МКОУ «Богучарская средняя общеобразовательная школа №2»
Тема: «Проблема безотходных производств в металлургии и охрана окружающей среды».
Учитель:
г. Богучар 2013 г.
Форма урока: Урок-конференция.
Цели урока:
1. Образовательная: Рассмотреть проблемы безотходных и малоотходных производств с точки зрения экологической значимости, раскрыть отрицательное воздействие на природу отходов металлургических производств.
2. Воспитательная: Продолжить формирование научно-материалистического мировоззрения через подтверждение на примерах причинно-следственной связи между строением. Свойствами веществ и их практическим применением и воздействием на окружающую среду.
3. Развивающая: Развивать способности учащихся решать поставленные проблемы через формирование понятия территориально-промышленного комплекса; совершенствовать умения к самостоятельной и групповой работе по решению поставленных минипроблемм.
Оборудование: Карточки-задания, географическая карта с экономическими районами России, таблица-схема безотходных производств, плакаты.
План урока: 1. Экологическая проблема в металлургии.
А) Отходы металлургии.
Б) Вредное воздействие металлургических выбросов на окружающую среду.
2. Меры предупреждения загрязнений окружающей среды.
А) Очистные сооружения.
Б) Малоотходные и безотходные производства, территориально-промышленный комплекс.
В) Водооборотная система.
Используемая литература:
1. Габриэлян книга учителя химии. Химияг. Дрофа.
2. Журнал «Химия в школе» №1 1994г., №4 1988 г., №2 1986 г..
3. Материалы периодической печати.
1. Вводная часть.
А) Организационная минутка (работа с тетрадью, запись даты и темы урока).
Б) Выступление учителя.
Сообщается цель урока: попытка подойти к решению 2-х важнейших проблем современности – ускорение технического прогресса и связанные с этим экологические проблемы.
Для работы потребуются знания по теме «Металлургия. Получение чугуна и стали». Учащимся прелагается представить себя студентами технического вуза, готовящего инженеров для металлургической промыш-ленности. В течении урока им будет предложен ряд проблем в виде карточек - заданий. Кроме того, будет работать пресс-центр для сообщения интересных сведений по данной теме.
2. Основная часть.
А) Экологическая проблема в металлургии – загрязнение окружающей среды отходами металлургических производств.
Пресс-центр: Источниками загрязнения окружающей среды являются тепловые электростанции, предприятия черной и цветной металлургии, горнодобывающей промышленности, автотранспорт, химическая промышленность.
Первая группа: Отходы металлургии – это шлак, доменный газ (при производстве чугуна), шлак, отходящие газы (при производстве стали). Состав газов: СО2, СО, пыль, SO2, SO3.
Пресс-центр: Тревожные цифры: в России почти 40 млн человек проживает в городах, где уровень загрязнения атмосферного воздуха в 10 раз превышает предельно допустимые концентрации. 70 млн т загрязняющих веществ ежегодно выбрасывают предприятия в воздух. 5 экономических районов России – Уральский, Западно-Сибирский, Восточно-Сибирский, Центральный, Северный – находятся на краю экологической пропасти. Из 273 городов России, где ведутся наблюдения за состоянием атмосферы, невозможно жить в каждом седьмом.
Б) Вредное воздействие выбросов металлургических производств на природу.
Пресс-центр: Увеличение количества углекислого газа может привести к потеплению климата земли, таянию полярных льдов и затоплению материков. Накопление пыли в атмосфере приводит к понижению температуры Земли. Предполагают, что запыление атмосферы – следствие активной деятельности вулканов – привело в свое время к ледниковому периоду на Земле. В промышленных районах сталь ржавеет в 20 раз, а алюминий разрушается в 100 раз быстрее, чем в сельской местности.
Вторая группа: На предприятиях черной промышленности оксид серы (IY) образуется при реакции:
Ca SO4 + CO = CaO + SO2 + CO2 (производство чугуна)
Пустая порода
S + O2 = SO2 (сталь)
Пресс-центр: Из-за содержания в атмосфере оксидов серы и азота выпадают кислотные дожди, что приводит к увеличению кислотности почв. Гибнут леса и обитатели водоемов, разрушаются строительные сооружения и памятники архитектуры. Оксиды серы в атмосфере превращаются в серную и сернистую кислоты и разрушают исторические памятники Греции, Рима, которые простояли тысячелетия, а теперь погибают на глазах. Существует опасность утраты этих сооружений в течение ближайших 10-15 лет. Мировой рекорд по кислотности дождя
Принадлежит г. Питлохри в Шотландии, где 10 апреля 1974 г. выпал дождь не из воды, а из уксуса.
Третья группа: Оксид серы (IY), действуя на мрамор, постепенно разрушая памятники архитектуры, превращая мрамор в гипс:
SO2 + CaCO3 = CaSO3 + CO2
2CaSO3 + O2 = 2CaSO4
В) Меры по предупреждению загрязнения окружающей среды.
Четвертая группа: Способы очистки отходящих и доменных газов
- фильтры - уловители,
- дымовые трубы.
Пресс-центр: Дымовая труба высотой 100 метров рассеивает вредные вещества в радиусе 20 км до безвредной для человека концентрации, труба высотой в 250 метров – в радиусе 75 км.
Таблица №1: «Истинная борьба за чистоту окружающей среды – это не борьба за очистные сооружения, это борьба против необходимости этих сооружений».
Учитель: Стоимость очистных сооружений составляет примерно 40-50 % от стоимости предприятия. Каков же путь решения этой проблемы? Переход к малоотходным и безотходным производствам, использование водооборотной системы.
Ученик: Безотходное производство – это производство, отходы которого становятся сырьем для другого производства.
Малоотходное производство – когда образуется малое количество отходов, они не могут дальше использоваться.
Водооборотная система – производство, где вода используется неоднократно, проходя очистку.
Таблица №2.
Учитель: Безотходное производство – замкнутая система. Что она вам напоминает?
Пятая группа: Постоянное перемещение в природе веществ и химических элементов и их превращения называется круговоротом веществ в природе. Природа умна, будем учиться у природы.
Учитель: Для организации безотходного производства необходимо создание территориально-промышленного комплекса предприятий.
Шестая группа: Оформление на магнитной доске ответа на задание: Вас назначили директором будущего сталеплавильного завода. Будете ли вы планировать строительство территориально-промышленного комплекса? Какие предприятия и почему в него войдут? Какие меры будут предусмотрены вами для создания экологически чистой зоны в районе предприятия?
Таблица №3 (слова Менделеева).
Пресс-центр: Если улавливать потери оксида серы (IY) в металлургии, то можно получить столько серной кислоты, сколько ее ежегодно производят все сернокислотные заводы нашей страны.
Проверка домашнего задания с прошлого урока.
Согласно одному из способов удаления оксида серы (IY) из отходящих газов предприятий черной металлургии газ пропускают через расплавленную соду в присутствии воздуха. Образующийся продукт восстанавливают углем при температуре 8000. При этом образуется сульфид натрия и оксид углерода (IY). Потом под действием углекислого газа и водяного пара сульфид натрия превращается в карбонат натрия и сероводород. За счет неполного сгорания сероводорода образуется сера. Составьте уравнения реакций.
2SO2 + 2Na2CO3 +O2 = 2Na2SO4 + 2CO2
Na2SO4 + 2C = Na2S + 2CO2
Na2S + CO2 + H2O = Na2CO3 + H2S
2H2S + O2 = 2S + 2H2O
Учитель: Предприятия, работающие по безотходной технологии – это индустрия будущего.
Ученик: На Курской магнитной аномалии на Оскольском электрометаллургическом комбинате не используют кокс, а применяют электроплавку. Там из руды восстанавливают железо оксидом углерода (II) и водородом.
Fe2O3 + CO + 2H2 = 2Fe + CO2 + 2H2O
Здесь нет стадии производства чугуна, т. е. нет затрат на строительство доменных печей, на топливо. И не загрязняется атмосфера.
Пресс-центр: В ноябре 1979 г. в г. Женеве на общеевропейском совещании по сотрудничеству в области охраны природы была принята Декларация о малоотходной и безотходной технологии, где подчеркнута необходимость поощрения развития этих технологий.
Учитель: Проблемы на этом пути:
- некомпетентное использование сырья (нет комплексного производства)
- инерция мышления, неспособность руководства предприятий отойти от традиций.
4. Закрепление.
Учитель: Какую технологию имел в виду академик Ферсман, когда более 50 лет назад писал: «…там правильно поставлено производство, где не пропадает ни грамма добытой горной массы, где нет ни грамма отбросов, где ничто не улетает в воздух и не смывается водами»? ( Ответ: безотходная технология)
Какие преимущества этого производства?
(Ответ: Не нужны затраты на очистные сооружения; Не надо перевозить и захоранивать отходы; нет загрязнения окружающей среды).
5. Домашнее задание:§24, задача «В радиусе 2 км вокруг металлургического завода ощущается запах сероводорода. В воздухе содержится сероводород до высоты 2 км. Его концентрация в воздухе равна 1/20 от предельно допустимой (ПДК=0,01л/м3). Сколько тонн серной кислоты можно получить, если уловить весь этот сероводород? Объем воздуха вычислять по формуле
Y=4/6 πR3, где π=3.
