Производство окиси хрома металлургической

ВЫВОДЫ ПО ПРОЕКТУ
В представленном к защите дипломном проекте рассмотрено производство окиси хрома металлургической на предприятии «Русский Хром». В проекте использовано оборудование, аналогичное оборудованию подобного работающего предприятия и проведена его модернизация. Кроме того, в ряде случаев установлены новые аппараты взамен существующего на данный момент изношенного оборудования.
Модернизация предприятия экономически обоснована, так как, ожидается, что положительные тенденции поддержат спрос на нержавеющую сталь и окись хромв металлургическую, и он будет расти в ближайшие годы с более высокой скоростью, чем в 2011-2012 годах. Рост спроса на нержавеющую сталь приведет к увеличению ее производства, и, в результате, увеличится спрос на феррохром и окись хромв металлургическую.
Мето ...

РЕФЕРАТ 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И СТРОИТЕЛЬСТВА ОБЪЕКТА 8
1.1 Конъюнктура на рынке хромсодержащих соединений в России 8
Таблица 1.1 Мировое потребление феррохрома, млн.тонн 13
1.2 Краткая историческая справка о предприятии 15
2 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 17
2.1 Способы получения окиси хрома 17
2.2 Общая характеристика процесса получения окиси хрома 18
2.2.1 Восстановление бихромата калия древесным углем 18
2.2.1 Хроматно-серный метод получения окиси хрома 19
2.2.3 Восстановление бихромата натрия или калия хлоридом аммония 21
2.2.4 Термическая диссоциация бихромата натрия 21
2.2.5 Получение окиси хрома из бихроматов калия или натрия и CrO3 24
2.2.6 Термическое разложение солей трехвалентного хрома 28
2.2.7 Взаимодействие хлоридов хрома с кислородом и водяным паром 29
2.2.8 Прочие методы получения окиси хрома 29
2.3 Характеристика исходного сырья и готовой продукции 30
3 ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК 35
4 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА 40
5 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ 44
6 МАТЕРИАЛЬНЫЕ И ТЕПЛОВЫЕ РАСЧЕТЫ 49
6.1 Материальный баланс производства 49
6.2 Тепловой баланс стадии термического разложения 54
6.2.1 Исходные данные для тепловых расчетов 54
6.2.2 Тепловые расчеты процесса сжигания природного газа в топке 55
6.2.3 Тепловые расчеты процесса термического разложения 57
6.3 Расчет расходных коэффициентов 59
7 РАСЧЁТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ 61
7.1 Расчет и замена вакуум-выпарной установки 61
7.1.1 Оценка эффективности оборудования 61
7.1.2 Расчет и замена оборудования 62
7.2 Расчет и замена барабанного фильтра 67
7.2.3 Технологический расчет ленточного вакуум-фильтра 71
8 СТРОИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ 75
8.1 Генеральный план предприятия 75
8.2 Объемно-планировочное решение зданий 76
8.3 Конструктивное решение зданий 77
9 АНАЛИТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ПРОИЗВОДСТВА 79
9.1 Порядок пробоотбора 79
9.2 Порядок проведения контроля качества 79
9.2.1 Определение цвета и внешнего вида 79
9.2.2 Определение массовой доли общего хрома в пересчете на Cr2O3 в продукте марок «пигментная» и «абразивная» и «металлургическая» 80
9.2.3 Определение массовой доли влаги 81
9.2.4 Определение массовой доли веществ, растворимых в воде и рН 81
9.2.5 Определение массовой доли общей серы 82
9.2.6 Определение массовой доли общего железа в пересчете на FeO 83
9.2.7 Определение массовой доли углерода 84
10 КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И АВТОМАТИЧЕСКИЕ РЕГУЛЯТОРЫ 86
10.1 Основные контролируемые параметры 86
10.2 Описание схемы автоматизации 86
11 ОХРАНА ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 88
11.1 Вредные факторы производства 88
11.2 Мероприятия по охране труда и технике безопасности 89
11.3 Мероприятия по обеспечению безопасности работы и сохранности производственного оборудования 92
12 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ 93
12.1 Расчет капитальных вложений в основные фонды 93
12.1.2 Расчет сметной стоимости здания цеха 93
12.1.2 Расчет сметной стоимости оборудования 94
12.1.3 Расчет годовой потребности оборудования в электроэнергии 94
12.2 Расчет фонда рабочего времени и заработной платы 97
12.3 Расчет экономической эффективности проектных решений 98
ВЫВОДЫ ПО ПРОЕКТУ 102
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 104

Хромовые соединения имеют достаточно большое применение в различных отраслях народного хозяйства. Наибольшая доля в структуре потребления хромовых соединений приходится на химическую, металлургическую, легкую промышленность, машиностроение и приборостроение, а также на предприятия лакокрасочной и строительной промышленности. Широко используется оксид хрома (III) для получения металлического хрома в металлургии, в качестве катализатора при синтезе органических и неорганических веществ, а также является одним из наиболее используемых пигментных материалов, который находит применение в оптической, лакокрасочной, керамической, строительной и других отраслях промышленности. Как абразив используется при выполнении финишных операций полирования в прецизионном машиностроении и приборостроении.
Дал ьнейшее развитие производства хромовых соединений однозначно будет ориентировано на внедрение технологий, обеспечивающих не только получение конкурентоспособной продукции, то есть с более высокими показателями качества, но и комплексную переработку исходного технологического сырья с полным извлечением ценных компонентов, а также утилизацию отходов производства с целью сохранения экологического равновесия в природе.
Возможности соединений хрома и его оксидов как весьма универсального материала для различных отраслей промышленности используются в настоящее время в недостаточно полной мере. Кроме того, применяемая технология производства материалов данного класса представляет определенную экологическую опасность. В связи с этим изыскание и разработка новых более эффективный технологий производства оксида хрома (III) и его соединений в настоящее время является достаточно актуальной проблемой, требующей скорейшего решения.
Целью данной работы является рассмотрение технологии и основные направлений ее модернизации на предприятии ОАО «Русский Хром».
Основными задачами, решаемыми в данной работе, являются:
Рассмотрение технико-экономического обоснования производства хромсодержащих соединений;
Литературный обзор способов получения окиси хрома;
Рассмотрение и модернизация технологии получения оксида хрома (III) на предприятии ОАО «Русский Хром».
Технологический расчет и подбор оборудования для модернизации производства окиси хрома;
Рассмотрение вопросов контроля качества и экологической безопасности производства.
Расчет экономической эффективности предлагаемых мероприятий.

1 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И СТРОИТЕЛЬСТВА ОБЪЕКТА
1.1 Конъюнктура на рынке хромсодержащих соединений в России
Для наиболее полной оценки мирового и российского рынка хромосодержащих соединений, оценку начнем с анализа рынка сырья для их производства – хромсодержащих руд.
Хромовые руды (хромиты) представляют собой природные минеральные образования, в своем составе содержащие хром в концентрациях, достаточных для технически возможного и экономически рентабельного промышленного использования [1, c.8].
Среди хромсодержащих минералов только хромшпинелиды являются промышленным источником получения хрома. Главными минералами хромовых руд являются хромшпинелиды и силикаты – хлорит, серпентин, иногда пироксен, оливин, уваровит, плагиоклаз, тальк, хромактинолит, брусит, сульфиды, карбонаты и некоторые другие.
Различают вкрапленные и сплошные хромовые руды. Вкрапленные хромовые руды бывают густовкрапленными (50-80% хромшпинелидов), вкрапленными (30-50%) и редковкрапленными (10-30%). Наблюдается различное сочетание текстур массивных с полосчатовкрапленными, пятнистыми, нодулярными и др.
Содержание в руде важнейших компонентов колеблется (в весовых %): 10,5-62,0 Cr2O3; 4,0-34,0 Al2O3; 1,0-18,0 Fe2O3; 7,0-24,0 FeO; 10,5-33,0 MgO; 0,4-27,0 SiO2. В некоторых рудых содержится 0,1-0,2 г/т элементов группы платины и до 0,2 г/т Au. Лучшие сорта хромовых руд содержат 42-56% Cr2O3 и 10-26% FeO [1, 2].
Цвет хромита варьируется от коричневато-черного до смоляно-черного, в тонких срезах – от непрозрачного до прозрачного. Образцы с высоким содержанием хрома окрашены в красно-коричневый цвет, а образцы с высоким содержанием алюминия – кофейный.
Хромовые концентраты и руды делятся на химические, металлургические и огнеупорные. В металлургическом хромите должно содержаться не менее 48% Cr2О3 с соотношением хрома и железа 3:1. Обычно предпочитают твердую кусковатую руду, но для некоторых применений в металлургии можно использовать мягкую руду или хромитовый концентрат.
Большинство руд представляют собой достаточно высокие сорта, и их можно использовать без обогащения. Обогащение руд на практике производится редко, так как оно хотя и увеличивает содержание Сr2О3, но обычно не улучшает соотношения между хромом и железом. Мировые запасы хромовых руд оцениваются в 15 миллиардов тонн.
Хром (Chromium - Cr)является побочным элементом побочной подгруппы шестой группы четвертого периода периодической системы Д.И. Менделеева, имеющим атомный номер 24. Простое вещество хром представляет собой твёрдый металл голубовато-белого цвета.
Хром - довольно распространённый элемент (0,02 масс. долей, %). Основными соединениями хрома является хромистый железняк (хромит) FeO·Cr2O3. Второй по значимости минерал - крокоит PbCrO4.
Самые крупные месторождения хрома находятся в ЮАР (1 место в мире), России, Казахстане, Мадагаскаре и Зимбабве. Также существуют месторождения на территории Индии, Турции, Бразилии, Армении, на Филиппинах. В России главные месторождения хромовых руд находятся на Урале (Сарановское и Донские). В Казахстане разведанные запасы составляют свыше 350 миллионов тонн (2 место в мире).
В настоящее время Россия является крупным международным потребителем и импортером хромовых руд, а также крупным мировым экспортером продуктов их переработки. Хромовые руды в России являются остродефицитным сырьем: РФ практически не имеет собственной рудно-сырьевой базы хрома, поскольку на ее территории находится всего лишь около 2% от всех запасов бывшего СССР. Основная добыча хромовых руд на территории РФ осуществляется в Уральском федеральном округе (около 92%). Мировая же добыча хрома сосредоточена преимущественно в ЮАР (52%) и Казахстане (28%), а также в Индии и Зимбабве.
В России переработкой хромовой руды с последующим производством схожих хромовых соединений занимаются только 3 предприятия: ОАО «НЗХС», ЗАО «Русский Хром 1915» (аффилирован с Ключевским заводом ферросплавов, входит вместе с ним в холдинг «Midural Industrials», управляемый УК «Росспецсплав») и ФГУП «Уральский Научно-Исследовательский Химический Институт с Опытным заводом» [3