Фундамент цивилизации

Металлы и их сплавы - основа современной цивилизации. В обозримом будущем потребление металлов, по мнению специалистов, увеличится. Только мировое производство стали возрастет с 690 млн. т в 1980 г. до 1,38 млрд. т в 2000 г. Такие стремительные темпы роста производства металлов могут истощить естественные источники сырья. Хватит ли человечеству металлов?

Металлические руды на Земле еще имеются в значительном количестве, но соединения, из которых они могут быть получены, ограничены. Советский Союз богат сырьевыми ресурсами и свои потребности в сырье удовлетворяет в основном благодаря разработке собственных недр. Они содержат более 50% мирового запаса железа, богаты рудами других металлов. Однако недостаток высококачественных руд для производства металлов становится реальной угрозой. В борьбе с ней первое место принадлежит рациональному использованию природных руд, комплексной переработке природного сырья с извлечением всех полезных компонентов.

Многие металлургические заводы сегодня комплексно используют рудное сырье. Например, Джезказганский медеплавильный завод производит, помимо основной продукции, никель и рений. Комплексное использование сырья на этом комбинате уже превысило 91%.

Используя бедные месторождения, можно решить сырьевую проблему для многих металлов. Разработка бедных месторождений требует дешевой энергии и новой технологии. В будущем, возможно, удастся реализовать метод получения металлов" путем измельчения бедных руд при использовании ядерной энергии и извлечение нужного металла из порошка.

Другой путь увеличения добычи металлического сырья - горнопромышленные работы под водой. Из рассыпных месторождений, которые находятся на глубине около 130 м ниже уровня моря, можно добывать морские отложения, содержащие благородные и тяжелые металлы: олово, золото, платину, железо, вольфрам, хром и др. В настоящее время более десяти стран добывают из морских глубин железную руду, ванадий, золото, оловянное сырье. Опытная добыча показала, что стоимость сырья, добытого со дна моря, ниже, чем "сухопутного", так как нет вскрышных работ, отвалов.

Одним из многих путей оздоровления окружающей среды является производство железа по бескоксовому методу - прямым восстановлением. Получаемый твердый продукт представляет собой губчатое железо, которое перерабатывается в сталь в электродуговых печах. Исходным сырьем являются окатыши железной руды, через которые при температуре 1000-1300° С пропускается газ-восстановитель (водород или смесь оксида углерода (II) с водородом). При таком способе из технологической цепочки удаляется доменный передел, а также производство кокса и агломерата. Это позволяет в 2-3 раза уменьшить расход воды и образование сточных вод по сравнению с традиционной технологией. Практически полностью исключаются выбросы в атмосферу, так как газы и шламы газоочистных установок возвращаются в технологический цикл.

Особый интерес представляет микробиологическая металлургия, т. е. добыча металлов с помощью микроорганизмов. Давно известно, что многие живые организмы способны накапливать в своих телах металлы. Так, лиственница накапливает ниобий; кукуруза и хвощ - золото; свекла и табак - литий; моллюски концентрируют медь; медузы - свинец, цинк и олово. "Микрометаллурги" с завидной быстротой создают скопления сырья. Всем известное месторождение железной руды в Кривом Роге было образовано железобактериями, которые извлекли железо из земных недр.

В настоящее время ведутся полупромышленные испытания микробиологического получения металлов, таких, как медь, марганец, висмут, свинец, германий, золото. Микроорганизмы способны извлекать медь из давно заброшенных рудников, в которых оставалось до 20% руды. Могут они помочь и в переработке рудных отвалов.

Мы рассмотрели лишь некоторые пути решения проблемы безотходной технологии в металлургии. Но уже и эти примеры показывают важность и необходимость ее решения, характеризуют перспективы дальнейшего совершенствования металлургического производства.

Важно помнить, что Земля наша не так уж велика. Вот почему все взятое у нее должно быть по-хозяйски использовано и по возможности возвращено обратно.

1. Почему металлы признаются основой современной цивилизации?

5. Какие направления совершенствования металлургического производства получили наибольшее развитие? В чем заключается их преимущество и какие возникли трудности их внедрения в широкую практику производства?

Знаете ли вы, что ...

С помощью земляных червей бытовые отходы можно превращать в материал, улучшающий структуру почвы.

1 м³ полиуретанового пенопласта может адсорбировать с поверхности воды 700 кг пролитой нефти.

Журнал "Химия и жизнь" учредил "Банк отходов", где дается информация о производителях и потенциальных потребителях побочных продуктов производств. Объявление о продаже или приобретении нереализованных отходов производства оказались эффективными и помогли заинтересованным предприятиям наладить между собой прямые связи.

Тонна макулатуры, используемой в качестве сырья, сохраняет 5 м³ древесины и может дать 225 тыс. школьных тетрадей. Из 1 т тряпья можно получить 600 м ткани. А 1 т пищевых отходов позволяет вырастить 40-килограммового поросенка.

Для сокращения воды на полив в ряде совхозов с помощью новой машины "Коломенка" поля стали поливать жидкими стоками ферм, а не чистой водой, как прежде. Выигрыш двойной: одновременно производится полив и вносится удобрение.

В Калифорнии проведены опыты по использованию отходов производства в борьбе с эрозией. Почву закрепляют химическим способом. Старые газеты, картонная упаковка, солома и другие отходы измельчают и смешивают со сточной водой целлюлозных фабрик. К этой массе добавляют сначала едкий натр, а затем соединения серы с углеродом. Получается клейкая пульпа. Этой смесью закрепляют легкие почвы. Она весьма дешева и чрезвычайно эффективна.