صنعتی

صنایع مادر چیست؟

از بعد دیگر به اشیاء نگاه کنید

انسان‌ها در روز با تعداد زیادی اشیا برخورد دارند، خیلی از این اشیا ساخته دست بشر است تولیداتی که اگر نسخه اولیه آن‌ها را مشاده کنید متوجه تغیرات گسترده در آنان می‌شوید

از یخچال و ماشین لباسشویی گرفته است تا فرش، پنجره خودرو و حتی میز و صندلی ،در روز چقدر از این اشیا را استفاده می‌کنید؟

تا به حال به نحوه پیدایش این محصولات تعمل کرده‌اید؟

آیا به این فکر نکردید که اشیا که هر روز با آن سرو کار دارید و استفاده می‌کنید از چه موادی تولید شده است؟

این محصولات از مونتاژ چند محصول دیگر با استفادهاز فناوری‌های متفاوت تولید شده است.

به‌عنوان مثال اگر شخصی یک نگاه اجمالی به خودرو بیاندازد متوجه می‌شود که این محصول از مونتاژ چند قطعه در، پنجره، دستگاه‌ها صوتی و تصویری، سامانه استارت، صندلی قطعات موتور، لاستیک … تشکیل شده است.

حال اگر یک فرد متخصص یک نگاه اجمالی به محصولی مثل یخچال بیاندازد متوجه می‌شویم که این محصول از مونتاژ کمپرسور، اواپراتور ، کندانسور و ترموستاتتشکیل شده است.

اما در واقع همین اجزاء تشکیل دهنده خودرو و یا یخچال و هر محصول دیگری که ما روزانه از کنار آن‌ها رد می‌شویم از محصولاتی تشکیل شده است که شاید اصلا مورد توجه ما قرار نگیرد،

به‌عنوان مثال لاستیک استفاده شده در خودرو از کائوچو تولید می‌شود محصولی که در صنعت پتروشیمی تولید می‌شود و با فراوری برای تولید لاستیک استفاده می‌شود.

یا به عنوان مثال الیاف استفاده شده در صنعت خودرو، پلاستیک موجود در یخچال همه در صنایع پتروشیمی کشور تولید می‌شود

همچنین موادی مثل بدنه یا درب خودرو یا یخچال از صنایع فولاد کشور تولید می‌شود

به محصولاتی که به پس از تولید اولیه قابل استفاده برای عموم مردم نمی‌باشد بلکه نیاز کارخانه‌ها برای تولید محصولات مصرفی می‌باشند صنایع مادر می‌گویند که به انواع مختلفی همچون صنایع ذوب آهن و فولاد، پتروشیمی، معادن، مناطع طبیعی تقسیم بندی می‌شوند. که در ادامه به تشریح هر یک از این موارد می‌پردازیم.

معادن

استخراج معادن عبارت است از استخراج مواد معدنی باارزش یا سایر مواد زمین‌شناسی از زمین، معمولاً از یک توده کانی، لود، رگه، درز، صخره یا ذخایر پلاسر. بهره برداری از این ذخایر برای مواد خام بر اساس صرفه اقتصادی سرمایه گذاری در تجهیزات، نیروی کار و انرژی مورد نیاز برای استخراج، پالایش و انتقال مواد یافت شده در معدن به تولیدکنندگانی است که می توانند از این مواد استفاده کنند.

سنگ معدن های بازیابی شده از معادن شامل فلزات، زغال سنگ، شیل نفتی، سنگ های قیمتی، سنگ آهک، گچ، سنگ ابعاد، سنگ نمک، پتاس، شن و خاک رس می باشد. استخراج معادن برای به دست آوردن بیشتر موادی که نمی توانند از طریق فرآیندهای کشاورزی رشد داده شوند یا به صورت مصنوعی در آزمایشگاه یا کارخانه ایجاد شوند، مورد نیاز است. استخراج معادن در مفهوم گسترده‌تر شامل استخراج هر گونه منبع تجدیدناپذیر مانند نفت، گاز طبیعی یا حتی آب است. فرآیندهای معادن مدرن شامل اکتشاف برای اجسام سنگ معدن، تجزیه و تحلیل پتانسیل سود یک معدن پیشنهادی، استخراج مواد مورد نظر، و احیای نهایی زمین پس از بسته شدن معدن است.

عملیات معدنی را می توان از نظر منابع مربوطه به پنج دسته عمده به‌نام های نفت و گاز، استخراج زغال سنگ، استخراج سنگ معدن فلزی، معادن و استخراج مواد معدنی غیرفلزی، و فعالیت های پشتیبانی از معادن. تقسیم بندی کرد.

بیشتر بخوانید
بویلر یا دیگ بخار چیست؟ + انواع آن و نحوه عملکرد هر کدام

از میان تمامی این دسته بندی ها، استخراج نفت و گاز از نظر اهمیت اقتصادی جهانی یکی از بزرگترین هاست. اکتشاف سایت‌های معدنی بالقوه، که یک منطقه حیاتی مورد توجه صنعت معدن است، اکنون با استفاده از فناوری‌های جدید پیچیده مانند اکتشاف لرزه‌ای و ماهواره‌های سنجش از دور انجام می‌شود. استخراج معادن به شدت تحت تاثیر قیمت مواد معدنی کالایی است که اغلب نوسان دارند. رونق کالاها در دهه ۲۰۰۰ (“ابر چرخه کالا”) قیمت کالاها را افزایش داد و منجر به استخراج تهاجمی شد. علاوه بر این، قیمت طلا در دهه ۲۰۰۰ به طور چشمگیری افزایش یافت که استخراج طلا را افزایش داد. به عنوان مثال، یک مطالعه نشان داد که تبدیل جنگل در آمازون از دوره ۲۰۰۳ تا ۲۰۰۶ (۲۹۲ هکتار در سال) تا دوره ۲۰۰۶-۲۰۰۹ (۱۹۱۵ هکتار در سال) شش برابر شده است که عمدتاً به دلیل استخراج معادن صنایع دستی است.

در طول قرن بیستم، انواع فلزات مورد استفاده در جامعه به سرعت رشد کرد. امروزه، توسعه کشورهای بزرگی مانند چین و هند و پیشرفت‌های فناوری، تقاضای روزافزونی را افزایش می‌دهد. نتیجه این است که فعالیت‌های استخراج فلزات در حال گسترش است و بیشتر و بیشتر ذخایر فلزات جهان به‌عنوان ذخایر بلااستفاده در سطح زمین مورد استفاده قرار می‌گیرند تا زیر زمین. به عنوان مثال، موجودی مس در حال استفاده است. بین سالهای ۱۹۳۲ و ۱۹۹۹، مس مورد استفاده در ایالات متحده از ۷۳ کیلوگرم (۱۶۱ پوند) به ۲۳۸ کیلوگرم (۵۲۵ پوند) برای هر نفر افزایش یافت.

کاربرد مواد معدنی

فلزات

بیشترین کاربرد در میان سنگ‌های معدنی متلع به سنگ‌های فلزی می‌باشد به‌عنوان مثال؛ فلز روی در اتومبیل سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد

فلز سرب نیز در تهیه لوله های سربی، ساخت باتری مورد استفاده قار می‌گیرد.

آهن نیز فلزی است که در اقلب صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد

همچنین مصارف فلز آلومینیوم بیشتر در صنایع هوایی، ساختمانی، الکتریکی و ماشین‌‎های سبک وزن می‌باشد

مس نیز به‌عنوان جریان الکتریسیته مورد بهره برداری قرار می‌گیرد.

زغال سنگ

برای تولید برق، فولاد، سیمان ، صنعت کاغذ و آلومینیوم ، صنایع شیمیایی، دارویی و سوخت‌های مصنوعی از این ماده معدنی استفاده می‌شود.

سنگ های قیمتی

سنگ عقیق، زمرد، یشم،مروارید، الماس و … تعدادی از سنگ‌های قیمتی هستند که بخاطر شکل و شمایل زیبایی که دارند در طول تاریخ مورد توجه مردم به‌خصوص اشراف و پادشاهان قرار گرفته است، این سنگ‌ها به‌دلیل کم بودن آن‌ها در جهان باقیمت‌های بالایی به‌فروش می‌رسد در گذشته جادوگران از این سنگ‌ها برای طلسم و فعالیت‌های خود نیز استفاده می‌کردند. امروز از این سنگ‌ها برای زیبایی مورد استفاده مردم قرار می‌گیرد.

سنگ آهک

این سنگ نیز برای تولید محصولات بهداشتی، ت فولاد، کاغذ، مصالح ساختمانی و … مورد استفاده قرار می‌گیرد.

فولاد

آلیاژ آهن و کربن که در آن محتوای کربن تا ۲ درصد متغیر است. تا حد زیادی پرمصرف ترین ماده برای ساخت زیرساخت ها و صنایع جهان است که برای ساخت همه چیز از سوزن خیاطی گرفته تا تانکرهای نفت استفاده می شود. علاوه بر این، ابزار مورد نیاز برای ساخت چنین محصولاتی نیز از فولاد ساخته شده است. به عنوان نشانه ای از اهمیت نسبی این ماده، تولید فولاد خام جهان در سال ۲۰۱۳ حدود ۱.۶ میلیارد تن بود، در حالی که تولید مهم ترین فلز مهندسی بعدی، آلومینیوم، حدود ۴۷ میلیون تن بود. دلایل اصلی محبوبیت فولاد، هزینه نسبتا پایین ساخت، شکل‌دهی و فرآوری آن، فراوانی دو ماده خام آن (سنگ آهن و قراضه)، و دامنه بی نظیر خواص مکانیکی آن

بیشتر بخوانید
ثمین پلیمر تولیدکننده کفپوش‌های صنعتی در پارک علم و فناوری البرز

ذوب‌آهن

عنصر اصلی فولاد آهن است، فلزی که در حالت خالص آن سخت تر از مس نیست. با حذف موارد بسیار شدید، آهن در حالت جامد خود، مانند سایر فلزات، چند کریستالی است یعنی از کریستال های زیادی تشکیل شده است که در مرزهای خود به یکدیگر می پیوندند. کریستال آرایش منظمی از اتم‌ها است که به بهترین شکل می‌توان آن‌ها را به‌عنوان کره‌هایی که یکدیگر را لمس می‌کنند، نشان داد. آنها در صفحاتی که شبکه نامیده می شوند، مرتب می شوند که به روش های خاصی در یکدیگر نفوذ می کنند. برای آهن، آرایش شبکه را می توان با یک مکعب واحد با هشت اتم آهن در گوشه های آن به بهترین شکل مشاهده کرد. برای منحصر به فرد بودن فولاد، آلوتروپی بودن آهن مهم است، یعنی وجود آن به دو شکل کریستالی. در آرایش مکعبی (bcc) متمرکز بر بدن، یک اتم آهن اضافی در مرکز هر مکعب وجود دارد. در آرایش مکعبی وجهی (fcc)، یک اتم آهن اضافی در مرکز هر یک از شش وجه مکعب واحد وجود دارد. قابل توجه است که اضلاع مکعب رو به مرکز، یا فواصل بین شبکه های همسایه در آرایش fcc، حدود ۲۵ درصد بزرگتر از آرایش bcc است. این بدان معنی است که فضای بیشتری در fcc نسبت به ساختار bcc برای نگه داشتن اتم های خارجی (یعنی آلیاژی) در محلول جامد وجود دارد.

شکل دهی آهن

در شکل خالص خود، آهن نرم است و به طور کلی به عنوان یک ماده مهندسی مفید نیست. روش اصلی تقویت آن و تبدیل آن به فولاد با افزودن مقادیر کمی کربن است. در فولاد جامد، کربن به طور کلی به دو شکل یافت می شود. یا در آستنیت و فریت در محلول جامد است یا به صورت کاربید یافت می شود. شکل کاربید می تواند کاربید آهن (Fe3C، معروف به سمنتیت)، یا می تواند کاربید یک عنصر آلیاژی مانند تیتانیوم باشد. (از سوی دیگر، در آهن خاکستری، کربن به دلیل وجود سیلیکون که تشکیل کاربید را سرکوب می کند، به صورت تکه ها یا خوشه های گرافیت ظاهر می شود.)

پتروشیمی

پتروشیمی ها محصولات شیمیایی هستند که با استفاده از نفت و از طریق پالایش به دست می آیند. برخی از ترکیبات شیمیایی ساخته شده از نفت نیز از سایر سوخت های فسیلی مانند زغال سنگ یا گاز طبیعی یا منابع تجدیدپذیر مانند ذرت، میوه خرما یا نیشکر به دست می آیند.

پالایشگاه های نفت با کراکینگ کاتالیزوری سیال فراکسیون های نفتی الفین ها و مواد آروماتیک تولید می کنند. کارخانه‌های شیمیایی الفین‌ها را با کراکینگ بخار مایعات گاز طبیعی مانند اتان و پروپان تولید می‌کنند. آروماتیک ها با اصلاح کاتالیزوری نفتا تولید می شوند. الفین ها و آروماتیک ها بلوک های سازنده طیف وسیعی از مواد مانند حلال ها، شوینده ها و چسب ها هستند. الفین ها پایه پلیمرها و الیگومرهایی هستند که در پلاستیک ها، رزین ها، الیاف، الاستومرها، روان کننده ها و ژل ها استفاده می شوند.

بیشتر بخوانید
الزام استفاده از تابلو برق صنعتی و کفپوش عایق در کارگاه

تولید جهانی اتیلن ۱۹۰ میلیون تن و پروپیلن ۱۲۰ میلیون تن در سال ۲۰۱۹ بود.[۴] تولید آروماتیک تقریباً ۷۰ میلیون تن است. بزرگترین صنایع پتروشیمی در ایالات متحده آمریکا و اروپای غربی واقع شده است. با این حال، رشد عمده ظرفیت تولید جدید در خاورمیانه و آسیا است. تجارت پتروشیمی بین منطقه ای قابل توجهی وجود دارد.

پتروشیمی های اولیه بسته به ساختار شیمیایی به چند گروه تقسیم می شوند:

الفین ها شامل اتن، پروپن، بوتن و بوتادین هستند. اتیلن و پروپیلن از منابع مهم مواد شیمیایی صنعتی و محصولات پلاستیکی هستند. بوتادین در ساخت لاستیک مصنوعی نیز استفاده می شود.
آروماتیک‌ها شامل بنزن، تولوئن و زایلن هستند که به طور کلی به عنوان BTX شناخته می شوند و عمدتاً از پالایشگاه های نفت با استخراج از فرمت تولید شده در اصلاح کننده های کاتالیزوری با استفاده از نفتای به دست آمده از پالایشگاه های نفت به دست می آیند. بنزن ماده اولیه رنگ‌ها و شوینده‌های مصنوعی و بنزن و تولوئن نیز برای ایزوسیانات‌های MDI و TDI است که در ساخت پلی‌اورتان‌ها استفاده می‌شود. تولیدکنندگان از زایلن ها برای تولید پلاستیک و الیاف مصنوعی استفاده می کنند.
گاز سنتز مخلوطی از مونوکسید کربن و هیدروژن است که برای تولید آمونیاک و متانول استفاده می شود. از آمونیاک برای تولید کود اوره و متانول به عنوان حلال و واسطه شیمیایی استفاده می شود. کراکرهای بخار را نباید با کارخانه های اصلاح کننده بخار که برای تولید هیدروژن و آمونیاک استفاده می شود، اشتباه گرفت.
متان، اتان، پروپان و بوتان ها عمدتاً از کارخانه های فرآوری گاز طبیعی به دست می آیند.
متانول و فرمالدئید.
در سال ۲۰۰۷، مقدار اتیلن و پروپیلن تولید شده در کراکرهای بخار به ترتیب حدود ۱۱۵ میلیون تن (مگاتن) و ۷۰ میلیون تن بود. ظرفیت اتیلن خروجی کراکرهای بخار بزرگ تا ۱.۰ تا ۱.۵ Mt در سال متغیر بود.

مواد شیمیایی کالایی، پتروشیمی ها نیز در مقیاس بسیار بزرگ ساخته می شوند. واحدهای تولیدی پتروشیمی از این جهت با کارخانه های مواد شیمیایی کالایی تفاوت دارند که اغلب تعدادی از محصولات مرتبط را تولید می کنند. این را با تولیدات شیمیایی تخصصی و مواد شیمیایی خوب مقایسه کنید، جایی که محصولات در فرآیندهای دسته ای مجزا ساخته می شوند.

چوب

رنگ قهوه‌ای آشنا و مقاوی که حتی در سردترین فصول سال حداقل یک بار در روز آن را مشاهده می‌کنیم. چوب یک بافت ساختاری متخلخل و فیبری است که در ساقه و ریشه درختان و سایر گیاهان چوبی یافت می‌شود.

چوب یک محافظ برای درختان زنده است و وظیفه دارد تا آب و مواد مغذی را بین برگ ها، سایر بافت های در حال رشد و ریشه‌ها منتقل کند.

چوب از هزاران سال پیش به عنوان سوخت، ساخت ساختمانی، ابزار و سلاح، مبلمان و کاغذ مورد استفاده قرار گرفته است.

اخیراً نیز به عنوان یک ماده اولیه برای تولید سلولز خالص شده و مشتقات آن مانند سلفون و استات سلولز ظاهر شده است.

دیدگاهتان را بنویسید

فقط نام را وارد کنید. نیازی به ثبت ایمیل نیست.

شانزده + 12 =

دکمه بازگشت به بالا