Цветная металургия

Цветная металлургия 

Цветная металлургия  – отрасль тяжелой индустрии, производящая конструкционные материалы. Она включает в себя добычу, обогащение металлов, передел цветных, производство сплавов, проката, переработку вторичного сырья, а также добычу алмазов. В  бывшем СССР производилось 7 млн. тонн цветных металлов.

Развитие  НТП требует увеличение производства прочных, пластичных, стойких против коррозии, легких конструкционных материалов (сплавы на основе алюминия и титана). Они широко используются в авиационной, ракетной промышленности, в космических  технологиях, в судостроении, в производстве оборудования для химической промышленности.

Медь широко используется в машиностроении и  электрометаллургии, как в чистом виде, так и в виде сплавов –  с оловом (бронза), с алюминием (дюралюминий), с цинком (латунь), с никелем (мельхиор).

Свинец используется в производстве аккумуляторов, кабелей, в атомной промышленности.

Цинк и  никель используются в черной металлургии.

Олово используется при производстве белой жести  и подшипников.

Благородные металлы обладают высокой пластичностью, а платина – тугоплавкостью. Поэтому  они широко применяются при изготовлении ювелирных изделий и техники. Без солей серебра невозможно изготовить кино- и фотопленку. По физическим свойствам и назначению цветные  металлы можно условно поделить на 4 группы.

Классификация цветных металлов:

Основные 

тяжелые – медь, свинец, цинк, олово, никель

легкие – алюминий, титан, магний

малые – мышьяк, ртуть, сурьма, кобальт

Легирующие – молибден, ванадий, вольфрам, кремний

Благородные – золото, серебро, платина

Редкие и рассеянные – галлий, селен, теллур, уран, цирконий, германий

Отрасли цветной металлургии:

Цветные металлы  обладают прекрасными физическими  свойствами: электропроводимостью, ковкостью, плавкостью, способностью образовывать сплавы, теплоемкостью.

По стадиям  технологического процесса цветная  металлургия делится на:

Добычу и обогащение рудного сырья (ГОК – горно-обогатительные комбинаты). ГОК базируются у источников сырья, т. к. для производства одной тонны цветного металла в среднем требуется 100 тонн руды.

Передельную металлургию. В передел поступают обогащенные руды. У сырья базируется производства, связанные с медью и цинком. У источников энергии – производства, связанные с алюминием, цинком, титаном, магнием. У потребителя – производства, связанные с оловом.

Обработка, прокат, производство сплавов. Предприятия  базируются у потребителя.

Россия обладает многими видами цветных металлов. 70% руд цветных металлов добывается открытым способом.

Специфика руд  цветных металлов состоит в:

а) в их сложном  составе (многокомпонентности)

б) в низком содержании полезных компонентов в  руде – всего несколько %, иногда и доля %:

Медь – 1-5%

цинк – 4-6%

свинец – 1,5%

олово – 0,01-0,7%

Для получения 1 тонны медного концентрата используется 100 тонн руды, 1 тонны никелевого концентрата  – 200 тонн, оловянного концентрата – 300 тонн.

Все руды предварительно обогащаются на ГОКах и в металлургическом переделе. Там производятся концентраты:

Медь – 75%

цинк – 42-62%

олово – 40-70%

Вследствие  значительной материалоемкости цветная  металлургия ориентируется на сырьевые базы. Поскольку руды цветных и  редких металлов обладают многокомпонентным  составом, то практическое значение имеет  комплексное использование сырья. Комплексное использование сырья  и утилизация промышленных отходов  связывает цветную металлургию  с другими производствами. На этой основе формируются целые промышленные комплексы, например, Урал. Особый интерес  представляет комбинирование цветной  металлургии и основной химии. При  использовании сернистых газов  в промышленности производятся цинк и медь.

Факторы размещения:

сырьевой – медь, никель, свинец

топливно-энергетический – титан, магний, алюминий

потребительский – олово

Металлургия тяжелых металлов (медь, никель, цинк, олово, свинец).

 

Для руд тяжелых  металлов характерно малое содержание металла в единице руды.

Медная  промышленность.

Медная промышленность приурочена к районам сырья из-за низкого содержания в концентрате, кроме рафинирования чернового  металла. Основные типы руд:

медные колчеданы  – сосредоточены на Урале. Красно Уральск (Свердловская область), Ревда (Свердловская область), Гай (очень высокое содержание металла – 4%), Сибай, Баймак.

медно-никелевые. Òалнахское (север Красноярского края). На нем базируется Норильский комбинат

медистые  песчаники. Перспективное месторождение  – Удоканское в Читинской области севернее г. Гары.

В качестве дополнительного сырья используются медно-никелевые и полиметаллические  руды (из них получают медь в виде штейна).

Производство  меди распадается на 2 цикла:

Производство  черновой медь (штейна)

производство  рафинированной меди (очищение методом  электролиза)

Медеплавильные  заводы находятся на:

Урале: Красно Уральск, Кировоград, Ревда, Медногорск, Карабаш.

Электролитные заводы:

Кыштым, Верхняя  Пышма.

На Урале  широко развита утилизация производственных отходов для химических целей: Красно Уральск, Ревда. После обжига цинка  и меди получают сернистые газы. На основе сернистых газов получают серную кислоту, с помощью которой  на основе привозных апатитов Кольского  п-ова производят фосфатные удобрения.

Медь вместе с никелем производится в Норильске  на базе Танахского месторождения.

Казахстан. Джезказган, Коунрад, Саяк (Джезказганская область), Бозшакуль (в Павлодарской области).

Медеплавильные  заводы – Балхаш, Джезказган. Иртышский в г. Глубокое (Восточно-Казахстанская область) использует полиметаллические и медно-никелевые руды.

Узбекистан. Алмалык – медеплавильный завод + месторождение.

Никеле -кобальтовая промышленность (производство никеля).

Она тесно  связана с источниками сырья  из-за низкого содержания металла  в руде. В России – два типа руд:

сульфидные (медно-никелевые) – Кольский полуостров (г. Никель), Норильск

окисленные  руды на Урале

Предприятия:

Урал –  Реж (северней Екатеринбурга), Верхний  Уфалей (севернее Челябинска), Орск

Норильск 

Мончегорск, "Североникель" (используются руды Собелевского месторождения) - Мурманская область

Свинцово-цинковая промышленность.

Она использует полиметаллические руды. В целом  приурочена к руде. Свинцово-цинковые концентраты обладают высоким содержанием полезного компонента (до 62%), а, стало быть, транспортабельны, поэтому обогащение и металлургический передел отрываются друг от друга в отличие от медной промышленности. Так, производство цинка в Челябинске основано на привозных концентратах из Восточной Сибири и Дальнего Востока.

Свинцово-цинковая промышленность выделяется утилизацией  отходов в химических целях. Путем  электролиза раствора сернокислого цинка получают серную кислоту, которую  можно также производить из сернистых  газов, получаемых при обжиге цинковых концентратов. Месторождения:

Садонское (Северная Осетия)

Салаир (Кемеровская  область)

Нерчинские  месторождения (Читинская область)

Дальнегорское (Приморский край)

Предприятия:

Совместное  производство свинца и цинка на местном  месторождении предприятие "Садонское" в г. Владикавказ

Производство  цинка из привозных концентратов – Челябинск (дешевая электроэнергия - ГРЭС), Белово (на основе Салаирского месторождения). Перевозки на дальние расстояния возможны из-за высокого содержания цинка в концентрате – до 62%. Завозится сырье из Нерчинского месторождения

Производство  металлического свинца – Дальнегорск (Приморский край)

 

Казахстан. Месторождения:

Çаряновское (В-К область)

Лениногорское (В-К область)

Тэкэли (Талды-Курганская область)

Ачисай (Чимкентская  область)

 

Предприятия:

Зовместное производство свинца и цинка – Лениногорск (В-К область), Усть-Каменогорск (В-К область)

Производство  свинца – Чимкент

 

Украина. Производство цинка из привозных Садонских концентратов – Константиновка. Донбасс - электроэнегия

 

Киргизия. Актюз – добыча и обогащение полиметаллических руд

 

Таджикистан. Кансай – добыча и обогащение руд

Оловодобывающая промышленность.

 

Месторождения:

Шерловская гора (Читинская область)

Хабчеранга (Читинская область)

ЭСЕ-Хайя – в бассейне р. Лена (республика Саха)

Облучия (Еврейская автономная область)

Солнечный (Комсомольск-на-Амуре)

Кавалерово (Хрустальное) – Приморский край

Оловодобывающая промышленность разобщена по стадиям  технологического процесса. Металлургический передел не связан с источниками  сырья. Он ориентируется на районы потребления  готовой продукции: Москва, Подольск, Кольчугино (север Владимирской области), Санкт- Петербург или расположены  на путях следования концентратов: Новосибирск. Это обусловлено тем, что добыча сырья рассредоточена по мелким месторождениям, а концентраты  обладают большой транспортабельностью (содержание концентрата – до 70%).

Металлургия легких металлов (алюминий, титан, магний).

Алюминиевая промышленность.

 

Производство  алюминия распадается на два цикла:

получение глинозема (окись алюминия). Одновременно получают соду, цемент, т. е. происходит комбинирование химической промышленностью с производством  стройматериалов. Производство глинозема, будучи материалоемким производством, тяготеет к сырью.

получение алюминия. Производство металлического алюминия, будучи энергоемким производством, тяготеет к источникам дешевой электроэнергии. Для производства 1 тонны алюминия используется 2 тонны глинозема.

 

Сырьем для  производства алюминия служат:

бокситы

нефелины  и алуниты

 

Для производства 1 тонны глинозема нужно 2 тонны  бокситов, или 4-7 тонн нефелинов, или 15 тонн алунитов. Для выплавки 1 тонны  алюминия требуется 20000 кВт/ч.

 

Характерной чертой алюминиевой промышленности России является ее зависимость от толлинга (производство первичного алюминия из зарубежного сырья).

 

Месторождения:

бокситы –  Бакситогорск (Ленинградская область), Северо-Онежское - Плесецк (Архангельская область), Североуральск (север Свердловской области)

нефелины  и апатиты в Хибиновских горах (Кольский полуостров), Горячегорск (у г. Ужур), Шалтырское месторождение – Кия (юг Красноярского края)

 

Предприятия:

Кандалакша (Кольский полуостров)

Надвойцы (Карелия)

Волхов (Ленинградская  область)

Волгоград

Урал 

Краснотурьинск (север Свердловской области)

Каменск-Уральский (юг Свердловской области)

Сибирь 

Новокузнецк

Саяно-Горск

Красноярск 75 % российского производства

Братск 

Шелехов (у г. Иркутск)

 

Таджикистан. Турсун-Задэ.

 

Украина. Запорожье.

 

Армения. Ереван.

 

Азербайджан. Алунит-Даг – сейчас Гянджа. Сумгаити - предприятие

Титаномагниевая промышленность.

 

Магний добывается из химического сырья – калийно-магниевых  солей. Титан и магний применяются  при изготовлении реактивных двигателей, космических кораблей, в судостроении. Производство титана и магния –  электроемкое производство, размещающееся  совместно на титаномагниевых комбинатах.

 

Предприятия:

 

Берязники (Пермь).

 

Украина. Запорожье.

 

Казахстан. Усть-Каменогорск.

Золотодобывающая  промышленность.

 

Россия занимает 5-6-ое место в мире по добыче в  мире. По разведанным запасам – 5000 тонн – Россия уступает только ЮАР.

 

Отечественные месторождения представлены рассыпчатыми, рудными и комплексными. Основные запасы сосредоточены в коренных (комплексных) рудных месторождениях. Для разработки рассыпчатых месторождений  требуется меньше средств и времени, поэтому они всегда разведывались  в СССР, но сейчас истощаются. В перспективе  – добыча на коренных месторождения, что требует привлечения капитала.

 

Создана Российско-Австралийское АО "Лензолото", разрабатывающая прииски Бодайбо. Разрабатывается месторождение Сухой Лог. Основная масса отечественного золота – на Дальнем Востоке (2/3), в Восточной Сибири (1/4), 5% – на Урале.

Алмазодобывающая  промышленность.

 

Россия ежегодно от продажи алмазов получает $1,5 млрд. Сейчас создано крупное АО "АлРоса".

 

Алмазы добываются более чем в 20 странах. Одни из них  – самостоятельные экспортеры, другие выходят на рынок через посредников. Например, Россия – через Южноафриканский  картель "Де Бирс". Мировое производство – 100 млн. каратов, из них 50% технические.

 

Отечественные алмазы находятся в Якутии, например, месторождения Юбилейное и Удачное  – 75% добычи якутских алмазов. В Архангельской  области залегают кимберлитовые  трубки, а также в Красноярском крае и в Иркутской области. Перспективна северно-западная часть русской  платформы. В районе Архангельской  области находится кимберлитовое  поле. По оценкам "Де Бирс" запасы одного из выявленных месторождений – 25 млн. каратов. Потенциальная алмазоносная Ленинградская область и Карелия.