1. Wymień 3 główne cechy charakteryzujące zrównoważone technologie

-minimalnym zużyciem energii, surowców, materiałów i wody,

-minimalną ilością emisji, ścieków i odpadów, docelowo „zero-odpadowością”,

-szerszym stosowaniem odnawialnych surowców,

-stosowaniem recyrkulacji produktów ubocznych, odpadów i materiałów zużytych,

-zwiększonym bezpieczeństwem procesów, produktów, transportu i stosowania,

-przyjaznym charakterem dla środowiska w całym cyklu „życia” produktu

2. Od czego zależy stopień oddziaływania zakładu przemysłowego na środowisko?

-stosowane surowce, -stosowana technologia, -rodzaj maszyn i urządzeń,

-gospodarka energetyczna, -wielkość produkcji, -środki ochronne, -procedury kontroli środowiska, -lokalizacja

3. Jak ograniczyć wpływ przemysłu chemicznego na środowisko?

-restrukturyzację przemysłu w celu zmniejszenia energo-, materiało- i wodochłonności produkcji,

-wprowadzenie technologii mało- i bezodpadowych,

-zamknięcie obiegów wody i produktów ubocznych,

-wykorzystanie odpadów i surowców wtórnych,

-podwyższenie walorów użytkowych wyrobów z punktu widzenia bezpieczeństwa ekologicznego,

-rozwój produkcji urządzeń ochrony środowiska

4. Wymień 3 podstawowe zasady gospodarowania odpadami przemysłowymi

-zapobiegać powstawaniu odpadów lub ograniczać ilość odpadów i ich negatywne oddziaływanie na środowisko przy wytwarzaniu produktów, podczas i po zakończeniu ich użytkowania,

-zapewniać zgodny z zasadami ochrony środowiska odzysk, jeżeli nie udało się zapobiec ich powstaniu,

-zapewniać zgodne z zasadami ochrony środowiska unieszkodliwianie odpadów, których powstaniu nie udało się zapobiec lub których nie udało się poddać odzyskowi. 

5. Wymień 4 grupy odpadów przemysłowych

-górnicze (pyły, oddzielona mechanicznie skała płonna),

-poflotacyjne z przemysłu metali nieżelaznych (wzbogacanie rud miedzi, cynku, ołowiu i cyny), siarkowego, węglowego,

-żużle z hutnictwa żelaza i stali oraz metali nieżelaznych,

-popioły lotne i żużle z elektrowni, elektrociepłowni i kotłowni,

-szlamy i pyły z oczyszczania gazów w hutnictwie,

-fosfogips,

-z przemysłu sodowego,

-osady z oczyszczania ścieków,

-wapno pokarbidowe,

-materiały ceramiczne i budowlane,

-odpady odlewnicze

6. Scharakteryzuj wpływ wydobycia węgla kamiennego na środowisko

tworzenie:

-pustek poeksploatacyjnych,

-niecek poeksploatacyjnych i zwałowisk nadkładu

drenaż kopalń powoduje:

-obniżenie poziomu wód, -zanik wód w studniach, -stepowienie krajobrazu, -zmiany charakteru gleb

odprowadzenie dołowych wód kopalnianych powoduje

-szkodliwe oddziaływanie na biocenozę,

-zwiększoną korozję maszyn i urządzeń,

-ograniczenie wykorzystania wód w przemyśle, rolnictwie, leśnictwie i gospodarce komunalnej

7.  Wymień 3 podgrupy odpadów stałych związanych w wydobyciem i spalaniem węgla kamiennego:

-dołowe odpady górnicze - skały z prac przygotowawczych do wydobycia (szyby, korytarze, chodniki),

-odpady przeróbcze (skała stropowa, spągowa, przerosty - wzbogacanie węgla),

-odpady przetwórcze (żużel, popiół - odpady paleniskowe, osady z oczyszczania gazów spalinowych)

8. Napisz 4 reakcje związane z procesem spalania węgla, z których będzie wynikała emisja tlenków wegla, azotu i siarki

C + O2 = CO2 2C + O2 = 2CO 2CO + O2 = 2CO2 2FeS2 + 5,5O2 = Fe2O3 + 4SO2

N2 + 2O2 = 2NO2 S + O2 = SO2

9. Zaproponuj sposób zagospodarowania odpadów stałych z etapu wzbogacania węgla kamiennego

-wykonywanie korków (tamy przeciwwybuchowe i przeciwpożarowe) i pasów podsadzkowych (popiół+spoiwo)

-likwidacja szybów i szybików, wzmocnienie górotworu (skała płonna, żużel, popiół, piasek, dolomit, materiał wiążący, odpady z odsiarczania),

-wypełnienie pustek zalegających do 100 m głębokości i pustek Webera (popiół, odpady poflotacyjne+woda+cement),

-gaszenie pożarów (odpady górnicze drobnoziarniste+woda)

-doszczelnianie i izolowanie zrobów zawałowych (odpady górnicze+woda),

-likwidacja wyrobisk korytarzowych udostępniających i przygotowawczych do wydobycia na sucho lub na mokro (tamy, odprowadzenie wody),

-wypełnianie pustek za obudową oraz iniekcja stref spękań w caliźnie węglowej (odpady górnicze drobnoziarniste, popiół),

-rekonsolidacja gruzowiska zawałowego i wytwarzanie sztucznego stropu (odpady górnicze drobnoziarniste, popiół),

10. Zaproponuj sposób zagospodarowania odpadów paleniskowych powstających podczas spalania węgla kamiennego

-adsorbenty, substancje odbarwiające, usuwanie jonów metali ze ścieków, neutralizacja ścieków,

-produkcja cementu, betonów (komórkowe, izolacyjno-konstrukcyjne, zbrojone, zwykłe), ceramiki budowlanej (cegły, pustaki, dachówki, kafle, płytki klinkierowe i kamionkowe), ceramiki szlachetnej,

-kruszywa izolacyjne i ogniotrwałe,

-budownictwo inżynierskie - drogi, nasypy kolejowe, niwelacja i rekultywacja terenów, stabilizacja nawierzchni placów, parkingów,

-rolnictwo - odkwaszanie gleb, źródło makro- i mikroelementów, dodatek do kompostów,

-zwalczanie gołoledzi

11. Od czego zależy wpływ składowania odpadów paleniskowych na środowisko (woda, powietrze)

-typu składowiska (podpoziomowe, nadpoziomowe, suche, mokre),

-właściwości fizykochemicznych odpadów: wilgotności, gęstości, właściwości filtracyjnych, porowatości, składu granulometrycznego, składu chemicznego, promieniotwórczości,

-sorpcyjności i przepuszczalności gruntu,

-pylenia składowisk (temperatura i wilgotność otoczenia, siła wiatru)

12. Jak ograniczyć ilość odpadów górniczych i przetwórczych (wydobycie i spalanie węgla) u źródła?

ograniczenie wydobycia węgla w celach energetycznych przez:

-obniżenie strat energii - modernizacja dystrybucji energii (wzrost sprawności o 30-35%), racjonalne zużycie energii w sektorze komunalnym i przemysłowym (izolacja budynków, rurociągów i urządzeń, niskoenergetyczne żarówki, energooszczędne technologie) - spadek zużycia o 10-12%,

-modernizacja produkcji [podwyższenie temperatury i ciśnienia pary, spalanie w tlenie, spalanie w warunkach nadkrytycznych, turbiny gazowe (gaz ziemny, koksowniczy) i gazowo-parowe] - wzrost sprawności o 30-35%),

ograniczenie wydobycia węgla w celach energetycznych przez:

-szersze stosowanie skojarzonej produkcji energii cieplnej i elektrycznej (wzrost sprawności o 15%),

-zmianę struktury wykorzystywanych źródeł energii,

-rozwój niekonwencjonalnych źródeł energii

-wzrost przemysłowego i nieprzemysłowego wykorzystania odpadów

13. Wymień zanieczyszczenia emitowane w gazach kominowych z procesu spalania węgla kamiennego

0,3-0,06% SO2, NOx, CO2 , pył lotny (CO, HCl, HF, TOC, metale ciężkie, PCDD/PCDF)

14. Wymień znane sposoby odsiarczania gazów ze spalania węgla kamiennego

-suche, -półsuche,

-mokre (Sulfacid, Bergbau-Forschung, wapienna, magnezytowa, sodowa, amoniakalna)

15.Zaproponuj sposób odsiarczania i odazotowanie gazów odlotowych ze spalania węgla kamiennego

-katalityczna: utlenianie SO2 i redukcja NOx (WSA-SNOX)

-bezodpadowa (Saarberg-Holter-Lurgi) -absorpcyjna w obecności NaOH, Ca(OH)2 i chelatu żelaza(II)

-radiacyjna - napromieniowanie wiązką elektronów [w obecności: NH3 - (NH4)2SO4 i NH4NO3, Ca(OH)2 - CaSO3, CaSO4 i Ca(NO3)2]

16.Uzupełnij reakcję wytwarzania ekstrakcyjnego kwasu fosforowego metodą dwuwodzianową i zaznacz co jest uciążliwym odpadem stałym z tego procesu:
Ca₁₀(PO₄)₆F₂ +10H2SO4 + 20H2O = 10CaSO4×2H2OႯ + 6H3PO4 + 2HFႭ

Fosfogips najczęściej zanieczyszczony fluorem metalami ciężkimi

fosforytowym Radem

17.Wyjaśnij na czym polega jeden z zaproponowanych przez Ciebie sposobów wykorzystania fosfogipsu:

-Biotechnika - Warszawa, zagospodarowanie fosfogipsu z odpadami komunalnymi i osadami ściekowymi w obecności bakterii redukujących siarczany, w warunkach beztlenowych do nawozu i siarkowodoru

18.Jakie związki są emitowane w gazach odlotowych z procesu zatężania ekstrakcyjnego kwasu fosforowego(V) i co otrzymuje się w wyniku ich absorpcji w wodzie

19.Scharakteryzuj ujemny wpływ na środowisko procesu otrzymywania surowego ekstrakcyjnego kwasu fosforowego(V) przez rozkład fosforytu kwasem siarkowym(VI)

-odcieki ze skladowiska fosfogipsu

-osady sciekowe

-kwasne scieki

-szlamy z zatezania i magazynowania kwasu

-odpadowy wodzian siarczanu wapnia

-emisja zw.fluoru,co2,pyłów surowca

20.Scharakteryzuj wpływ procesu otrzymywania zatężonego ekstrakcyjnego kwasu fosforowego(V) (rozkład fosforytu kwasem siarkowym (VI), zatężanie kwasu surowego) na środowisko

-odpadowy wodzian siarczanu wapnia (wykorzystanie - 3%)

-emisja związków fluoru, CO2, pyłów surowca,

-szlamy z zatężania i magazynowania kwasu,

-kwaśne ścieki (związki P i F- ekstrakcja, filtracja, absorpcja, zatężanie),

-osady ściekowe (oczyszczanie ścieków),

-odcieki ze składowiska fosfogipsu

21.Zaproponuj sposób zagospodarowania kwasu fluorokrzemowego będącego produktem ubocznym z procesu zatężania ekstrakcyjnego kwasu fosforowego

-do przygotowania zawiesiny fosforytu i do rozkładu rudy zamiast części H2SO4

-do otrzymywania fluorokrzemianów sodu, potasu, amonu, wapnia:

-rozkład H2SiF6 (40% wag.) stężonym kwasem siarkowym do HF:

-bezpośrednio do otrzymywania CaF2, a ten w obecności H2SO4 do HF:

22.Wyjaśnij na czym polega wydobycie siarki metodą otworową

konieczne:

budowa otworów wiertniczych i odprężających,

odbiór wód złożowych z przedpola 

1. doprowadzenie wody o temp. 160oC

 (woda uzdatniona: dekarbonizacja wapnem, koagulacja, filtracja, zmiękczanie na jonitach w cyklu sodowym), 

2. skierowanie gorącej wody do otworów wiertniczych,

3. wytopienie siarki (25-50% S ze złoża),

4. wyprowadzenie ciekłej siarki na powierzchnię,

5. desorpcja powietrza,

6. rafinacja (ziemie bielące),

7. chłodzenie, zestalanie, składowanie

23.Scharakteryzuj ujemny wpływ wydobycia siarki metodą otworową na środowisko

-zmiana ukształtowania terenu (odwierty, otwory poeksploatacyjne, osiadanie gruntu),

-zmiana charakteru użytkowanego gruntu,

-zachwianie stosunków wodnych,

-zasiarczenie gleb w wyniku niekontrolowanej erupcji wód złożowych:

24.Podaj chemiczny sposób usuwania siarkowodoru ze ścieków

-Adsorpcja na rudzie darniowej

2Fe(OH)3 + 3H2S = Fe2S3 + 6H2O 2) Fe2O3 + 3H2S = Fe2S3 + 3H2O

-chemiczne usuwanie - utlenianie

H2S + Cl2 = 2HCl + S

S + 3Cl2 + 4H2O = 6HCl + H2SO4

 

Na2S + NaOCl + H2O = NaCl + 2NaOH + S

Na2S2O3 + NaOCl = Na2SO4 + NaCl + S

Na2SO3 + NaOCl = Na2SO4 + NaCl

H2S + NaOCl + H2O = S + NaCl + 2 H2O

25.Zapisz reakcjami chemicznymi proces otrzymywania kwasu siarkowego (VI) z siarki

Siarczki żelaza i metali nieżelaznych - utl. w wysokich temp.

4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2

• Siarczany wapnia - redukcja węglem w wysokich temp

2CaSO4 + C = 2CaO + 2SO2 + CO2

• Zasiarczone paliwa gazowe i płynne 1. udwodornienie S do H2S

2. utl. H2S w procesie Clausa

H2S + 3/2O2 = SO2 + H2O

SO2 + 2H2S = 3S + 2H2O

3H2S+ 3/2 O2 = 3S + 3H2O

- Utl. SO2 do SO3

SO2 + ½ O2 = SO3

- Tworzenie się kwasu siark

SO3 + H2O = H2SO4

26.Podaj jak obniżyć emisję tlenków siarki z produkcji kwasu siarkowego(VI)

.-podwyzszenie stopnia przemiany s02 do so3

-katalityczne utlenienie so2 do so3 w roztworze

-oczyszczanie na weglu aktywnym

-absorpcja so2 w naoh z elektroliza

27.Scharakteryzuj ujemny wpływ na środowisko produkcji kwasu siarkowego (VI) metodą kontaktową

-emisja tlenków siarki, mgieł kwasu siarkowego, tlenków azotu,

-kwaśne wody pochłodnicze (ok. 32 m3/t H2SO4),

-kek z procesu filtracji siarki (240 tys. t S/rok - 40 t keku/rok),

-zużyty katalizator wanadowy,

-ścieki kwaśne

28.Na czym polega metoda DK/DA w produkcji kwasu siarkowego (VI) i jakie są jej zalety w stosunku do

. jej zalety w stosunku do PK/PA

-Siarka w cysternach -Rozładunek, rozgrzewanie -Magazynowanie siarki płynnej

-Spalanie siarki -Utylizacja ciepła -Konwersja 1 stopnia SO2 do SO3

-Absorpcja 1 stopnia SO3 w H2SO4 -Konwersja 2 stopnia SO2 do SO3

-Absorpcja 2 stopnia SO3 w H2SO4

-DK/DA emisja SOx 50 a PK/PA emisja SOx >160kg/h

-DK/DA stopien konwersji 99,7 a PK/PA 97%

-DK/DA stopien absorpcji 99,95 a PK/PA 99,9%

29.Zaproponuj sposób zagospodarowania zużytego katalizatora wanadowego z produkcji kwasu siarkowego (VI)

-stapianie z topnikami (Na2CO3, NaCl, NaNO3NaOH, Na2SO4) i wymywanie powstałych związków (wysoki koszt topników i energii),

-ługowanie kwaśne lub zasadowe, wytrącanie V2O5,

-ekstrakcja organiczna, wytrącanie V2O5,

-podsadzka wyrobisk kopalnianych,

30.Napisz kolejne reakcje związane z procesem otrzymywania sody metodą Solvaya

2NaCl + CaCO3 = Na2CO3 + CaCl2

2NH3 + 2CO2 + 2H2O = 2NH4HCO3

2NH4HCO3 + 2NaCl = 2NaHCO3Ⴏ + 2NH4Cl

2NaHCO3 = Na2CO3 + H2O + CO2

31.Scharakteryzuj ujemny wpływ procesu otrzymywania sody metodą Solvaya na środowisko

-emisja amoniaku, ditlenku węgla, pyłów kamienia wapiennego i sody,

-emisja SO2 i NOx ze spalania koksu,

-odpady stałe: z oczyszczania solanki, zawiesina z roztworu po regeneracji amoniaku

-odpady ciekłe - roztwór pokrystalizacyjny zawierający NaCl, CaCl2 i części stałe

32.Scharakteryzuj uciążliwy odpad z procesu otrzymywania sody metodą Solvay^'a

33.Zaproponuj jak obniżyć ujemny wpływ procesu otrzymywania sody u źródła

-wykorzystanie minerału trona - Na2CO3 თ NaHCO3 თ 2H2O, natron - Na2CO3 თ 10H2O, nakholit - NaHCO3, solanek bogatych w węglany (USA - 70% sody z trony),

-modyfikację procesu Solvay'a,

-wytwarzanie sody metodą DUAL,

-proces z pośrednim wytwarzaniem metawanadanu sodu, -proces soda-chlor-saletra (S-C-S)

34.Zaproponuj modernizację procesu otrzymywania sody metodą Solvay^'a tak aby ograniczyć lub wyeliminować tworzenie się uciążliwego ciekłego odpadu z tego procesu

-wytrącanie wodorowęglanu(IV) sodu stałym wodorowęglanem(IV) amonu,

-odzysk soli amonu z roztworu pokrystalizacyjnego,

-frakcjonowana krystalizacja NaCl i NH4Cl w ciekłym amoniaku,

-lub odzysk amoniaku - stały Ca(OH)2, 150-2000C, ekstrakcja CaCl2 metanolem:

 NH4Cl(s) + 2Ca(OH)2 = NH3 + 0,5CaCl2 + 1,5Ca(OH)2 + H2O 

-zagospodarowanie chlorku wapnia,

-objętość odpadów ciekłych ograniczona do 2,6-5 m3 /1 t sody

35.Wymień główne procesy i operacje jednostkowe związane z otrzymywaniem ditlenku tytanu metodą siarczanową

- mielenie i suszenie surowca,

-rozkład rudy (85-92% wag. H2SO4, ok. 200oC) i tworzenie spieku: 

-ługowanie spieku i redukcja Fe(III) żelazem:

-chłodzenie siarczanowego roztworu i krystalizacja FeSO4 თ 7H2O,

-zatężanie roztworu siarczanu(VI) tytanylu,

-hydroliza siarczanu tytanylu do kwasu metatytanowego H2TiO3 [TiO(OH)2]:

 (TiO)SO4 + 2H2O = H2TiO3Ⴏ + H2SO4

-oddzielanie pohydrolitycznego kwasu siarkowego i przemywanie uwodnionego ditlenku tytanu

bielenie kwasu metatytanowego

-kalcynacja uwodnionego ditlenku tytanu (zawierającego siarczany) w obecności dodatków prażalniczych (ok.1000oC):

 H2TiO3 = TiO2 + H2O

-chłodzenie i mielenie kalcynatu,

-otrzymywanie pigmentu - pokrywanie powierzchni TiO2 tlenkami glinu, krzemu, cyrkonu,

-mikronizacja pigmentu ditlenku tytanu

36.Wymień dwa główne odpady odprowadzane z procesu otrzymywaniem ditlenku tytanu metodą siarczanową

pohydrolityczny kwas siarkowy i siarczan(VI) żelaza II

37.Wymień zanieczyszczenia odprowadzane z gazami kominowymi z procesu otrzymywaniem ditlenku tytanu metodą siarczanową

-pyły:

surowca z operacji mielenia i transportu, pyły bieli tytanowej z kalcynacji, mielenia, suszenia, chłodzenia, transportu, magazynowania, pakowania,

-gazy odlotowe:

para wodna, mgła H2SO4 z: rozkładu surowca, ługowania spieku, zatężania roztworu siarczanu(VI) tytanylu, hydrolizy, kalcynacji, powietrze, gazy spalinowe, para wodna, mgła H2SO4 SO2 i SO3 z kalcynacji

38.Zaproponuj sposób zagospodarowania odpadowego uwodnionego siarczanu(VI) żelaza(II) z procesu otrzymywaniem ditlenku tytanu metodą siarczanową

-konwersja do siarczanu(VI) potasu i chlorku żelaza(III),

-do produkcji nawozów 

-do otrzymywania pigmentów żelazowych (produkcja farb, papieru, tworzyw sztucznych, budownictwo

-do produkcji nośników dźwięku i obrazu:

-reduktor związków Cr(VI) w procesie produkcji cementu 

-do produkcji koagulantu

39.Zaproponuj sposób zagospodarowania odpadowego pohydrolitycznego kwasu siarkowego z procesu otrzymywaniem ditlenku tytanu metodą siarczanową

-zatężanie z wydzieleniem siarczanu(VI) żelaza II i wykorzystanie kwasu siarkowego do rozkładu ilmenitu lub w innym procesie (produkcja ekstrakcyjnego kwasu fosforowego, siarczanu(VI) amonu),

-zatężanie z rozkładem wydzielonego FeSO4 (w obecności reduktora) do tlenków żelaza i SO2,

-neutralizacja wapnem, sodą lub magnezytem,

-zobojętnianie amoniakiem do (NH4)2SO4 i tlenków żelaza,

-oczyszczanie elektrochemiczne, przez ekstrakcję lub wysalanie i wykorzystanie czystego H2SO4

---