Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,074

СОЗДАНИЕ ГОРНО-ХИМИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА НА ОСНОВЕ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ КОМПЛЕКСНОЙ ХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ УГЛЕКАРБОНАТНОГО МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ

Гнездилов Е.А., Жуков А.В.

В дальневосточном регионе очень остро стоят вопросы, связанные с реструктуризацией и диверсификацией горнодобывающих, угледобывающих и энергетических предприятий, решением социально-экономических задач в отдельных регионах; созданием новых высокоэффективных и рентабельных промышленных предприятий на основе применения наукоемких технологий по добыче и комплексной переработке угольного и карбонатного минерального сырья. При этом анализ состояния минеральных ресурсов известняка и каменного угля показывает, что уже их разведанные запасы обеспечат устойчивое функционирование вновь создаваемых предприятий по комплексной химической переработке углекарбонатного минерального сырья на многие десятки лет.

Актуальность темы данного доклада обусловлена тем, что термохимическая переработка углей и известняков на вновь создаваемых или реконструируемых промышленных предприятиях Приморского края, обеспечивает получение ценнейших для промышленности, строительства, сельского хозяйства, энергетики материалов, продуктов и товаров народного потребления: диоксида углерода, углекислоты, карбида кальция и ацетилена, регуляторов роста и препаратов защиты растений (РРПЗР).

Технология получения карбида кальция допускает использование извести или известняка в качестве кальцийсодержащих материалов, кокса или каменного угля в качестве углеродосодержащих материалов. Анализ химического состава углей месторождений Приморского края показывает, что, в основном, для производства карбида кальция в наибольшей мере по своим физико-химическим характеристикам удовлетворяют угли каменноугольных месторождений.

В Приморском крае разведан ряд месторождений известняка. В геолфондах бывшего ПГО «Приморгеология» имеются отчеты о геологоразведочных работах, проведенных на Длинногорском месторождении, Высокий Утес, Сухая Скала, Фроловском и др. Минеральное сырье этих месторождений пригодно для производства карбида кальция.

В настоящее время в России фирмами НПП «Электротерм-система» и Метмаш выпускаются комплексы оборудования для производства карбида кальция производительностью 1500; 2500; 6000 тонн в год. Карбид кальция используется для производства ацетилена, который получают на специальных ацетиленовых станциях производительностью от 10 до 80 м3/час.

В традиционных установках для производства карбида кальция окись углерода выбрасывалась в атмосферу, что загрязняло окружающую среду и предъявляло повышенные экологические требования по размещению такого оборудования. В данном инвестиционном докладе используется установка для утилизации окиси углерода и получения дополнительно углекислоты. По желанию заказчика она может быть получена в жидком, газообразном или твердом состоянии («сухой лед»).

Техническое предложение на получение регуляторов роста и препаратов защиты растений на основе карбида кальция – (РРПЗР) является новым испытанным средством надежного повышения урожая: для стимуляции роста растений «РЕГРОСТ», для защиты растений – «ТАКАР».

РЕГРОСТ - отличается от известных регуляторов роста: гидрена, кампозена нетоксичностью, применением на всех фазах развития растений от обработки семян до дозревания плодов, эффективностью на овощных, бахчевых и зерновых культурах, а также ягодных кустарниках (крыжовник, смородина, малина и др.). При обработке семян и растений регростом уменьшается поражаемость растений болезнями (бактериозом, бурой ржавчиной, полиспорозом, фузариозом) в 3-5 раз.

ТАКАР – новое эффективное средство защиты растений от вредителей садово-ягодных, огородных и цветочных культур, а также удобрение для нейтрализации кислых почв. Содержит азот, фосфор, калий в количествах, превосходящих их содержание в органических удобрениях (навозе, птичьем помете). Такар – как средство защиты растений используется для уничтожения тли, белокрылки, долгоносика и др. вредителей на огурцах, капусте, томатах, плодовых деревьях и кустарниках. Эффективность действия – 90-100%. Урожайность овощных культур повышается на 20-50%, картофеля – 30%.

Техническим заданием на выполнение НИР предусматривается решение следующих основных задач: рассмотрение альтернативных вариантов размещения предприятий вновь проектируемого горно-химического комплекса; определение потребности в минерально-сырьевых, топливно-энергетических ресурсах и условия обеспечения ими; определение производственной мощности первой очереди горно-химического комплекса, номенклатуры и объемов выпускаемой продукции; рассмотрение альтернативных вариантов производственной программы; планируемой выручки от реализации товарной продукции; разработка инновационных технологий и комплекса технических средств для экологически безопасной промышленной переработки углекарбонатного минерального сырья; составление укрупненного ТЭО организации промышленного производства по переработке минерального сырья и строительства горно-химического комплекса (ГХК) в Приморском крае.

Комплексная переработка известняка предусматривает применение электротермических печей РКЗ-2,5 с выпуском карбида кальция: 3000 т/год (при применении извести в технологическом процессе); 2500 т/год (при применении извести и известняка);

- проектирование и строительство карьера по добыче известняков на базе месторождения «Высокий утес» с производственной мощностью – 1-ая очередь: 150-200 тыс. т/год; 2-ая очередь: 500 тыс. т – 1 млн. т/год с учетом создания производства щебня, извести, удобрений;

- проектирование и строительство печей для обжига известняка и получения извести: Q = 3,0; 5,0; 10,0 тыс. т/год.

В докладе рассматривается новый экологически чистый способ комплексной переработки углекарбонатного минерального сырья, являющийся научно-методической разработкой второй очереди строительства горно-химического комплекса в Приморском крае, предназначен для получения карбида кальция, оксида кальция, карбамида, ацетилена, продуктов переработки ацетилена, углекислоты за счет утилизации окиси углерода, гашеной извести. Для уменьшения энергопотребления при производстве карбида кальция в установке предусмотрен обжиг известняка в реакторе с подачей в него и сжиганием высокотемпературного ацетиленового энергоносителя.

В новом производственном комплексе для получения карбида кальция (CaC2) производится предварительный обжиг известняка (CaCO3) c получением окиси кальция (СаО) и углекислого газа (СО2); шихта из окиси кальция (СаО) и каменный уголь (С) используется для получения карбида кальция (СаС2). Образующиеся при обжиге известняка углекислый газ (СО2) и производстве карбида кальция окись углерода (СО) улавливаются и с помощью оборудования для улавливания отходящих газов из них производится углекислота (Н2СО3).

При получении ацетилена из карбида кальция образуется гашеная известь – Са(ОН)2, которая используется в строительстве, сельском хозяйстве; при получении суперфосфата – Са(Н2РО4). Из карбида кальция с использованием азота (N2) получают карбамид – СО(NH2)2. Синтез карбамида (мочевины) возможен с участием углекислого газа (СО2) путем присоединения аммиака (NH3). При этом углекислый газ может использоваться для синтеза карбамида двумя путями:

1. Использование углекислого газа (СО2) присоединением к нему аммиака (NH3) по формуле:

(аммиак доставляется из других источников)

2. Использование карбида кальция, азота, известняка, аммиака и углекислого газа по формулам:

(азот доставляется из других источников);

В Дальневосточном регионе России ацетилен, в основном, используется в качестве высокотемпературного энергоносителя для сварки и резки черных и цветных металлов. В разработанном нами способе и промышленном мире более 90% получаемого ацетилена подвергается дальнейшей химической переработке для синтеза большого числа ценных химических продуктов: пластических масс, уксусного альдегида, этилового спирта, винил-ацетилена, растворителей, ацетона, синтетических масел и др., что значительно повышает эффективность комплексной химической переработки углекарбонатного минерального сырья и позволяет получить конкурентоспособные продукты, используемые в химической и пищевой промышленности, энергетике, сельском хозяйстве.

Установка для переработки углекарбонатного сырья и производства карбида кальция, высокотемпературного энергоносителя (ацетилена), отличающаяся тем, что большая часть ацетилена используется для последующей переработки и получения этилового спирта, дихлорэтана (растворителя), этиленгликоля (антифриза), ацетона. При этом получающийся при производстве ацетона углекислый газ утилизируется и используется для производства углекислоты (Н2СО3) или карбамида СО(NH2)2. Водород (H2) также утилизируется и используется для синтеза аммиака.

В инвестиционном обосновании, разработанном в ДВГТУ и ЗАО ПК «Фаркон», рассмотрены два альтернативных варианта основных технических, организационных и экономических параметров строительства горно-химического комплекса (ГХК) в Приморском крае. ГХК включает следующие подсистемы: 1) электропечь мощностью 2,5 МВА с печным трансформатором ЭТЦНС-5000 для производства карбида кальция с производственной мощностью 2500 и 3000 т/год в зависимости от типа применяемого минерального сырья; 2) линия для улавливания отходящих газов и производства углекислоты с производственной мощностью 2160 и 2600 т/год; 3) одна (две) линии для производства регуляторов роста и препаратов защиты растений с производственной мощностью 800 и 1600т/год; 4) две станции по производству ацетилена в 40 литр. баллоны с выпуском 70000 баллонов в год.

Суммарные объемы инвестиций в создание ГХК (без строительной части) и стоимость произведенной продукции соответственно, млн. руб.:

- I вариант: 85,0-95,0 и 214,0-534,0;

- II вариант: 110,0-130,0 и 290,0-930,0.

В 2007 году Дальневосточный государственный технический университет (ДВГТУ) выиграл грант в рамках инновационных образовательных программ Министерства образования и науки Российской Федерации. Институт экономики и управления и авторы доклада участвовали в разработке Научно-образовательного центра (НОЦ): «Горнопромышленный комплекс Дальнего Востока: рациональное природопользование и разработка инновационных технологий добычи и комплексной переработки твердых минеральных ресурсов коренных и шельфовых месторождений Мирового океана».

В структуре вышеназванного Научно-образовательного центра запланировано создание «Лаборатории обогащения и комплексной переработки угольного и карбонатного минерального сырья». Целью создания данной лаборатории является подготовка специалистов по новым учебным и научным специальностям; прохождение учебных и производственных практик; выполнение НИР и ОКР в области создания инновационных технологий и технических средств добычи, обогащения и комплексной переработки минерально-сырьевых ресурсов; проведение геологических, геоморфологических, литодинамических, экологических и региональных и социально-экономических исследований.

Разместить лабораторию, представляющую собой научно-исследовательское, образовательное и опытно-промышленное предприятие, предлагается на одном или нескольких промышленных предприятиях Приморского края, участвующих в софинансировании проекта.


Библиографическая ссылка

Гнездилов Е.А., Жуков А.В. СОЗДАНИЕ ГОРНО-ХИМИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА НА ОСНОВЕ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ КОМПЛЕКСНОЙ ХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ УГЛЕКАРБОНАТНОГО МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ // Фундаментальные исследования. – 2007. – № 9. – С. 61-64;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=3531 (дата обращения: 07.12.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074