Определение содержания углерода и серы методом инфракрасной спектроскопии после сжигания пробы в индукционной печи в концентрата. ДР M2. 3 Организационные и правовые вопросы охраны труда
 Скачать 0.53 Mb.
|
|
Содержание: Введение……………………………………………………………….3-4 1.Общая часть: 1.1 История развития металлургии в России и Белгородской области....5-11 1.2 История развития предприятия ………………………………………..12-16 1.3 Структура и организация аналитического контроля производства….17-19 1.4 Основные методы анализа, применяемые в лаборатории ………..…20-27 2. Специальная часть: 2.1. Сущность физико-химических методов анализа………………28-31 2.2. Сущность метода инфракрасной спектроскопии………………32-40 2.3.Выполнение анализа …………….………………………………41-43 2.4. Результаты исследования …………………………………..…….44 3. Охрана труда: 3.1. Организационные и правовые вопросы охраны труда…………45-46 3.2.Производственная санитария………………………………………..47 3.3. Противопожарная и взрывоопасность………………………....48-50 3.4. Влияние технологического процесса производства на состояние окружающей среды…………………………………………………………..51-53 4. Экономическая часть: 4.1 Классификация и характеристика основных показателей труда…………………………………………………………………….54-67 5. Заключение………………………………………………..….68-69 6. Список использованных источников …………….…………..70 7.Приложения…………………………………………………….71 Введение Железные руды - природные минеральные образования, содержащие железо и его соединения в таком объёме, когда промышленное извлечение железа из этих образований целесообразно. Несмотря на то, что железо входит в большем или меньшем количестве в состав всех горных пород, под названием железных руд понимают только такие скопления железистых соединений, из которых с выгодой в экономическом отношении можно получить металлическое железо. Главным фактором, определяющим металлургическую ценность железных руд, является содержание железа. Железные руды по этому признаку делятся на богатые (60—65 % Fe), со средним содержанием (45—60 %) и бедные (менее 45 %). Богатая железная руда имеет содержание железа свыше 57 %, а кремнезёма менее 8—10 %, серы и фосфора менее 0,15 %. Бедные железные руды могут содержать минимум 26 % железа. Большая часть руд в естественном состоянии не пригодна для непосредственного металлургического передела. Поэтому в дальнейшем руда подвергается процессу обогащения. По существу обогащение - это механический процесс разделения частичек руды, представляющих либо полезный минерал, либо пустую породу. Так получается железорудный концентрат — содержание, в котором собственно железа также его общий минералогический состав отвечают требованиям дальнейшей металлургической или иной переработки. В зависимости от последующего передела над концентратом совершаются следующие операции: агломерация, окомкование или брикетирование. Целью работы является определение содержания углерода и серы метод инфракрасной спектроскопии после сжигания пробы в индукционной печи в концентратах Лебединского ГОКа. 1. Общая часть 1.1История развития отрасли в России Развитие горнодобывающей промышленности в России берет свое начала от Петровских времен. В 1700 году, при Петре I, в связи с изданием им Приказа рудокопных дел, в функции которого входили добыча руд, выплавка металлов, строительство рудников, поиски руд - "рудосыскное дело", составление инструкций по розыску минералов и подготовка "сведущих людей", в России было заложено государственное управление горном делом. От тех времен до нашего времен был пройдет большой путь и много сделано для развития горного дела в Росси. За последние десятилетия в технологии подземной разработки рудных месторождений произошли коренные изменения: резко возросла степень механизация основных и вспомогательных производственных процессов, получило широкое распространение использование искусственных твердеющих смесей для заполнения выработанного пространства, разработаны новые технологии и материалы поддержания горных выработок. Всё это в совокупности с применением низкозатратных высокопроизводительных систем разработки, таких как системы, с самообрушением, позволяет повысить извлечение руды из недр и обеспечить безопасность горных работ, особенно на больших глубинах. Вследствие развития и разработок месторождений руд в России можно выделить следующие основные регионы добычи. На Северо-западе Российской Федерации руду добывают Карельский окатыш, Оленегорский и Ковдорский ГОКи. Наиболее крупными уральскими ГОКами являются Качканарский, Высокогорский, Бакальские рудники, Богословское рудоуправление. В Сибири крупных комбинатов нет, за исключением расположенного в Иркутской области Коршуновского ГОКа. На Урале, в Сибири и на Дальнем Востоке расположены также несколько средних и мелких добывающих и перерабатывающих предприятий. В Центральном Федеральном Округе - в Курской и Белгородской областях с Лебединским, Михайловским, Стойленским ГОКами и комбинатом КМА-Руда. Горнодобывающая промышленность в Белгородской Области - ОАО «Комбинат КМАруда» осуществляет подземную добычу железистых кварцитов Коробковского месторождения Курской магнитной аномалии и переработку их в железнорудный концентрат. - ООО «Белгородская горнодобывающая компания» занимается добычей руды. - Непосредственно в городе Старый Оскол имеются два крупных предприятия, относящиеся к черной металлургии это ОАО «Столенский ГОК», который является одним из ведущих предприятий в России по объему производства сырья для сталелитейной промышленности, и Оскольский электрометаллургический комбинат. - ОАО « Лебединский ГОК» является крупнейшим в России предприятием по добычи и обогащению железной руды и производству высококачественного сырья для черной металлургии 1.2.История развития предприятия ОАО «Лебединский ГОК» (именуемы далее ЛебГОК) является крупнейшим в России и СНГ предприятием по добыче и обогащению железной руды, производству высококачественного железорудного сырья и металлоресурсов. ЛебГОК — единственный в России и СНГ производитель ГБЖ. Лебединский ГОК ведет открытым способом разработку железорудного месторождения, подтвержденные запасы которого составляют 3,9 млрд тонн. Основными видами товарной продукции Лебединского ГОКа являются: железорудный концентрат; неофлюсованные окатыши; офлюсованные окатыши; ГБЖ. История Лебединского ГОКа восходит к началу пятидесятых годов прошлого века. Тогда в СССР окончательно определилась стратегия освоения железорудных месторождений Курской магнитной аномалии, и был взят курс на строительство крупных карьеров на базе залегания железистых кварцитов (с попутной выемкой богатых руд). Строительство первого в Советском Союзе карьера для открытой разработки железных руд началось в июле 1956 года на территории села Лебеди, что потребовало переселения более 500 крестьянских дворов. Проект строительства не имел в то время аналогов ни в советской, ни в зарубежной практике. Изменения предприятия с 1971 года по 2016 год 1971- Комбинат введен в эксплуатацию. Лебединский горно-обогатительный комбинат сегодня - это: • крупнейшее в России предприятие по добыче и обогащению железной руды и производству высококачественного металлургического сырья: • концентрата железорудного с массовой долей железа 68,4%, дообогащенного - более 70%; • окатышей неофлюсованных с массовой долей железа 66,5% и офлюсованных - с массовой долей железа более 66,5%; • горячебрикетированного железа с массовой долей железа более 90%; • предприятие, занимающее ведущее место в отрасли по внедрению уникальных автоматизированных систем управления производством, активно ведущее техническое перевооружение и реконструкцию оборудования; • лидер на внутреннем и внешнем рынках металлургического сырья. Прочные позиции, конкурентоспособность продукции обусловлены высоким качеством, минимальным содержанием вредных для металлургии примесей, широким ассортиментом железорудной продукции, гибкостью технологической схемы производства, позволяющей производить продукцию в соответствии с требованиями потребителей; 1972- Начато производство железорудного концентрата на обогатительной фабрике. 1975 -Фабрика окомкования начала выпуск товарной продукции. 1982- Введена в эксплуатацию фабрика дообогащения концентрата. 2001- ЦГБЖ-1 достиг проектной мощности. 2003- ЛГОК добыл миллиардную тонну железной руды. 2007- Начал производство ЦГБЖ-2. 2012- ЛГОК увеличил мощности по сушке железорудного концентрата на 0,9 миллионов тонн в год, провел модернизацию оборудования второго цеха горячебриектированного железа (ЦГБЖ-2). 2013- Начат основной этап программы модернизации горнотранспортного комплекса. Завершены работы по монтажу, наладке оборудования и программного обеспечения МОДУЛАР в рамках реализации 1-го этапа внедрения автоматизированной системы управления горнотранспортным комплексом. 2014- Начато выполнение строительно-монтажных работ ЦГБЖ-3, производственной мощностью 1,8 млн. тонн в год. Данный модуль по производству ГБЖ станет крупнейшим в мире. 2015- Выпущена 25-ти миллионная тонна горячебрикетированного железа на ЦГБЖ-1 и 10-ти миллионная тонна горячебрикетированного железа на ЦГБЖ-2. Начат монтаж основного оборудования ЦГБЖ-3, в котором происходит процесс производства горячебрикетированного железа. Проведен капитальный ремонт ЦГБЖ-1, вследствие чего увеличены его производственные мощности на 22 тысячи тонн горячебрикетированного железа в год. 2016- На ЦГБЖ-3 ведется наладка оборудования. ЛебГОК предложил рынку концентрат и окатыши с новыми физическими свойствами и составом, позволяющую повысить эффективность и экологичность металлургического производства. Лебединский ГОК (ЛГОК) является ведущим производителем ЖРС в России, на долю которого приходится 21% внутреннего рынка. Лебединский ГОК (ЛГОК)- общепризнанный производитель высококачественного концентрата, окатышей и горячих брикетов, единственный в Европе горно-обогатительный комбинат, использующий технологию прямого восстановления железа. В год комбинат вырабатывает 21 млн. тонн концентрата, более 10 млн. тонн окатышей и 1 млн. тонн горячебрикетированного железа, ежегодно наращивая объемы производства примерно на 2-5%. Кроме всего, именно на Лебединском карьере был впервые реализован проект добычи руды на сильно обводненном грунтовыми водами месторождении с наличием плывунов над рудным телом. В первый год строительства объем вскрышных работ на Лебединском руднике составил около полумиллиона кубометров. В настоящее время, большинство разновидностей вскрышных пород имеет многоцелевое назначение: четвертичные суглинки возможно использовать при рекультивации хвостохранилищ или карьера с целью создания противофильтрационного экрана; пески отправлять на заводы по производству силикатного кирпича, газосиликатных стеновых блоков и перекрытий, использовать в строительных работах а крупнозернистые разности песков применять в литейном производстве; мел – производство извести, цемента, удобрений, красок а также отправлять на меловой завод, где после переработки и обогащения транспортируется на химическую, бумажную, пищевую и парфюмерную промышленность; скальные породы (кристаллические сланцы и кварцито-песчаники) возможно использовать для производства различных фракций дорожного и строительного щебня. 1.3 Структура аналитического контроля ОАО "Лебединского ГОКа" В состав Лебединского горно-обогатительного комбината входят следующие цеха: цех метрологии, горный цех, взрывной цех, энергоцех, автотранспортный цех, электровозный цех, цех ремонта путей, обогатительный цех, цех ГБЖ ,крановый цех, буровой цех, цех окомкования и обжига, цех крупного дробления, цех УТК. . В состав ОАО "Лебединского ГОКа" входят следующие лаборатории: экологическая лаборатория , лаборатория медицинской техники , химическая лаборатория , лаборатория окомкования, лаборатория горюче-смазочных материалов (ГСМ). Центральная заводская лаборатория (далее ЦЗЛ) является структурным подразделением ОАО "Лебединский ГОК". Целью создания и функционирования ЦЗЛ является контроль качества производимой продукции, поступаемого сырья и горюче-смазочных материалов. ЦЗЛ обеспечивает выполнение измерений по контролируемым показателям в закрепленной за ней области аккредитации, а также в объектах испытаний указанных в пересчете Приложении к свидетельству об оценке состояния измерений. Аналитическая служба – это сложная система, позволяющая получить данные о химическом составе (реже – химическом строении веществ), которые необходимы для материального производства, рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды, научных исследований. Аналитический контроль производства включает в себя практическое применение теории и методов аналитической химии к определению состава конкретных объектов какого-либо производства. До недавнего времени его называли техническим анализом. При этом выделяют следующие частные цели: изучение и оценка состава, управление составом. 1.4 Основные методы анализа, применяемые в лаборатории В современных химических лабораториях применяются различные способы химического анализа. Среди них весомое место занимают такие: Электрометрические методы анализа Физико-химические методы анализа Обьёмные методы анализа Электрометрические методы анализа в лабораториях Основной особенностью электрохимического метода является его электрическая направленность. То есть при анализе данным способом определенного объекта изучают такие показатели, как сила тока, электропроводность и другие. Электрохимический метод бывает кондуктометрическим и потенциометрическим. Физико-химические методы анализа В основе всех методов анализа лежит измерение либо химического, либо физического свойства вещества, называемого аналитическим сигналом, зависящего от природы вещества и его содержания в пробе. Все методы анализа принято разделять на химические, физические, физико-химические методы анализа. Физико-химические методы анализа основаны на регистрации аналитического сигнала какого-то физического свойства (потенциала, тока, количества электричества, интенсивности излучения света или его поглощения и т. д.) при проведении химической реакции Объёмные методы (титрование) —метод количественного/массового анализа , который часто используется в аналитической химии, основанный на измерении объёма раствора реактива точно известной концентрации, расходуемого для реакции с определяемым веществом. 2. Специальная часть. 2.1 Сущность физико-химических методов анализа. 2 Специальная часть. Определение углерода и серы в сталях методом инфракрасной спектроскопии 2.1Основы спектральных методов Спектральный анализ (спектроскопия) изучает химический состав веществ на основе их способностей по испусканию и поглощению света. Известно, что каждый химический элемент испускает и поглощает характерный только для него световой спектр, при условии, что его можно привести к газообразному состоянию. В соответствии с этим, возможно определение наличия этих веществ в том или ином материале по присущему только им спектру. Современные методы спектрального анализа позволяют установить наличие вещества массой до миллиардных долей грамма в пробе – за это ответственен показатель интенсивности излучения. В зависимости от целей анализа и типов спектров выделяют несколько методов спектрального анализа: Эмиссионный спектральный анализ — физический метод, основанный на изучении эмиссионных спектров паров анализируемого вещества (спектров испускания или излучения), возникающих под влиянием сильных источников возбуждений (электрической дуги, высоковольтной искры); этот метод дает возможность определять элементный состав вещества, т. е. судить о том, какие химические элементы входят в состав данного вещества. Пламенная спектрофотометрия, или фотометрия пламени, являющаяся разновидностью эмиссионного спектрального анализа, основана на изучении эмиссионных спектров элементов анализируемого вещества, возникающих под влиянием мягких источников возбуждения. В этом методе анализируемый раствор распыляют в пламени. Этот метод дает возможность судить о содержании в анализируемом образце главным образом щелочных и щелочноземельных металлов, а также некоторых других элементов, например галлия, индия, таллия, свинца, марганца, меди, фосфора. Примечание. Кроме эмиссионной фотометрии пламени применяют абсорбционную, называемую также атомно-абсорбционной спектроскопией или атомно-абсорбционной спектрофотометрией. Она основана на способности свободных атомов металла в газах пламени поглощать световую энергию при характерных для каждого элемента длинах волн. Этим методом можно определять сурьму, висмут, селен, цинк, ртуть и некоторые другие элементы, не определяемые методом эмиссионной фотометрии пламени. Абсорбционная спектроскопия основана на изучении спектров поглощения вещества, являющихся его индивидуальной характеристикой. Различают спектрофотометрический метод, основанный на определении спектра поглощения или измерении светопоглощения (как в ультрафиолетовой, так и в видимой и инфракрасной областях спектра) при строго определенной длине волны (монохроматическое излучение), которая соответствует максимуму кривой поглощения данного исследуемого вещества, а также фотоколориметрический метод, основанный на определении спектра поглощения или измерении светопоглощения в видимом участке спектра. В отличие от спектрофотометрии в фотоколориметрическом методе применяют «белый» свет или «белый» свет, предварительно пропущенный через широкополосные светофильтры. Метод анализа по спектрам комбинационного рассеяния света. В методе использовано явление, открытое одновременно советскими физиками Г. С. Ландсбергом и Л. И. Мандельштамом и индийским физиком Ч. В. Раманом. Это явление связано с поглощением веществом монохроматического излучения и последующим испусканием нового излучения, отличающегося длиной волны от поглощенного. Турбидиметрия основана на измерении интенсивности света, поглощаемого неокрашенной суспензией твердого вещества. В турбидиметрии интенсивность света, поглощенного раствором или прошедшего через него, измеряют так же, как в фотоколориметрии окрашенных растворов. Нефелометрия основана на измерении интенсивности света, отраженного или рассеянного окрашенной или неокрашенной суспензией твердого вещества (взвешенного в данной среде осадка). Люминесцентный, или флуоресцентный метод анализа основан на измерении интенсивности излучаемого веществами видимого света (флуоресценции) при облучении их ультрафиолетовыми лучами. 10)К оптическим методам анализа также относятся рефрактометрический метод, основанный на измерении коэффициента преломления, и полярометрический, основанный на изучении вращения плоскости поляризации. Под спектральным анализом понимают совокупность физических методов качественного и количественного определения состава вещества, основанных на получении и исследовании их спектров испускания, поглощения, отражения и люминесценции. Основа спектрального анализа -спектроскопия атомов и молекул; его классифицируют по целям анализа и типам спектров. В частности, атомный спектральный анализ определяет элементный состав вещества по атомным (ионным) спектрам испускания и поглощения электромагнитного излучения. Происхождение атомных спектров объясняется строением атома. Очень упрощенно их появление можно интерпретировать следующим образом: поглощение атомом фотона (порции энергии электромагнитного излучения) приводит к тому, что электрон в атоме целиком забирает энергию поглощенного фотона и переходит из состояния с низкой энергией (с низкого энергетического уровня) в энергетически более насыщенное состояние (на более высокий энергетический уровень). Количество и расположение уровней в атоме данного элемента строго соблюдается, поэтому будет поглощаться не всякий фотон, а лишь тот, энергия которого в точности равна разности энергий двух уровней в атоме (энергии перехода). Количество уровней в атоме составляет конечное число, следовательно конечно и количество переходов между ними. Следует также отметить, что все атомы данного элемента абсолютно тождественны, значит и переходы между уровнями у них тоже идентичны Молекулярный спектральный анализ показывает состав вещества на молекулярном уровне по молекулярным спектрам поглощения, люминесценции и комбинационного рассеяния света. В отличие от ионов и атомов, электронные состояния в молекулах определяются движением как электронов, так и ядер, поэтому в соответствии с видами движений частиц составляющих молекулу, молекулярную спектроскопию делят на электронную, колебательную, вращательную и, соответственно, рассматривают электронные, колебательные или вращательные спектры излучения и поглощения вещества. Молекулярные спектры поглощения, изучаемые методами абсорбционно-спектрального анализа, связаны с переходами между различными электронными состояниями атомов и молекул. Они возникают в результате переходов электрона, принадлежащего внешней (валентной) электронной оболочке с основного (более низкого по энергии) энергетического уровня на возбужденный уровень за счет поглощения квантов излучения из сплошного спектра источника. Спектры поглощения молекул в УФ и видимой области широко применяются для качественного и количественного анализов вещества уже более 100 лет. Получение и анализ спектров поглощения электромагнитного излучения анализируемых объектов (атомов, ионов, молекул вещества), несмотря на сложность и разнообразие изучаемых объектов, имеют много общих черт в методике исследований и используемой аппаратуре. Абсорбционный спектральный анализ проводят на специальных приборах - спектрофотометрах, а перед анализом пробу часто превращают в пар или растворяют. В процессе перехода электрона из возбужденного состояния в основное происходит испускание электромагнитного излучения, при этом совокупность всех излучений образца характеризует его спектр испускания. По спектрам испускания атомов, ионов и молекул, возбуждаемым различными источниками электромагнигного излучения в диапазоне от у-излучения до микроволнового (источник возбуждения чаще плазменный - пламя газовой горелки, электрическая дуга, лазерная искра), производят эмиссионный спектральный анализ. В основе флуоресцентного спектрального анализа лежит облучение паров пробы вещества резонансным для исследуемого элемента излучением и наблюдением флуоресценции элемента, входящего в его состав. В соответствии с диапазоном длин волн поглощаемого и испускаемого электромагнитного излучения выделяют низкоэнергетическую радио и микроволновую спектроскопию, спектроскопию оптическую, в которую входит инфракрасная, молекулярная оптическая и ультрафиолетовая спектроскопии, а также спектроскопию высоких энергий, включающую в себя рентгеновские и гамма - спектральные методы. Если энергия конечного состояния выше энергии начального, то происходит поглощение энергии, если наоборот Ек<Ен - энергия излучается. Первый случай соответствует спектрам поглощения, второй спектрам излучения. Электромагнитное излучение характеризуется энергетическими и волновыми параметрами. Волновой параметр выражается длиной волны К (нм, мкм, см, м) или частотой колебания v. 2.2 Сущность метода инфракрасной спектроскопии Спектроскопия — раздел физики и аналитической химии, посвящённые изучению спектров взаимодействия излучения (в том числе, электромагнитного излучения, акустических волн и др.) с веществом. В физике спектроскопические методы используются для изучения всевозможных свойств этих взаимодействий. В аналитической химии – для обнаружения и определения веществ при помощи измерения их характеристических спектров, т.е. методами спектрометрии. Области применения спектроскопии разделяют по объектам исследования: атомная спектроскопия, молекулярная спектроскопия, масс-спектроскопия, ядерная спектроскопия, инфракрасная спектроскопия и другие. Метод инфракрасной спектроскопии дает возможность получить сведения об относительных положениях молекул в течение очень коротких промежутков времени, а также оценить характер связи между ними, что является принципиально важным при изучении структурно-информационных свойств различных веществ. В основе этого метода лежит такое физическое явление, как инфракрасное излучение. Инфракрасное излучение также называют «тепловым» излучением, так как все тела, твёрдые и жидкие, нагретые до определённой температуры, излучают энергию в инфракрасном спектре. При этом длины волн, излучаемые телом, зависят от температуры нагревания: чем выше температура, тем короче длина волны и выше интенсивность излучения. Спектр излучение абсолютно чёрного тела при относительно невысоких (до нескольких тысяч Кельвинов) температурах лежит в основном именно в этом диапазоне. |