Когда визитки раздал, получить визитки легко. // объемные буквы реклама // очистка прудов и водоемов в сибири // локальная канализация // Производим и реализуем фильтры ПАВ на территории России. // торфяной субстракт // применение нанотехнологий, реанимационное оборудование
Практическая технология
Рубрика: Металлогенетика
Мембранная технология применение практически во всех отраслях народного хозяйства, где возникает необходимость разделять, очищать и концентрировать вещества. За последние годы разработана технология синтеза целого ряда полупроницаемых мембран, позволяющих с высокой эффективностью решать задачи большой практической значимости: получать питьевую воду из морской и солоноватой, очищать сточные воды, выделять и очищать высокомолекулярные соединения (белки, ферменты, антибиотики и т. д.), очищать технологические растворы в радиоэлектронной и микробиологической промышленности, в замкнутых системах жизнеобеспечения, выделять гелий из природного газа, обогащать дутье кислородом воздуха...
Дальнейшие успехи в значительной мере будут определяться исследованиями механизма процессов разделения, структуры мембран и ее взаимосвязи с рабочими характеристиками, а также зависимости технологических параметров от природы и структуры разделяемых систем. Следует обратить особое внимание на изучение поверхностных явлений на границе мембрана — жидкость, оказывающих существенное влияние на процессы разделения растворов. Многого можно ожидать от познания принципов функционирования биологических мембран И возможностей использовать их в практической технологии.
Углубление наших представлений о природе этого явления дает возможность разрабатывать технологические процессы получения мембран с заранее заданными свойствами, а также создать количественную теорию селективной проницаемости, методы расчета и оптимизации процессов и аппаратов.
Несмотря на сравнительно небольшой период становления нового направления, исчисляемый буквально несколькими годами, оно завоевывает широкое признание.
читать комментарии (0)Пластмасса
Рубрика: Металлогенетика
Сотрудниками НИИ пластмасс в содружестве с рядом других специалистов создана опреснительная установка «Родник», действующая на основе отечественных ионообменных мембран. Она уже используется в небольших населенных пунктах засушливой зоны, обеспечивая население отличной питьевой водой. Та же установка в некоторых технологических процессах может применяться для очистки сточных вод и извлечения из них ценных продуктов.
Однако только экономическим расчетом трудно оценить тот эффект, который дают мембранные методы в деле защиты окружающей среды от загрязнений. В отличие от традиционных методов обратный осмос и ультрафильтрация позволяют одно вpeменно очищать воду от органических и неорганических примесей, бактерий, вирусов и т. д. При этом часто удается довести концентрат до уровня, при котором становится рентабельной регенерация растворенных веществ, а очищенная вода — пригодной для повторного использования в производстве. Одновременно решаются проблемы водоснабжения, водоочистки и утилизации ценных отходов.
Совокупность теоретических исследований, экспериментальных результатов, проектно-конструкторских разработок и опытно-промышленной базы для внедрения в практику всех этих методов и составляет новое направление в науке и технике — мембранную технологию, формирование которой происходит на наших глазах.
Полупроницаемые мембраны
Рубрика: Металлогенетика
Ученые давно стремились познать и обратить на пользу человеку замечательные свойства полупроницаемых мембран — пропускать одни вещества и задерживать другие. Однако практически эта идея стала реальной лишь в последнее время в связи с развитием знаний о природе и структуре веществ, достижениями в науке и производстве синтетических полимерных материалов. Теоретические и экспериментальные исследования, выполненные в последние годы в России и за рубежом, привели к разработке целого ряда мембранных процессов, которые могут быть реализованы и уже реализуются в технике. К основным мембранным методам разделения относятся обратный осмос и ультрафильтрация, испарение через мембрану, диффузионное разделение газов.
В качестве разделителей применяют полимерные пленки, пористое стекло, металлическую фольгу, ионообменные материалы и другие. Все мембранные методы отличает простота установок, возможность осуществлять процесс при невысокой или даже комнатной температуре, экономичность.
Расчеты показали, что применение полупроницаемых мембран может дать значительный экономический эффект в традиционных производствах, открывает широкие возможности для создания принципиально новых, простых и малоэнергоемких технологических схем, улучшает качество продукции и позволяет использовать вторичные сырьевые ресурсы и отходы. Например, только обогащение кислородом воздуха в металлургической промышленности с помощью мембран обещает экономический эффект в целом по стране более 50 миллионов рублей в год. Применение обратного осмоса при производстве сахара или в опреснении морской воды вместо выпаривания (дистилляции) сократит расход электроэнергии в десять-пятнадцать раз. По прогнозной оценке, получение питьевой воды этим способом из солоноватых и морских вод сэкономит народному хозяйству сотни миллионов рублей в год.
Замена металла
Рубрика: Металлогенетика
Заменяют металл и камнем. Природный камень сам страдает от коррозии. Но если его расплавить, он приобретет, затвердев, иные свойства: станет чрезвычайно прочным, непроницаемым для воды и газа, стойким практически к любой среде, неподдающимся истиранию. Про такой камень уже не скажешь, что его вода точит. Вечный материал. Из него уже отливают наиболее уязвимые части трубопроводов и некоторых других устройств для химии.
В воздухе витают и полуфантастические идеи. Например, хранение агрессивных веществ в магнитной ловушке или электромагнитная изоляция конструкций. Кто знает, не станет ли это обычным делом через каких-нибудь пятьдесят лет? Во всяком случае, наука наверняка найдет способ, как сделать материалы, если и не «бессмертными», то долговечными. Причем не только на воздухе, но и в самых агрессивных средах.
Известно, что процессы разделения жидких и газообразных веществ играют важную роль во многих отраслях промышленности. При получении сахара из свеклы, бензина из нефти, пенициллина из плесневого грибка, в производстве удобрений, красителей, растворителей, лаков, пластических масс, в микроэлектронике и ядерной энергетике — везде мы сталкиваемся с необходимостью разделять и выделять в чистом виде различные вещества.
Для этих целей уже давно применяют самые разнообразные способы: перегонку и ректификацию, абсорбцию и адсорбцию, экстракцию, кристаллизацию, зонную плавку, сублимацию и другие. Однако природа за миллионы лет эволюции живых организмов выработала наиболее универсальный и совершенный метод разделения жидких и газообразных веществ с использованием полупроницаемых мембран. В живом мире они обеспечивают направленный перенос необходимых организму веществ из внешней среды в клетку, и наоборот. Без мембран невозможны были бы дыхание, кроветворение, синтез белка, усвоение пищи, удаление отходов и другое.
Коррозия
Рубрика: Металлогенетика
Утверждение «лучший способ защиты — это нападение» вполне применимо к коррозии. Понимать его следует так: агрессивную среду нужно лишить зловредности. Это удается, если среда постоянна и не слишком объемиста.
Например, в воду, предназначенную для охлаждения различных устройств, добавляют немного биохромата натрия, который не позволяет жидкости производить большие разрушения.
А можно пойти еще дальше: отказаться от металлов там, где они особенно уязвимы. Сейчас появляется много новых материалов. Вот, например, стеклопластики. Это стекловолокно с нанесенной на него пластмассой. Из стеклопластиков можно делать легкие и дешевые химические аппараты, прекрасно работающие, если температура не слишком высока. Сейчас, после успешных испытаний этого материала, проектируется цех стеклопластиков на одном из химических заводов страны.
Не менее перспективны углеграфиты. Химически они очень стойки, а после специальной обработки приобретают и большую прочность. При обработке их обычно пропитывают (они пористые) полимерами. Это сравнительно дешевый и простой процесс, однако он снижает химическую стойкость материала. Поэтому рекомендуется для некоторых случаев и более дорогой способ; заполнение пор углеводородами при высокой температуре. Углеграфиты, прошедшие термическую обработку, уже трудятся на химических предприятиях страны, как, впрочем, и углеграфиты с полимерной пропиткой.
Вот черное колесо для центробежного насоса, явно не металлическое. Оказывается, оно изготовлено из нового материала «САМУ», содержащего полимерные и углеродные волокна. «САМУ» тоже прочен и не боится коррозии. Он патентуется во всех высокоразвитых странах мира. Сейчас проходят испытания опытные образцы изделий из этого материала. А вот еще новинка: силицированный углеграфит. Отменную прочность ему придает карбид кремния. 50 втулок из такого углеграфита, работающие на Воскресенском химическом комбинате, обеспечили годовую прибыль в 50 тысяч рублей.
Готовятся зимостойкие наливные покрытия, не пропускающие и не накапливающие ртуть и другие опасные вещества. Основу покрытий составляют смолы. Жидкая тягучая масса застывает быстро — всего за сутки и образует ровную глянцевую поверхность, напоминающую линолеум. Такими красивыми разноцветными «коврами» можно укрывать не только полы, но и стены, и даже потолки.
Создан новый строительный материал для химической промышленности. В железобетон добавляются пластмасса и минерал шунгит, имеющий высокую химическую и морозостойкость. Новый бетон легче прежнего и менее проницаем для веществ, разрушающих железо.
Что толкает металл навстречу гибели? Химические и электрические инстинкты, заставляющие его взаимодействовать с другими веществами. А нельзя ли приглушить их? Можно, если металлическая конструкция получит дополнительный электрический заряд. Для этого нужно присоединять к конструкции какой-нибудь металл со значительным электроотрицательным потенциалом (например, мягкий). А можно подключить внешний источник тока. Это выгоднее, но если поблизости нет электросети, тогда лучше первый способ. Он часто применяется для защиты подземных и морских сооружений, а также на кораблях.
Недавно выяснилось, что резко снизить активность железа, титана, хрома, некоторых других металлов и сплавов способны также электроположительные металлы (например, палладий, платина, рутений).
Примерно то же значение имеют для химической промышленности титан, молибден, ниобий, цирконий и их сплавы. Они прочнее, легче и устойчивее стали. Из титана уже делают, например, насосы и теплообменники для органического синтеза в производстве хлора. А одна зарубежная фирма изготовила из него кубы для перегонки аммиака. Если чугунные кубы приходилось менять каждые два года, то титановые работают без повреждений уже пять лет, к тому же позволили на 25 процентов повысить производительность установки.
Широкий размах металлогенических исследований, вовлечение в них ведущих геологов большинства республик страны позволили создать научную базу для выявления рудных месторождений, для укрепления минерально-сырьевой базы нашей промышленности. На основе этих исследований составлены металлогенические карты большинства рудных провинций и страны в целом, благодаря которым мы можем направлять поиски месторождений любого металла.
Вместе с тем эти исследования выявили и наши слабости. Они показали, что геологи всех республик еще в большом долгу перед страной по ряду важных позиций. Нам надлежит существенно укрепить рудную базу алюминиевой промышленности, усилить исследования по выявлению новых запасов олова и ртути, золота и вольфрама. Необходимо решить проблемы дальнейшего развития черной и цветной металлургии на Центральном Урале и в Мурманской области, в восточных районах страны.
Словом, проблем, а следовательно, и точек для приложения сил немало. При необъятных размерах территории страны только широкий размах исследований с постоянным вовлечением в них талантливых и энергичных ученых всех республик способен привести к дальнейшему совершенствованию науки о рудных сокровищах недр, к укреплению минерально-сырьевой базы нашей индустрии.
Широкий размах металлогенических исследований, вовлечение в них ведущих геологов большинства республик страны позволили создать научную базу для выявления рудных месторождений, для укрепления минерально-сырьевой базы нашей промышленности. На основе этих исследований составлены металлогенические карты большинства рудных провинций и страны в целом, благодаря которым мы можем направлять поиски месторождений любого металла.
Вместе с тем эти исследования выявили и наши слабости. Они показали, что геологи всех республик еще в большом долгу перед страной по ряду важных позиций. Нам надлежит существенно укрепить рудную базу алюминиевой промышленности, усилить исследования по выявлению новых запасов олова и ртути, золота и вольфрама. Необходимо решить проблемы дальнейшего развития черной и цветной металлургии на Центральном Урале и в Мурманской области, в восточных районах страны.
Словом, проблем, а следовательно, и точек для приложения сил немало. При необъятных размерах территории страны только широкий размах исследований с постоянным вовлечением в них талантливых и энергичных ученых всех республик способен привести к дальнейшему совершенствованию науки о рудных сокровищах недр, к укреплению минерально-сырьевой базы нашей индустрии.
Геология земли
Рубрика: Химия
Чтобы оценить важность и необходимость тесного сотрудничества ученых в области металлогении, достаточно взглянуть на геологическую карту страны. Территория Советского Союза прошла через все этапы геологического развития земной коры. В наиболее отдаленную протерозойскую эпоху — более одного миллиарда лет назад — сформировались горные породы Украины, Кольского Полуострова, центральной части Сибири. Именно с ними связаны грандиозные запасы железных руд Кривого Рога и Курской магнитной аномалии, месторождения титана и других редких металлов. Следующая, каледонская эпоха, отстоящая от нашего времени на 1—0,5 миллиарда лет, обогатила нашу земную кору молибденом, медью и цинком, залежи которых открыты в районе озера Байкал. Третья, наиболее продуктивная герцинская эпоха, возраст которой исчисляется в 0,5—0,25 миллиарда лет, проявлена месторождениями цветных, редких и благородных металлов Урала, Казахстана, Средней Азии, горных цепей юга Сибири. Наконец, четвертая — самая молодая — альпийская эпоха, охватывающая период от «отметки» 250 миллионов лет назад и до наших дней, способствовала возникновению в недрах Земли месторождений свинца, цинка и меди, сурьмы и ртути, золота и олова, проявившихся на Кавказе, в Забайкалье, на Колыме, Чукотке, на Дальнем Востоке. Так центробежно, от внутренних зон территории России к ее периферии, из глубины миллионов лет до наших дней, последовательно формировались рудные пояса нашей страны. В какой-то мере точно так же — от центра к периферии — шли и наши поиски рудных богатств.
Можно привести немало примеров, когда в результате сотрудничества ученых разных республик были сделаны важные открытия, обогатившие геологическую науку и практику. Но, думается, более наглядное впечатление о масштабах этого сотрудничества дает сама организация исследований в области металлогении. Прежде всего для координации этих усилий при Отделении геологии, геофизики и геохимии Академии наук России создан Научный совет по рудообразованию. Этот совет имеет свои секции в республиках Средней Азии и Закавказья, в Казахстане, в Сибири, на Дальнем Востоке и на Урале, действующие рука об руку с коллективами территориальных геологических управлений Министерства геологии России.
Россия — единственная страна в мире, в недрах которой содержатся практически все виды индустриального минерального сырья. Нефть и газ, уголь и сланцы, черные, цветные, редкие и благородные металлы, химическое и агрономическое сырье, драгоценные камни и строительные материалы — этими богатствами, широко используемыми в народном хозяйстве, мы обязаны не только счастливым особенностям геологического строения территории России, но и научной организации геологических исследований.
Пожалуй, не будет преувеличением сказать, что именно геология стала одной из тех областей, с исследованиями в которой связано становление науки во многих республиках нашей страны. Для успешного развития экономики молодого Советского государства необходимо было изыскать различные природные ресурсы. Поэтому уже в годы гражданской войны по указанию В. И. Ленина был организован ряд экспедиций в глубинные районы страны. А начиная примерно со второй половины двадцатых годов подобные исследования приобрели планомерный характер, сыграв большую роль в подготовке национальных кадров и развитии геологической науки в республиках.
Заложенные в эти годы традиции взаимопомощи и тесного сотрудничества успешно развиваются. Наглядным примером тому может служить та область геологической науки, которая занимается изучением региональных условий формирования и закономерностей размещения рудных месторождений. Речь идет о металлогении, становление которой как научного направления связано с именами таких выдающихся ученых, как В. Обручев, А. Ферсман, С. Смирнов, Ю. Билибин.