Цветная металлургия

      Содержание 

      Введение 

      1. Значение промышленности 
 
 

      2. Структура цветной  металлургии

      Российская  цветная металлургия включает в  себя несколько основных баз, которые  сложились под влиянием экономических  и природных предпосылок. Сама отрасль  серьёзно связана с сырьевым сектором экономики страны, а также с её топливно-энергетической системой и машиностроением.

Цветная металлургия  объединяет целый ряд специализированных подотраслей, которые можно сгруппировать  по двум основным признакам: по стадиям  добычи и переработки сырья в готовую продукцию и в зависимости от основного вида продукции.

По  первому признаку можно выделить горнодобывающую промышленность, включая обогащение добытых руд, металлургическую переработку руд и концентратов, металлообработку, вспомогательные производства - ремонтные и машиностроительные (рис. 4).

Рис. 4. Структура  цветной металлургии

По  второму признаку выделяют 14 промышленных подотраслей, в которые входят предприятия и организации различных форм собственности:

• Алюминиевую. Добыча бокситов и другого алюминийсодержащего сырья; производство глинозема, алюминия, галлия и фтористых солей, химической продукции и строительных материалов

.

• Медную. Добыча и обогащение руды, производство черновой и рафинированной меди, редких металлов, серной кислоты, минеральных удобрений, строительных материалов.
• Свинцово-цинковую. Добыча и обогащение руды, производство свинца, цинка, кадмия, редких и драгоценных металлов, а также химической продукции и строительных материалов.
• Никель-кобальтовую. Добыча и обогащение руды, производство никеля и кобальта, меди, редких и драгоценных металлов, химической продукции, минераловатных и других строительных материалов.
• Титано-магниевую. Добыча и обогащение титанового сырья, производство титана, магния и их производных.
• Вольфрамо-молибденовую. Добыча и обогащение вольфрамо-молибденовой руды, производство вольфрамовых и молибденовых концентратов и промпродуктов.
• Оловянную. Добыча и обогащение руды и производство олова.
• Сурьмяно-ртутную. Добыча и обогащение сурьмяных и ртутных руд, производство сурьмы, ртути и их соединений.
• Редких металлов и полупроводниковых материалов. Добыча и обогащение руд редких металлов и полупроводниковых материалов, интерметаллических соединений и изделий из них.
• Драгоценных металлов. Добыча и переработка золотосодержащих руд и песков, производство драгоценных металлов и сплавов, вторичная переработка драгоценных металлов.
• Обработку цветных металлов. Производство всех видов проката и труб из цветных металлов и сплавов.
• Вторичных цветных металлов. Сбор и первичная переработка лома и отходов и выплавка вторичных цветных металлов

.

• Электродную. Производство угольной и графитовой электродной продукции.
• Твердых сплавов, тугоплавких и жаропрочных металлов. Производство твердых сплавов, тугоплавких и жаропрочных металлов, неперетачиваемых пластин и проката из жаропрочных и твердых сплавов.

Цветная металлургия  как отрасль промышленности обладает рядом особенностей, которые, безусловно, оказывают влияние на эффективность ее функционирования.

1. Цветная металлургия является наиболее материалоемкой отраслью промышленности. Она осуществляет переработку полиметаллического сырья, бедного по содержанию полезных компонентов и имеющего сложный вещественный состав. В исходном сырье черной металлургии содержание железа составляет 25-30 % (бедные руды) и 55-65 % (богатые руды). Предприятия цветной металлургии зачастую перерабатывают руды с содержанием ценного компонента 0,3-2,1 % (руды основных тяжелых цветных металлов) и от сотых долей до 0,5 % (руды редких и легирующих металлов). Лишь производство алюминия базируется на более богатом сырье: самые богатые бокситы содержат 40-45 % глинозема. Однако доля такого сырья все время уменьшается. На производство 1 т олова расходуется свыше 300 т руды; 1 т никеля - 200 т руды; 1 т меди - 100 т руды.
2. Цветная металлургия - топливо- и электроемкая отрасль. Наиболее топливоемкими являются производство меди, никеля, кобальта, свинца. При получении алюминия требуется 18 000-20 000 кВт·ч/т, при электроплавке никеля - свыше 30 000 кВт·ч/т электроэнергии. (Для сравнения - расход электроэнергии на выплавку 1 т стали составляет 500 кВт·ч).
3. Цветная металлургия характеризуется высокими трудовыми затратами.
4. Руды, перерабатываемые на предприятиях цветной металлургии, как правило, полиметаллические. Поэтому одной из основных особенностей цветной металлургии является комлексность переработки сырья.
5. Цветная металлургия характеризуется многостадийностью технологических процессов. Полный цикл предполагает добычу руды, ее обогащение, металлургический передел, обработку металлов.
6. Эффективность производственной деятельности в цветной металлургии зависит от природного сырьевого фактора.
7. Для цветной металлургии характерна высокая экологическая опасность производства.

На территории многих регионов с развитой цветной  металлургией возникли районы с неблагополучной  экологической обстановкой. Отдельные  территории Таймырского автономного  округа (окрестности Норильского  промышленного района) можно классифицировать как зоны экологического бедствия. Погибшие древостои в зоне воздействия выбросов Норильского горно-металлургического комбината распространены к югу на 90 км, к юго-востоку - на 120 км от Норильска.

В Красноярске  неблагоприятное состояние атмосферного воздуха определяется выбросами Красноярского алюминиевого завода, составляющими почти 50 % общих выбросов по городу.

В зоне влияния  комбината "Печенганикель" погибло 1 000 га лесов.

Значительный  экологический ущерб нанесен  предприятиями в городах Каменск-Уральский и Карабаш. Последний с 1994 г. отнесен к территориям экологического бедствия с чрезвычайно высоким уровнем загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами. Основной источник загрязнения - медеплавильный комбинат. На расстоянии до 5-7 км от комбината растительность почти полностью отсутствует.

К особенностям цветной металлургии относятся  также высокая капиталоемкость, фондоемкость, большая длительность строительно-монтажного цикла.

Рис. 5. Классификация  продукции цветной металлургии

Цветная металлургия  производит разнообразную продукцию, которая может быть подразделена на десять групп (рис. 5). Продукция каждой группы находит широкое и разнообразное применение в различных отраслях промышленности. 

На российском рынке алюминия последние несколько  лет царит завидная стабильность – рост производственных показателей  российских предприятий «Русала» закончился в 2008 г. С тех пор к уровню 4 млн т алюминия в год монополия стремится, но приблизиться пока не может (табл. 1).

Как и раньше, основной объем выпущенной продукции  поставляется за рубеж. Изменений в составе стран-потребителей также не наблюдается – доминируют США, за ними следуют Турция и Япони 

      Титано-магниевая  металлургия сосредоточена, в основном, на Урале, к примеру, Березниковский титано-магниевый завод, однако, окончательная  обработка металлов и сплавов происходит в разных регионах. 

      3. Сырьевая база

      Сырьевая  база цветной металлургии обладает рядом особенностей:

      1) Крайне низкое в количественном отношении содержание полезных компонентов в сырье (медные - от 1 до 5%, свинцово-цинковые - от 1,5 до 5,5%, никелевые - от 0,3 до 5,5%, оловянные - от 0,01 до 0,7%, молибденовые - от 0,005 до 0,04%). Практически для получения, например, 1 т меди требуется переработать не менее 100 т руды, никеля - до 200 т, олова - до 300 т. Расход сырья на 1 т готовой продукции в сотни раз превосходит объем готового изделия, а при производстве редких металлов - в десятки и даже сотни тысяч раз.

      2) Исключительная многокомпонентность сырья (например, уральские медные колчеданы содержат медь, железо, серу, золото, кадмий, серебро, селен, теллур, индий, галий и другие элементы, в общей сложности до 30, например, карабашские руды в Челябинской области).

      3) Огромная топливоемкость и электроемкость сырья в процессе его переработки (для производства никеля - до 55 т топлива на 1 т готовой продукции; для цинка - до 3 т; черновой меди - до 3,5 т; глинозема -до 12 т и т.д.). Для производства 1 т алюминия требуется до 17 тыс. кВт?ч электроэнергии, 1 т титана - до 20-60 тыс. кВт?ч, магния - до 20 тыс. кВт?ч и т.д.

      4. Центры цветной  металлургии

      Особенности сырьевой и топливно-энергетической баз оказывают сильное влияние  на размещение цветной металлургии, которая является: материало- и энергоемкой отраслью промышленности. В связи с этим размещение цветной металлургии зависит главным образом от сырьевой базы. При этом обогащение непосредственно привязано к местам добычи руд цветных металлов, за исключением тех случаев, когда вблизи отсутствуют достаточно надежные источники водоснабжения, так как обогащение требует большого количества воды (8- 10 тыс. м³ на 1 т полиметаллических руд, 15-20 м³ на 1 т медно-никелевых руд и т.д.).

      Особенностью  цветной металлургии, как уже  было отмечено, является высокая энергоемкость сырья в процессе его подготовки к металлургическому переделу и переработке. В связи с этим в отрасли различают топливоемкие и электроемкие производства. Высокая топливоемкость (50-55% на 1 т готовой продукции) характерна, например, для производства никеля, глинозема из нефелинов (11,5т на 1т готовой продукции), черновой меди и др.

      Повышенной  электроемкостью отличается производство алюминия (17-18 тыс. кВт/ч на 1 т готовой продукции), магния (18-20 тыс. кВт/ч), кальция (30- 50 тыс. кВт/ч), титана (20-60 тыс. кВт/ч) и др. В целом же по отрасли доля топливно-энергетических затрат составляет от 10 до 50-65% общих затрат на 1 т производимой продукции. Эта особенность сырьевой базы обусловливает размещение цветной металлургии в регионах, наиболее обеспеченных электроэнергией.

      Урал  является старейшим из регионов России по производству цветных металлов, особенно меди, алюминия, цинка, никеля, кобальта, свинца, золота и многих редких металлов. В настоящее время на Урале действуют 11 предприятий медной промышленности, в состав которых входят 16 рудников, 8 обогатительных фабрик, 5 медеплавильных и 2 медеэлектролитных завода.

Из числа  этих предприятий следует выделить наиболее крупные: Башкирский и Учалинский горно-обогатительный комбинаты и Бурибаевское рудоуправление (Башкортостан), Карабашский медеплавильный и Кыштымский медеэлектролитный заводы (Челябинская обл.), Красноуральский и Кировоградский медеплавильные комбинаты, Дегтярское рудоуправление, Среднеуральский медеплавильный завод и комбинат "Уралэлектромедь" (Свердловская обл.), Гайский ГОК и Мед-ногорский медносерный комбинат (Оренбургская обл.).

На Уральских  предприятиях производится почти 43% рафинированной меди, около 65% цинка в концентрате  от общего производства их в России, а также значительное количество золота, серебра, редких и рассеянных металлов.

Развита цветная металлургия в Северном и Северо-Западном районах, где ведутся  добыча и обогащение нефелинов, бокситов, титановых, медно-никелевых руд. Алюминиевые  заводы размещаются в Кандалакше, Надвоицах, Бокситогорске, медеплавильный - в Мончегорске, никелевый - в г. Никель.

Восточная Сибирь и особенно Дальний Восток характеризуются высоким уровнем  развития цветной металлургии. Она  является одной из важнейших отраслей промышленности Дальнего Востока, на его долю приходится основная часть общероссийской добычи оловянных руд, золота, свинцово-цинковых руд, вольфрама, ртути.

Особенно  быстро развивается в восточных  районах России алюминиевая промышленность. Целесообразность продвижения ее на восток и в первую очередь в Восточную Сибирь обусловлена относительно низкой трудоемкостью производства алюминия и небольшой долей в стоимости металла, транспортных затрат на перевозку глинозема из европейской части страны на восток.

В целом  цветная металлургия, и алюминиевая  промышленность в частности, отличающиеся высокой энергоемкостью и ресурсоемкостью, опираются в своем развитии на крупнейшие энергетическую и минерально-сырьевую базы в регионе. Важнейшие центры их - Красноярский, Иркутский, Братский, Саянский, Шелеховский алюминиевые заводы, где осуществляется производство глинозема, металлического алюминия, цветного и легкого алюминиевого проката. Создается глиноземное производство в г. Ачинске.

Быстро  развивается свинцово-цинковая промышленность с ориентацией на хорошую сырьевую и топливную базы (в Кузбассе - Салаир, Забайкалье - Нерчинск, на Дальнем Востоке - Дальнегорск и др.). В регионе производится не только металл, но и более разнообразная продукция из него (экономичные профили проката, проволока, трубы, фольга, лента и т.п.).