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.
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.
Содержание
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.
- 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 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.
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
- Урал – Реж (северней Екатеринбурга), Верхний Уфалей (севернее Челябинска), Орск
- Норильск
- Мончегорск, «Североникель» (используются руды Собелевского месторождения) — Мурманская область
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)
- 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)
- Çаряновское (В-К область)
- Лениногорское (В-К область)
- Тэкэли (Талды-Курганская область)
- Ачисай (Чимкентская область)
- 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
- 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).
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).
- 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)
- 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)
Азербайджан. Алунит-Даг – сейчас Гянджа. Сумгаити — предприятие
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.
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.
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.
