МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АВТОНОМНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСи. С» Оценка воздействия бария и его соединений на окружающую среду Выполнил: Карпов Ф. И.
Мировые запасы бария В земной коре содержится 0, 05 % бария. В чистом виде в природе он не встречается. Барий входит в подгруппу щелочноземельных металлов и в минералах связан достаточно прочно. 2
Добыча бариевой руды Промышленное значение в настоящее время имеют только два минерала содержащие барий: барит и в меньшей степени витерит. Значительные концентрации витерита крайне редки. Поэтому промышленностью в основном потребляется достаточно широко распространенный в природе барит. Барит Ba. SO 4 Витерит Ba. CO 3 3
Добыча бариевой руды Общая мировая добыча барита свыше 7 млн т/год 1. 655 Китай США Индия 0. 135 0. 16 0. 35 3. 5 Марокко Россия Казахстан 0. 5 0. 7000001 *По данным 1999 года Остальные страны 4
Получение бария из руды Основное сырьё для получения бария — баритовый концентрат (80 -95 % Ba. SO 4), который, в свою очередь, получают флотацией барита. Сульфат бария в дальнейшем восстанавливают коксом или природным газом: (1) (2) 5
Получение бария из руды Далее сульфид при нагревании гидролизуют до гидроксида бария Ba(OH)2 или под действием CO 2 превращают в нерастворимый карбонат бария Ba. CO 3, который затем переводят в оксид бария Ba. O: (3) (4) (5) (6) (7) Металлический барий получают из оксида восстановлением алюминием: (8) 6
Воздействие бария и его соединений на организм Биологическая роль бария изучена недостаточно. В число жизненно важных микроэлементов он не входит. Все растворимые в воде соединения бария высокотоксичны. Вследствие хорошей растворимости в воде из солей бария опасен хлорид, а также нитрат, нитрит, хлорат и перхлорат. Воздействие бария неблагоприятноотражается на кроветворной, сердечнососудистой и нервной системах, нарушаются функции печении желудочно-кишечного тракта, разрушается витамин C. В условиях производства соединения бария поступают в организм в основном в виде аэрозолей через органы дыхания и в меньшей степени через желудочно-кишечный тракт или поврежденную кожу. 7
Применение бария в производстве 1 • Вакуумные электронные приборы 2 • Антикоррозионный материал 3 • Оптика 4 • Пиротехника 5 • Атомно-водородная энергетика 6 • Ядерная энергетика 7 • Химические источники тока 8
Применение бария в качестве раскислителя и модификатора при производстве стали на агрегате ковш-печь Вместимость ковша-печи 100 т Кратность шлака 1% Сталь марки 09 Г 2 С Fe. Si. Ba 35 в виде проволоки в количестве 0, 5 кг/т Давление P = 1 атм Температура Т = 1800 - 3300 К Расход воздуха Vвозд=5 м 3/т Расход аргона VAr=0, 5 м 3/т 9
Соединения бария образующиеся при обработке стали на агрегате ковш-печь Зависимость концентраций соединений бария от температуры 2 0. 025 3 4 1 0. 02 0. 015 0. 01 0. 005 0 1800 1860 1920 1980 2040 2100 2160 2220 2280 2340 2400 2460 2520 2580 2640 2700 2760 2820 2880 2940 3000 3060 3120 3180 3240 3300 Концентрация, % масс. 0. 03 Температура, К Ba Ba. O Ba. Si. O 3(c) Ba. Al 2 O 4(c) 10
Соединения бария образующиеся при обработке стали на агрегате ковш-печь Концентрации найденных веществ в зависимости от температуры, % T, К 2040 2320 2460 2840 Ba 0 0, 008 0, 014 0, 017 Ba. O 0 0, 001 0, 00275 0 Ba. S 0 0, 00184 0 Ba. Si. O 3(c) 0, 0269 0 0 0 Ba. Al 2 O 4(c) 0 0, 0143 0 0 11
Соединения бария образующиеся при обработке стали на агрегате ковш-печь Количество каждого вещества, образующееся в виде пыли, и концентрация образующихся газов полученных соединений T, К 2040 2320 2460 2840 Ba г/т 0 0, 4 0, 702 0, 854 Ba. O мг/м 3 0 72, 727 127, 545 155, 273 г/т 0 0, 0488 0, 138 0, 0081 Ba. S мг/м 3 0 8, 872 25 1, 472 г/т 0 0, 0452 0, 092 0 мг/м 3 0 8, 215 16, 727 0 ПДК полученных веществ, мг/м 3 Ba Ba. O Ba. S 0, 1 Образование пыли 5 кг/т стали Расход воздуха Vвозд=5 м 3/т Расход аргона VAr=0, 5 м 3/т 12
Соединения бария образующиеся при обработке стали на агрегате ковш-печь Количество веществ найденных соединений при производительности 1, 2 млн т/год T, К 2040 2320 2460 2840 Количество вещества Bi, кг/год Ba Ba. O Ba. S 0 0 0 480 58, 557 54, 218 841, 8 165 110, 4 1024, 8 9, 717 0 13
Коэффициент агрессивности соединений бария, образующихся при обработке стали на агрегате ковш-печь Формула расчета коэффициента агрессивности (9) Коэффициента агрессивности найденных веществ Ai, , усл т/т выброса ABa 30 ABa. O ABa. S 30 30 14
Приведенная масса выбросов соединений бария, образующихся при обработке стали на агрегате ковш-печь Формула расчета приведенной массы выбросов (10) Приведенная масса выбросов Мпр за год Приведенная масса выбросов Мпр на тонну стали Т, К Мпр, усл т/г Т, К Мпр, усл т/т стали 2320 17, 78 2460 2840 33, 52 31, 04 2320 2460 2840 0, 0000148 0, 0000279 0, 0000259 Мпр, усл кг/т стали 0, 0148 0, 0279 0, 0259 15
Выводы 1. В земной коре находится достаточное количество запасов бария – 0, 05 %. 2. Применение бария в производстве стали улучшает качество готового металла. 3. Соединения бария полученные при расчете в программе «TERRA» относятся ко II классу опасности. Эти вещества подлежат контролю, т. к. они входят в состав вредных веществ содержащихся в воздухе рабочей зоны. 16
Спасибо за внимание!
Скачать презентацию МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АВТОНОМНОГО
Карпов.ppt