«Реализация регионального компонента на уроках химии по теме: «МЕТАЛЛЫ» 9 класс»
методическая разработка по химии (9 класс)

Методические рекомендации по использованию методической разработки «Реализация регионального компонента на уроках химии по теме: «МЕТАЛЛЫ» 9 класс»

Кроме основных задач в изучении химии в общеобразовательной школе ставятся следующие:

- раскрытие роли химии в решении глобальных проблем человечества: рациональном природопользовании,        

  обогащении энергетическими ресурсами;

- защита окружающей среды от загрязнений бытовыми и промышленными отходами;

- развитие личности обучающихся, формирование у них гуманистических отношений и экологически целесообразного

  поведения в быту и трудовой деятельности;

- формирование у учащихся знаний о богатствах и состоянии экологии своего родного края.

В соответствии с ОБУП на изучение регионального содержания химического образования отводится 10% учебного времени в год. Реализация регионального компонента по химии вызывает определенные трудности у педагогов, поскольку нет методических пособий и дидактических материалов по данному вопросу. Предлагаю вашему вниманию разработку, позволяющую дисперсно включить в уроки химии 9 класса конкретные вопросы регионального содержания, включая рассмотрение состава и нахождение полезных ископаемых на территории Урала, рассмотрение производимых из них веществ и применение наиболее значимых веществ и материалов. В контексте содержания урока можно рассмотреть сущность их производства и экологические проблемы области. Предлагаются выдержки из рабочей программы  по учебнику «Химия 9 класс» О.С. Габриеляна  с включением рассматриваемых вопросов по РК в уроки по данной теме. Кроме этого данная разработка содержит презентацию по теме «Реализация регионального компонента на уроках химии по теме: «Металлы» 9 класс» и сопроводительные материалы для учителя.

Урок №4. Роль металлов в развитии региона, месторождения черных и цветных металлов на Урале. Драгоценные металлы на Урале

Южный Урал – одно из мест нашей страны, где человек впервые стал использовать металл. Наличие здесь самородных кусков чистой меди и довольно больших залежей олова создавали благоприятные условия для получения бронзы. Наиболее известное поселение металлургов на Южном Урале  – Абашевское (3500-4000 лет назад). Железные руды начали обрабатывать много позднее. Следы их добычи и плавки сохранились на севере области, в районе озера Иткуль и Каслинских озер. Относятся они к V-III векам до н.э. По-видимому, к I тысячелетию до н.э. нужно отнести первые находки золота самородного и золотоносных жил.

 Открытие промышленных месторождений меди на Урале и в Сибири связано с именем Никиты Демидова, основателем крупнейшей уральской династии промышленников (слайд №3). Никита Демидов зародил на Среднем Урале военно-промышленный комплекс.  Именно он по указу Петра I в 1704 начал чеканить медные деньги. В 1700 году Петр I потерпел поражение в войне со Шведами. Потеряна была вся артиллерия. Нужно было в короткое время ставить русскую армию на ноги. В пушках и прочей военной амуниции была огромная нужда.

Основатели Невьянска - тульские оружейники Демидовы, Никита и его сын Акинфий, - были людьми настойчивыми и яростными (слайд №3) За что бы они ни брались, всегда старались взять в деле верх. Строительство завода велось тяжело, с остановками - плотину прорывало, мастеров не хватало. И только Демидовы, благодаря энергии и предприимчивости, столь редкой в тогдашней Руси, сумели первыми на Урале получить необходимый в то время России чугун. Произошло это на Невьянском заводе 15 декабря 1701 года. Именно с этой даты ведет отсчет история уральской металлургии. В столице после экспертизы говорили о первом железе, что оно самого лучшего качества. И отправились из Невьянска по реке Нейве пушки, ядра и металл. Завод набирал силу.

Главный руководитель - Никита Демидов оправдал надежды правительства и в 1709 году его возвели в комиссары, что дало ему новые привилегии. Продукция завода клеймилась торговой маркой "Старый соболь". В России торговая марка "Старый соболь" считалась одной из лучших (слайд №4, 5).

Прошло чуть больше двадцати лет с момента основания города. Демидовы прочно обосновались на Урале, и Невьянский завод стал ведущим среди лучших железоделательных предприятий России. Ежегодно он выпускал в два-три раза больше металла, чем три соседних казенных завода - Алапаевский, Каменский и Уктусский. А качество демидовского железа было таково, что на него нашлись серьезные покупатели и в Европе и в Америке. Даже надменная Англия, лидер мировой металлургии того времени, заинтересовалась "сибирским" железом.

В то время завод давал чугун, железо, медь и изделия из них. С трех сторон завод был обнесен крепостью. Внутри крепости были заводские корпуса, господский двор, имелась деревянная церковь. Тут же была построена каменная колокольня, которую называют теперь Невьянской наклонной башней.

Два века Демидовы держали уральскую империю. И только во время революции империи пришел конец.

На сегодняшний день в экономике Уральского региона существенную роль играет Челябинская область. Она лидирует в производстве продукции черной металлургии, вносит значительный вклад в производство продукции цветной металлургии, машиностроения, металлообработки (слайд №6)

 В связи с разнообразием рельефа, сложностью его строения и геологического происхождения, недра Челябинской области богаты различными полезными ископаемыми.
  К настоящему времени на Урале открыто около 13 тысяч месторождений полезных ископаемых. Выявлено более тысячи - различных минералов, что составляет половину минералов, известных в природе. В одном Ильменском заповеднике обнаружено 190 видов минералов.
  Значительная доля полезных ископаемых Урала сосредоточена в пределах Челябинской области. Здесь имеются руды черных и цветных металлов, уголь, химическое сырье, разнообразные строительные материалы и камни-самоцветы.
  Многие месторождения характеризуются удобством залегания, комплексностью руд, их высоким качеством.
Благодаря значительным запасам полезных ископаемых, их хорошей разведанности, Челябинская область имеет развитую горнодобывающую промышленность. Мощное индустриальное развитие области во многом было определено ее полезными ископаемыми.
Черные металлы. К рудам черных металлов относятся все виды железных руд, марганцевые руды и хромиты.
  В Челябинской области разведано около двадцати месторождений железной руды. На наиболее крупных важных месторождениях ведется добыча руд, которые отправляются на металлургические заводы области. Здесь, в первую очередь, следует отметить Магнитогорское месторождение, на базе которого работал крупнейший в нашей стране Магнитогорский металлургический комбинат. Месторождение это известно давно, с 1747 года.
  Общие запасы руды составляли примерно 200 млн. тонн, содержание железа в рудах — 50—54%.
В Магнитогорском месторождении добывали до 10 млн. тонн руды в год. При таких темпах добычи руды были выработаны полностью.

 Для усиления сырьевой базы Магнитогорского металлургического комбината с 1961 года сюда поставляются железные концентраты с Соколовско-Сарбайского месторождения Кустанайской области.

В 2007 году руководство Магнитогорского металлургического комбината объявило о создании филиала в Белгородской области (Старый Оскол) на месте нового рудного месторождения (видео www.newstube.ru  19.12.2007)

Магнитогорский металлургический комбинат официально открыл Сосновский рудник (слайд №10), расположенный на границе Сосновского и Кунашакского районов Челябинской области. Об этом идет речь в официальном сообщении ММК.
Руду на Сосновском руднике будут добывать в течение ближайших 40 лет. Предполагаемая мощность месторождения - 70 млн тонн железной руды. В 2009 году в карьере, который сегодня имеет статус опытно-производственного, должно быть добыто 370 тыс. тонн сырья, в 2010 - 500 тыс. тонн.
После выхода рудника на проектную мощность годовая добыча составит 2-2,5 млн тонн руды. Кроме этого, ежегодно будет производиться порядка 1 млн тонн аглоруды. Здесь же будет вестись и обогащение - методом сухой магнитной сепарации.
Лицензия на разработку месторождения магнетитовых руд, была выдана Магнитогорскому металлургическому комбинату в октябре 2003 года. В феврале 2007 года ММК стал собственником 51% акций ООО "Бакальское рудоуправление" (БРУ) - старейшего на Урале предприятия по добыче железной руды.
ООО "Бакальское рудоуправление" – горнодобывающее предприятие с полным циклом рудоподготовки для металлургического передела, включающим процессы дробления и сортировки, обжига и обогащения сидеритовых руд. На предприятии трудится более 1800 человек.
Бакальская группа железорудных месторождений находится на западном склоне Южного Урала в Саткинском районе Челябинской области, суммарные запасы которых составляют 995,6 млн тонн, из них 34,3 млн тонн представлены бурыми железняками и 961,3 млн. тонн - сидеритами (карбонаты железа). Среднее содержание железа в бурых железняках составляет 42,6%, в сидеритах - 31,0%.

Более 200 лет обеспечивает металлургию Урала Бакальский железорудный район (слайд №7) В хребтах Шуйда, Буландиха и Иркускан разведано 18 месторождений руды. Руды здесь также двух видов: близко к поверхности залегают наиболее богатые бурые железняки, которые содержат в среднем 48% железа. Глубже, под «рудной шляпой» бурых железняков, залегают более бедные руды — сидериты с содержанием железа до 32%.   Общие запасы железной руды в районе Бакала — 520 млн. тонн, из которых 450 млн. тонн сидериты. Добывается здесь более 5 млн. тонн руды в год. Разработки ведутся преимущественно открытым способом, но имеется и подземная добыча, что связано с освоением запасов на глубоких горизонтах (слайд №4)
  Основным потребителем бакальских руд является Челябинский металлургический завод, а также старые металлургические заводы — Ашинский и Саткинский.
  В связи с истощением в скором времени богатых руд, в настоящее время изыскиваются способы использования бакальских сидеритов, в чем специалисты видят залог дальнейшего роста производства чугуна и стали в Челябинской области.
  Аналогичные бакальским имеются руды в Ахтенском месторождении, которое разрабатывается Златоустовским рудоуправлением.
  Из других разрабатываемых месторождений следует отметить Кусинскую группу титаномагнетитовых руд. Эти руды содержат 50—57% железа, и несколько меньше титана, хрома и ванадия. Несмотря на высокое содержание железа, руды обогащаются для получения железо-ванадиевого и титанового концентратов.
  Первые отправляются на Чусовской металлургический завод, специализирующийся на обработке этого вида руд, вторые — на химические и ферросплавные заводы.
  Недавно в окрестностях города Миасса были открыты значительные запасы магнетитовых железных руд (до 100 млн. тонн) с содержанием железа в руде 45—55%. Это существенное дополнение к сырьевой базе черной металлургии Южного Урала.
  Промышленных запасов марганца на территории Челябинской области не обнаружено. Небольшие по запасу рудопроявления марганца открыты в пределах Чебаркульского района. В Карталинском районе имеется Верблюжьегорское месторождение хромитов. Но промышленного значения оно не имеет (слайд №9)
  Цветные металлы. Из руд цветных металлов в Челябинской области имеются: медные, алюминиевые, никелевые, кобальтовые, мышьяковые и некоторые другие.
  Медь. Медные руды находятся в Карабашском месторождении. Они представлены медным и серным колчеданом. В составе медных колчеданов, кроме меди, содержатся и другие цветные, редкие и рассеянные металлы: цинк, свинец, серебро, золото, селен, галлий, индий, теллур, мышьяк и т. п.
  Никель. Месторождения никеля и кобальта сосредоточены на севере области, в районе Верхнего Уфалея. Здесь разведаны Черемшанское, Шелеинское, Черноозерское и другие месторождения, на которых ведется добыча руд. Содержание металла в руде высокое. Руда поступает на Верхнеуфалейский никелевый комбинат, работающий с 1932 года.
  Алюминиевые руды представлены месторождениями бокситов в районе станции Сулея (поселок Межевой Лог). Для добычи руды созданы Южно-Уральские бокситовые рудники, которые отправляют свое сырье более чем шестидесяти предприятиям страны.
  Золото. Челябинская область является старым золотопромышленным районом на Урале. Месторождения золота связаны как с коренными породами (рудное золото), так и с речными отложениями (россыпное золото).
  К числу первых относится Кочкарское месторождение (город Пласт), которое разрабатывается с 1860 года. Оно одно из самых значительных на Урале. Рудоносными являются кварцевые жилы, приуроченные к гранитному массиву. Всего насчитывается более 1000 жил.
  Из примесей встречаются серебро, платина, мышьяк и другие элементы. Обрабатывается руда на Кочкарском горнометаллургическом комбинате. 
  Добыча россыпного золота ведется с конца XVIII века в Миасском золотоносном районе. Здесь встречаются довольно крупные самородки золота. Так, в 1842 году был обнаружен самородок весом 36 кг, являющийся и до сего времени самым крупным самородком, найденным на территории СССР. В 1936 году были найдены два самородка весом 14,4 и 9,5 кг. Находят крупные самородки золота и в настоящее время. Добычу ведут три прииска — Ленинский, Тыелгинский и Поляковский. Добыча механизирована.

Урок №5. Производство чугуна и стали на металлургических предприятиях области

Основа промышленности Урала – металлургический комплекс, в том числе черная и цветная металлургия.

Черная металлургия  Уральского  экономического района представлена всеми стадиями производства, начиная от добычи и обогащения железных руд до выплавки чугуна, стали и проката.

Урал отличается высоким уровнем концентрации и комбинирования производства черных металлов. Основной тип предприятий – полного цикла, выпускающие чугун, сталь и прокат. Наиболее крупные из них – Магнитогорский, Нижнетагильский, Орско-Халиловский (Новотроицк) комбинаты и Челябинский металлургический завод – дают почти 80% чугуна и 70% стали, выплавляемых в районе. Другие предприятия полного цикла находятся в Чусовом, Серове, Алапаевске, Белорецке и других центрах.

Наиболее значима черная металлургия Челябинской области, которая в девять раз мощнее Пермской и в 2,5 раза – Свердловской областей. Она представлена 18 предприятиями, на которых занято около 150 тыс. человек (слайд №11,12)

Металлургические предприятия Челябинской области

АО «Ашинский металлургический завод» г. Аша

АО «Бакальское рудоуправление» г. Сатка

АООТ «Вишневогорское рудоуправление»  г. Касли

АО «Златоустовский металлургический завод» г. Златоуст

АО «Челябинский трубопрокатный завод» г. Челябинск

ОАО «Челябинский электрометаллургический комбинат» г. Челябинск

АО «Златоустовское рудоуправление»  Кусинский район п. Магнитка

АО «Магнезит» г. Сатка

АО «Магнитогорский завод металлургического машиностроения» г. Магнитогорск

АО «Магнитогорский металлургический комбинат» г. Магнитогорск

АО «Магнитогорский  метизно-металлургический комбинат» г. Магнитогорск

ОАО «Мечел» г. Челябинск

АО «Миньярский метизно-металлургический комбинат» г. Аша

АО «Саткинский металлургический завод» г. Сатка

АО «Тургоякское рудоуправление» г. Миасс

АО «Уфалейский завод металлургического машиностроения» г. Верхний Уфалей

ОАО «Уральская кузница» г. Чебаркуль

Урок №8. Основные месторождения металлов на Урале и способы их получения на предприятиях области

Магнитогорский металлургический комбинат (сокращенное название - ОАО «ММК»)– является одним из крупнейших предприятий чёрной металлургии  России. Комбинат начал свою деятельность в 1932 году. На ММК осуществляется полный производственный цикл, начинающийся с подготовки железорудного сырья и заканчивающийся глубокой  переработкой черных металлов. Предприятие предлагает потребителю широчайший ассортимент металлопродукции. По объемам выпущенной  продукции Магнитогорский металлургический комбинат опережает другие металлургические предприятия страны, а около 40% продукции идет на экспорт в различные страны мира. В состав промышленного объединения ММК входят 18 предприятий (слайд №13, 14) Http://www.ntv.ru/novosti/169808/ 

Продукция:

            • Железная руда;

            • Агломерат;

            • Чугун;

            • Сталь;

            • Катанка;

            • Склябы;

            • Круг;

            • Горячекатаные рулоны;

            • Швеллер;

            • Спецпрофиль горячекатаный;

            • Холоднокатаный лист;

            • И другое.

 Производство (цеха):

            • Листопрокатный цех;

            • Травильный цех;

            • Кислородно-конвертерный цех;

            • Электросталеплавильный цех;

            • Паросиловой цех;

            • Цех горячей прокатки;

            • Мартеновский цех;

            • Цех покрытий ;

            • Цехе переработки химических продуктов;

            • Цех изложниц;

            • Доменный цех;

            • Цех гнутых профилей

ММК подписал долгосрочное соглашение о сотрудничестве с ОАО АВТОВАЗ на поставку автолиста, соответствующего мировым стандартам. http://www.ntv.ru/novosti/169808/

Челябинский металлургический завод (сокращенное название - ОАО  «МЕЧЕЛ»)– ведущий российский производитель металлургической  продукции для космической, оборонной, энергетической, машиностроительной, строительной и многих других отраслей экономики страны. Основание завода было заложено в 1942 году, почти через год завод выпустил первую продукцию. Сегодня завод обеспечивает работу для 25 тысяч человек, проводит социальные программы в городе. Челябинский металлургический завод входит в состав компании ОАО "МЕЧЕЛ" (слайд №15, 16) http://www.youtube.com/watch?v=UD2E2hgB3xg

                                             http://www.youtube.com/watch?v=KKUlhnwdz2M  Продукция:

            • Литые прутки;

            • Прокат сортовой горячекатаный;

            • Лист из коррозионностойкой стали;

            • Лист горячекатаный;

            • Лист из стали повышенной прочности;

            • Сталь для армирования класса А1;

            • Угловая сталь;

            • Катанка;

            • Катанка для изготовления сварочной проволоки;

            • Трубная заготовка;

            • Катаная заготовка;

            • Слябы;

            • Кованая заготовка квадрат;

            • Товарная сутунка;

            • Полосы катаные;

            • Шестигранники;

            • Прессовые поковки.

Производство (цеха):

            • Коксохимический цех;

            • Коксовый цех;

            • Мартеновский цех;

            • Электросталеплавильный цех;

            • Кислородно-конвертерный цех;

            • Аглодоменный цех;

            • Сталеплавильный цех;

            • Доменный цех;

            • Спецэлекторметаллургический цех;

            • Прокатный цех;

            • Цех горячего и холодного проката;

            • Цех механизации ремонта;

            • Инженерные службы.

Ашинский металлургический завод (сокращенное название - ОАО «АМЕТ»). Не самое крупное предприятие металлургической промышленности, что не помешало ему стать одним из ведущих российских производителей и экспортеров проката. Особое место в производстве выпускаемой продукции занимают товары народного потребления: столовые приборы, наборы кухонные, посуда из нержавеющей стали, зажигалки (слайд №17)

Продукция:

            • Сталь нержавеющая безникелевая

            • Сталь нержавеющая никельсодержащая

            • Сплавы на никелевой основе

            • Сталь углеродистая

            • Сталь рифленая

            • Сталь повышенной прочности

            • Конструкционная качественная сталь

            • Корозийностойкая жаропрочная сталь

            • Сортамент

            • Сталь углеродистая

            • Сталь повышенной прочности

            • Конструкционная качественная сталь

            • Сталь для сосудов и котлов

            • Сталь для судостроения

            • Сталь легированная

            • Изотропная электротехническая лента

            • Магнитопроводы

            • Коррозионностойкая и жаропрочная лента

            • Лента холоднокатанная из низкоуглеродистой стали

            • Припойная лента

            • Магнитопроводы

            • Электромагнитные экраны

            • Порошки из магнитомягких сплавов

            • Металлические шкафы и столы общего назначения

            • Конструкция кабельная сборная

            • Металлические ограждения

            • вакуумные термосы с двойной металлической колбой,

            • кухонная посуда "AMET" с тройным теплораспределительным слоем и без него,

            • столовые приборы "АМЕТ",

            • кухонные принадлежности,

            • товары для отдыха и туризма,

            • садово-огородный инвентарь.

Производство (цеха):

            • Механический цех (Токарная обработка деталей (Карусельный станок),

            Строжка деталей (Продольно-строгальный станок), Обработка деталей

            (Расточной станок), Восстановление деталей наплавкой)

            • Литейный цех (Отливки из стали, Отливки из чугуна)

            • Цех по производству нержавеющей посуды с теплораспределительным

            слоем (с «двойным» дном) на оборудовании, изготовленном в Италии

Златоустовский металлургический завод ЗМЗ (сокращенное название -  ОАО ЗМЗ Компания Эстар спецсталь)– Старейшее предприятие по производству стали и сплавов с ассортиментом свыше 1000 марок. Продукция завода это различные профили из нержавеющей стали, горячий и холодный прокат металла, легированная сталь и жаропрочные сплавы (слайд №18)

 Продукция:

            • Конструкционные стали

            • Углеродистые стали

            • Легированные стали

            • рессорно-пружинные стали

            • теплоустойчивые стали

            • Инструментальные стали

            • Быстрорежущие стали

            • Подшипниковые стали

            • Коррозионно-стойкие стали

            • Жаропрочные стали и сплавы

            • Профиль Катаный и Кованый

            • Трубная заготовка

            • Калиброванный профиль со спец. oтделкой поверхности

            • осевая заготовка для подвижного состава ж/д

            • трапеция Калиброванная

            • шестигранник Калиброванный

            • полоса Катаная

            • проволока (Круг, Квадрат и Прямоугольник)

            • спец. профили для ножей обувной промышленности

            • Профиль для диффузионных ножей Свекольной промышленности

            • полоса для ножей дорожных машин

            • сталь арматурная

            • слитки ЭШП, ВДП

Производство (цеха):

         • Производство стали: Конструкционные Углеродистые, легированные,

            высокой обрабатываемости резанием, рессорно-пружинные, теплоустойчивые

            Инструментальные Углеродистые, легированные, быстрорежущие,подшипниковые

            Коррозионностойкие мартенситные, ферритные, аустенитные

            Жаропрочные сплавы

            Прецизионные сплавы

            • Металлопрокат

            Горячекатанный Круг и квадрат

            Горячекатанный со спецотделкой Круг

            Заготовка трубная Круг

            Кованый Круг, квадрат и полоса

            Поковки Круг, квадрат

            Холоднотянутый калиброванный Круг, квадрат, шестигранник, трапеция

            калиброванный со спецотделкой поверхности Круг

            Проволока

Уфалейский завод металлургического машиностроения (сокращенное название - ОАО «УЗММ»)– старейшее металлургическое предприятие  уральской России. Завод основанный в 1761 году тульским купцом Мосоловым, отливал ядра для пушек армии Емельяна Пугачева (восстание под его предводительством вспыхнуло в 1773 году). Сегодня завод  является один из ведущих металлургических гигантов Урала. География поставок завода включает в себя не только различные регионы России, но и страны Европы, Турцию, страны ближнего зарубежья.

Продукция:

            • Металлургическое оборудование:

            • Слитки;

            • Чаши шлаковозные;

            • Коксохимическое оборудование:

            • Газовоздушные клапаны (ГВК);

            • Доменное оборудование;

            • Агломерационное оборудование:

            • Ротор 9000;

            • Прокатное оборудование:

            • Клапаны дроссельные ДГ;

            • Горелка газовая низкого давления для природного газа;

            • Бандажи стальные;

            • Горелки типа “труба в трубе”;

            • Сталеплавильное оборудование:

            • Колесные пары специального подвижного состава.

Производство (цеха):

            • чугунолитейного цех;

            • доменный цех;

            • сталеплавильный цех;

            • ферросплавный цех; 

Челябинский цинковый завод

На ОАО «ЧЦЗ» используется схема гидрометаллургического извлечения цинка. Модернизация производственных мощностей, внедрение современных технических решений в технологический процесс позволили обеспечить высочайшее качество продукции, один из самых низких в аналогичном производстве показателей расхода электроэнергии на тонну металла и соответствие предприятия самым жестким российским и международным экологическим требованиям (слайд №19, 20, 21)

Схема гидрометаллургического извлечения цинка и извлечения попутных компонентов на ЧЦЗ: 

1. Разгрузка цинкового концентрата и хранение

Сульфидный цинковый концентрат с содержанием цинка 45-55% поступает в 69-ти тонных железнодорожных вагонах и разгружается в крытом складе обжигового цеха.

2. Обжиг сульфидного цинкового концентрата 

Концентраты различных поставщиков смешиваются для усреднения содержания цинка и примесей. Для обжига концентрата используется 5 печей кипящего слоя. Окисление сульфидов происходит при температуре около 950°С за счёт подачи воздуха, обогащённого кислородом. Температура в печи поддерживается за счёт экзотермических реакций. Избыточное тепло используется для получения пара, который расходуется в технологии завода. Удельный выход пара равен около 0,8 т/т цинкового концентрата. Конечными продуктами являются цинковый огарок и сернистый газ. Цинковый огарок поступает на выщелачивание, а сернистый газ на получение серной кислоты.

3. Получение серной кислоты 

Для утилизации сернистого газа установлены пять сернокислотных систем, одна из которых в настоящее время находится на реконструкции. Газ с содержанием SO2 8-10% очищается от пыли, осушается и подаётся на каталитическое окисление кислородом воздуха на ванадиевом катализаторе. Полученный после окисления серный ангидрид орошается разбавленным раствором серной кислоты с получением концентрированной серной кислоты.

4. Выщелачивание цинкового огарка

Выщелачивание цинкового огарка ведут в две стадии отработанным электролитом после электролиза цинка. Извлечение цинка в раствор составляет 80-86%. Часть цинка остаётся в остатке от выщелачивания (цинковый кек), который направляется в вельц-цех. Цинковый раствор после предварительной очистки от меди, железа и силикатов направляется на тонкую очистку от вредных для электролиза примесей.

5. Очистка цинкового раствора от примесей

Электролиз цинка очень чувствителен к содержанию примесей меди, кадмия, кобальта, никеля, германия, таллия, сурьмы, олова, мышьяка. Для очистки растворов используется двухстадийная цементационная очистка цинковой пылью. Содержание вредных для электролиза примесей снижается до 0,3-0,4 мг/л и менее. Очищенный цинковый раствор с содержанием цинка 130-150 г/л направляется на охлаждение и удаление из раствора гипса и, далее, на электролиз цинка. Из осадков I стадии цементационной очистки извлекают кадмий. 

6. Электролиз цинка 

Очищенный цинковый раствор смешивается с отработанным электролитом для повышения содержания цинка до 50-55 г/л и подаётся в электролизные ванны. Осаждение металлического цинка ведётся при постоянном токе 350-450 А/м2. В качестве катода используется алюминиевый лист общей площадью 3,6 м2. В одной ванне установлено 80 катодов. Всего в цехе установлено 204 ванны, которые разделены на 2 серии. Анод изготовлен из свинца, легированного серебром (0,7%). Время наращивания цинка – 48 часов. Вес катода с цинком – около 160 кг. Катодный цинк сдирается на 3-х автоматических сдирочных комплексах и направляется на переплавку. Раствор после электролиза с содержанием цинка около 45 г/л и серной кислоты около 150 г/л частично обогащается очищенным цинковым раствором и возвращается на электролиз цинка, а частично направляется на выщелачивание цинкового огарка и вельц-окиси.

7. Переплавка катодного цинка 

Катодный цинк переплавляется в двух электрических индукционных печах производительностью до 200 тыс.т цинка в год каждая. Одна печь используется для получения чистого цинка, другая для производства цинк-алюминиевого сплава. Кроме этого, в специальной индукционной печи получают цинковые сплавы с никелем, свинцом, сурьмой, медью и алюминием. В плавильном отделении имеется установка для получения цинковой пыли производительностью 10000 т/год и установка переработки дроссов после переплавки катодного цинка. Готовая продукция выпускается в виде чушек – металлических слитков массой 20-25 кг, и блоков массой 1 и 2 тонны.

8. Вельцевание цинкового кека

Цинковый кек содержит около 20% цинка, индий, кадмий, свинец, медь. Для извлечения этих металлов его смешивают с коксовой мелочью и нагревают до 1250-1350 °С во вращающейся трубчатой печи – вельц-печи. Тепло выделяется за счёт сгорания коксовой мелочи и экзотермических реакций. Продуктами вельцевания являются вельц-окись, которая возгоняется, охлаждается и улавливается рукавными фильтрами, и медистый клинкер. В вельц-окиси содержится около 75% оксида цинка, оксиды кадмия, индия и свинца. Медистый клинкер содержит 3-4% меди и 30-35% железа. Вельц-окись направляется на выщелачивание, а клинкер отгружается на медные предприяти

9. Выщелачивание вельц-окиси 

Выщелачивание вельц-окиси ведут отдельно от растворения цинкового огарка для извлечения индия и свинца в товарную продукцию. На первой стадии выщелачивания при конечном рН=3,8-4,6 в раствор переходят только цинк и кадмий. Этот раствор объединяется с раствором после выщелачивания цинкового огарка. На второй стадии выщелачивания при конечной кислотности 35-55 г/л серной кислоты в раствор переходит индий. Этот раствор направляется на извлечение индия. Остаток после выщелачивания – свинцовый кек, довыщелачивается для снижения потерь цинка и отгружается на свинцовые предприятия.

10. Извлечение попутных компонентов 

На ОАО «ЧЦЗ» имеется производство по получению металлического индия и металлического кадмия.
Индий предварительно концентрируют из раствора после выщелачивания вельц-окиси на экстракционной установке с 0,2-0,8 г/л до 20-30 г/л. Затем его цементируют на алюминиевых пластинах в виде индиевой губки, переплавляют под слоем щёлочи и очищают от примесей электролизом в расплаве солей.

Кадмий выщелачивают из кека после I стадии цементационной очистки цинкового раствора. При выщелачивании кадмий переходит в раствор. Две стадии осаждения кадмиевой губки, с её последующим растворением, позволяют получить раствор необходимого качества для подачи его на электролиз. Содержание кадмия в очищенном кадмиевом растворе около 250 г/л. Электролиз ведут при постоянном токе с использованием свинцовых анодов, легированных серебром (0,7%) и алюминиевых катодов. Общая площадь катода равна около 1,5 м2. Электроды установлены по 28 пар в ванны. Всего на участке 24 ванны, которые разделены на 3 каскада. Электролиз ведётся при плотности постоянного тока 50-59 А/м2. Продолжительность наращивания катодного кадмия – 24 часа. Катодный кадмий сдирается вручную и переплавляется в слитки (чушки) в электрической печи.

Урок №9. Использование продукции ЧЕЛАК как способ защиты металлических изделий от коррозии

Урок №11. Добываемые соли натрия и калия на Урале (г. Соликамск). Производство калийных удобрений в регионе

Урал обладает крупными ресурсами калийных и поваренных солей. Здесь расположен один из самых больших в мире соленосных бассейнов – Верхнекамский. Проектная мощность ОАО «Сильвинит» составляет 3203,2 тыс. тонн  калийных удобрений в год (слайд №22, 23)

Урок №13. Добываемые соли кальция и магния на Урале (магнезит, мел, мрамор, известняк). Применение соединений кальция на различных предприятиях города и области

                                  (оксида, гидроксида, карбида, мрамора)

Мрамор. Химическая формула (СаСО3) (слайд №24)

Применение: Челябинским мрамором облицованы многие станции  Московского и Ленинградского метро, Дворец съездов в Кремле, вывозится за границу (например, в Японию)

Запасы Челябинской области: Разведанные запасы мрамора составляют 10 миллионов кубометров.

Важнейшие месторождения – Коелгинское, Баландинское и Уфалейское

Известняк. Химическая формула (СаСО3) (слайд №24)

Применение: важнейшее металлургическое сырьё

Запасы Челябинской области: разведанные запасы составляют 1,5 млрд. тонн

Важнейшие месторождения –Тургояковское, Агаповское и другие (слайд №)

ЗАО « Коелгамрамор»  работает с 1924 г. и на сегодняшний день является крупнейшим предприятием по добыче и переработке белого мрамора (слайд №25,26)

Мрамор месторождения «Коелга» - это высокодекоративный, мелко и средне зернистый мрамор белого и бело-серого цвета с голубым оттенком. Он легко режется и полируется до зеркального блеска.

Мрамором «Коелга» облицованы сотни объектов в России и за ее пределами: Дом правительства в Москве, Храм Христа Спасителя в Москве, Драматический театр в Челябинске и другие объекты.

Для строительства Храма Христа Спасителя в Москве ЗАО «Коелгамрамор» за 1,5 года поставило 700 шестидесяти тонных железнодорожных вагонов сложных архитектурных изделий.

Использование новых технологий добычи и обработки мрамора позволяет предприятию выпускать и предлагать на рынок широкий ассортимент изделий самой различной формы и размеров.

Урок №14. Природные соединения алюминия (бокситы, нефелины, корунды) и получение алюминия на территории области

Алюминевые руды представлены месторождениями бокситов в районе станции Сулея (поселок Межевой Лог). Для добычи руды созданы Южно-Уральские бокситовые рудники, которые отправляют свое сырье более чем шестидесяти предприятиям страны (слайд №27,28, 29)

Богословский алюминиевый завод (сокращенное название - ОАО «БАЗ-РУСАЛ») – был построен в 1944 году, когда выдал первую продукцию – глинозем. Через год завод освоил производство алюминия (слайд №30,31)

Специализация завода – производство алюминия и глинозема, протекторы для защиты от коррозии и анодная масса. В 2007 году завод отметил  рекордный объем выпускаемой продукции – 184 тысячи тонн первичного алюминия. Штат сотрудников предприятия – 5040 человек.

На данный момент ведется полная реконструкция глиноземного производства, после которой завод увеличит собственные  производственные мощности более чем на 40 процентов. Завод тщательно  следит за экологией окружающей среды – установлены газоочистные  установки и построен полигон промышленных отходов. Завод входит в

производственное объединение РУСАЛ.

Березовский алюминиевый завод (сокращенное название - ОАО «БАлЗК») – является структурным подразделением компании «РОСТ». Завод является уникальным в Екатеринбурге производителем алюминиевого профиля для  светопрозрачных конструкций. С 1999 года завод производит  алюминиевые профили методом экструзии с прессовым оборудованием мощностью 1250 тонн (слайд №32)

            Продукция:

            • Антикоррозионная защита

            • Литейное производство

            • Металлоконструкции

            • Металлолом: заготовка, переработка, продажа

            • Металлообработка

            • Металлы: продажа

            • Металлы: производство

            • Метизы, крепеж: производство, продажа

            • Трубопроводная арматура

            • Трубы

Каменск -Уральский литейный завод (сокращенное название - ОАО  «КУЛЗ»)– официально основан 17 декабря 1939 года. Но строительство его началось весной 1940 года, а во времена ВОВ резко ускорилось, в связи с объединением эвакуированного Балашихинского литейно-механического завода. В марте 1942 начат выпуск продукции по необходимостям фронта. Хотя с тех далеких военных лет прошло и немало времени, завод постоянно занимал видное и достойное место в гражданской авиации и системе ВПК. Завод постоянно осваивает новые технологии по производству изделий для российских самолетов. В настоящее время ОАО «Каменск-Уральский  литейный завод» является поставщиком колес и тормозных систем для производства самолетов гражданской и оборонной авиации Российской Федерации. Кроме того, за последнее время постоянно наращиваются производственные мощности завода, а так же увеличивается объем проданной продукции. Со времени перестройки экономики завод произвел успешную стабилизацию собственного производства, а так же взят курс на омоложение коллектива предприятия (слайд №33,34)

Урок №16. Железные руды Урала. Производство чугуна и стали на металлургических предприятиях области

Каслинский чугунолитейный завод (слайд №35)

Каслинское чугунное литье – старинное российское ремесло, история которого насчитывает уже более двух с половиной веков. Изготовление ажурных, будто невесомых изделий, отлитых из чугуна, прославило уральских мастеров Каслинского завода на весь мир. В 1900 году, на международной парижской выставке, художественный чугунный павильон, которые привезли ремесленники Урала, был удостоен высшей награды – хрустального гран-при и золотой медали.

Свое название каслинское чугунное литье получило в честь небольшого города Касли, располагающегося в Челябинской области. В 1747 году в Касли был открыт чугунолитейный завод, который вначале изготавливал обычные предметы обихода – горшки, посуду, утюги. Когда управляющим Каслинского завода стал бывший крепостной Григорий Зотов, производство изделий обрело совершенно новое направление. Каслинское чугунное литье стало выпускаться по отливкам немецких мастеров, а вскоре развилось в самостоятельное российское искусство и стало всемирно известным.

Сегодня каслинское чугунное литье – художественная выплавка разнообразных предметов: скульптур, ажурных и резных оград, предметов мебели и интерьера, шкатулок, подсвечников, сувениров и прочих изделий, поражающих мастерством, качеством выработки и глубиной творческого замысла автора.

Урок №19. Использование чугуна и стали для изготовления различных изделий на предприятиях машиностроения и металлообработки города и области

Машиностроительный комплекс Челябинской области опирается на собственную металлургическую базу, что обуславливает его металлоемкость (слайд №36)

Предприятия МК Челябинской области (слайд №37, 38)

• ОАО «УралАз» - г. Миасс
• ОАО «ЧТЗ» - г. Челябинск
• АО «Станкомаш» - г. Челябинск
• ПО «Машзавод» - г. Златоуст
• АО «Кыштымский машиностроительный завод» - г. Кыштым
• Усть-Катавский вагоностроительный завод - г. Усть-Катав.

Челябинский тракторный завод - крупнейшая машиностроительная компания по разработке и производству  промышленных  тракторов и двигателей к ним, располагающая большим технологическим  и производственным потенциалом.

День рождение тракторного – 1 июня 1933 года, когда  с  заводских ворот вышли первые  гусеничные  тракторы «Сталинец-60»  (слайд №39)

В годы Великой Отечественной войны ЧТЗ был переименован в Кировский завод, позднее названный народом Танкоградом. На нем было создано  13 типов новых танков.

Героический труд  танкоградцев  отражен в памятниках на полях сражений в освобожденных городах. Более 350 танков установлено на  вечной стоянке на постаментах. Во всех сражениях Великой Отечественной войны участвовали челябинские танки. За годы войны коллектив танкостроителей дал фронту  18 тысяч танков, самоходных артустановок  и 48,5 тысячи  танковых   дизель - моторов, 85т. комплектов  топливной аппаратуры.

На ЧТЗ планируется наладить производство высокопроизводительных зерновых комбайнов, новых тракторов класса 10-15 т и 25-40 т, организовать выпуск нового двигателя для тяжелых спецавтомобилей и тракторов

Усть-Катавский вагоно-строительный  завод – старейшее предприятие России, основан в 1758 г. Первые трамвайные вагоны вышли из цехов завода в 1901 г. Более полувека вагоностроительный завод  является основным  поставщиком трамвайных вагонов на рынок России и стран СНГ (слайд №40)

Миасский машиностроительный завод (слайд №41)

ОАО «Миасский машиностроительный завод» получил статус инновационного технопарка. Решение об аккредитации предприятия в качестве научной площадки было принято Межведомственным координационным советом по вопросам инновационной деятельности Челябинской области.

В горно-заводской зоне Южного Урала данный проект станет первой научно-опытной площадкой. Реализация его даст возможность проводить исследования и разработки, создавать и развивать новые наукоемкие технологии в машиностроительной отрасли, причем в сжатые сроки. Важно, что сюда включена подготовка высококлассных кадров, которая поспособствует развитию межрегиональных и международных связей в инновационной сфере. Но главное: функционирование инновационного парка сделает продукцию миасских машиностроителей более конкурентоспособной на российском и зарубежном рынках.

Руководство «Миасского машиностроительного завода» уже предоставило в Министерство экономического развития Челябинской области первые два бизнес-плана, предназначенные для реализации задачи на базе технопарка ОАО «Миасский машиностроительный завод». По словам генерального директора предприятия Биушкина О.В., пилотные проекты касаются организации производства алюминиевых радиаторов повышенной эффективности и энергосберегающих светильников для наружного освещения.

Кыштымский машиностроительный завод (слайд №42)

 День рождения Кыштымского Машзавода - 21 октября 1755 года (тогда это был железнодорожный завод, а в 1898 году назван механическим). Первоначально были построены Верхне-Кыштымский и Нижне-Кыштымский заводы. Так как в окрестностях Куштыма руда располагалась близко к поверхности, ее добыча не требовала больших затрат и усилий. Возникли рудники: Кыштымский. Сургомакский, Иртышский и другие. Кыштымекое железо, вырабатываемое в кричных печах на древесном угле, отличалось высоким качеством и пользовалось большим спросом не только в России, но и за границей. Благодаря предприимчивости основателя завода Никиты Демидова во всем мире была известна торговая марка кыштымского железа "Два соболя".

В 1929 году на производственных площадях бывшей механической фабрики и доменного цеха была организована и начала работать механическая мастерская Карабашского медеплавильного завода.

Июль 1930 года - время второго рождения завода, уже как самостоятельного предприятия машиностроительного профиля. С этого момента на заводе начинается выпуск горно-шахтного и горно-бурового оборудования. В 1963 году завод переименован в машиностроительный завод им. М.И.Калинина.
30 июня 1997 года завод был акционирован.

Более сорока раз продукция Кыштымского машиностроительного завода занимала призовые места при подведении итогов работы во Всесоюзном соцсоревновании. Горнорудное оборудование отправлялось в Норвегию, Сирию, Бразилию, Польшу, Эфиопию, Гвинею, на Мадагаскар.

ОАО "Кыштымское машиностроительное объединение" в настоящее время является одним из ведущих предприятий в области машиностроения для горной промышленности. В сентябре 2007 года предприятию исполняется 250 лет. За это время накоплен колоссальный опыт в области производства горношахтного оборудования и бурового инструмента.

Продукция предприятия пользуется спросом не только в России, но и в зарубежных странах. Каждый год увеличивается число потребителей, отдавших свое предпочтение продукции ОАО "КМО". Это связано с тем, что продукция ОАО "КМО" отличается приемлемой ценой и высоким качеством.

Сегодня ОАО "КМО" входит в состав группы компаний "КАНЕКС" (KANEX) и имеет возможность предложить своим покупателем импортозамещающую продукцию. Таким образом, на предприятии постоянно ведется работа по удовлетворению потребности предприятий горной промышленности в новых видах продукции.

Челябинский станкостроительный завод (слайд №43) 

Список использованной литературы:

1. А. И. Левит Южный Урал: география, экология, природопользование Ч., Южно-Уральское книжной издательство 2005г.
2. М. А. Андреева, А. С. Маркова География Челябинской области Челябинск, Южно-Уральское книжное издательство, 2002г.
3. Краеведение. Южноуральская панорама событий и достижений Из:«Абрис», 2006г.
4. Познай свой край. Челябинская область. Краткий справочник. «Уральский перекресток», 2002г.