» » Перспективы применения кислорода
21.05.2015

Развитие техники производства кислорода, уменьшение его энергоемкости и снижение стоимости электроэнергии привели в последнее время к значительному удешевлению кислорода и, соответственно, к расширению областей экономически целесообразного его применения. Это обстоятельство позволило приступить к широкой реализации в промышленности законченных опытных работ и развертыванию новых исследований.
Технический кислород уже нашел применение при обжиге материалов, содержащих серу, и перспективы развития этого процесса огромны. Следует ожидать широкого использования кислорода при шахтной плавке свинцового агломерата, окисленных никелевых руд, медного и медно-пиритного сырья; отражательной плавке медных концентратов; плавке во взвешенном состоянии и в циклонной печи медных, медноцинковых, медно-никелевых и медно-свинцово-цинковых концентратов; конвертировании медных и медно-свинцовых штейнов, огневом рафинировании меди и фьюминговании шлаков; производстве серной кислоты из богатых сернистых газов контактным способом и т. д.
Огромна роль применения кислорода в возгоночных пирометаллургических процессах переработки всякого рода бедных, свинцовых, цинковых, свинцово-цинковых, оловянных, сурьмяных и иных материалов методом обжига в кипящем слое. Метод этот должен заменить собой в большинстве случаев вельц-процесс, проводимый во вращающихся малопроизводительных и громоздких печах.
Весьма перспективно применение кислорода для переработки медно-цинкового, медного, медно-свинцово-цинкового, медно-никелевого, никель-кобальтового и других видов сырья методом сульфатизирующего обжига в печах кипящего слоя. Известно, что сульфатизирующий обжиг полиметаллических концентратов с последующим водным (кислотным) выщелачиванием огарка и электролизом растворов характеризуется высокой комплексностью использования сырья и извлечением металлов. Но сульфатизирующий обжиг идет тем успешнее, чем выше концентрация сернистого ангидрида и кислорода в газах, а потому подача обогащенного кислородом дутья должна благоприятно сказаться на протекании процесса сульфатизации. Наличие в Советском Союзе больших залежей полиметаллических руд, трудно поддающихся селективной флотации, определяет актуальность задачи передела этих руд методами сульфатизации и возгонки, в коих кислород должен занять существенное место.
Выше были отмечены недостатки вальц-процесса. Нет, однако, сомнения, что кислород может быть с определенным технологическим и экономическим эффектом применен и в данном случае. Это позволит сократить расход восстановителя и повысить температуру в печи, улучшив тем самым технологические показатели процесса, а также сократить количество отходящих газов, упростив и удешевив их очистку.
В карбонильных процессах получения металлов кислород нужен для получения окиси углерода. Можно считать целесообразным сочетание строительства карбонильных цехов со строительством кислородных установок.
Технический кислород может найти применение в ряде гидрометаллургических производств и, в частности, при очистке цинковых, медных и других растворов, в гидрометаллургии кобальта и во всех тех производствах, где применяется воздух как окислитель. Но особо большая роль будет принадлежать кислороду в автоклавных гидрометаллургических процессах, сочетающих полноту и комплексность извлечения всех денных составляющих перерабатываемого сырья.
Внедрение кислорода в металлургическую промышленность неразрывно связано с решением целого ряда общих вопросов: создания и внедрения высокоогнеупорных материалов; применения кессонирования и других специальных методов защиты кладки печей от воздействия высоких температур; изыскания конструкции шахтных печей, предотвращающей зависание шихты при дутье с высоким содержанием кислорода, превышающим 30%; разработки конструкции топок для сжигания низкосортного твердого, жидкого и газообразного топлива на обогащенном кислородом дутье и т. д. Особое значение имеет замена агрегатов, работающих периодически непрерывнодействующими.
Очевидно, что приведенный в настоящем разделе перечень перспективных направлений использования молекулярного кислорода далеко не полон. Тем более трудно предвидеть поистине неисчерпаемые возможности, которые откроются при решении двух стоящих перед учеными-физиками технических задач: разработки дешевого и производительного способа превращения молекулярного кислорода в атомарный и получения «долгоживущего» атомарного кислорода.
Строительство крупных кислородных станций позволяет одновременно организовать получение из воздуха редких газов — аргона, криптона, ксенона — в количествах, обеспечивающих потребность многих отраслей производства, в частности радиотехнической промышленности, выпускающей электролампы с криптоновым наполнением.
Вместе с тем надлежит изыскать возможности целесообразного использования больших масс азота, получающегося попутно при производстве кислорода; это повлечет дальнейшее снижение стоимости кислорода и еще большее расширение областей его применения. Проблема использования азота будет успешно решена осуществлением программы создания мощной промышленности пластических масс и других синтетических материалов на базе природного газа, попутных нефтяных газов и газов нефтепереработки.