Экология современного производства
План
1.Физико-химическая характеристика и биологическая роль азота, водорода, метана и аммиака.
2.Какие меры предупреждения газовыделений в производстве азотной кислоты являются наиболее перспективными?
3.Что представляют собой металлургические шлаки, и каковы их важнейшие свойства?
4.Практический вопрос. Изобразите схему производства алюминия и эмиссию веществ.
1. Физико-химическая характеристика и биологическая роль азота, водорода, метана и аммиака
Азот – элемент V группы периодической системы с атомным номером 7. Открыт азот в 1772. Д. Резерфордом (Шотландия). Азот – газ без цвета и запаха, в молекулярной форме занимает 78% объема земной атмосферы.
При обыкновенных условиях азот бесцветный газ без вкуса и запаха; два последних отрицательных признака, очевидно, обусловлены его полнейшей химической индифферентностью к нервным тканям дыхательных путей и языка.
Неорганические соединения азота встречаются в природе в небольших количествах, что связано с хорошей растворимостью многих из них. Видимо, поэтому содержание азота в почве относительно невелико (около 1 г на 1 кг). Тем не менее, азот один из основных элементов. Будучи незаменимым компонентом молекулы белка, азот является строительным материалом для всего живого. Поэтому азот иногда называют "органогеном". Азот постоянно извлекается из почвы растениями, в результате чего почва может истощаться и становится менее плодородной.
При соединении с водородом азот образует аммиак NH3, а при соединении с кислородом – ряд окислов. Получают азот из сжиженного воздуха.
Азот является элементом, необходимым для существования животных и растений, он входит в состав белков (16—18 % по массе), аминокислот, нуклеиновых кислот, нуклеопротеидов, хлорофилла, гемоглобина и др. В связи с этим значительное количество связанного азота содержится в живых организмах, «мёртвой органике» и дисперсном веществе морей и океанов. Это количество оценивается примерно в 1,9•1011 т. Сине-зеленые водоросли усваивают газообразный азот из атмосферного воздуха. Растения добывают азот из почвы в виде растворимых нитратов и соединений аммиака.
Основная функция и способность азота – образовывать пептидные связи и формировать все разнообразие белков, а также участвовать в составе множества биологически активных гетероциклов. Азот необходим всем живым организмам для синтеза азотсодержащих строительных блоков - аминокислот, из которых образуются белки и нуклеиновые кислоты.
Азот в виде аминогруппы –NH2 входит в состав различных биолигандов, играющих огромную роль в процессах жизнедеятельности (аминокислоты, нуклеотиды, нуклеиновые кислоты).
Физиологическая роль азота в организме ассоциируется, прежде всего, с белками и аминокислотами, их метаболизмом, участием в жизненно-важных процессах и влиянием на эти процессы. Аминокислоты являются исходными соединениями при биосинтезе гормонов, витаминов, медиаторов, пигментов, пуриновых и пиримидиновых оснований. Белки в пересчете на сухой вес составляют 44% от массы тела.
Изменения в содержании белков и аминокислот, расстройства их метаболизма могут быть вызваны различными причинами. Среди этих причин – их недостаточное (или избыточное) поступление, нарушение переваривания и всасывания белка в желудочно-кишечном тракте, расстройство процессов экскреции азота и его соединений. Интегральным показателем состояния белкового обмена является азотистый баланс, т.е. разница между количествами азота, поступающего извне и выводимого из организма за сутки. Сдвиги в обмене белков сопровождаются разнообразными клиническими проявлениями. Известны многочисленные аминоацидопатии – последствия нарушения промежуточного обмена аминокислот (фенинилаланина, лейцина, валина).
В последние годы оксид азота (NO) воспринимается как один из важнейших иммунотропных медиаторов. NO синтезируется из аминокислоты L-аргинина в присутствии фермента NO-синтетазы. Главным источником и местом образования NO в организме является эндотелий, общая масса которого в теле человека достигает 1,5 кг.
Функции оксида азота в организме весьма многообразны. NO участвует в поддержании системной и локальной гемодинамики, способствует снижению повышенного тонуса гладкой мускулатуры сосудов и обеспечивает поддержание нормального уровня артериального давления. NO выступает в роли нейротрансмиттера в желудочно-кишечном тракте, мочевыводящей и половой системе. При иммунном ответе NO является стимулятором фагоцитоза и киллинга внутриклеточных паразитов. При сепсисе, под влиянием цитокинов, происходит высвобождение NO в больших количествах, что способствует развитию септического шока. Оксид азота играет важнейшую роль медиатора, в патогенезе бронхиальной астмы, хронического гломерулонефрита, туберкулеза, рассеянного склероза, болезни Крона, различных опухолей, а также СПИДа.
Благодаря способности NO инактивировать Fe-содержащие ферменты, происходит гибель внутриклеточных микроорганизмов, жизнедеятельность которых зависит от присутствия железа и других биоэлементов. Возможно, этот процесс происходит за счет комплексообразования оксида азота с металлами Fe, Co, Ni, Mn, Zn: [Me(NO)n]m+. Очевидно, что эта функция NO является универсальной и отводит NO решающую роль в элиминации "стареющих" молекул цитохромов, каталазы, гемоглобина, а также в индукции апоптоза в клетках, где повышается уровень свободного, нехелированного железа.
Водород – элемент VII группы периодической системы с атомным номером 1.
Водород – газ без цвета и запаха, не растворяется в воде, образует с воздухом взрывоопасные смеси. Существуют три разновидности водорода: протий, дейтерий и тритий, различающиеся по числу нейтронов. Получают водород при электролизе воды, в качестве побочных продуктов при переработке нефти.
Водород является одним из самых распространенных элементов во Вселенной. Энергия излучаемая Солнцем рождается в результате реакции слияния четырех ядер водорода в ядро гелия. На Земле водород входит в состав воды, минералов, угля, нефти, живых существ. В свободном виде небольшие количества водорода встречаются в вулканических газах.
Роль водорода в природе определяется не массой, а числом атомов, доля которых среди остальных элементов составляет 17% (второе место после кислорода, доля атомов которого равна ~ 52%). Поэтому значение водорода в химических процессах, происходящих на Земле, почти так же велико, как и кислорода. В отличие от кислорода, существующего на Земле и в связанном, и в свободном состояниях, практически весь водород на Земле находится в виде соединений. Лишь в очень незначительном количестве водород в виде простого вещества содержится в атмосфере (0,00005% по объему).
Содержание водорода в организме взрослого человека составляет около 10% (7 кг на 70 кг массы тела).
Основная функция водорода – структурирование биологического пространства (вода и водородные связи) и формирование разнообразия органических (биологических) молекул. Водород способен реагировать с электроположительными и электронотрицительными атомами, активно взаимодействовать со многими элементами, проявляя при этом как окислительные, так и восстановительные свойства.
В реакциях со щелочными и щелочноземельными металлами водород выступает в качестве окислителя, а по отношению к кислороду, сере, галогенам проявляет восстановительные свойства.
При потере электрона атом водорода переходит в элементарную частицу - протон. В водном растворе протон переходит в катион гидроксония, который гидратируется тремя молекулами воды и образует гидратированный катион гидроксония . В виде этого катиона протоны и находятся в водном растворе.
В биологических процессах протон играет исключительно важную роль: определяет кислотные свойства растворов, участвует в окислительно-восстановительных превращениях. С участием ионов водорода происходит связывание катионов металлов в биокомплексы, протекают реакции осаждения ( образование минеральной основы костной ткани), гидролитический распад липидов, полисахаридов, пептидов.
В организме человека водород в соединениях с другими макроэлементами образует аминогруппы и сульфгидрильные группы, играющие важнейшую роль в функционировании различных биомолекул. Водород входит в структуру белков, углеводов, жиров, ферментов и других биоорганических соединений, выполняющих структурные и регуляторные функции. Благодаря водородным связям осуществляется копирование молекулы ДНК, которая передает генетическую информацию из поколения в поколение.
Вступая в реакцию с кислородом, водород образует молекулу воды. Вода – основное вещество, из которого состоит организм. В теле новорожденного человека содержание воды составляет около 80%, у взрослого – 55-60%. Вода принимает участие в громадном количестве биохимических реакций, во всех физиологических и биологических процессах, обеспечивает обмен веществ между организмом и внешней средой, между клетками и внутри клеток. Вода является структурной основой клеток, необходима для поддержания ими оптимального объема, она определяет пространственную структуру и функции биомолекул.
В биосредах часть воды (около 40%) находится в связанном состоянии (ассоциаты с неорганическими ионами и биомолекулами). Остальная часть, свободная вода, представляет собой ассоциированную водородными связями подвижную структуру. Между свободной и связанной водой происходит непрерывный обмен молекулами.
Воду, находящуюся в организме, принято условно разделять на внеклеточную и внутриклеточную. Внеклеточная вода, в свою очередь, это интерстициальная жидкость, окружающая клетки; внутрисосудистая жидкость (плазма крови) и трансцеллюлярная жидкость, которая находится в серозных полостях и полых органах. Накопление воды в организме (гипергидратация), может сопровождаться увеличением содержания воды в межклеточном секторе (отеки), в серозных полостях (водянка) и внутри клеток (набухание). Уменьшение содержания воды в организме (дегидратация), сопровождается снижением тургора, сухости кожи и слизистых оболочек, гемоконцентрацией и гипотензией.
Существует теория, связанная со структурированным характером воды, о так называемой информационной роли воды в живых системах и наличии у водных растворов структурной памяти.
Несмотря на то, что вода является одним из главных компонентов человеческого организма, ее роль до настоящего времени недооценена и мало изучена как учеными, так и представителями практической медицины. Между тем, потеря человеком почти всего гликогена и жира или половины белка по своим последствиям для здоровья значат меньше, чем потеря всего 10% воды (тогда как потеря 20% воды приводит к смертельному исходу).
Потребность человека в воде составляет 1-1,5 мл на Ккал потребляемой пищи, т. е., при энергетической ценности рациона в 2000 Ккал организму требуется от 2 до 3 литров воды в сутки. Около 300-400 мл воды ежедневно образуется в организме человека в результате различных метаболических реакций. Окисление 1 г углеводов приводит к образованию 0,6 г воды, 1,07 г липидов и 0,41 г белков.
Природный газ (метан) представляет собой смесь различных углеводородов с преимущественным содержанием метана СН4 (до 90 – 98 % по объему), не имеет цвета, обладает легким запахом чеснока и токсичными удушающими свойствами, в два раза легче воздуха, поэтому при утечках скапливается в верхней части помещения.
Основные физико-химические свойства метана СН4, это: температура воспламенения в кислороде, равна 650-750 °С, температура пламени при сгорании в технически чистом кислороде -- 2100 - 2200 °С, предел воспламенения при нормальном давлении в смеси с воздухом -- 5,0-15,0 %, с кислородом -- 4,7-58,9 %, максимальная скорость распространения пламени в смеси с кислородом – 3,3 м/с, низшая теплотворная способность -- 31400-37700 кДж/м3 и плотность при температуре 20 °С и давлении 0,101 МПа равна 0,68-0,9 кг/м3.
До конца 70-х годов природным источникам органических компонентов атмосферы уделяли мало внимания. Бытовало мнение, что из природных источников поступает гораздо меньше органических соединений, чем из антропогенных. Между тем выделение органических соединений в окружающую среду - универсальное явление, характерное для всех видов организмов от одноклеточных бактерий до высших растений и животных. Выделение этих веществ происходит в процессах дыхания, выброса отходов метаболизма и в результате деятельности органов внешней секреции.
Хотя исследование биоэмиссии органических веществ в атмосферу находится в начальной стадии, уже можно сделать некоторые выводы. Во-первых, биоэмиссия значительно сильнее антропогенной. Так, глобальная биоэмиссия лишь углеводородов (без учета метана) оценивается ориентировочно величиной 1,5 " 109 т/год, что более чем в 10 раз превосходит выделение углеводородов из антропогенных источников. Во-вторых, общее количество выделяемых живыми организмами органических веществ насчитывает тысячи наименований, причем эмиссия специфична для каждого микроорганизма, растения. В-третьих, существует группа универсальных соединений, которые присущи почти всем живым организмам и масштабы эмиссии которых особенно велики. В их числе метан, этилен, изопрен, этиловый спирт, ацетон. В выделениях хвойных деревьев присутствуют терпеновые углеводороды, представителями которых являются a- и b-пинены. Для лиственных растений более характерна эмиссия так называемого лиственного спирта - 3-гексен-1-ола: однако максимальная доля от общей эмиссии растительностью приходится на долю этилена, изопрена и терпенов.
Выделение метана в атмосферу происходит благодаря деятельности анаэробных бактерий, являющихся конечным звеном трофической пищевой цепи, разлагающей сложные органические соединения. В природе известно большое число экосистем с активно протекающим метаногенезом. В богатых органическим материалом донных отложениях рек, озер и на морском шельфе, в переувлажненных почвах тундры и болотах вырабатываются огромные количества метана. Именно эти экосистемы наряду с периодически затопляемыми землями, занятыми под выращивание риса, являются крупнейшими источниками биогенного метана атмосферы. Его эмиссия в целом составляет примерно 0,6 " 109 т/год. Хотя доля метана в общей массе атмосферы невелика (не более нескольких десятитысячных процента), его роль совершенно несопоставима с этим количеством. Известно, что поддержание высокой температуры у земной поверхности ("парниковый эффект") объясняется поглощением ИК-излучения молекулами воды и углекислоты в составе атмосферы. Одна же молекула метана поглощает в некоторых диапазонах частот в 25 раз больше ИК-радиации, чем молекула СO2 .
Аммиак — NH3, нитрид водорода, при нормальных условиях — бесцветный газ с резким характерным запахом (запах нашатырного спирта), почти вдвое легче воздуха, ядовит. Растворимость NH3 в воде чрезвычайно велика — около 1200 объёмов (при 0 °C) или 700 объёмов (при 20 °C) в объёме воды. В холодильной технике носит название R717, где R — Refrigerant (хладагент), 7 — тип хладагента (неорганическое соединение), 17 — молекулярная масса.
Молекула аммиака имеет форму тригональной пирамиды с атомом азота в вершине. Три неспаренных p-электрона атома азота участвуют в образовании полярных ковалентных связей с 1s-электронами трёх атомов водорода (связи N-H), четвёртая пара внешних электронов является неподелённой, она может образовать донорно-акцепторную связь с ионом водорода, образуя ион аммония NH4. Благодаря тому, что не связывающее двухэлектронное облако строго ориентировано в пространстве, молекула аммиака обладает высокой полярностью, что приводит к его хорошей растворимости в воде.
В жидком аммиаке молекулы связаны между собой водородными связями. Сравнение физических свойств жидкого аммиака с водой показывает, что аммиак имеет более низкие температуры кипения(tкип. —33,35°С) и плавления(tпл. —77,70°С), а также более низкую плотность, вязкость (вязкость жидкого аммиака в 7 раз меньше вязкости воды), проводимость и диэлектрическую проницаемость. Это в некоторой степени объясняется тем, что прочность этих связей в жидком аммиаке существенно ниже, чем у воды, а так же тем, что в молекуле аммиака имеется лишь одна пара неподелённых электронов, в отличие от двух пар в молекуле воды, что не дает возможность образовывать разветвлённую сеть водородных связей между несколькими молекулами. Аммиак легко переходит в бесцветную жидкость с плотностью 681,4 кг/м3, сильно преломляющую свет. Подобно воде, жидкий аммиак сильно ассоциирован, главным образом за счёт образования водородных связей. Жидкий аммиак практически не проводит электрический ток. Жидкий аммиак — хороший растворитель для очень большого числа органических, а также для многих неорганических соединений. Твёрдый аммиак — бесцветные кубические кристаллы.
Аммиак является конечным продуктом азотистого обмена в организме человека и животных. Он образуется при метаболизме белков, аминокислот и других азотистых соединений. Он высокотоксичен для организма, поэтому большая часть аммиака в ходе орнитинового цикла конвертируется печенью в более безвредное и менее токсичное соединение — карбамид (мочевину). Мочевина затем выводится почками, причём часть мочевины может быть конвертирована печенью или почками обратно в аммиак.
Аммиак может также использоваться печенью для обратного процесса — ресинтеза аминокислот из аммиака и кетоаналогов аминокислот. Этот процесс носит название «восстановительное аминирование». Таким образом из щавелевоуксусной кислоты получается аспарагиновая, из α-кетоглутаровой — глутаминовая.
2. Какие меры предупреждения газовыделений в производстве азотной кислоты являются наиболее перспективными?
10% газообразного
аммиака и 90% очищенного от пыли
и влаги воздуха нагнетаются
в смесители, где они смешиваются
и получается аммиачно-
Затем при поглощении окислов азота водой образуемый слабый раствор азотной кислоты снова направляется на абсорбцию окислов азота, в результате чего получается более крепкий раствор азотной кислоты.
Процесс концентрации азотной кислоты осуществляется в специальных колоннах при взаимодействии слабой азотной кислоты и крепкой серной в присутствии пара. При этом крепкая серная отнимает воду от азотной, образовавшиеся при этом пары крепкой азотной кислоты направляются в холодильники, конденсируются и полученная таким образом азотная кислота сливается в специальные хранилища из алюминия или из кислотоупорной стали, из которых прямо разливается в бутылки или прямо наливается в железнодорожные цистерны.
В контактном отделении аммиак и аммиачно-воздушная смесь, нагнетаемая вентиляторами в смесители, а затем в контактные аппараты, находится под некоторым давлением, поэтому через неплотности вентиляторов, соединений трубопроводов, задвижек трубопроводов, смесителей возможно выделение аммиака в рабочие помещения.
Наиболее опасными соединениями является двуокись азота, так она вследствие своей медленной растворимости во влаге, покрывающей слизистые оболочки дыхательных путей, имеет значительный скрытый период между моментами поступления ядовитых газов в организм и началом развития болезненных явлений, преимущественно в глубоких отделах органов дыхания.
После вдыхания окислов азота, состоявших полностью или в большей части из двуокиси азота, пострадавший во многих случаях не чувствует никакого раздражения дыхательных путей и только через 20-30 минут у него возникает кашель, отдышка, загрудинные боли. Эти первичные явления часто проходят при выходе пострадавшего из загазованного помещения на свежий воздух, а затем через час или несколько часов снова нарастает отдышка, появляются кашель, боли в груди, всё более усиливающееся затруднение дыхания, развиваются синюшность и тяжёлые, опасные для жизни явления отёка лёгких.
Тетроксид, ангидрид азотной кислоты, пары и аэрозоль азотной кислтоты действуют тоже раздражающе-удушающим образом на органы дыхания человека. Низшие окислы азота: закись азота и ангидрид азотной кислоты обладают преимущественно сосудорасширяющим и метгемоглобинобразующим свойствами, а отчасти и наркотическим свойством.
Систематическое воздействие превышающих предельно допустимые концентрации, но ещё не способных острое отравление концентраций двуокиси азота и других высших окислов азота ведёт к развитию тяжёлых хронических заболеваний дыхательных путей - хронических бронхитов, бронхиолитов, токсических пневмосклерозов, часто осложнённых астмоидными приступами, бронхоэктазиями и явлениями вторичной слабости сердца.
Основными мерами предупреждения газовыделений является применение соответствующих материалов для изготовления аппаратуры, коммуникаций, соединений, вентилей, задвижек, прокладок, сальников. Как металлические части, так и мягкие материалы для прокладок должны применяться из материалов, стойких в отношении высокой температуры, кислотных газов, кислот аммиака. Таковыми являются кислотоупорные керамиковые материалы, покрытые кислотоупорным лаком, а также хромникелевая сталь. Алюминий является материалом, более стойким к азотной кислоте, чем другие обычные металлы, но слабая азотная кислота его разъедает, следовательно желательно применение специальной кислотоупорной стали.
Тщательный монтаж аппаратуры, точная пригонка всех частей, герметичность соединений также имеют важное значение для предупреждения загрязнения воздуха окислами азота внутри помещений и на заводских площадках. При приёмке аппаратуры в эксплуатацию должны быть предварительно испытаны и проверены на герметичность нейтральными растворами и газами все соединения, клапаны, особенно в частях системы, находящихся под повышенным давлением.
Необходимо надёжно защищать все керамиковые и в особенности стеклянные части от механических повреждений. Все системы, находящиеся под повышенным давлением, снабжаются контрольными приборами с указанием допускаемых границ колебаний давления.
При эксплуатации должен осуществляться тщательный надзор за исправностью всех частей аппаратуры. Все неисправности, даже малейшие, нужно немедленно устранять, неисправные и износившиеся части немедленно устранять.
Для предупреждения перелива кислоты хранилища для кислот необходимо снабжать наружными показателями уровня и контрольными стоками на случай перелива. В местах переливания, хранения и розлива кислот должны иметься в ящиках известь или песок для засыпания разлившейся кислоты.
На предприятиях должна оборудоваться эффективная приточно-вытяжная вентиляция. Во всех зданиях производства аммиака следует предусматривать аэрационные фонари. Кроме того, в этих цехах должна быть оборудована механическая приточно-вытяжная вентиляция с приближением вытяжных устройств к местам возможного выделения вредных газов и с подводом свежего воздуха к местам постоянного или длительного пребывания рабочих.
Все рабочие производства азотной кислоты снабжаются противогазами с коробкой марки В, которые они всегда должны иметь при себе в готовом для пользования состоянии.
Во всех цехах оборудовать отдельные помещения для отдыха с притоком свежего воздуха, которые также могут использоваться для временного укрытия рабочих при авариях.
Во всех помещениях должны оборудовать сигнализационные устройства, показывающие место и характер аварии, сигналы к обязательному надеванию противогазов.
На большинстве участков производства азотной кислоты и аммиака происходит выделение в воздух рабочей зоны окислов азота. Термином “Окислы азота” объединяются все соединения азота с кислородом, которые делятся на низшие и высшие окислы, обладающие не только различными физико-химическими свойствами, но и разной токсичностью.
Одним из наиболее неблагоприятных факторов производства аммиака и азотной кислоты является загрязнение наружного воздуха на территории предприятия и внутренних помещениях окислами азота и различными ядовитыми парами, а также выбросы кислоты.
Во избежание неприятных чрезвычайных ситуаций необходимо заранее проводить проверку рабочего оборудования, газоводов, кислотопроводов систем безопасности и прочего оборудования. Проводить планово-предупредительные работы.
3. Что представляют собой металлургические шлаки, и каковы их важнейшие свойства?
Роль шлаков в процессе производства стали исключительно велика. Шлаковый режим, определяемый количеством и составами шлака, оказывает большое влияние на качество готовой стали, стойкость футеровки и производительность сталеплавильного агрегата. Шлак образуется в результате окисления составляющих части шихты, из оксидов футеровки печи, флюсов и руды. По свойствам шлакообразующие компоненты можно разделить на кислотные (SiO2; P2O5; TiO2; и др.), основные (CaO; MgO; FeO; MnO) и амфотерные (Al2O3; Fe2O3; Cr2O3) оксиды. Важнейшими компонентами шлака, оказывающими основное влияние на его свойства, являются оксиды SiO2 и CaO.
Шлак выполняет несколько важных функций в процессе выплавки стали:
- Связывает все оксиды (кроме СО), образующиеся в процессе окисления примесей чугуна. Удаление таких примесей, как кремний, фосфор и сера, происходит только после их окисления и обязательного перехода в виде оксидов из металла в шлак. В связи с этим шлак должен быть надлежащим образом подготовлен для усвоения и удержания оксидов примесей.
- Во многих сталеплавильных процессах служит передатчиком кислорода из печной атмосферы к жидкому металлу.
- В мартеновских и дуговых сталеплавильных печах через шлак происходит передача тепла металлу.
- Защищает металл от насыщения газами, содержащимися в атмосфере печи.
Изменяя состав шлака, можно отчищать металл от таких вредных примесей, как фосфор и сера, а также регулировать по ходу плавки содержание в металле марганца, хрома и некоторых других элементов.
Для того, чтобы шлак мог успешно выполнять свои функции, он должен в различные периоды сталеплавильного процесса иметь определенный химический состав и необходимую текучесть (величина обратная вязкости). Эти условия достигаются использованием в качестве шихтовых материалов плавки расчетных количеств шлакообразующих — известняка, извести, плавикового шпата, боксита.
В процессе производства чугуна, стали и цветных металлов образуются отходы, представляющие собой группу сложных минеральных систем, состоящих из силикатов, алюмосиликатов, алюминатов кальция, реже магния, марганца, железа, а также сульфидов в виде CaS, MnS, FeS.
Количество шлаков достигает 70% от выхода продукции при производстве чугуна и около 15% -при производстве стали. В зависимости от происхождения металлургические шлаки делят на доменные, сталеплавильные, шлаки ферросплавных производств, цветной металлургии и др. Наибольшее значение имеют доменные шлаки. В зависимости от руды и флюсов доменные шлаки делят на основные, кислые и нейтральные, по избыточному содержанию MgO и ТO2 - на ферромарганцевые и титанистые. К основным относят шлаки, у которых модуль основности более единицы.
Преобладающими кристаллическими фазами основных доменных шлаков являются двухкальциевый силикат 2CaO-Si02 и двухкальциевый алюминат 2CaO-Al203-Si02. К кислым относят шлаки с модулем основности меньшим 1, а к нейтральным - те, у которых модуль основности равен 1. В кислых шлаках преобладает однокальциевый силикат СаО - Si02, минерал анортит СаО - А1203 - 2Si02. В зависимости от состояния шлака, удаленного из домны, различают шлаки огненно-жидкие, отвальные, гранулированные. Металлургические шлаки представляют собой богатейшую сырьевую базу для строительной индустрии.
