Химическое сырье играет ключевую роль в современной промышленности. От его качества и свойств напрямую зависит качество конечной продукции. Давайте разберемся, что представляет собой химическое сырье, какие бывают его виды и особенности применения.
Статья посвящена химическому сырью и его применению в промышленности. Рассмотрены основные виды химического сырья, дана его классификация по различным признакам. Отдельно описаны минеральное, органическое и нефтехимическое сырье, их свойства и области использования. Приведены примеры применения разных видов химического сырья в металлургии, производстве удобрений, легкой и пищевой промышленности.
Понятие химического сырья
Химическое сырье - это вещества органического или неорганического происхождения, которые используются в качестве исходных материалов для химических производств. Химическое сырье претерпевает различные химические превращения и обработку, в результате которых получается нужный продукт.
Различают природное и искусственное химическое сырье.
- Природное - добывается из природных источников (нефть, газ, уголь, руды).
- Искусственное - синтезируется химическим путем из других веществ.
Основные функции химического сырья в промышленности:
- Служит материалом для химических реакций и превращений.
- Является источником для получения целевых химических веществ и материалов.
- Придает нужные свойства конечной продукции.
К химическому сырью относят нефть, природный газ, каменный уголь, руды металлов, минеральное сырье, древесину, продукты переработки нефти и газа и многое другое.
Классификация химического сырья
Существует несколько подходов к классификации химического сырья. Рассмотрим основные из них.
По происхождению
По происхождению химическое сырье делится на:
- Природное - получаемое из природных источников путем добычи и извлечения. К нему относятся нефть, газ, уголь, руды, минеральное сырье.
- Искусственное - синтезируемое химическим путем из других веществ. К нему относятся различные пластмассы, синтетические каучуки, химические реагенты.
По химическому составу
По химическому составу химическое сырье делится на:
- Органическое - содержит соединения углерода. К нему относится нефть, газ, уголь, древесина.
- Неорганическое - не содержит углерода. К нему относятся минеральное сырье, руды, соли.
По агрегатному состоянию
По агрегатному состоянию различают:
- Твердое - уголь, руды, минералы.
- Жидкое - нефть, бензин, мазут.
- Газообразное - природный газ, попутный нефтяной газ.
Таким образом, химическое сырье можно классифицировать по разным признакам. Это помогает систематизировать вещества и материалы для их рационального применения в промышленности.
Минеральное сырье
Минеральное сырье - это природные минералы, горные породы и другие неорганические вещества, используемые в качестве исходных материалов в промышленности.
К минеральному сырью относят:
- Руды черных и цветных металлов.
- Нерудные полезные ископаемые (флюсы, графит, асбест и др.)
- Горно-химическое сырье (апатиты, калийные и магниевые соли).
- Каменный уголь.
- Строительные материалы (песок, глина, известняк и др.).
Минеральное сырье является основой для металлургии, химической и строительной промышленности. Оно добывается открытым и подземным способом на специальных горнодобывающих предприятиях - шахтах и карьерах. Затем требует дальнейшей переработки и обогащения.
Крупнейшие месторождения минерального сырья в России - Курская магнитная аномалия (железная руда), Печорский угольный бассейн (каменный уголь), Норильские месторождения (медно-никелевые руды).
Природное органическое сырье
Природное органическое сырье включает в себя вещества и материалы, содержащие соединения углерода и имеющие природное происхождение. Рассмотрим основные из них.
Нефть и газ
Нефть и природный газ являются важнейшими источниками углеводородного сырья. Нефть представляет собой смесь жидких и газообразных углеводородов. Основу ее состава составляют предельные (метан, этан, пропан, бутан), непредельные (этилен, пропилен, бутилен), нафтеновые и ароматические углеводороды.
Природный газ также состоит преимущественно из углеводородов - метана, этана, пропана, бутана.
Нефть и газ являются ценным химическим сырьем, из которого производится огромная номенклатура продукции - от моторного топлива до разнообразных полимерных материалов.
Каменный уголь
Каменный уголь - осадочная горная порода, состоящая из остатков древних растений, подвергшихся углефикации.
Различают следующие виды угля:
- Бурый уголь.
- Каменный уголь (антрацит, жирные, тощие и коксующиеся угли).
Уголь широко используется в энергетике и металлургии. Каменный уголь также является сырьем для производства кокса, углехимических продуктов, углеродных материалов.
Древесина
Древесина - природный полимер, состоящий из целлюлозы, лигнина, гемицеллюлоз. Основными породами являются хвойные и лиственные.
Древесина используется:
- В целлюлозно-бумажной промышленности для производства целлюлозы, бумаги, картона.
- В строительстве в виде пиломатериалов, фанеры, древесных плит.
- Для химической переработки в этанол, уксусную кислоту, ацетон.
Таким образом, природное органическое сырье является фундаментом для многих важнейших отраслей промышленности.
Продукты нефтехимии
Нефтехимическая промышленность перерабатывает нефть и газовый конденсат в ценные продукты органического синтеза. Рассмотрим основные из них.
Первичные продукты переработки нефти
Первичной переработкой нефти получают следующие фракции:
- Бензиновая фракция - используется для производства моторных топлив.
- Керосиновая фракция - для производства керосина и дизельного топлива.
- Масляная фракция - сырье для масел и смазок.
- Мазут - используется как топливо в промышленности.
Эти фракции служат сырьем для последующего органического синтеза.
Пластмассы
Из продуктов нефтехимии производят следующие пластмассы:
- Полиэтилен - из этилена.
- Полипропилен - из пропилена.
- Полистирол - из стирола.</ли>
- Поливинилхлорид - из винилхлорида.
Пластмассы обладают комплексом ценных свойств - прочностью, эластичностью, термопластичностью. Они широко используются во всех отраслях промышленности.
Синтетические каучуки
На основе нефтехимического сырья получают следующие синтетические каучуки:
- Бутадиен-стирольный каучук.
- Бутадиен-нитрильный каучук.
- Хлоропреновый каучук.
Синтетические каучуки используются для производства резинотехнических изделий, лакокрасочных материалов, клеев.
Применение нефтехимического сырья
Таким образом, продукты нефтехимии служат универсальным сырьем для производства широчайшего спектра химических веществ и материалов, без которых невозможно представить современную жизнь.
Химическое сырье для металлургии
Металлургическая промышленность перерабатывает руды и концентраты в металлы и сплавы. Для этого используется специальное сырье.
Виды руд
Основным сырьем служат руды черных и цветных металлов:
- Железные руды - для производства чугуна и стали.
- Медные, никелевые, алюминиевые руды - для производства соответствующих металлов.
- Руды благородных металлов - золота, серебра, платины.
Флюсы
Флюсы - это вещества, облегчающие плавление руд и шлакообразование. К ним относятся:
- Известняк
- Доломит
- Кварцит
- Плавиковый шпат
Формовочные материалы
Для изготовления форм и стержней используют огнеупорные материалы:
- Кварцевый песок
- Глина
- Графит
- Уголь
Вспомогательные материалы
К вспомогательным материалам относят топливо, кислород, азот, электроды.
Таким образом, металлургия требует широкого спектра химического сырья для производства металлопродукции.
