НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ТЕХНОГЕННОГО АНГИДРИТА

2.1 Свойства серной кислоты

2.2 Свойства безводного сульфата кальция

2.3 Свойства золошлака

2.4 Свойства карбидного ила

2.5 Свойства калия сернокислого (K2SO4)

2.6 Термодинамика процессов получения техногенного ангидрита

2.7 Механизм процессов нейтрализации твердых продуктов сернокислотного разложения плавикового шпата и гидратации фторангидридта

2.8 Кинетика процессов нейтрализации твердых продуктов сернокислотного разложения плавикового шпата и гидратации фторангидрита

3. ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Описание технологической схемы

3.2 Расчет количества исходных материалов

4. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

4.1 Анализ вредных и опасных факторов

4.2 Микроклимат на рабочем месте

4.3 Защита от шума и вибрации

4.4 Освещенность

4.5 Электробезопасность

4.6 Пожаробезопасность

4.7 Чрезвычайные ситуации

5. РАСЧЕТ ЗАТРАТ НА ПРОЕКТ

6. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА

7. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОТХОДОВ ФТОРОВОДОРОДНОГО ПРОИЗВОДСТВА

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1. Технологическая схема получения листов ПАНО

Приложение 2. Технические характеристики транспортера

Приложение 3. Технические характеристики барабанно-шаровой мельницы

Приложение 4. Описание дезинтегратора

Приложение 5. Технические характеристики растворобетоносмесителя СБ-133

Приложение 6 Производственный цех. Отделение сырья и формования изделий. Разрез 2-2

Приложение 7. Производственный цех. Отделение сырья и формования изделий

Приложение 8. Склад полуфабрикатной продукции №3. Разрез 2-2

Приложение 9. План теплокамеры

Приложение 10. Теплокамера. Разрез 2-2

Приложение 11. Склад готовой продукции. Разрез 2-2

Приложение 12. Склад готовой продукции

ВВЕДЕНИЕ

C момента зарождения и до настоящего времени производство фтористого водорода в России является источником экологического неблагополучия в местах своего расположения, так как сопровождается образованием и накоплением на отвальных полях отходов в виде кислого или нейтрализованного безводного сульфата кальция.

Наибольшую тревогу вызывает высокий уровень загрязнения поверхностных вод. Многие реки превращаются в сточные канавы, вода в них становится непригодной для питья. Это происходит из-за чрезмерных сбросов неочищенных стоков всевозможных производств. Одним из примеров может служить Сибирский химический комбинат, который широко известен как производитель ядерного топлива для атомных электростанций. На Сибирском химическом комбинате существует несколько вспомогательных производств, среди них фтороводородное производство, в его процессе используется сернокислотное разложение плавикового шпата (CaF2) с образованием отхода фторангидрита - безводного сульфата кальция (CaSO4) по реакции 1:

CaF2 + H2SO4 2HF + CaSO4 (1);

Фторангидрит на Сибирском химическом комбинате целевого применения не находит и его сбрасывают в р. Томь. Одним из решений этой экологической проблемы, с одной стороны, является усовершенствование существующей технологии получения фтористого водорода, с другой,- применение фторангидрита с использованием других исходных реагентов в создании конкурентно способной безотходной технологии получения тех или иных товарных продуктов. Например, использование фторангидрита в строительной промышленности и получение листов ПАНО.

Целью данного дипломного проекта являлась производство листов ПАНО производительностью по фторангидриту 10т/сутки, а также оценка возможности расширения направлений использования твердых отходов фторводородного производства в виде исходного сырья для получения отделочных строительных листов сухой штукатурки.

На основе поставленной цели были определены следующие задачи

· Разработать план цеха по производству листов ПАНО

· Рассчитать габаритные размеры оборудования

· Подобрать необходимое оборудование

· Рассчитать площадь, объем производственных помещений.

· Рассчитать экономическую эффективность производства.

· Подсчитать экологический эффект.

На основе результатов расчетов и лабораторных исследований были решены следующие задачи

· Рассчитаны площадь, объем производственных помещений.

· Подсчитан срок окупаемости проекта.

· Рассчитан экологический эффект от использования отходов фторводородного производства.

1. ЛИТЕРАТУРНО-КРИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

Известно, что в природе сульфат кальция представлен двумя минералами: двуводный гипс и ангидрит. Ангидритовые отходы фторводородных производств, известные под названием фторангидрит, могут являться дополнительным источником сырья в промышленности и стройматериалов.

Одним из направлений переработки фторангидрита является применение его в качестве сырьевого источника для производства негашеной извести СаО, серы и серной кислоты 1 путем разложения сульфата кальция CaSO4 при температуре 900 - 1200 оС по реакциям 2 - 4:

CaSO4 CaO + SO2 + 0,5O2 (2)

SO2 + 0,5O2 SO3 (3)

SO3 + H2O H2SO4 (4)

Но этот способ имеет значительный недостаток - нагревание до температур 900 - 1200 оС требует больших энергетических затрат и может быть реализован как сопутствующее производство при наличии большого количества сбросного тепла.

Существует метод переработки фторангидрита с целью получения полуводного гипса (CaSO4·0,5O2) 2. Для этого отвал сначала направляют в стержневую мельницу, туда же подают гашеную известь в стехиометрическом количестве. После нейтрализации продукт перегружают в барабанный гранулятор и орошают водой в количестве 30 - 40%масс. От веса отвала, затем помещают полученные гранулы в герметичную тару и выдерживают там на протяжении 1 - 30 суток. При этих условиях не менее 65% сульфата кальция переходит в двуводный гипс. Полученный продукт измельчают в стержневой мельнице до размера частиц 200 мкм и проводят его термообработку при температуре 150 оС с перемешиванием в течение двух часов. Полуводный (строительный) гипс применяют главным образом в производстве штукатурных гипсовых листов, предназначенных для облицовки стен и потолков внутри помещений; перегородочных стеновых плит и панелей, элементов заполнения межэтажных перекрытий, для изготовления вентиляционных коробов и других строительных деталей в зданиях и сооружениях работающих при относительной влажности воздуха ниже 65%. Изделия из строительного гипса изготовляются без заполнителей (гипсовые) или с применением их (гипсобетонные). В качестве заполнителей используют древесные опилки, котельные и доменные шлаки, кварцевый песок. Для армирования гипсовых изделий применяют картон, растительные волокна, измельченную бумажную массу и другие волокнистые материалы. Из-за пористости затвердевший гипс обладает малой теплопроводностью и может входить в состав термоизоляционных композиций. А также гипс может служить звукопоглощающим, огнезащитным и архитектурно-отделочным материалом. Но при вышеописанном способе получения конечной продукции возникают определенные трудности со строительством большого количества аппаратов для процессов нейтрализации, орошения, измельчения и термической обработки, а также длительность выполнения этих процессов.

Также на основе фторангидрита можно получать вяжущее (ангидритовый цемент). Ангидритовый цемент является воздушным вяжущим веществом. Он обладает меньшей пористостью в сравнении со строительным гипсом. Его прочность при насыщении водой снижается на 50 - 60%, а при высыхании снова восстанавливается почти до прежнего уровня. Ангидритовое вяжущее обладает достаточной пластичностью и применяется в смесях с песком, вспученным перлитом или другими заполнителями в соотношении 1 : 1, 1 : 2, 1 : 3.

По сравнению со строительным гипсом оно обладает более высокой водостойкостью, что объясняется наличием негидратированного ангидрита и повышенной плотностью. Водостойкость ангидритового цемента значительно повышается при введении в качестве катализаторов доменных шлаков, зол ТЭЦ, каолина или глины, прокаленных при температуре 700 - 800оС и обработанных серной кислотой и других добавок.

Ангидритовый цемент употребляется для приготовления кладочных и штукатурных строительных растворов различных марок с речным или шлаковым песком. Такие растворы обладают достаточной морозостойкостью и хорошим сцеплением с поверхностью кирпича, довольно быстро твердеет при поглощении влаги; обычные цементные растворы твердеют с выделением влаги.

Ангидритовый цемент можно применять для бесшовных полов, оснований под линолеум, для изготовления так называемых теплобетонных изделий, т. е. изделий из легких бетонов с использованием искусственных и естественных заполнителей (котельных шлаков, туфов, опоки, древесных стружек, опилок и т. п.). Блоки из “теплого” бетона обладают малой объемной массой и теплопроводностью, выдерживают до 15 циклов замораживания и оттаивания, их применяют для кладки стен малоэтажных зданий. Также ангидритовый цемент используют для изготовления различных строительных деталей (полов, лестничных площадок, ступеней и др.), работающих в условиях без повышенной влажности, искусственного мрамора и других декоративных изделий.

На основе ангидритового вяжущего получают гипсоцементно-пуццолановое вяжущее (в смеси с портландцементом и гидравлическими добавками) предложенное А.В.Волженским и Р.В.Иванниковой, которое может использоваться для производства строительных изделий, стойких в условиях повышенной влажности. Это вяжущее отличается быстрым твердением и схватыванием. Вяжущее можно получать помолом фторангидрита совместно с различными минеральными активизаторами твердения. Такими активизаторами являются известь, различные сульфаты и хлориды одновалентных металлов. Однако в этом случае необходимы большие затраты на перевозку отвала к месту переработки, а также дополнительные расходы на ввод активизаторов.

В Японии, ФРГ, Франции перерабатывают отходы фторводородного производства с целью получения композиции на основе фторангидрита для стеновых панелей. Приводится состав композиции состоящий из 90-50 вес. частей фторангидрита, смешанного с гидроокисью кальция и ускорителями схватываниятипа сульфат калия, сульфат алюминия, и 10-50вес.частей гранулированного в воде доменного шлака.

Каждый из вышеперечисленных способов переработки фторангидрита обладает своими недостатками. Анализ опубликованных материалов позволяет сделать следующие выводы. Наиболее предпочтительным направлением переработки твердых кальцийсодержащих отходов фтороводородного производства является использование их в строительной промышленности в качестве вяжущего пигмента, пластификатора и наполнителя строительных растворов и бетонов. При этом капитальные затраты на организацию технологического процесса приготовления строительных материалов на основе фторангидрита, предположительно будут минимальными по сравнению

В Томском политехническом университете были проведены лабораторные исследования с целью использования фторангидрита в качестве пластификатора цементных строительных растворов и бетонов. Обычно в качестве пластификатора используют или поверхностно-активные вещества, типа сульфанола, которые в конечном итоге, повышая пластичность раствора, снижают прочность полученных строительных изделий, или гашеную известь, которая вследствие высокой ее стоимости повышает цену конечной продукции. Применение фторангидрита могло бы удешевить строительную продукцию в несколько раз. До настоящего времени подобные исследования не проводились ни в нашей стране, ни за рубежом. Полученные результаты занесены в заявку на патент РФ на использование отходов фтороводородного производства в цементных строительных растворах в качестве пластификатора.

2. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССОВ ПОЛУЧЕНИЯ И НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ТЕХНОГЕННОГО АНГИДРИТА

Образование отхода фторангидрита - безводного сульфата кальция (CaSO4) происходит по реакции CaF2 + H2SO4 2HF + CaSO4

2.1 Свойства серной кислоты

Серная кислота - одна из самых активных неорганических кислот. Она реагирует почти со всеми металлами и их оксидами, вступает в реакции обменного разложения, энергично соединяется с водой, обладает окислительными и другими важными химическими свойствами. Высокая химическая активность серной кислоты обусловила ее широкое применение в различных отраслях промышленности.

Химический состав серной кислоты выражается формулой H2SO4. В технике под серной кислотой подразумевают любые смеси триоксида серы с водой. Если на I моль SO3 приходится более I моль H2O, смеси являются водными растворами серной кислоты, если менее I моль воды, то это растворы серного ангидрида в серной кислоте, которые называют олеумом.

Безводная серная кислота представляет собой при 20оС бесцветную маслянистую жидкость, кристаллизующуюся при 10,37 С. При 296,2оС и 0,98 105Па, безводная серная кислота начинает кипеть с разложением до образования азеотропной смеси, содержащей 98,3% H2SO4 и 1,7% H2O и кипящей при температуре 336,5оС.

С водой и триоксидом серы серная кислота смешивается в любых соотношениях. При этом образуется ряд соединений с различными температурами кристаллизации. Над растворами серной кислоты, содержащей менее 98, 3% в парах содержится больше H2O, чем H2SO4 и практический отсутствует SO3 (например, над 80%-ной кислотой концентрация H2SO4 составляет менее 1 %).

С повышением концентрации растворов серной кислоты температура их кипения увеличивается, достигает максимума (336,5 С) при 98,3%-ной H2SO4, а затем понижается. Температура кипения олеума с увеличением содержания свободного SO3 снижается с 296,2 при 0% SO3 (своб.) до 44,7ОС при 100% SO3,т.е. температуры кипения, серного ангидрида.

С увеличением содержания H2SO4 плотность водных паров серной кислоты повышается и достигает максимума при 98,3 % H2SO4, затем несколько уменьшается при 20ОС для 100%-ной H2SO4 достигает 1,8305 г/см3. Плотность олеума возрастает с увеличением содержания SO3 до максимума при 62% SO3 (своб.), а затем уменьшается. С повышением температуры плотность серной кислоты с точностью, достаточной для технических расчётов, определяется по её плотности (до 95% содержания H2SO4).

Таблица 1

Требования ГОСТ 2184-77 к качеству серной кислоты и олеума приведены в таблице 1.

Во время сернокислотного разложения плавикового шпата происходит образование сульфатов металлов, содержащихся в руде, частичное испарение в газовую фазу серной кислоты; избыток кислоты, заложенный в исходную реакционную смесь, вместе с твердым продуктом реакции подвергают нейтрализации известняком, известью, либо аммиаком.

2.2 Свойства безводного сульфата кальция

Строительная промышленность использует различные вяжущие материалы.

По определению одних авторов [9,10] минеральными строительными вяжущими веществами называются порошкообразные материалы, способные при смешивании с водой образовывать пластичное тесто, со временем затвердевающее в камневидное тело; при этом вяжущие материалы разделяются на три класса: гидравлические, воздушные, автоклавного твердения.

Другие авторы считают, что строительными вяжущими веществами являются исходные порошкообразные материалы, образующие при смешении с водой пластичную, удобоукладываемую массу, со временем затвердевающую в прочное камневидное тело [10]; при этом существующие вяжущие вещества могут быть разбиты на три большие группы:

1)вяжущие, твердеющие на основе химических процессов;

2)вяжущие, твердеющие на основе физико-химических явлений;

3)вяжущие, твердеющие на основе физических явлений.

К вяжущим, твердеющим на основе химических реакций, Голыно-Вольфсон и др. [10] относят вещества, образующие монолит за счет реакций полимеризации и поликонденсации. Вторым типом вяжущих являются твердеющие высококонцентрированные суспензии, у которых связующим служит вода (керамические массы, грунты, суспензии окислов, карбидов). К третьему типу вяжущих, твердение которых основано на кристаллизации пересыщенных растворов, вышеназванные авторы относят гидратационные вяжущие - гипсовые, цементные.

Более детальные стадии схватывания и твердения сульфат кальциевых вяжущих рассмотрены ниже.

По определению третьей группы авторов [11,12] к вяжущим относятся любые порошкообразные, жидкие или пастообразные материалы, способные превращаться в камневидное тело при затворении водой или отвердителем и связывать разнородные материалы в единый монолит. Ввиду расширения круга вяжущих материалов, охватывающих разнообразные по химическим свойствам соединения, последние авторы предложили разделить вяжущие на три группы:

гидратационные;

коагуляционные;

поликонденсационные ( полимеризационные ).

К гидратационным, состоящим из воздушного и гидравлического вяжущих, отнесены все традиционные вяжущие материалы, твердеющие после смешивания с водой [11,12].

Сульфат кальция безводный, образованный в процессе сернокислотного разложения плавикового шпата - фторангидрит - способен твердеть после смешивания с водой, т.е. относится к группе гидратационных вяжущих материалов. В связи с тем, что по химическим свойствам твердый продукт сернокислотного разложения плавикового шпата наиболее близок к природному минералу - ангидриту, это тоже безводный сульфат кальция, то рассмотрим для сравнения свойства природного ангидрита.

Ангидрит - безводная модификация сульфата кальция. Твердость его - 3-3,5 ед. по Бринелю, плотность - 2,9-3,1 г/м3 [13]. В природе встречается редко. Растворимость ангидрита 11 г/л. Для сравнения в таблице 1 представлен химический состав некоторых месторождений ангидрита и фторогипса Полевского криолитового завода.

Таблица 2

Химический состав ангидрита и фторогипса

2.3 Свойства золошлака

Золы и золошлаковые отходы ТЭЦ подразделяются на две основные группы

· группы сухого удаления

· группы гидроудаления

Золы сухого удаления по зерновому составу могут быть отнесены к мелкому песку. Они обладают вяжущими свойствами и могут быть применены для строительства укрепленных оснований дорожных одежд в качестве вяжущих, взамен цемента. Ориентировочный расход 10-20%. Прочность обработанного материала в возрасте 90суток составляет 1-6МДА.

Золы гидроудаления по зерновому составу представляют собой пески. Золошлаковые отходы гидроудаления содержат также и гравелистую фракцию. Зерновой состав золошлаков, как правило, 0-20мм, реже 0-40мм.

Марки прочности шлака колеблются в пределах 200-600, марка морозостойкости составляет F15-F20.

Золы гидроудаления применяются, как правило, для строительства земляного полотна. Золошлаки гидроудаления могут быть использованы для устройства оснований дорожных одежд.

Золошлаки и золы имеются во всех регионах страны. Годовой выход сухой золы -10млн.т., золошлака-60млн.т.

Несмотря на универсальность металлургических шлаков, определять области их применения можно и нужно исходя из природы шлаковых расплавов. Только тогда ценные свойства шлаков будут полностью использованы.

Высококальциевые шлаки целесообразно направлять на грануляцию. На основе гранулированных шлаков можно получать различные виды высококачественных цементов.

Из нераспадающихся доменных шлаков, менее богатых окисью кальция, следует изготавливать шлаковую пемзу, литой щебень, литые изделия и шлаковую вату. Эти же изделия можно изготавливать из шлаков, склонных к силикатному распаду, но тогда потребуются дополнительные расходы на специальные технологические приемы, предотвращающие распад шлаков.

Основные мартеновские резко охлажденные шлаки обладают повышенной химической активностью и, так же как доменные гранулированные, могут быть использованы в производстве цементов. Кислые шлаки пригодны также для производства шлаковой пемзы, литого щебня и шлаковой ваты.

Кислые сталеплавильные шлаки, благодаря содержанию большого количества закиси железа, окисей марганца, магния, кремнезема, отличаются от доменных шлаков способностью плавиться при более низких температурах. Закристаллизованные кислые шлаки, в частности ваграночные, обладают повышенной стойкостью в щелочных и кислых средах, а также при высоких температурах. Это позволяет применять их в качестве заполнителей в кислотостойких и жаростойких бетонах.

Гранулированные кислые шлаки мартеновского и ваграночного производства целесообразно использовать для получения шлакопортландцемента и других видов шлаковых цементов, применяемых в бетонных конструкциях, подверженных агрессивным воздействиям других агрессивных сред.

Основной потребитель шлаков - цементная промышленность, использующая ежегодно 20-23 млн. т. гранулированного продукта. Наличие скрытой тепловой энергии при неупорядоченной структуре стекла придает резко охлажденным шлакам высокую химическую активность, т.е. стремление при благоприятных условиях завершить начатое формирование структуры. Эта скрытая энергия стекловидных шлаков проявляется в его вяжущих свойствах. Молотый высококальциевый гранулированный (стекловидный) шлак при взаимодействии с водой способен твердеть, образуя прочный камень, подобно цементам. Процессы твердения могут протекать при 18-200С, но более интенсивно идут при повышенной температуре и в присутствии активизаторов - извести, гипса и т.п. Близость химического состава доменных гранулированных шлаков к химическому составу портландцемента и стекловидное состояние, придающее им дополнительную химическую активность, предопределили использование таких шлаков главным образом при производстве шлакопортландцемента в качестве добавки к клинкеру и при изготовлении бесклинкерных шлаковых цементов.

Технология изготовления гранулированного шлака не сложна и заключается в резком охлаждении жидкого расплавленного шлака водой или холодным воздухом. Подвергать грануляции можно любые шлаки. Этот процесс шлакоемкий, т.е. из 1 т шлакового расплава получается 2-2,5 кубометров гранулированных шлаков. Целесообразнее всего резко охлаждать шлаки, богатые окисью кальция (доменные, мартеновские). Это предотвращает силикатный распад, а стекловидная структура с неупорядоченными химическими элементами обладает вяжущими свойствами.

Гранулированные шлаки, являясь продуктами высокотемпературных процессов, несут в себе огромный запас тепловой и химической энергии, что делает их высокореакционными веществами, способными при небольшой дополнительной переработке превращаться в высококачественные цементы. Наиболее эффективным, дешевым является шлаковый цемент. Производство этого цемента несложно и не требует специального оборудования. Технология его изготовления сводится в основном к подсушке гранулированного шлака, дозированию составляющих и помолу их в мельницах различного типа. Тонкость помола должна быть выше чем у обычных цементов (удельная поверхность 3000-5000 см2/г). Для активизации гранулированных шлаков к ним добавляют обычную известь: для цементов из основных доменных и мартеновских шлаков в количестве 10%, из кислых шлаков цветной металлургии, ваграночного производства - 15-20%.

Другим важным направлением в использовании гранулированных шлаков является применение их в производстве шлакопортландцемента. Введение шлака в состав цемента в количестве 30-50% не снижает марочной прочности портландцемента. Более того, применяя активные стекловидные шлаки, заводы изготовляют быстротвердеющие шлакопортландцемента с повышенной прочностью - до 600 кг/см2.

Шлакопортландцементы находят самое широкое применение в строительной практике. Особо важную роль они играют в строительстве массивных гидротехнических сооружений. Дело в том, что при твердении цемент с добавкой шлаков выделяет в 1,5-2 раза меньше тепла, чем без добавки, что предопределяет повышенную трещиностойкость бетонных массивов. Изготавливают шлакопортланцементы путем совместного помола в шаровых трубных мельницах портландцементного клинкера и гранулированного шлака, количество которого зависит от марки шлакопортландцемента.

Гранулированные шлаки используют также для производства шлакощелочных цементов, которые представляют собой гидравлические вяжущие вещества, получаемые путем тонкого помола гранулированного шлака совместно с малогигроскопичным щелочным компонентом или затворением молотого шлака растворами соединений щелочных металлов: натрия, лития или калия. Щелочные компоненты вводятся в количестве 5-15% от массы шлака в пересчете на сухое вещество, в виде соединений щелочных металлов, дающих в водных растворах щелочную реакцию.

Широкое применение в строительстве зданий и дорог находит также щебень из отвальных нераспадающихся шлаков. Получают такой щебень обычно прямо на шлаковых отвалах. Большие куски застывшего шлака разбивают до размеров 300-400 мм и в таком виде направляют на дробильно-сортировочную установку. Готовый щебень разных фракций (80-40; 40-20; 20-10; 10-5 мм) идет на строительные площадки или на заводы сборного железобетона.

Шлаки медной и никелевой плавок, которые мы будем рассматривать в первую очередь из шлаков цветной металлургии, как правило, по прочностным характеристикам, теплофизическим свойствам, коэффициенту износостойкости, кислотостойкости значительно превышают аналогичные показатели доменных шлаков. С использованием вяжущего из шлаков цветной металлургии при автоклавном твердении можно получать бетоны. По физико-химическим свойствам бетоны автоклавного твердения на вяжущих из гранулированных шлаков цветной металлургии мало чем отличаются от автоклавных бетонов на клинкерных цементах и могут быть применены при изготовлении бетонных и железобетонных изделий практически всей номенклатуры. Переработка шлаков цветной металлургии на песок и щебень после извлечения ценных металлов представляется наиболее оптимальным путем решения проблемы их утилизации, поскольку потребность в песке и щебне (гравии) очень велика и исчисляется сотнями тысяч и миллионами кубических метров.

Области применения топливной золы и шлаков так же многочисленны. Кусковой шлак используют как заполнитель для бетона в дорожном строительстве, для теплоизоляционных засыпок; золу-унос -- в качестве гидравлической добавки к цементу (10-- 15 %), как компонент цементной сырьевой смеси (основные золы); в качестве кремнеземистого компонента -- при производстве автоклавного и безавтоклавного газобетона, легких плотных и поризированных керамзитобетонов; для производства искусственных заполнителей (аглопоритного и зольного гравия, золокерамзита); как отощающую и выгорающую добавку в производстве глиняного кирпича; в качестве кремнеземного компонента при производстве силикатного кирпича. Золошлаковые смеси находят применение в производстве местных вяжущих компонентов типа известково-зольных, цементно-зольных.

2.4 Свойства карбидного ила

Карбидный ил ТУ 38.103512-81

Отходы карбида кальция при получении ацетилена. Это известь 2-го сорта, синеватого оттенка, с содержанием 40-45 % воды, загрязненная неразложившимся карбидом кальция. Известь рекомендуется применять после исчезновения запаха ацетилена, для чего ее выдерживают на открытом воздухе в течение одного-двух месяцев.

Область применения - для приготовления строительных кладочных и штукатурных растворов; связующих добавок; в процессах, предусматривающих стадии известкования; известкования почв в сельском хозяйстве.

Содержание гидрата окиси кальция - 83-88% (активных CaO+MgO - 62-68%) для сухого состава; Механические примеси - отсутствуют;

Хорошая растворимость в воде в виде суспензии (щелочность в мг.экв./л 6500-10000)

Таблица 3

Основные результаты испытаний гашеной извести

2.5 Свойства калия сернокислого К2SO4

Характеристики калия сернокислого. Формула: К2SO4.

По физико-химическим показателям сульфат калия должен соответствовать следующим нормам:

Таблица 4

Относительная влажность (%), воздуха над насыщенными растворами некоторых солей при различных температурах.

Таблица 5

Плотность твердого вещества (при 20 оС, г/см3)

Данный реактив получают из природных реактивов. В разрабатываемой технологии имеет смысл использовать реактив K2SO4 полученный по реакции КОН+ Н2SO4 = K2SO4+Н2О в результате утилизации отработанных электролитов, щелочных и кислотных отработанных электролитов транспортной промышленности.

2.6 Термодинамика процессов получения техногенного ангидрита

Для любого химического процесса теоретическим обоснованием, как известно, является термодинамический расчет химических реакций данного процесса, определение констант равновесия реакций.

Ниже приводится термодинамический расчет для реакций, которые могут протекать при сернокислотном разложении плавикового шпата и нейтрализации, и гидратации твердого продукта разложения (табл.4 - 5).

Расчет констант равновесия проведем по уравнению изотермы химической реакции 5:

LgKр = - (5)

где Кр - константа равновесия;

G0т - изменение энергии Гиббса химической реакции;

Т - температура в градусах Кельвина;

R - универсальная газовая постоянная, равная 8,314 Дж/моль.гр.

Расчет изменения изобарного потенциала реакций проводим по методу Темкина-Шварцмана [14-16]. Все необходимые величины представлены в таблице 2 [17-20].

Изменение энтальпии при стандартных условиях подсчитаем по уравнению 6:

H0298 = (ni · H0298)прод - (ni · H0298)исх (6)

Изменение энтропии при стандартных условиях определяем по уравнению 7:

S0298 = (ni · S0298)прод - (ni · S0298)исх (7)

Изменение изобарной теплоемкости при стандартных условиях:

Ср= (ni · С0р)продуктов - (ni · C0р)исх (8)

причем

Срi = а + b*Т + с*Т-2 (9)

Таблица 6

Термодинамические данные веществ, участвующих в изучаемых процессах

техногенный ангидрит производство штукатурка

Применяя уравнение определения изобарного потенциала и уравнения зависимости изменения энтропии и энтальпии от температуры составим уравнение с использованием коэффициентов Темкина-Шварцмана

G0т = Н0т - ТS0т (10)

Нт = Н0298 + СрdT (11)

Sт = S0298 + dT (12)

G0т = Н0298 - ТS0298 + СрdT - TdT (13)

или

= - S0298 - a ·M0 -b ·M1 -c ·M2 (14)

где a, b, c - значения разности сумм коэффициентов продуктов и исходных компонентов реакции из уравнения 6; Мо, М1 , М2 - коэффициенты Темкина-Шварцмана.

Результаты термодинамических расчетов представлены в таблице 5.

Уравнение зависимости константы равновесия от температуры определяется путем решения системы двух уравнений общего вида

Крi = х * e (15)

где Ti - температура, 0K,

e - Неперово число, равное 2,718,

х и у - эмпирические значения чисел в данном уравнении.

Проведенный термодинамический анализ показал, что теоретических запретов для реакций в указанных температурных интервалах, представленных в таблице 4, не существует. Для всех реакций равновесие необратимо сдвинуто в сторону образования продуктов этих реакций.

Таблица 7

Термодинамические величины процессов взаимодействия плавикового шпата, серной кислоты, фтористого водорода и сульфата кальция

2.7 Механизм процессов нейтрализации твердых продуктов сернокислотного разложения плавикового шпата и гидратации фторангидрита

В результате взаимодействия плавикового шпата с серной кислотой фтористый водород в газообразном состоянии удаляется из реакционной массы, а в твердом остатке содержатся следующие химические соединения:

а) сульфат кальция;

б) не прореагировавшие по каким-либо причинам частички фторида кальция;

в) избыток серной кислоты;

г) фторсульфонат кальция.

Для того, чтобы безопасно можно было либо работать, либо хранить, твердые отходы обрабатывают нейтрализующими агентами.

При 'сухом' способе нейтрализации известь содержащим реагентом сульфат кальция остается в безводной форме [21-25],

CaO + H2SO4 = CaSO4 + H2O (16)

CaO + 2HF =CaF2 + H2O (17)

Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2H2O (18)

Ca(OH)2 + 2HF = CaF2+2H2O (19)

Ca(SO3F)2 + H2O = CaSO4 + H2SO4 + HF (20)

2KOH+H2SO4=K2SO4+2H2O (21)

что позволяет использовать его в качестве пластификатора для приготовления цементных строительных растворов, и в то же время влага, выделяющейся во время нейтрализации согласно реакциям 16 или 18 оказывается достаточно для того, чтобы произошел гидролиз фторсульфоната кальция по реакции 20.

В общем случае процесс пластификации материалов при затворении водой состоит из следующих стадий: растворение полугидрата сульфата кальция или ангидрита с образованием насыщенного раствора относительно этих компонентов, но пересыщенного относительно двуводного гипса с последующей кристаллизацией гипса из пересыщенного раствора [41].

По Е. Эйпельтауэру [27] система СаSО4-H2O содержит пять фаз, образование которых определяется рядом термодинамических параметров. В таблице 3 приведены основные характеристики фаз системы СаSО4-H2O по Е. Эйпельтауэру и другим зарубежным литературным источникам [27,28,32].

При температурах ниже 400С в устойчивом состоянии находится только дигидрат сульфата кальция, который при повышении температуры переходит в полугидрат, затем в растворимый ангидрит (ангидрит III) и затем в ангидрит II. Полугидрат и растворимый ангидрит метастабильны и при температуре ниже 400С в присутствии воды могут переходить в дигидрат. Ангидрит II стабилен в интервале температур 40-11600С [29].

Полуводный гипс и растворимый ангидрит в присутствии воды при атмосферных условиях превращаются в двуводный сульфат кальция. Механизм гидратации тщательно исследовался многими учеными. Еще в конце прошлого века М. Ле-Шателье [30] разработал и развил кристаллизационную теорию, которая явилась основой современной теории твердения гидравлических вяжущих. А. Каваззи [31] и др. предложили коллоидную теорию, по которой гидратация идет через промежуточную коллоидную стадию, характеризующуюся возникновением геля или адсорбционных конгломератов сульфата кальция и воды. В формировании современной теории твердения гидратационных вяжущих из зарубежных исследований следует отметить работы Д. Бернала, Т. Пауэрса, Ф. Виршинга, В. Шатавы, В. Кронеcта, Е. Эйпельтауэра, У. Людвига и др. [131,133,136,137], из отечественных - П.П. Будникова, В.Н. Юнга, П.А. Ребиндера, Е.Е. Сегаловой, Ю.М. Бутта, В.Б. Ратинова, А.Ф. Полака, И.П. Выродова, В.В. Тимашева и др. [35,36].

После затворения и перемешивания гипсового теста следует небольшой индукционный период, после которого из перемешанного раствора появляются зародыши кристаллов. При достижении размеров зародышей больше критического, начинается рост кристаллов, сопровождающийся рекристаллизацией. Скорость зародышеобразования пропорциональна относительному пересыщению, а скорость роста кристаллов - абсолютному пересыщению. Превращение полугидрата в дигидрат протекает без промежуточных стадий, в то время как переход растворимого ангидрита (ангидрита Ш) в дигидрат осуществляется всегда через полугидрат. Нерастворимый ангидрит (ангидрит П) превращается в дигидрат одностадийно [32,29].

В случае затворения фторангидрита водой согласно вышеизложенным представлениям о механизме этого процесса будет наблюдаться процесс растворения активного ангидрита, затем процесс образования гелеобразных либо адсорбционных конгломератов в виде СaSО4+0,5H2O. После образования центров кристаллизации полугидрата будет происходить процесс рекристаллизации его в дигидрат при одновременном росте кристаллов дигидрата сульфата кальция.

Таким образом, процесс твердения гипсовых вяжущих состоит из трех стадий: а) образование зародышей кристаллов; б) рост кристаллов и в) рекристаллизация и превращение в монолитный камень.

В результате первоначального роста иглоподобных беспорядочно расположенных кристаллов наблюдается увеличение прочности образцов, затем преобладающе направленные кристаллы ломают, разрушают неправильно ориентированные. Процесс твердения, или процесс завершения образования монолитного камня, заканчивается через 28-33 суток после затворения путем сращивания кристаллов гипса в монолит по граням и изломам первоначальных кристаллов.

2.8 Кинетика процессов нейтрализации твердых продуктов сернокислотного разложения плавикового шпата и гидратации фторангидрита

Общеизвестным является тот факт, что нейтрализация кислот щелочами происходит очень быстро на границе соприкосновения фаз, причем это явление сопровождается стремительным локальным повышением температуры, которая способствует ускоренному процессу нейтрализации за счет конвективного перемешивания реагентов, если они находятся в газообразном или жидком виде. Следовательно, нейтрализация избыточной серной кислоты во фторангидрите водными растворами натриевой щелочи является наиболее оптимальным вариантом, так как и исходный реагент NaOH, и продукт нейтрализации, Na2SO4 - водорастворимые соединения.

На Сибирском химическом комбинате процесс нейтрализации осуществляется в репульпаторе с пропеллерной мешалкой на протяжении 5-10 минут, но недостатком данного способа нейтрализации является загрязнение окружающей среды как солями натрия, так сульфатом и не прореагировавшим фторидом кальция [37].

Таким же недостатком обладают и способы нейтрализации, основанные на реакциях (20 23), при этом время нейтрализации удлиняется до 0,25 0,5 часа [38]. Удлинение времени нейтрализации связано с образованием малорастворимого слоя из сульфата кальция на зерне карбоната или гидроокиси кальция.

Способ нейтрализации, основанный на реакциях (25 28), осуществляется, как правило, в шаровых либо стержневых мельницах, как, например, на УМ3,г. Усть-Каменогорска, при этом происходит как нейтрализация фторангидрита, так и измельчение его до необходимых размеров. Время нейтрализации в этом случае составляет 1 час [39]. В результате сухой нейтрализации получается фторангидрит, который можно использовать в промышленности строительных материалов. Технологическая цепочка сернокислотного разложения плавикового шпата становится практически замкнутой.

Интенсификация процесса сухой нейтрализации будет заключаться в увеличении скорости перемешивания и измельчения твердых компонентов в измельчителе типа дезинтегратор .

Твердение вяжущего заключается в постепенном превращении пластического теста в камнеподобную массу. Процесс твердения сопровождается рядом химических и физико-химических: превращений. Началом твердения является схватывание. В процессе схватывания пластичное, обладающее большой подвижностью тесто начинает уплотняться и густеть, что соответствует началу схватывания, затем оно окончательно теряет подвижность, превращаясь в землисто-рыхлое твердое тело, которое не обладает существенной прочностью, что соответствует концу схватывания. Дальнейшие химические и физико-химические процессы ведут к постепенному нарастанию прочности, т.е. твердению.

Как уже говорилось ранее, Ле-Шателье выдвинул кристаллизационную теорию твердения гипса, которая заключается в растворении полугидрата сульфата кальция, образовании насыщенного раствора CaSO4·2H2O; гидратации полуводного гипса до двуводного. А по-скольку растворимость двугидрата значительно меньше, то раствор по отношению к нему становится пересыщенным, поэтому последний выкристаллизовывается. Процесс протекает до тех пор, пока весь полугидрат не превратится в дигидрат и не закристаллизуется. На этом, по Ле-Шателье, и заканчивается процесс твердения. Следовательно, к моменту полной гидратации должна была бы достигаться и максимальная прочность.

Однако, на практике полная гидратация полуводного гипса наступает уже в первые 30 минут после затворения, максимальная же прочность гипсовой отливки достигается лишь через несколько суток, тем самым существует разногласие между теорией и практикой [11,12].

Однако, процесс гидратации ангидрита до полуводного гипса, на наш взгляд, соответствует теории Ле-Шателье, т.е. сначала растворяется безводный сульфат кальция до концентрации его насыщения - 11,5 г/л при 30С [35], а затем происходит гидратация и образование полугидрата сульфата кальция, концентрация которого с течением времени растет до насыщения раствора по полуводному (концентрация насыщения - 8 г/л).

После наступления этого насыщения полугидрат сульфата кальция начинает переходить в двуводную форму, до наступления насыщения (концентрация - 2 г/л) и выпадает в осадок. Но к этому моменту израсходуется часть полугидрата, и его концентрация станет меньше концентрации насыщения. Это вызовет превращение безводного сульфата кальция в полугидрат, а это в свою очередь вызовет растворение излишка CaSO4 и т.д. Время, за которое установится равновесие между этими тремя формами сульфата кальция, равно примерно 3 часа.

В 20-х годах XX в. Л.А. Байков выдвинул новую теорию твердения гипса, по которой процесс разбивается на 3 периода. В первом подготовительном периоде полугидрат растворяется с образованием насыщенного раствора. Так как растворимость полугидрата мала, этот период очень короткий. Во втором периоде (период коллоидации) происходит гидратация, непосредственное присоединение воды к твердому телу (топохимические), в результате чего возникает большое количество коллоидных масс. В третьем периоде (период кристаллизации) мелкокристаллический гипс, будучи термодинамические неустойчивым, перекристаллизовывается в более крупные кристаллы. Этот период длится несколько часов, иногда несколько суток. Благодаря процессам перекристаллизации и увеличивается прочность [11,12].

Одним из основных положений, по которому в настоящее время еще нет единого мнения, является вопрос, как происходит гидратация вяжущих. Существует два противоположных мнения. Согласно одному из них, которого придерживаются П.А. Ребиндер, В.Б. Ратинов, А.Ф. Полак и многие зарубежные ученые, сначала происходит растворение вяжущего, а затем его гидратация и кристаллизация. Согласно другому мнению, сторонниками которого являются И.П. Выродов, И.М. Стрелков и другие, гидратация вяжущего происходит топохимически.

Многие исследователи считают, что при твердении вяжущих возможны оба процесса, причем более растворимые соединения, к числу которых относятся ангидрит и полуводный гипс, гидратируют в растворе, а малорастворимые (силикаты кальция, т.е. цементы) - топохимически [11,12]. Этой же точки зрения придерживается и автор. С точки зрения химического взаимодействия процесс гидратации можно описать следующими реакциями:

CaSO4 р-р + 0,5H2O = CaSO4 + 0,5H2O (22)

CaSO4 +0,5 H2O р-р + 1,5H2O = (CaSO4 +2H2O) р-р (23)

CaSO4 + 2H2O р-р = CaSO4 + 2H2Oтв (24) 2KOH+H2SO4=K2SO4+2H2O (25)

H2SO4+CaO=CaSO4+H2O (26) H2SO4+Ca (OH)2=CaSO4+2H2O (27)

Установлено, что скорость растворения сульфата кальция подчиняется законам диффузии и описывается уравнением (24)

= SD (с1 - с)/ (24)

где - количество вещества, растворяющегося за ед. времени в ед.объема;

D - коэффициент диффузии;

S - удельная поверхность растворяющегося тела;

c1 - концентрация насыщенного раствора;

c - фактическая концентрация в данный момент времени;

- толщина диффузионного слоя [11,12].

Следовательно, скорость растворения вещества определяется диффузией, возникающей из-за разности концентраций в слое жидкости. Скорость растворения также пропорциональна поверхности растворяющегося тела, коэффициенту диффузии и обратно пропорциональна толщине диффузионного слоя. По всей вероятности эти же суждения можно перенести и на процесс растворения ангидрита.

Сравнивая механизмы твердения и сроки схватывания полугидратных и безводных сульфаткальциевых растворов можно предположить, что лимитирующей стадией в случае схватывания ангидритовых растворов будет являться скорость образования центров кристаллизации полугидрата сульфата кальция, а процессы твердения в обоих случаях являются идентичными. Механизм схватывания второй соли сульфат кальция - сульфат кальция предположительно аналогичен механизму схватывания гипса, т.е сначала происходит растворение солей до насыщения каждой соли, а затем из пересыщенного раствора выкрестализовываются зародыши двойной соли K2Ca(SO4)МnH2O. Кристаллы двойной соли выпадают в осадок настолько стремительно (время схватывания не менее 2-х минут), что явление коагуляции практический не происходит как у чистого гипса, а сразу же образуется камневидное тело, но с повышенной пористостью (с=1,8г/см3). Последующий процесс испарения избыточной влаги и процесс твердения сопровождается уменьшением размеров заформованных кубиков и уменьшением объёмной плотности (с=1,6г/см3)

3. ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ

Продуктом, который предполагается вывести на рынок в результате реализации данного проекта, является плита ангидритовая отделочная 'ПАНО' сухой штукатурки. Плита ангидритовая представляет собой листовое изделие, размером 1200Ч2500Ч10 мм.

Плита ангидритовая 'ПАНО' - это строительно-отделочный материал, применяемый для облицовки стен, устройства межкомнатных перегородок, подвесных потолков, огнезащитных или звукопоглощающих конструкций, а также для выполнения различного рода декоративных арок, полок, ниш и т.п. По своим физическим и химическим свойствам плиты ангидритовые подходят для применения в жилых помещениях.

При производстве ангидритовых плит используется следующее сырье (таблица 8):

Таблица 8

3.1 Описание технологической схемы предприятия

Нейтрализованный фторангидрит поставляют автосамосвалами и разгружают в приемный бункер ФА (см. Приложение 1). Карбидный ил, поставляемый, так же автосамосвалами разгружают в приемный бункер КИ. Днища бункеров ФА и КИ оборудованы выгрузочными лотками и направлены на транспортеры, с помощью которых в определенном соотношении ФА и КИ попадают в шаровую мельницу (ШМ). В шаровой мельнице фторангидрит и карбидный ил измельчаются, перемешиваются, а содержащаяся во фторангидрите серная кислота нейтрализуется.

После предварительного измельчения в мельнице с помощью транспортера материал подают на стадию тонкого помола в дезинтегратор.

После дезинтегратора измельченный ФА попадает в циклон а затем в напорный бункер 1 транспортером его подают в скипы растворобетоносмесителей (РБС) первой и второй линии.

Циклон улавливает порошкообразный А.В различного фракционного состава.

Шлак из бункера (Шлак), с помощью транспортера попадает в напорный бункер-дозатор №2, откуда с помощью транспортера по мере необходимости попадает в скип РБС 1-ой и 2-ой линии. В РБС 1-ой и 2-ой линии самотеком через дозатор поступает вода, а так же из отдельно стоящего бункера туда поступает дозированный компонент -соль K2SO4.

В РБС происходит тщательное перемешивание всех компонентов. После перемешивания массы на протяжении 4,5-5 минут ее выгружают через бункер-дозатор. Бункер-дозатор растворобетоносмесителя установлен на колеса, перемещается с помощью гидротолкателя по рельсовому пути над вибростолом так, чтобы вся масса, необходимая для закладки одного листа, равномерно распределилась из этого бункера по вибростолу, где заранее уложен технологический поддон. После этого происходит виброформование изделия. Далее изделие на технологическом поддоне с помощью толкателя выпрессовывают, на рольганг и манипулятором, который передвигается по рельсовому пути, перемещают в стеллаж. Пока поддон перемещается по рольгангу, толкатель с помощью манипулятора устанавливают следующий поддон на вибростол.

Стеллаж перевозится погрузчиком на склад полуфабрикатной продукции. На складе полуфабрикатной продукции изделия выдерживаются на протяжении 16 часов, а затем на площади для распалубки переворачиваются (поворот лицевой стороны изделия на 90о по отношению к вектору гравитации.) горизонтально.

После чего, с помощью погрузчика для вывоза полуфабрикатной продукции стеллажи транспортируются в теплокамеру, где происходит сушка, обдув изделий с помощью тепловых пушек на протяжении 8 часов.

По истечении этого времени затвердевшие листы отделяют от технологического поддона, но оставляют в стеллажах. Манипулятором стеллажи перегружают на склад полуфабрикатной продукции, где должен храниться 6-ти дневный запас продукции. Оттуда с помощью тележек для вывоза полуфабрикатов стеллажи транспортируют в упаковочный цех, где их упаковывают и транспортируют на склад готовой продукции, там их выдерживают для набора прочности до 28 суток. После этого изделия полностью готовы к монтажу.

Проектная производительность данной технологической схемы составляет 10 тонн в сутки. Исходный состав реагентов, согласно заданию, следующий:

ФА - 60%;

Карбидный ил - 7%;

Шлак - 20%;

Ускоритель Схватывания - 1%;

Вода - 12%;

Масса 1-го листа составляет 60 кг.

Тогда рассчитаем необходимое количество ФА, ШЛАКА, ВОДЫ в кг необходимое для производства 1-го листа.

ФА = 60 х 0,6 = 36 кг;

КИ = 60 х 0,07 = 4,2 кг;

Шл = 60 х 0,2 = 12 кг;

УС = 60 х 0,01 = 0,6 кг;

В = 60 х 0,12 = 7,2 кг;

Определим количество листов, выпускаемых в 1 смену.

10000 : 36 = 288 листов;

В связи с тем, что на изготовление одного изделия требуется 5 минут, то один формовочный стол обеспечит выпуск в одну смену 96 листов, при наличии 4-х столов выпуск листов будет превышать заданное количество и составит 384 листов ПАНО в смену, в месяц - 8832 листов, в год - почти 106000 листов.

По технологическим соображениям необходимо оставить 4 формовочных стола, в этом случае будет использовано 13824 кг ФА в смену.

3.2 Расчет количества исходных материалов

Для производства 1-го изделия (листа) требуется 5мин. По технологическим соображениям для 4-х технологических линий требуется 2 растворобетоносмесителя (РБС), под каждым из которых располагаются по 2 вибростола. Производительность 1 стола составляет 12 листов в час, тогда за 1 смену (8 рабочих часов) количество выпускаемых изделий с 4-х линий будет равно:

8ч*(12л/ч * 4линии) =384 изделия.

Находим необходимое количество ФА, ШЛАКА, ВОДЫ, У.С.,КИ в м3 за смену.

M (ФА) 384 изд * 36 = 13824 кг

V(ФА)смена=13824 : 1500 кг/м3 =9,216 м3

М(КИ) = 384 х 4,2 = 1613 кг

V(КИ) = 1613 : 0,9 = 1,792 м3

Мшлак= 384 х 12 = 4608 кг

V(шлак)смена= 4608 : 1,1 = 4,2 м3

М(УС) =384 х 0,6 = 230,4 кг

V(УС) = 230,4 : 1,3 = 0,18 м3

М(H2O) = 384 х 7,2 = 2765 кг или 2,8 м3

Определяем объемы бункеров для этих компонентов и их габаритные размеры. Выходное отверстие во всех бункерах будет 0,5м*0,5м.

Коэффициент заполнения бункера от 0,7 до 0,8, возьмем к=0,75.

ФА из СХК привозят на производство листов «ПАНО» в герметичных контейнерах, оборудованных люком разгрузки. Для установки контейнеров в исходное положение предусмотрена специальная эстакада, рассчитанная на размещение 4-х контейнеров. Каждый контейнер, предназначенный для перевозки ФА автотранспортом, имеет объем 4,5 м3 и имеет следующие размеры:

Габаритные размеры Бункера под КИ

Vбунк(КИ)=1,8 м3 : 0,75 т/ м3 ? 2,4 м3

/

26

/

Габаритные размеры Бункера под шлак

Vкоэф.запол. шлака=4,2 м3 : 0,75 т/м3 = 5,6 м3

/

26

/

Габаритные размеры Бункера для воды.

Vбунк(вода)= 2,8 м3;

Определяем тип шаровой мельницы.

Масса измельчаемых материалов в смену составляет 13824 + 1613 + 4608 = 20045 кг и 20045 : 8 = 2500 кг/час.

Техническая характеристика барабанной шаровой мельницы с этими параметрами представлена в Приложении 3.

Размеры дезинтегратора составляют (1,2 х 0,8 х 0,8) м; его производительность составляет 1,5 т/час. В нашем случае устанавливаем 2 дезинтегратора по 1,5 т/ час каждый, т.е. 3 т/час..

Габаритные размеры напорного бункера для шихты объемом 9 м3 из расчета (2,5 х 8) : 2 : 1,5 : 0,75 = 9 м3.

Рассчитываем производительность транспортера, с помощью которого происходит транспортировка шихты в скип РБС.

В связи с тем, что для данной технологии выбран типовой растворобетоносмеситель СБ-133, который готовит 250 л растворной смеси, и время перемешивания составляет 5 минут, то транспортер шихты должен обеспечить подачу сыпучего компонента не дольше, чем 5 минут.

РБС модели СБ-133 с параметрами

V=0,25 м3

H=1,8м, hбункера РБС=0,5м3.

D=1,5м

Габаритные размеры вибростола

Вибростол имеет

длину 2,54 м,

ширину 1,24м,

высоту опалубки ( толщина технологического поддона 0,01 м, толщина пространства под формовку изделия 0,017 м) 0,027 м,

Находится на высоте 0,8 м от пола

Габаритные размеры технологического поддона

Толщина технологического поддона будет включать в себя

Толщину листа-0,01м

Толщину пластикового основания, на которое будет ложиться смесь -0,01м

Итого толщина технологического поддона вместе с листом составит -0,02м

Ширина технологического поддона -1,2м

Длина технологического поддона -2,5м

Габаритные размеры рольганга.

Длина рольганга -2,4м

Ширина рольганга -2,6м

Габаритные размеры манипулятора, который перемещает технологический поддон вместе с листом в стеллаж.

Разработка манипулятора в задачу дипломной работы не входила.

Габаритные размеры стеллажа, в который манипулятор перемещает технологические поддоны с листами.

Количество технологических поддонов, которые помещаются в стеллаж -30 шт.

Поддон будет занимать в стеллаже 0,02м+0,005м на допуск, итого 0,025м.

30 поддонов будут занимать 30*0,025 =0,75 м по высоте.

Стеллаж должен находиться на тележке с h=0,25м.

Общая высота тележки и стеллажа составит 1,0 м.

Ширина стеллажа 1,3м

Длина стеллажа 2,6м

Габаритные размеры стеллажей предназначенных для хранения на складе полуфабрикатов.

Длина -2,65м

Ширина-1,35м

Высота-2 м (без тележки)

4. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

4.1 Анализ вредных и опасных факторов

В любом производстве имеют дело с большим количеством разнообразных химических веществ - в качестве как исходных или промежуточных материалов для технологических процессов, так и побочных и вспомогательных продуктов, готовой продукции. Все они являются в той или иной мере вредными веществами, т.е. веществами, которые при контакте с организмом человека в случае нарушения требований безопасности могут вызывать производственные травмы, профессиональные заболевания, обнаруживаемые современными методами как в процессе работы, так и в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

Источниками выделения химических веществ в различных отраслях промышленности могут являться негерметичное оборудование, недостаточно механизированные операции загрузки сырья и выгрузки готовой продукции, ремонтные работы. Химические вещества могут поступать в производственные помещения и через приточные вентиляционные системы в тех случаях, когда атмосферный воздух загрязнен химическими продуктами, являющимися выбросами данного производства.

Непосредственными источниками выделения химических веществ при плохом хранении могут стать подготовительные операции: размол и просеивание материалов, транспортирование сырья и др. В процессе сушки химические вещества выделяются в результате недостаточной герметизации оборудования, преимущественно при операциях загрузки и выгрузки материалов.

При проведении настоящих исследований были задействованы следующие вредные вещества:

сульфат кальция - CaSO4, ПДК р.з. = 6 мг/м3класс опасности - 3;

серная кислота - H2SO4, ПДК р.з. = 1 мг/м3, класс опасности - 2;

фтороводород - HF, ПДК р.з. = 0,05 мг/м3, класс опасности - 1;

оксид кальция (известь негашеная) - СаО, ПДК р.з. = 0,5 мг/м3, класс опасности - 2;

гидроксид кальция (известь гашеная) - Са(ОН)2, ПДК р.з. = 1 мг/м3, класс опасности - 2 56,57.

4.2 Микроклимат на рабочем месте

Метеорологические параметры производственной среды - температура, влажность и скорость движения воздуха, определяют теплообмен организма человека и оказывают существенное влияние на функциональное состояние различных систем организма, самочувствие, работоспособность и здоровье. Совокупность этих факторов, т.е. температуры, влажности и скорости движения воздуха, характерных для данного производства, называется производственным микроклиматом. Для производственных условий в большинстве случаев характерно суммарное действие метеорологических факторов.

Метеорологические условия для рабочей зоны производственных помещений (пространство высотой до 2 м над уровнем пола) регламентируется ГОСТ 12.1.005-76 “Воздух рабочей зоны”. Этот ГОСТ устанавливает оптимальные и допустимые микроклиматические условия в зависимости от характера производственных помещений, времени года и категории выполняемой работы.

Оптимальные микроклиматические условия - сочетание параметров микроклимата, которое при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивает сохранение нормального функционального и теплового состояния организма без напряжения реакций терморегуляции. Они обеспечивают ощущение теплового комфорта и создают наиболее благоприятные условия для высокой работоспособности. Оптимальные микроклиматические условия - t = 18-20 оС, = 40-65% отн. вл., v = 0,2 м/с.

Допустимые микроклиматические условия - сочетание параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызывать проходящее и быстро нормализующееся изменение функционального и теплового состояния организма и напряжение реакций терморегуляции, не выходящие за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом не возникает повреждений или нарушений состояния здоровья, но могут наблюдаться ощущения теплового дискомфорта, ухудшение самочувствия и понижение работоспособности. Допустимые микроклиматические условия - t = 14-28 оС, = 20-75% отн. вл., v = 0,2- 1,0 м/с.

Важным техническим средством обеспечения нормальных метеорологических условий является вентиляция, которая, помимо того, должна обеспечивать необходимую санитарную чистоту воздуха в производственных помещениях.

По способу организации воздухообмена вентиляция может быть подразделена на общеобменную, когда смена воздуха осуществляется во всем объеме помещения; местную вытяжную, при которой вредности (газы, пары, пыль, избыточное тепло) удаляют непосредственно от мест их образования; местную приточную, когда подачей чистого воздуха обеспечивают заданные параметры воздушной среды не во все объеме помещения, а только в определенной его части.

Выбор системы вентиляции зависит от размера производственного помещения, числа работающих, расположения рабочих мест, количества вредных выделений при работе технологического оборудования и от других факторов. Поскольку действие общеобменной вентиляции основано на разбавлении выделяющихся вредных веществ свежим воздухом до предельно допутимых концентраций и температур, регламентированных ГОСТом, то эту систему чаще всего применяют в таких производствах, в которых вредные вещества выделяются в небольших количествах и равномерно по всему помещению.

Воздухообмен в помещении можно значительно сократить, если улавливать вредные вещества непосредственно в местах их выделения. В таких случаях необходимо использовать местную вытяжную вентиляцию, которая по сравнению с общеобменной требует значительно меньших капиталовложений и затрат на ее эксплуатацию.

В зависимости от побудителя (движущей силы), обеспечивающего смену воздуха в производственном помещении, различают вентиляцию естественную, при которой перемещение воздуха осуществляется под действием естественных сил, и механическую (искусственную), когда перемещение воздуха обеспечивается вентилятором. Иногда на производстве применяют смешанную вентиляцию (естественную в сочетании с механической).

Воздухообмен при естественной вентиляции обусловлен разностью температур и, следовательно, разностью плотностей воздуха внутри и снаружи помещения (гравитационное давление), а также действием ветра (ветровое давление). Воздух может поступать в производственное помещение и удаляться из него через специально предусмотренные проемы, отверстия - в случае организованной естественной вентиляции, или аэрации, а также через различные неплотности - неорганизованный воздухообмен, инфильтрация. Если аэрация поддается регулированию и расчету, то инфильтрация регулированию практически не поддается, и при расчете естественной вентиляции ее не учитывают. Аэрацию применяют в цехах со значительными тепловыделениями, если концентрация вредных газов, паров, пыли в приточном воздухе не превышает 30% от ПДК.

По способу организации воздухообмена механическая вентиляция бывает приточная (воздушный баланс в помещении положительный), вытяжная (баланс отрицательный) и приточно-вытяжная (баланс уравновешенный). Характер воздушного баланса имеет важное санитарно-гигиеническое значение. Так, при отрицательном балансе воздух из вентилируемого помещения со значительными выделениями вредных веществ не перетекает в помещение с меньшими выделениями или без них. Положительный же баланс позволяет практически полностью изолировать помещение от проникновения в него производственных вредностей. Уравновешенный баланс обеспечивает автономность воздухообмена данного помещения.

Для удаления загрязненного и подачи чистого воздуха в производственных помещениях используют различные типы вентиляторов, которые по принципу работы подразделяются на осевые и центробежные. Достоинством осевых вентиляторов являются простота конструкций, очень высокая производительность и возможность быстро и легко ее регулировать поворотом лопаток. Недостатки - малая величина развиваемого давления и повышенный уровень шума 53-57.

В лаборатории, где проводились исследования установлена механическая общеобменная вытяжная вентиляция для удаления цементной и ангидритовой пыли, паров воды.

4.3 Защита от шума и вибрации

Некоторые производственные процессы сопровождаются значительным шумом и вибрацией, например работа механизмов и агрегатов, действие которых основано на вращательном или возвратно-поступательном движении.

Шум и вибрация могут временно или постоянно подавлять определенные психические процессы организма человека. Последствия могут проявляться в форме нарушения функции слуха и других анализаторов, нервной или пищеварительной системы, системы кровообращения.

Различают ударный, механический, аэрогидродинамический шум. Ударный шум возникает при штамповке, клепке, ковке и т.д. в химических производствах в основном встречается механический шум, который возникает при трении и биении узлов и деталей машин и механизмов (дробилки, мельницы, электродвигатели, насосы, центрифуги). Аэродинамический шум также широко распространен в химической промышленности. Он возникает в аппаратах и трубопроводах при движении воздуха, газа или жидкости и при резких изменениях направления их движения и давления.

Основные физические характеристики звука - частота (Гц), звуковое давление (Па), интенсивность или сила звука (Вт/м2), звуковая мощность (Вт).

Нормирование допустимых уровней звукового давления производится для каждой полосы частот в соответствии с ГОСТ 12.1.003-88 “Шум. Общие требования безопасности”.

В зависимости от характера контакта тела рабочего с оборудованием, подверженным вибрации, различают локальную и общую вибрацию.

Общая вибрация в зависимости от источника возникновения бывает транспортная, транспортно-технологическая и технологическая.

Локальной вибрации подвержены люди, работающие с ручным механизированными электрическими и пневматическими инструментами.

Для вибрации различают санитарно-гигиеническое и техническое нормирование. В первом случае нормирование осуществляется по ГОСТ 12.1.012-90 “ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования безопасности” и направлено на обеспечение оптимальных условий, при которых человек защищен от вибрации. Во-вторых, оно проводится в соответствии с “Санитарными нормами и правилами при работе с инструментами, механизмами и оборудованием, создающими вибрации, передаваемые на руки работающих” (СН 626-66).

Абсолютными параметрами вибрации являются вибросмещение, виброскорость и виброускорение.

Шум и вибрация в производственных помещениях, как правило, вызываются многими причинами, что создает определенные трудности в борьбе с ними и обычно требует одновременного проведения комплекса мероприятий как инженерно-технического, так и медицинского характера. Основными из них в соответствии с ГОСТ 12.1.029-80 “Средства и методы защиты от шума” являются следующие:

· устранение причин шума и вибрации или существенное их ослабление в источнике образования;

· изоляция источников шума и вибрации от окружающей среды средствами звуко- и виброизоляции, звуко- и вибропоглощения;

· применение средств, снижающих шум и вибрацию на пути их распространения;

· уменьшение плотности звуковой энергии помещений, отражений от стен, перекрытий (акустическая обработка) и тд.

Борьба с аэродинамическим шумом требует больших усилий и часто является недостаточной. Основное снижение шума чаще всего достигается звукоизоляцией источника или применением глушителей 53,54,55.

В лаборатории источниками шума и вибрации служат растворомешалка и вытяжная вентиляция. Растворомешалка создает механический шум и вибрацию за счет передачи вращательного момента от электродвигателя лопастям мешалки. Для уменьшения шума и вибрации корпус растворомешалки помещен на резиновый амортизатор. Для снижения аэродинамического шума при работе вентиляции необходимо установить глушитель реактивного типа (без звукопоглощающего материала) на воздуховод, виброскорость, создаваемая вентилятором не превышает 1,2 м/с, интенсивность шума не превышает допустимое значение 65 Дб.

4.4 Освещенность

Рациональное освещение помещений и рабочих мест - один из важнейших элементов благоприятных условий труда. При равильном освещении повышается производительность труда, улучшаются условия безопасности, снижается утомляемость. Наилучшие условия для полного зрительного восприятия создает солнечный свет.

Свет (видимое излучение) - представляет собой излучение, непосредственно вызывающее зрительное ощущение. По своей природе свет представляет собой электромагнитные волны длиной от 380 до 760 нм. Существует естественное и искусственное освещение. Искусственное освещение применяется для компенсации недостаточности естественного, в основном в темное время суток. Оно менее благоприятно с физиологической точки зрения.

Естественное освещение может быть:

- боковым (оконные проемы расположены в наружных стенах);

- верхним (световые проемы расположены в крыше);

- совмещенным (сочетание бокового и верхнего).

Искусственное освещение делится на общее, местное и комбинированное. Предусматривается также аварийное, эвакуационное, охранное и дежурное освещение.

Характеристики освещения можно разделить на количественные и качественные. К количественным характеристикам относятся: световой поток, сила света, освещенность, яркость и светимость. К качественным показателям относятся: фон, контраст объекта с фоном, видимость, цилиндрическая освещенность, показатель ослепляемости, показатель дискомфорта и коэффициент пульсации освещенности.

Естественное освещение оценивается коэффициентом естественной освещенности (КЕО), равному отношению освещенности, создаваемой внутри помещения к наблюдаемой одновременно освещенности под открытом небом. Нормы естественного освещения промышленных зданий, сведены к нормированию КЕО, представлены в СНиП 23-05-95. Для облегчения нормирования освещенности рабочих мест все зрительные работы по степени точноти делятся на восемь разрядов.

Для создания искусственного освещения производственных помещений в качестве источников света применяют лампы накаливания, люминисцентные лампы, разрядные лампы высокого давления, ксеноновые лампы, лампы для специального облучения 53,55.

Для искусственного освещения нормируемый параметр - освещенность. СНиП 23.05.-95 устанавливают минимальные уровни освещенности рабочих поверхностей в зависимости от точности зрительной работы, контраста объекта и фона, яркости фона, системы освещения и типа используемых ламп.

Существует несколько методов расчета освещения, наиболее простой - метод удельной мощности, но он менее точен и им пользуются только для ориентировочных расчетов.

Основной метод расчета - по коэффициенту использования светового потока, которым определяется поток, необходимый для создания заданной освещенности горизонтальной поверхности при общем равномерном освещении с учетом света, отраженного стенами и потолком.

Рассчитаем освещение для лаборатории, в которой проводились исследования по коэффициенту использования светового потока 54.

Fрасч = ESzk/num,

где F - световой поток одной лампы, лм;

Е - нормированная освещенность, лк;

S - площадь помещения, м2;

z - поправочный коэффициент светильника (1,1-1,3);

k - коэффициент запаса, учитывающий снижение освещенности при ээксплуатации (1,1-1,3);

n- число светильников;

u - коэффициент использования, зависящий от типа светильника (0,55-0,60);

m - число люминисцентных ламп в светильнике.

n = Робщ/Рлампы = 1403 / 620 = 2,3 шт

Робщ = * S = 61 * 23 = 1403 Вт,

Рлампы = 620 Вт

светильники с лампами ЛБ, мощностью 65 Вт, световым потоком 4800 лм.

Fрасч = 400 * 23 * 1,2 * 1,2 / (2 * 0,55 * 2) = 4568 лм.

Fтабл = 4800 лм.

Ошибка 10%

= (4800 - 4568) * 100% / 4800 = 4,8%, следовательно расчет выполнен правильно.

4.5 Электробезопасность

Действие электрического тока на человека носит многообразный характер. Проходя через организм человека, электрический ток вызывает термическое, электролитическое, а также биологическое действие.

Термическое действие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагрев кровеносных сосудов, нервов, крови и т.д.

Электролитическое действие тока проявляется в разложении крови и других органических жидкостей организма и вызывает значительные нарушения их физико-химического состава.

Биологическое действие тока проявляется как раздражение и возбуждение живых тканей организма, что сопровождается непроизвольными судорожными сокращениями мышц, в том числе легких и сердца. В результате могут возникнуть различные нарушения и даже полное прекращение деятельности органов кровообращения и дыхания.

Это многообразие действий электрического тока может привести к двум видам поражения: электрическим травмам и электрическим ударам.

Электрические травмы пресдтавляют собой четко выраженные местные повреждения тканей организма, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги. В большинстве случаев электротравмы излечиваются, но иногда, при тяжелых ожогах, травмы могут привести к гибели человека.

Различают следующие электрические травмы: электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, электроофтальмия и механические повреждения.

Электрический удар - это возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц. В зависимости от исхода воздействия тока на организм электрические удары делятся на следующие четыре степени:

I - судорожное сокращение мышц без потери сознания;

II - судорожное сокращение мышц, потеря сознания, но сохранение дыхания и работы сердца;

III - потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе);

IV - клиническая смерть, т.е. отсутствие дыхания и кровообращения.

Причинами смерти в результате поражения электрическим током могут быть: прекращение работы сердца, прекращение дыхания и электрический шок.

Состояние окружающей воздушной среды, а также окружающая обстановка могут существенным образом влиять на опасность поражения током.

Сырость, токопроводящая пыль, едкие пары и газы, разрушающе действующие на изоляцию электроустановок, а также высокая температура окружающего воздуха, понижают электрическое сопротивление тела человека, что еще больше увеличивает опасность поражения его током.

Воздействие тока на человека усугубляют также токопроводящие полы и близко расположенные к электрооборудованию металлические конструкции, имеющие связь с землей, так как в случае одновременного касания к этим предметам и корпусу электрооборудования, случайно оказавшемуся под напряжением, через человека пройдет ток большой силы.

В зависимости от наличия перечисленных условий, повышающих опасность воздействия тока на человека, “Правила устройства электроустановок” делят все помещения на следующие классы:

1 - помещения без повышенной опасности, характеризуются отсутствием условий, создающих повышенную или особую опасность (п.п. 2 и 3).

2 - помещения с повышенной опасностью, характеризуются наличием в них одного из следующих условий, создающих повышенную опасность:

а) сырости (относительная влажность воздуха длительно превышает 75%) или токопроводящей пыли;

б) токопроводящих полов (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и др.);

в) высокой температуры (выше +35оС);

г) возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединения с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т.п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования - с другой.

3 - особо опасные помещения характеризуются наличие одного из следующих условий, создающих особую опасность:

а) особой сырости (относительная влажность воздуха влизка к 100%: потолок, стены, пол и предметы в помещении покрыты влагой);

б) химически активной или органической среды (разрушающей изоляцию и токоведущие части электрооборудования);

в) одновременно двух или более условий повышенной опасности (п. 2).

4 - территории размещения наружных электроустановок 53,54.

В лаборатории для проведения исследований необходима электрическая растворомешалка, питающаяся от сети 220 В, расположенная на расстоянии 2 м от радиатора центрального отопления, имеющего соединение с землей. Это исключает возможность одновременного прикосновения к растворомешалки и радиатора. В лаборатории отсутствуют токопроводящие полы; влажность в пределах 75%, нет токопроводящей пыли; температура в пределах 18-20оС. Следовательно, помещение лаборатории можно отнести к классу без повышенной опасности.

4.6 Пожарная безопасность

Категория помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности определяется в соответствии с нормами технологического проектирования ОНТП 24-86, введенными в действие с 01.01.1987. методика определения основана на необходимости знать количества веществ и материалов, находящихся (образующихся) в помещениях и зданиях, их пожаровзрывоопасные свойства, при этом обязательно надо учитывать особенности технологических процессов размещенных в них производств.

Все производственные и складские помещения в соответствии с ОНТП 24-86 подразделяются на категории А, Б, В, Г и Д, определенные расчетными методами на основе критериев их взрывопожарной опасности путем последовательной проверки принадлежности помещения от высшей категории А к низшей Д.

А - взрывопожароопасная. Горючие газы, ЛВЖ с температурой вспышки не более 28оС, вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом.

Б - взрывопожароопасная. Горючие пыли или волокна, ЛВЖ с температурой вспышки более 28оС, горючие жидкости, которые могут образовывать взрывоопасные пылевоздушные или паровоздушные смеси.

В - пожароопасная. Горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы, вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть.

Г - негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени.

Д - негорючие вещества и материалы в холодном состоянии.

Помещение лаборатории можно отнести к категории Д, т.к. материалы для исследований (цемент, песок, вода, сульфат кальция, гравий) нельзя отнести к горючим или способным взрываться и они находятся в холодном состоянии 54,53.

Для ликвидации возможного пожара в лаборатории существуют первичные средства пожаротушения - песок и огнетушитель ОХВП-10.

Огнетушитель ОХВП-10 ручной химический воздушно-пенный, пена образуется при взаимодействии щелочной и кислотной частей заряда. Этим огнетушителем нельзя тушить установки под напряжением, веществ, вступающих во взаимодействие с водой или горящих без доступа воздуха. Однако, этот огнетушитель отличается высокой эффективностью при тушении ЛВЖ и ГЖ, а также невысокой стоимостью.

4.7 Чрезвычайные ситуации

Под “чрезвычайными ситуациями” следует понимать события, которые могут произойти в мирное и военное время и приводят к возникновению очагов массового поражения.

Чрезвычайные ситуации (ЧС) классифицируются:

1) ЧС военного времени (вооруженные нападения на военные объекты и склады, выступления экстремистских групп, применение оружия массового поражения и других средств поражения и др.);

2) ЧС невоенного времени, делят на биолого-социального характера, природного происхождения, техногенного характера 55.

Для Томской области наиболее вероятна ЧС природного происхождения связанная с метеоусловиями - сильные морозы. Для сохранения устойчивого функционирования лаборатории во время этого типа ЧС необходима газогенераторная установка для производства тепла в случае разморозки центрального отопления.

Наиболее вероятна ЧС техногенного характера, связанная с авариями на электроэнергетических системах и коммунальных системах жизнеобеспечения - отключение электроэнергии и прекращение подачи питьевой воды. В случае такой ЧС необходимо иметь собственный источник электроэнергии (электрогенератор) и источник питьевой воды (подземная скважина).

5. РАСЧЕТ ЗАТРАТ НА ПРОЕКТ

5.1 Планирование работ

Задачей планирования разработок является оптимальный расчет использования времени и ресурсов, обеспечивающий выполнение работ в срок при наименьших затратах средств. Планирование работы заключается в соответствии перечня работ, необходимых для достижения поставленной задачи, определения участников каждой работы, установления продолжительности работ, построения линейного графика. Для составления линейного графика выявляются и описываются все события и работы, необходимые для достижения цели выполнения работ (табл. 9.1).

Таблица 9.

Условные обозначения:

И - инженер;

НР - научный руководитель.

5.2 Расчет затрат

Затраты на любой вид деятельности рассчитываются по следующим элементам расходов с последующим суммированием:

1. материальные затраты.

2. Затраты на оплату труда.

3. Отчисления на социальные нужды.

4. Амортизация основных фондов.

5. Прочие затраты.

6. Накладные

5.2.1 Материальные затраты

В элементе «Материальные затраты» отражается стоимость приобретенных со стороны сырья и материалов, которые являются необходимыми компонентами при проведении работ по ЭА.

Таблица 10

5.2.2 Затраты на оплату труда

Рассчитываем месячную заработную плату инженера :

ЗП ин = БО * К1 * К2; руб/ мес

Где:БО - базовый оклад, БО = 8000 руб.

К1 - оплата в соответствии с действующим законодательством очередных и дополнительных отпусков, К1 = 1,1;

К2 - выплаты, обусловленные районным регулированием оплаты труда (выплаты по районным коэффициентам), К2 = 1,3.

ЗП ин.=8000 * 1,1 * 1,3 = 11440 руб/мес.

Рассчитываем месячную заработную плату научного руководителя :

ЗП нр = ( БО * К1 + Д1) * К2 + Д2 , руб/мес

Где: БО - базовый оклад, БО = 12600 руб

Д1 - доплата за ученую степень, Д1 = 7000;

Д2 - доплата ученого совета ТПУ, Д2 = 5000;

К1 - 1,16;

К2 - 1,3;

ЗПнр.=( 12600 * 1,16+7000)*1,3+5000=31100 руб/мес

Рассчитываем Заработную плату каждого исполнителя за отработанное время:

ЗПин = 11440/21 * 36 = 19611 руб.

ЗПнр = 31100/21 * 4 = 5923 руб.

Определяем основную общую заработанную плату:

ЗПобщ. = 5923 + 19611 = 25534 руб.

Итого затраты на оплату труда на реализацию проекта (36 дня): 25534рублей.

5.2.3 Отчисления на социальные нужды

Отчисления на социальные нужды состоят из:

- отчислений в пенсионный фонд;

- отчислений в медицинское страхование;

- госстрахование.

Они составляют 26 % от заработной платы.

U с. о. = 0,26 25534 = 6638 руб.

5.2.4. Амортизация основных фондов

Для амортизационных отчислений необходимо знать стоимость оборудования.

В процессе работы используется компьютер IBM - 486, принтер EPSON - 1100 LX.

Таблица 11

Амортизационные отчисления за период пользования данной техникой вычисляются по формуле:

Ua = На Кобор. Uисп. / Uгод.

Где: На - норма амортизационных отчислений; На = 1/Т

Кобор. - стоимость оборудования, руб;

Uисп. - время использования оборудования, дней;

Uгод. - число дней в году;

Т - срок службы

Ua = 1/36 30000 36 / 365 = 82,19руб.

5.2.5 Прочие затраты

Прочие затраты включают в себя: получение консультаций, непосредственные затраты, которые могут возникнуть в процессе исследования и которые заранее спланировать не возможно.

Прочие затраты составляют 10 % от всех затрат.

З пр. = 0,1( ЗПобщ. + U с.о. + Змат. + Uа) = 0,1( 25536 + 6638 + 694 + 82,19) = 32948,19 руб.

5.2.6 Накладные расходы

Накладные расходы включают в себя: оплату за электрическую энергию, отопление, воду, телефон, содержание администрации.

Накладные расходы составляют 200 % от затрат на оплату труда.

З н.р. = 2 25534 = 51068 руб.

5.3 Себестоимость проекта

С = Змат. + ЗПобщ. + Uс.o. + Ua + З пр. + З н.р., руб.

С = 694 + 25534 + 6638 + 82,19 + 32948,19 + 51068 = 116964,38 руб.

Себестоимость проекта = 51856,02 руб.

Таблица 12

Сводная смета затрат

6. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА

6.1 Организация и планирование НИОКР

Планирование НИОКР заключается в составлении перечня работ, необходимых для достижения поставленной задачи; определении участников каждой работы; установлении продолжительности работ в рабочих днях; построении линейного или сетевого графика и его оптимизации.

Для НИР, заканчивающихся внедрением разрабатываемой конструкции или технологического процесса, сложились определенные этапы выполнения, как теоретических исследований, так и опытно-конструкторских разработок. В таблице 9 приведены примерный состав и структура их длительности для прикладных НИР.

Таблица 13

Состав и структура основных этапов НИОКР (научно-теоретические исследования)

Расчет трудовых затрат осуществляется двумя методами: технико-экономическим и опытно-статическим.

Технико-экономический метод есть метод прямого счета по нормативам, имеющимся в НИИ или КБ. При расчете трудовых затрат по методу прямого счета получают наиболее обоснованные результаты. Этот метод наиболее надежен при определении трудоемкости ОКР.

В связи с тем, что в НИИ и КБ разрабатываются практически неповторяющиеся и мало похожие одно на другое изделия, при определении трудовых затрат на выполнение НИОКР широко пользуются опытно-статистическим методом, который может быть реализован двумя вариантами:

а) методом аналогов,

б) вероятностным методом.

При выполнении поисковых работ (как в данном случае) применение системы аналогов практически невозможно, поэтому в настоящее время для определения ожидаемого значения продолжительности работы tож применяются два варианта использования вероятностных оценок продолжительности работы. Первый вариант основан на использовании трех оценок: tmax, tн.в.,,

tож = (tmin + 4 tн.в + tmax) / 6,

где tmin - кратчайшая продолжительность данной работы (оптимистическая оценка);

tн.в. - наиболее возможная по мнению экспертов продолжительность работы (реалистическая оценка);

tmax - самая длительная продолжительность (пессимистическая оценка).

Второй вариант основан на использовании двух оценок tmax, tmin.

Для того, чтобы выполнить научно-исследовательскую работу в сток при наименьших затратах средств, составляется план-график, в котором рассчитывается поэтапная трудоемкость всех работ. После определения трудоемкости всех этапов темы назначается число участников работы по этапам, т.е. определяется фронт работ. Число участников должно быть максимально возможным по условиям выполнения того или иного этапа; с другой стороны, на каждом этапе должны участвовать только те работники, которые действительно необходимы для проведения данного этапа в соответствии со своей специализацией.

Необходимо стремиться к такому разделению темы на этапы, а этапов на работы, при котором была бы возможность выполнять их параллельно или последовательно-параллельно.

Для построения сетевого графика составляется таблица с перечнем событий и работ (таблица 11). Завершение каждого из этапов темы является “событием” сетевого графика.

Таблица 14

Перечень событий и работ

Расчет затрат на проведение НИОКР

Затраты на НИОКР подразделяются на капитальные (единовременные) и текущие. Капитальные затраты на НИР включают: стоимость оборудования, приборов, стоимость зданий и сооружений, необходимых для проведения НИР.

Состав текущих затрат: заработная плата, начисление на заработную плату, командировочные расходы, затраты на проведение испытаний экспериментальных образцов.

Определение затрат по запланированным работам осуществляется в форме сметной калькуляции, для расчета которой должны быть использованы действующие рыночные цены, а также данные производственных и научно-исследовательских подразделений.

Обычно затраты на НИОКР рассчитываются по следующим элементам расходов с последующим суммированием:

1. Материальные затраты (за вычетом стоимости возвратных отходов).

2. Затраты на оплату труда.

3. Отчисления на социальные нужды.

4. Амортизация основных фондов и нематериальных активов.

5. Прочие затраты.

Капитальные затраты на проведение данной НИР составляют стоимость оборудования:

Перечень оборудования и электрокоммуникаций.

Таблица 15

Амортизационные отчисления составляют 16% от стоимости оборудования, т.е. 16% от 16390380руб =2622460руб. Амортизационные отчисления на 1м2 составят 2622460руб./3179520 м2/год.=0,8

В элементе “Материальные затраты” отражается стоимость приобретенных со стороны сырья и материалов, которые входят в состав вырабатываемой продукции, образуя ее основу, или являются необходимыми компонентами при изготовлении продукции.

Материалы для получения 1 м3 ангидритовой шихты или 33,33 ангидритовых листов:

Таблица 16

Таким образом, затраты сырья и материалов на производство одного листа составят 245,06 / 33,33 = 7,4 руб., а на 1 м2 - 2,5 руб.

В состав затрат на оплату труда включаются:

выплаты заработной платы за фактически выполненную работу, исходя из сдельных расценок, тарифных ставок и должностных окладов в соответствии с принятыми на предприятии нормами и системами оплаты труда;

выплаты стимулирующего характера по системным положениям;

выплаты, обусловленные районным регулированием оплаты труда (выплаты по районным коэффициентам);

стоимость продукции, выдаваемой в порядке натуральной оплаты работникам;

оплата в соответствии с действующим законодательством очередных и дополнительных отпусков (компенсация за неиспользованный отпуск);

оплата труда работников, не состоящих в штате предприятия за выполнение ими работ по заключенным договорам;

другие виды выплат за исключением расходов по оплате труда, финансируемых за счет прибыли предприятия.

Величина планового фонда заработной платы определяется по формуле;

ЗП = ЗПт + ЗПд + ЗПп,

где ЗПт - тарифный фонд заработной платы (по окладам);

ЗПд - дополнительная заработная плата за неотработанное время (отпуск);

ЗПд = (0,08 0,16) * ЗПт

ЗПп - доплаты за условия работы и проживания (в Томске ЗПп = 0,3).

Для бюджетных организаций можно воспользоваться тарифными ставками Единой тарифной сетки (01. 12. 01).

Смета затрат приведена в виде таблицы с подробной расшифровкой всех элементов затрат (таблица 14).

Таблица 17

Персонал

При выпуске 31795520 м2 листов «ПАНО» в год фонд заработной платы без начислений на 1 м2 составит 176000 руб. * 12 мес./ 3179520 м2 = 0,54 руб.

Таблица 18

Калькуляция себестоимости 1м2 листов «ПАНО»

Таким образом, при производственном плане в 3179520 м2 ангидритовых плит в год (при работе в две смены) прямые затраты на производство 1 м2 продукции составят 5,953 руб.

Затраты на аренду в расчете себестоимости не учтены, поскольку предполагается что площади находятся в собственности производителя.

Доходы проекта

Цеховая себестоимость продукции составит 5,935+20%=7,122руб.

Заводская себестоимость продукции составит

7,122руб + (накладные расходы от 7% до 14%), т.е.

7,122руб. +10%=7,98руб.

Окончательная цена 1м2 изделия составит

7,98руб. +(НДС-18%), т.е.

7,98руб.+18%=9,41руб.=9,4руб.

Определим срок окупаемости данного проекта Токуп.

Прямым аналогом плит ангидритовых 'ПАНО' являются гипсокартонные листы (1200х2500; 1200х2600; 1200х3000 мм). Толщина гипсокартона варьируется в пределах от 6,5 мм до 24 мм. Наиболее распространенные листы гипсокартона толщиной 12,5 мм (стеновой), 9,5 мм (потолочный) и 6,5 мм (арочный).

Цены на гипсокартон на Томском рынке на 01.03.10 составляют (по прайс-листу 'Компании электрического света'):

При переходе на фторангидрит экономия на 1 м2составит

80руб./м2 (ГКЛ-Кнауф)-9,4руб.(лист «ПАНО»)=70,6руб.-Это прибыль ВВП.

Чистая прибыль от производства 1 м2 листов «ПАНО» составит

Прибыль ВВП-24%(налог на прибыль)=70,6руб.-24%=53,656руб.

Прибыль от производства 3 179 520м2/год листов «ПАНО» составит

53,65руб*3 179 520 м2/год=170 581 248руб.

Т окуп. = Прибыль в год/ затраты на оборудование

Т окуп. = 170 581 248 руб./16 390 380руб.=11месяцев.

7. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОТХОДОВ ФТОРОВОДОРОДНОГО ПРОИЗВОДСТВА СИБИРСКОГО ХИМИЧЕСКОГО КОМБИНАТА

Экологический эффект использования отходов фтороводородного производства для бассейна реки Томи

В речку сбрасывается 10 000 тонн фторангидрита в соотношении с водой (Т:Ж) = 1 : 16, который состоит из следующих химических соединений:

CaSO4 - 94,5 % масс., или 9450т/год;

H2SO4 - 5 % масс., или 500т/год;

HF - 0,5 % масс., или 50т/год;

и

H2О - 16000 т/год.

Для нейтрализации кислых компонентов фторангидрита добавляют гидроксид натрия (NaOH) в стехиометрических количествах с 0,1%-ым избытком, т.е. 687 тонн в год.

Таким образом, в р. Томь сбрасывают в составе фторангидрита 64,1 тонны фтор-иона и 9666,5 тонну сульфатов (кальция и натрия), а также 1,0 тонны гидроксида натрия, т.е. в пересчете на концентрацию фтор-иона и сульфат-иона в сточных водах составит (64,1 / 16000) х 106 = 4006,25 мг/л и (9666,5 / 16000) х 106 = 604156,25 мг/л соответственно.

Следовательно, превышение по концентрации фтор-иона составляет 4006,25 / 1,5 = 2670 раз, по сульфат-иону - 604156,25 / 500 = 1208,3 раз.

Количество сбрасываемого фтор-иона из абсорбера составляет при использовании плавикового шпата ФФ95 - 137,5 т/год, расход щелочи - 289,6 т/год, а при использовании ФФ92 - 206,25 т/год фтор-иона, расход щелочи - 434,4 т/год, т.е. в пересчете на концентрацию фтор-иона в сточных водах составит (137,5 / 16000) х 106 = 8593,75 мг/л и (206,25 / 16000) х 106 = 12890,75 мг/л соответственно.

Следовательно, превышение по концентрации фтор-иона составляет 8593,75 / 1,5 = 17187,5 раза и - 12890,6 / 1,5 = 8593,7 раза соответственно.

Для фтор-иона ПДК = 1,5 мг/л, для сульфатов кальция ПДК = 500 мг/л. [Предельно-допустимые концентрации вредных веществ в воздухе и воде. «Химия». - Ленинград. - 1975. - 606 с.].

В данном случае:

Квг = (1,15 +1,25 + 1,1 + 1,15) / 4 = 1,1625;

Кдл = 5;

Кв = 1,22;

Кин = 1;

Киз = 10;

Нf = 170;

Нso4 = 6;

Рассчитаем приведенную массу сброса фтор-иона для реки Оби с учетом вышеизложенного в 2007 года:

При использовании ФФ95

Мf = 16000 х (4006,25 + 12890,6) - 1,5) х 8760 х 10-6 = 2368262 усл.т = 2368 тыс. т.

При использовании ФФ92

Мf = 16000 х (4006,25 + 8593,75) - 1,5) х 8760 х 10-6 = 1766015 усл.т = 1766 усл. тыс. т.

Рассчитаем приведенную массу сброса сульфат-иона для реки Оби с учетом вышеизложенного в 2007 года:

МSO4 = 16000 х (1208,3- 500) х 8760 х 10-6 =992753 усл.т = 993 усл.тыс. т.

Тогда ущерб или вред окружающей среде для Томской области в 2007 году составил:

При использовании ФФ95

У = Квг x Кдл x Кв x Кин x SUM H i x М i x Киз = 1,1625 х 5 х 1,22 х 1 х ((170 х 1766 х10) + (6 х 993 х 10)) = 21331600 руб. = 21 млн.руб./год.

При использовании ФФ92

У = 1,1625 х 5 х 1,22 х 1 х ((170 х 23682 х10) + (6 х 993 х 10)) = 285911966,9 руб. = 285,9 млн.руб./год.

Затраты на нейтрализующий агент (NaOH) составят (687 + 289,6) т х 10000 руб/т = 9,8 млн. руб. при ФФ95 и

(687 + 434,4) т х 10000 руб/т = 11,2 млн. руб. при ФФ92.

Затраты на ремонт и содержание пульпопровода, через который фторангидритовая пульпа сливается в р. Ромашку, а затем в р. Томь - неизвестны.

Таким образом, общие затраты СХК на сброс отходов фтороводородного производства составляют:

56,9 млн. руб. + 9,8 млн. руб. + содержание пульпопровода = более 67 млн. руб. при использовании плавикового шпата ФФ95 и

64,2 млн. руб. + 11,2 млн. руб. + содержание пульпопровода = более 75 млн. руб. при использовании ФФ92.

В случае утилизации сульфаткальциевых отходов, (тем самым исключается загрязнение окружающей среды 64,1 тонной фтор-ионом, 9666,5 тоннами сульфатов (кальция и натрия)), исключается расход 687 тонн натриевой щелочи, остаются затраты в следующем количестве:

При использовании ФФ95

Мf = 16000 х (859 - 1,5) х 8760 х 10-6 = 12024тыс. т.

У = 1,1625 х 5 х 1,22 х 1 х (170 х 1204 х10) = 14,5 млн.руб./год.

При использовании ФФ92

Мf = 16000 х (1289 - 1,5) х 8760 х 10-6 = 1946 тыс. т.

У = 1,1625 х 5 х 1,22 х 1 х (170 х 1946 х10) = 23,4 млн.руб./год.

Таким образом, использование фторангидрита позволит уменьшить затраты СХК на следующую величину:

При использовании ФФ95

67 - 14,5 = 53,5 млн.руб.

При использовании ФФ92

75 - 23,4 = 51,6 млн. руб.

Но для того, чтобы сэкономить указанные затраты, СХК необходимо смонтировать отделение технологически и экологически безопасной контейнерной отгрузки фторангидрита потребителям, сумма затрат на которое составит 5,1 млн. рублей.

Тогда экономический эффект от утилизации указанных отходов составит в пересчете на 1 тонну фторангидрита

(53500000 - 5100000)/10000 = 4840 руб/т (ФФ95)

и

(51600000 - 5100000)/10000 = 4560 руб/т (ФФ92).

Количество используемого плавикового шпата разных марок - неизвестно.

Этот расчет приведен без учета потребляемой из недр Земли (подземная скважина) воды, используемой для распульповывания фторангидрита, разбавления и получения необходимой концентрации натриевой щелочи и потребления воды для охлаждения и нужд коммунально-бытового снабжения производства фтороводорода.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенной работы была установлена возможность применения отходов фтороводородного производства Сибирского химического комбината в качестве пластификатора цементных строительных растворов, разработан цех по производству ангидритовых листов сухой штукатурки. Технические риски и производственные риски проекта достаточно низкие, поскольку технология производства отработана; технологическое оборудование отличается простотой в обслуживании; по результатам испытаний физико-механические свойства продукции не уступают аналогам.

Экономические расчеты полностью подтвердили доводы о значительной экономичности данного производства

Целевое использование отходов предотвратит загрязнение реки Томь примерно 3 тысячами тонн сульфата кальция, улучшится экологическая обстановка не только в нашей области, но и в других регионах, где протекают реки Томь и Обь.

Решаются также и экономические проблемы - открытие нового производства принесет дополнительные рабочие места. Значителен ожидаемый экономический эффект, который составит около 24 млн. рублей в год.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Микульский В.Г. и др. Строительные материалы. - М.: Изд-во АВС, 2000. - 482 с.

2. Федорчук Ю.М., Цыганкова Т.С., Виноградова Ю.С. Анализ производственных параметров процесса изготовления листов сухой штукатурки из тв?рдых отходов фтороводородного производства СХК // Энергия молодых - экономике России: Труды V Всерос. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. - Томск: Изд-во ТПУ, 2004. - С. 500-503.

3. Федорчук Ю.М., Цыганкова Т.С.,Петров М.Л., Зыкова Н.С. Определение влияния свойств армирующего материала и условий твердения, образцов на их прочность изгибу, полученных из твердых отходов фтороводородного производства // Проблемы геологии и освоения недр: Труды IX Межд. науч. симпозиума студ., аспир. и молодых уч?ных. - Томск: Изд-во ТПУ, 2005. - С. 325-327.

4. Федорчук Ю.М., Цыганкова Т.С.,Непогожев Е.А., Зыкова Н.С. Влияние составов исходной смеси и условий твердения образцов, полученных из твердых отходов фтороводородного производства, на их прочность сжатию // Проблемы геологии и освоения недр: Труды IX Межд. науч. симпозиума студ., аспир. и молодых уч?ных. - Томск: Изд-во ТПУ, 2005. - С. 327-329.

5. Федорчук Ю.М. Техногенный ангидрит, его свойства, применение. - Томск: Изд-во ТГУ, 2003. - 110 с.

6. Цыганкова Т.С., Зыкова Н.С., Федорчук Ю.М. Проведение опытно-промышленных испытаний получения ангидритовых панелей сухой штукатурки с помощью виброформования // Проблемы геологии и освоения недр: Труды IX Межд. науч. симпозиума студ., аспир. и молодых уч?ных. - Томск: Изд-во ТПУ, 2005. - С. 330-303.

7. Охрана окружающей среды и экологическая безопасность /Под ред. Н.И. Зубрева. -М.: АООТ «Политех 4», 1998. - 590с.

8. Федорчук Ю.М. Техногенный ангидрит, его свойства, применение, Изд. ТПУ. 2005 г. 110 с

9. Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов /Под ред. К. З. Ушакова. - М.: Изд-во Моск. гос. горного ун-та, 2000. - 430 с.

10. Федеральный закон «Об охране окружающей среды» от 10.01.2002, № 7-ФЗ

11. Позин М.Е. Технология минеральных солей. - Л.: Химическая литература, 1974. - 286 с.

12. Авторское свидетельство СССР №796207 опубл. 15.01.81 г.

13. Гузь С.Ю., Барановская Р.Г. Производство криолита, фторида алюминия и фторида натрия. - М.: Металлургия, 1964. - 174 с.

14. Бутт Ю.М. и др. Строительные материалы. - М.: Высшая школа, 1965. - 650 с.

15. Ильинский Б.П. Исследование путей утилизации гипсового отхода производства плавиковой кислоты. Отчет о НИР. Пермь, 1981.

16. Клюковский Г.И. Общая технология строительных материалов. - М.: Высшая школа, 1976. - 429 с.

17. Федорчук Ю.М., Цыганкова Т.С. и др. Активная минеральная добавка в строительные растворы и бетоны. Заявка на патент РФ. Входящий № 019155 от 05.06.2002 г.

18. Болдырев А.С. и др. Строительные материалы. Справочник. - М.: Стройиздат, 1989. - 303 с.

19. Голыно-Вольфсон С.Л. Химические основы технологии и применения фосфатных связок и покрытий. - Л.: Химия, 1968. - 294 с.

20. Волженский А.В., Буров Ю.С. Минеральные вяжущие вещества. - М.: Стройиздат, 1973. - 364 с.

21. Пащенко А.А., Сербин В.П., Старчевская Е.А. Вяжущие материалы. - Киев: Выща школа, 1985. - 436 с.

22. Штрюбель Г., Циммер Х. Минералогический словарь. - М.: Недра, 1987. - 537 с.

23. Киреев В.А. Краткий курс физической химии. - М.: Госхимиздат, 1956. - 638 с.

24. Жуховицкий А.А., Шварцман Л.А. Краткий курс физической химии. - М.: Металлургия, 1979. - 487 с.

25. Стромберг А.Г., Семченко Д.П. Физическая химия. - М.: Высшая школа, 1999. - 538 с.

26. Краткий справочник физико-химических величин / Под ред. К.П. Мищенко и А.А. Равделя. - М.: Химия, 1974. - 369 с.

27. Карапетьянц М.Х., Карапетьянц М.Л. Основные термодинамические константы неорганических и органических веществ. - М.: Химия, 1968. - 687 с.

28. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник. - Л.: Химия, 1978. - 385 с.

29. Основные свойства неорганических фторидов / Под ред. Н.П. Галкина. - М.: Атомиздат, 1976. - 287 с.

30. Заявка Японии №53-27738, опубл. 08.10.78.

31. Заявка Японии №58-6701, опубл. 05.02.83.

32. Заявка ФРГ №2706160, опубл. 17.08.78.

33. Заявка Франции №2377359, опубл. 15.09.78.

34. Заявка Японии №56-19303, опубл. 07.05.81.

35. Заявка Японии №54-4972, опубл. 12.03.79.

36. Воробьев X.С. Гипсовые вяжущие изделия. - М.: Стройиздат, 1983. - 265 с.

37. Будников П.П., Зорин С.П. Ангидритовый цемент. - М.: Промстройиздат, 1954. - 276 с.

38. Регламент фтороводородного производства Сибирского химического комбината.

39. Чебуков М.Ф., Игнатьева Л.П. Использование отходов от производства плавиковой кислоты для получения строительного гипса. - Новосибирск: Известия ВУЗов, №10, 1958.

40. Авторское свидетельство СССР №796207, опубл. 15.01.81.

41. Технико-экономическое обоснование инновационного проекта. Методические указания по выполнению экономического раздела ВКР для студентов ТЭФ и АЭЭФ всех специальностей всех форм обучения. - Томск : Изд. ТПУ, 2002. - 53 с.

42. Бутт Ю.М. и др. Химическая технология вяжущих материалов. М.: Высшая школа, 1980. - 475 с.

43. СулименкоЛ.К. Технология минеральных вяжущих материалов и изделий на их основе. - М.: Стройиздат, 2000. - 365 с.

44. Кузнецов А.М. Технология вяжущих веществ и изделий из них. М.: Химия, 1963. - 276 с.

45. Колбасов В.М. Технология вяжущих материалов. - М.: Стройиздат, 1987. - 364 с.

46. Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества. - М.: Химия, 1986. - 365 с.

47. Хигерович М.И. и др. Строительные материалы. - М.: Высшая школа, 1982. - 352 с.

48. Строительные материалы / Под ред. М.И. Хигеровича. - М.: Стройиздат, 1970. - 368 с.

49. Ребиндер П.А. Поверхностно-активные вещества. - М.: Знание, 1961. - 48 с.

50. Мчедлов-Петросян О.П., Бабушкин В.И. Термодинамика и термохимия цемента. VI Международный конгресс по химии цемента. - Москва, 1974. - 36 с.

51. Вяжущие вещества, бетоны и изделия из них / Под ред. Г.И. Горчакова. - М.: Высшая школа, 1976. - 294 с.

52. Скрамтаев Б.Г. и др. Строительные материалы. - М.: Промстройиздат, 1954. - 644 с.

53. Шейкин А.Е., Скавронский Б.И. Строительные материалы. - М.: Трансжнлдориздат, 1958. - 387 с.

54. Бобков А.С. и др. Охрана труда и экологическая безопасность в химической промышленности. - М.: Химия, 1998. - 400 с.

55. Охрана труда в химической промышленности / Под ред. Г.В. Макарова. - М.: Химия, 1989. - 496 с.

56. Еремин В.Г. и др. Обеспечение безопасности жизнедеятельности в машиностроении. - М.: Машиностроение, 2002. - 400 с.

57. Пряников В.И. Техника безопасности в химической промышленности. - М.: Химия, 1989. - 288 с.

58. Захаров Л.Н. Техника безопасности в химических лабораториях. - Л.: Химия, 1991. - 336 с.

59. Временная методика оценки экономического ущерба от выбросов и сбросов

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Технологическая схема получения ангидритовых листов сухой штукатурки

Приложение 2

Характеристика транспортера

Ковшовые транспортеры применяют для транспортирования пылевидных, зернистых и кусковых насыпных грузов.

Ковшовый элеватор состоит из металлической опорной конструкции с горизонтальными и вертикальными участками, на которых укреплены направляющие пути и звездочки - приводные, натяжные и поворотные. Насыпной груз загружается в ковши элеватора в любом месте нижнего горизонтального участка и перемещается в них как на горизонтальных, так и на вертикальных участках конвейера без перегрузок.

В качестве тягового элемента применяются ленты или цепи. Загрузка ковшей осуществляется либо зачерпыванием груза из нижней части кожуха элеватора, либо засыпанием груза в ковши. Разгрузка ковшей бывает центробежной, свободной и самотечной направленной. При центробежной разгрузке скорость движения ковшей элеваторов принимают обычно 1-5 м/с.

Свободная самотечная и направленная разгрузка применяется у тихоходных элеваторов при скорости движения ковшей 0,4-0,8 м/с. По расположению ковшей различают элеваторы с расставленными и сомкнутыми ковшами.

Краткие технические характеристики элеватора:

? Ширина ковша, мм - 100-1000

? Шаг ковшей, мм - 160-800

? Ширина ленты или ремня, мм - 125-700

? Скорость движения ковшей, м/с - 0,4-2,5

? Производительность, м3/ч - 1,6-320

? Высота подъема, м - до 50

Габаритные размеры, мм: по согласованию с заказчиком

Приложение 3

Характеристика Барабанно-шаровой мельницы

Размольное оборудование - Мельница шаровая СМ6001А

Мельница шаровая СМ6001А предназначена для мокрого измельчения различных рудных и нерудных полезных ископаемых, строительных материалов средней твёрдости. Мельница относится к типу шаровых барабанных мельниц непрерывного действия с центральной выгрузкой продукта помола.

Мельница шаровая СМ6001А предназначена для мокрого измельчения различных рудных и нерудных полезных ископаемых, строительных материалов средней твёрдости. Мельница относится к типу шаровых барабанных мельниц непрерывного действия с центральной выгрузкой продукта помола.

Мельница работает непрерывно в различных технологических схемах (в открытом или закрытом цикле) и позволяет получать однородный по тонкости продукт измельчения с помощью мелющих тел (шаров или стержней).

Производительность мельницы зависит от физико-механических свойств измельчаемых материалов (прочность, размолоспособность), крупности материалов на входе (до 40 мм), тонкости помола, равномерности питания, заполнения мелющими телами и материалом.

В комплект поставки входит футерованный стальной барабан, выложенный внутри плитами, предохраняющими его от истирания, загрузочная крышка, разгрузочная часть, две роликоопоры, перефирийный привод, питатель.

Наименование показателя Значение

Тип мельницы Шаровая сухого помола

Индекс мельницы СМ 6001А

Номинальный рабочий объём барабана, куб. м 25

Диаметр барабана внутренний без футеровки, мм 2100

Длина барабана, мм 3 100

Частота вращения мельницы, об./мин 28

Производительность, т/час 4-12

Габаритные размеры (длина х ширина х высота) не более, мм 6 300 х 3 600 х 2 600

Масса мельницы без мелющих тел, кг 23 000

Максимальная масса мелющих тел, кг 10 500

Установленная мощность двигателя, кВт 90

Частота вращения двигателя, об./мин 1480

Напряжение питания, В 380

Передаточное число редуктора 12,5

Конструкция мельницы: Барабан мельницы представляет собой стальной полый цилиндр, выложенный внутри футеровочными плитами, предохраняющими его от ударного и трущего воздействия шаров и материала. Плиты могут быть изготовлены стальными или из специальной износостойкой резины.

Резиновая футеровка применяется при следующих условиях эксплуатации мельниц:

- среда должна быть нейтральной, кислотность допускается не более Рн= 8-10 единиц;

- температура среды не выше 80 С.

Мельница загружается шарами с размерами не более 80 мм.

С обеих сторон барабан закрыт торцевыми крышками - загрузочной и разгрузочной.

Крышки отлиты заодно с полыми цапфами и защищены торцовыми футеровочными плитами. На цапфы насажены опорные бандажи, которыми барабан опирается на две самоустанавливающиеся роликоопоры.

Загрузочное устройство состоит из питателя и шнека загрузки, имеющего винтовые направляющие для перемещения материала. Шнек вставлен в полость цапфы загрузочной крышки и через фланец прикреплён шпильками к торцу цапфы.

В разгрузочную крышку аналогичным образом вмонтирован шнек с винтовыми направляющими. К шнеку крепится барабан разгрузки с грохотом, предназначенным для отделения случайно прошедших крупных кусков.

Мельница приводится во вращение от электродвигателя через муфту, редуктор и эластичную муфту.

Процесс работы: Загрузка мельницы материалом и водой осуществляется с помощью питателя комбинированного или барабанного.

Поступивший в мельницу материал вместе с водой измельчается мелющими телами и перемещается от загрузочного конца к разгрузочному под давлением непрерывно поступающего материала.

Окончательно размолотый материал в виде пульпы, проходя через разгрузочную втулку и бутару поступает по назначению.

Приложение 4

Описание дезинтегратора

Дезинтегратор представляет собой помольный механизм, состоящий из двух вращающихся в противоположные стороны роторов (корзин), насаженных на отдельные сносно расположенные валы. На дисках роторов по концентрическим окружностям установлено несколько рядов помольных органов (пальцев- бил). Расположение помольных органов выполнено таким образом, что каждый ряд одного ротора свободно входит между двумя рядами другого.

Материал, или сразу несколько компонентов, подлежащих обработки, непрерывным потоком подается в центральную часть ротора и, перемещаясь к периферии, подвергается многократным ударам пальцев, установленных на роторах, вращающихся с высокой скоростью (1000--4500 об/мин) во встречных направлениях.

Подобный характер перемешивания компонентов смеси, наблюдается при работе высокоскоростных деагломераторов, которые применяются для повышения эффективности смешивания агрегатов циклического действия. Однако, степень энергетического воздействия, реализуемая дезинтегратором при прохождении через него сыпучих материалов и деагломератором, установленным в боковой части емкости смесителя, просто несопоставима. При работе помольные (смешивающие) органы дезинтегратора образуют мощнейшие встречные потоки материалов с высокой разностью скоростей, что обеспечивает глубокое объемное перемешивание, совершенно не достижимое при использовании других типов смесительного оборудования.

Приложение 5

Устройство и основные характеристики РБС СБ-133

Бетоносмеситель - строительная машина для приготовления бетонной смеси механическим перемешиванием ее компонентов (вяжущего, заполнителей и воды). Основным рабочим элементом бетоносмесителя является смесительный барабан, вращаемый электродвигателем, в котором и происходит перемешивание составных частей смеси. В состав типовой конструкции бетоносмесителя также входят: опорная рама; разгрузочная горловина; качающаяся траверса; зубчатый венец; редуктор; вал для опрокидывания барабана; загрузочное устройство; электродвигатель; пульт управления и т.д. Различают бетоносмесители стационарные, применяемые для оборудования бетонных заводов и установок, и передвижные, используемые для работ малых и средних объемов. В статье рассмотрены только передвижные бетоносмесители.

Смесители бывают цикличного и непрерывного действия. Наибольшее распространение получили бетоносмесители цикличного действия, в которые загрузка компонентов и получение готовой смеси происходит отдельными порциями. В смесителях непрерывного действия выгрузка готовой смеси происходит без пауз. Способ приготовления бетона (раствора) зависит от формы и функций барабана (подвижный, неподвижный) и наличия внутри барабана подвижных перемешивающих элементов.

Для передачи усилия от двигателя к барабану используют различные типы передач. В бетонорастворомешалках с объемом загрузки до 200 л применяют клиноременную передачу, для бетонорастворосмесителей с объемом загрузки более 200 л используют механическую передачу 'мотор-редуктор'. Смешанные типы передач применяют для машин, у которых вращается как барабан, так и лопасти внутри него (например, бетонорастворомешалка-стакан (СБ 133).

Бетонорастворомешалку-стакан СБ-133 используют для приготовления бетонных смесей, растворов и других смесей. Это бетонорастворомешалка смешанного типа, в которой одновременно вращаются как барабан, так и лопасти внутри него. СБ-133 пользуется популярностью у строителей благодаря удобству и надежности в работе. Объем загружаемой смеси составляет 100 л, объем готового замеса - 65 л, производительность -0.65 м3/ч. Время перемешивания смеси до полной готовности не превышает 1 мин. Мощность электродвигателя - 4 кВт, рабочее напряжение 380 В. Стоимость СБ-133 -3000 грн.

Растворобетоносмеситель

Приложение 6

Производственный цех. Отделение сырья и формирования изделия.

Разрез 2-2

Приложение 7

Производственный цех. Отделение сырья и формирования изделия

Приложение 8

Склад полуфабрикатов №3. Разрез 2-2

Приложение 9

План теплокамеры

Приложение 10

Разрез 2-2 Теплокамера

Приложение 11

Склад готовой продукции

Приложение 12

Склад готовой продукции Разрез 2-2