Цветная металлургия
Цветная металлургия включает добычу руд цветных металлов, их обогащение, выплавку черновых металлов, их рафинирование (очистка черновых металлов), производство сплавов и проката, а также добычу алмазов. В самом общем виде технологическая цепочка в цветной металлургии выглядит так: добыча руд — обогащение руд (получение концентрата руд) — плавка в печах обогащенной руды (получение чернового цветного металла) — рафинирование (очищение от вредных примесей, получение рафинированного (очищенного) металла в виде проката). В состав цветной металлургии входят следующие основные отрасли: медная, свинцово-цинковая, никель-кобальтовая, алюминиевая, титаномагниевая, вольфраммолибденовая, а также производство благородных металлов, редких металлов и алмазов. Распределение цветных металлов по группам показано на рис. 1.
Цветная металлургия России развивается, в основном, на собственной сырьевой базе, но обеспеченность отдельных отраслей разными видами сырья не одинаковая, особенно при перспективной оценке. Обеспеченность сырьем составляет: бокситами — более чем на 100 лет, медью — 85, свинцом и цинком — около 100, оловом — 55, никелем — 70, вольфрамом — 58, молибденом— около 130 лет. В 1990-е гг. состояние сырьевой базы цветной металлургии ухудшалось, главным образом, из-за следующих причин: 1) выбытие мощностей по добыче руды не компенсировалось вводом новых; 2) произошло истощение запасов руд во многих крупных месторождениях из-за чрезмерной длительности их эксплуатации; 3) сократились масштабы геологоразведочных работ.
|
|
|
|
Цветные металлы |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Основные |
|
Легирующие |
|
Благородные |
|
Редкие и рассеянные |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Тяжелые |
|
Легкие |
|
Малые |
|
|
|
|
|
|
||||||||
медь |
|
алюминий |
|
висмут |
|
вольфрам |
|
золото |
|
германий |
||||||||
свинец |
|
магний |
|
кадмий |
|
молибден |
|
серебро |
|
галлий |
||||||||
цинк |
|
титан |
|
сурьма |
|
ниобий |
|
платина |
|
селен |
||||||||
олово |
|
натрий |
|
мышьяк |
|
ванадий |
|
|
|
цирконий |
||||||||
никель |
|
калий |
|
кобальт ртуть |
|
тантал |
|
|
|
индий |
Рисунок - Группы и подгруппы цветных металлов
Руды тяжелых металлов имеют очень низкий процент содержания металла в руде. Вот почему необходима работа по их обогащению и предпочтительность размещения в местах или районах их добычи. Например, медные руды содержат 1—5 и менее процентов меди, а в концентрате содержание меди увеличивается до 35%. Содержание металла в свинцово-цинковых рудах 5—6% и менее, а в концентрате — 78%. Содержание олова в оловянных рудах — менее 1%, а в концентрате — 65% (для сравнения скажем, что содержание железа в железных рудах составляет обычно 20—25%, а в некоторых, например, в Курской магнитной аномалии, гораздо выше — 60—62%). Именно цветные тяжелые металлы имеют особенно низкий процент содержания металлов в руде. Поэтому размещение предприятий по производству цветных тяжелых металлов определяется, главным образом, сырьевым фактором. Получение дорогостоящих концентратов руд цветных металлов позволяет транспортировать их на большие расстояния и тем самым территориально разобщить процессы добычи, обогащения и непосредственно металлургический передел.
Производства цветных металлов отличается большой топливоемкостью. Так, для производства 1 т никеля нужно до 55 т топлива, 1 т цинка — 3 т, 1 т черновой меди — до 3—4 т, глинозема — до 10—12 т. (табл. 11). При производстве многих цветных металлов потребляется большое количество электроэнергии. Особенно высокая энергоемкость характерна для выплавки цветных легких металлов. Так, для выплавки 1 т титана или магния нужно соответственно 30—60 тыс. кВт • ч и 18—20 тыс. кВт • ч. Вот почему размещение предприятий по выплавке цветных легких металлов определяется, в первую очередь, электроэнергетическим фактором. Самую дешевую электроэнергию вырабатывают на ГЭС, поэтому и многие центры выплавки цветных легких металлов созданы вблизи крупных ГЭС или в районах концентрации ГЭС. Именно поэтому по выплавке цветных легких металлов выделяется Восточно-Сибирский экономический район.
Таблица - Расход сырья, топлива и энергии на производство 1 т цветных металлов
Металлы |
Расход руды, т |
Расход топлива и электроэнергии |
Тяжелые |
||
Олово |
Более 300 |
1 т |
Медь |
Более 100 |
2-3 т |
Цинк |
16 |
2-3 т |
Свинец |
16 |
2-3 т |
Легкие |
||
Титан |
15-16 |
30—60 тыс. кВт.ч |
Магний |
15—16 |
18—20 тыс. кВт.ч |
Алюминий |
4-8 |
17 тыс. кВт.ч |
Добыча и обогащение руд, выплавка некоторых металл он требует больших расходов воды. Так, чтобы получить 1 т медно-никелевых руд, нужно использовать 15—20 м3 воды. Развитие на базе предприятий цветной металлургии некоторых химических производств еще более увеличивает потребность этой отрасли промышленности в воде.
Руды некоторых цветных металлов имеют особо сложный состав. Так, число сопутствующих веществ достигает в оловянных рудах — 4, медных — 11, свинцово-цинковых — 18, алюминиевых — 7. В состав полиметаллических руд, например, входят свинец, цинк, медь, золото, серебро, кадмий, висмут. Чаще всего в месте добычи выгодно обеспечивать переработку 1—2 из всех компонентов, а остальные перерабатываются в других местах на специализированных предприятиях.
Организационной особенностью цветной металлургии является широкое развитие комбинирования. В цветной металлургии развито внутриотраслевое и межотраслевое комбинирование. Практикуется в одном пункте добыча, обогащение, выплавка ряда сопутствующих цветных металлов, их рафинирование, что определяет развитие внутриотраслевого комбинирования в цветной металлургии. Получило также распространение межотраслевое кооперирование, особенно с химической промышленностью. В результате основных технологических процессов в цветной металлургии получают сернистый газ, серную кислоту, хлор, некоторые удобрения.
Для цветной металлургии характерна высокая концентрация производства в небольшом числе крупнейших компаний-монополистов. Так, на долю 8 организаций (компаний), составляющих менее 1% от общего числа действующих в отрасли, приходится 2/5 всего объема выпускаемой ею продукции. Особую роль играют ГМК «Норильский никель», который выпускает более 40% металлов платиновой группы, перерабатывает свыше 70% российской меди и контролирует около 35% мировых запасов никеля, и ОАО «Русал», на долю которого приходится 75% российского алюминия и 10% мирового.
Медная промышленность использует небогатые руды (содержание металла не более 5%), поэтому обязательная стадия производства — обогащение. Самые крупные месторождения по объемам добычи находятся в районе Норильска (Красноярский край). Большое количество месторождений, но небольших,
В значительной степени уже выработанных, находится на Урале — Медногорск, Гай, Сибай, Карабаш, Красноуральск, Ревда, Кировоград. В небольших количествах добывается медная руда также в Мурманской области (Печенга) и в Карачаево-Черкесской республике (Уруп). Производство черновой меди сосредоточено в основном на Урале, где оно возникло еще в XVIII в. В настоящее время уральские заводы — Медногорский в Оренбургской области, Карабашский в Челябинской области, Ревдинский, Красноуральский и Кировоградский в Свердловской области — не обеспечиваются местной рудой и работают на медных концентратах из Казахстана. Производят черновую медь также в Норильске (Красноярский край) и Мончегорске (Мурманская область). Рафинирование меди размещается как около крупных потребителей — в Москве, Санкт-Петербурге, так и на Урале — в городах Кыштым (Челябинская область) и Верхняя Пышма (Свердловская область).
Никелевая промышленность располагается на территории России в тех же районах, что и медная. Самое масштабное производство около крупных месторождений находится в Норильске. Руды здесь добывается больше, чем имеется мощностей по производству металла, кроме никеля из руды извлекают кобальт, платину и другие металлы. Избыточные медно-никелевые концентраты направляются в город Мончегорск (Мурманская область), где имеется и собственная небольшая добыча руды (месторождение Печенга). На третьем месте находится Урал с никелевыми заводами в городах Орск (Оренбургская область), Верхний Уфалей (Челябинская область) и Реж (Свердловская область), расположенных возле небольших месторождений.
Свинцово-цинковая промышленность использует полиметаллические руды, месторождения которых находятся в горных районах. В России это Кавказ (Садон) Республика Северная Осетия - Алания, предгорья Алтая (Салаирское и Орловское месторождения), Сихотэ-Алинь (Дальнегорск) и хребты Забайкалья (Нерчинский завод и др.). Производство металлов, как правило, привязано к месторождениям, но одновременно свинец и цинк производят лишь во Владикавказе. В Забайкальском крае производят только свинцовые и цинковые концентраты, которые поступают в другие районы страны. В Приморском крае (Дальнегорск) производят свинец и цинковые концентраты, а в Кемеровской области (Белове) — цинк и свинцовые концентраты. Цинк из привозных концентратов (российских, казахстанских и среднеазиатских) производят в Челябинске.
Оловянная промышленность в России сконцентрирована на Дальнем Востоке, где расположены основные месторождения — Депутатское и Эсэ-Хайя в Якутии, Солнечное в Хабаровском крае, Перевальное и Хрустальненское (Кавалерово) в Приморском крае. Самое западное месторождения олова Шерловая Гора находится уже в Восточной Сибири (Читинская область). Производство металлического олова расположено в Новосибирске по пути следования концентратов из районов добычи (восточных) в районы потребления (западные).
Производство легирующих металлов вольфрама и молибдена целиком приурочено к месторождениям, так как содержание металлов в руде составляет десятые доли процента. И вольфрам, и молибден одновременно добываются на Джидинском (Республика Бурятия) и Тырныаузском (Кабардино-Балкарская Республика) месторождениях. Кроме этого молибден добывается в Читинской области и республике Хакасия, а вольфрам — в Приморском крае.
Также территориально совпадают добыча и производство золота. Основные запасы золота на территории России сосредоточены в рудных (коренных) месторождениях, но их освоение требует значительных затрат. Поэтому разрабатываются в основном россыпные месторождения золота, на освоение которых требуется значительно меньше средств и времени. Свыше половины добычи золота в России дает Дальневосточный район, в котором больше всего производится этого драгоценного металла в Республике Саха (Якутия) — в восточной части, Магаданской области и Чукотском АО. В основном это небольшие прииски, многие из которых разрабатываются еще с 1930-х гг. Но открыты и крупные коренные месторождения — Нежданинское (в 800 километрах к востоку от Якутска) и др. На втором месте (около 1/4 добычи) по производству золота находится Восточно-Сибирский район, в котором выделяются Иркутская область (с крупными месторождениями в районе г. Бодайбо) и Красноярский край. На третьем месте — Уральский район с Кочкарским (Челябинская область) и Березовским (Свердловская область) месторождениями.
В России к цветной металлургии относится также добыча алмазов. В настоящее время 99% добычи алмазов приходится на западную часть Республики Саха (Якутия), где расположены месторождения Мирное, Айхал, Эбеляхское и др. Кроме этого имеется добыча алмазов на севере Пермской области. Крупные, но пока не разрабатываемые, месторождения открыты в Архангельской области (Ломоносовское и др.).
Особую специфику имеет размещение предприятий алюминиевой промышленности. Сырьем для получения алюминия в России являются бокситы (месторождения в Северном и Уральском экономических районах) и нефелины (в Северном, Западно-Сибирском и Восточно-Сибирском экономических районах). Из алюминиевых руд вначале выделяют окись алюминия — глинозем (Бокситогорск, Ачинск и др. центры). Размещение предприятий по производству глинозема (в связи с его материалоемкостью) определяется преимущественно сырьевым фактором. Затем глинозем доставляют в районы и центры, где вырабатывается большое количество дешевой электроэнергии, прежде всего в те, в которых функционируют мощные ГЭС. Там из глинозема с использованием огромного количества электроэнергии выплавляют металлический алюминий. По выплавке алюминия в России выделяются Восточно-Сибирский (Красноярск, Братск, Саяногорск, Шелехов), Поволжский (Волгоград), Северный (Кандалакша, Надвоицы), Северо-Западный (Волхов), Уральский (Краснотурьинск, Каменск-Уральский), Западно-Сибирский (Новокузнецк), экономические районы.