Цветная металлургия

Цветная металлургия

Цветная металлургия включает добычу, обогащение и металлургический передел руд цветных, благородных и редких металлов, в том числе производство сплавов, прокат цветных металлов и переработку вторичного сырья, а также добычу алмазов. Участвуя в создании конструкционных материалов все более высокого качества, она выполняет существенные функции в условиях современного научно-технического прогресса.

Цветная металлургия занимает ведущее четвертое  место (после топливной, машиностроения и  пищевой) в структуре  промышленности России, её доля – 10,1%. Это  одна из самых экспортоориентированных отраслей. Она обладает богатейшей сырьевой базой. Только в Норильском месторождении сосредоточено 35,8% мировых запасов никеля, 14,5% кобальта, около 10% меди и 40% запасов металлов платиновой группы.

В связи с разнообразием  используемого сырья  и широким применением цветных металлов в современной промышленности цветная металлургия характеризуется сложной структурой. По физическим свойствам и назначению цветные металлы условно делятся на четыре группы: основные, к которым относятся тяжелые (медь, свинец, цинк, олово, никель), легкие (алюминий, магний, титан, натрий, калий и др.), малые (висмут, кадмий, сурьма, мышьяк, кобальт, ртуть); легирующие (вольфрам, молибден, тантал, ниобий, ванадий); благородные (золото, серебро и платина с платиноидами); редкие и рассеянные (цирконий, галлий, индий, таллий, германий, селен и др.).

В состав цветной металлургии  России входят медная, свинцово-цин-ковая, никель-кобальтовая, алюминиевая, титаномагниевая, волъфрамо-молибденовая, твердых сплавов, редких металлов и другие отрасли, обособляющиеся в зависимости от вида выпускаемой продукции, а также золото- и алмазодобывающая. По стадиям технологического процесса она делится на добычу и обогащение исходного сырья, металлургический передел и обработку цветных металлов.

Для цветной металлургии  характерна организация  замкнутых технологических схем с многократной переработкой промежуточных продуктов и утилизацией различных отходов. В перспективе эта тенденция усилится. Одновременно расширяются пределы производственного комбинирования, что дает возможность кроме цветных металлов получать дополнительную продукцию — серную кислоту, минеральные удобрения, цемент и др.

Вследствие  значительной материалоемкости цветная металлургия  ориентируется главным  образом на сырьевые базы. При этом обогащение непосредственно «привязано» к местам добычи руд цветных и редких металлов.

Руды  цветных металлов отличаются крайне низким содержанием полезных компонентов. Типичные руды, используемые для производства меди, свинца, цинка, никеля, олова, имеют всего несколько процентов, а иногда и доли процента основного металла.                                                                                                                                                                                                   

Руды  цветных и редких металлов по составу  многокомпонентные. В этой связи огромное практическое значение имеет комплексное  использование сырья.

Последовательный  и глубокий металлургический передел с неоднократным возвращением в «голову» технологического процесса промежуточных продуктов и всесторонняя утилизация отходов для наиболее полного извлечения полезных компонентов обусловливают широкое развитие внутри цветной металлургии производственного комбинирования.

Эффективность комбинирования, основанного  на комплексной переработке руд цветных и редких металлов, исключительно велика, если учитывать, что, во-первых, большинство из сопутствующих элементов не образует самостоятельных месторождений и может быть получено только таким путем, а во-вторых, сырьевые базы цветной металлургии часто расположены в пределах слабо освоенных территорий и поэтому требуются дополнительные затраты на их промышленную разработку.

Комплексное использование сырья  и утилизация производственных отходов связывают  цветную металлургию  с другими отраслями  тяжелой индустрии. На этой основе в  отдельных районах  страны (Север, Урал, Сибирь и др.) формируются  целые промышленные комплексы.

Особый  интерес представляет комбинирование цветной  металлургии и  основной химии, которое  появляется, в частности, при использовании  сернистых газов  в процессе производства цинка и меди. Еще  более сложные территориальные сочетания разных производств возникают при комплексной переработке нефелинов, когда из одного и того же сырья извлекаются в качестве готовой продукции алюминий, сода, поташ и цемент и таким образом в сферу технологических связей цветной металлургии попадает не только химическая промышленность, но и промышленность строительных материалов.

Помимо  сырья в размещении цветной металлургии  заметную роль играет топливно-энергетический фактор. С точки  зрения требований, предъявляемых к  топливу и энергии, в ее составе различают  топливоемкие и электроемкие производства.

Сырьевой  и топливно-энергетический факторы неодинаково  влияют на размещение предприятий разных отраслей цветной  металлургии, больше того, в одной и  той же отрасли  их роль дифференцируется в зависимости  от стадии технологического процесса или принятой схемы Получения  цветных и редких металлов. Поэтому  цветная металлургия  отличается большим  числом вариантов  размещения производства по сравнению счернойметаллургией.   

Отрасли цветной металлургии

Медная  промышленность

Медная  промышленность из-за относительно низкого  содержания концентратов приурочена (исключая рафинирование чернового  металла) к районам, располагающим сырьевыми  ресурсами.

Основной  тип руд, используемых сейчас в России для  производства меди, — медные колчеданы, которые представлены в основном на Урале (Красноуральское, Ревдинское, Блявинское, Сибайское, Гайское и другие месторождения). Важным резервом служат медистые песчаники, сосредоточенные в Восточной Сибири (Удоканское месторождение). Встречаются также медно-молибденовые руды.

В качестве дополнительного  сырья используют медно-никелевые  и полиметаллические  руды, из которых  медь извлекается  обычно в виде так  называемого штейна.

Основной  район производства меди — Урал, для  которого характерно преобладание металлургического  передела над добычей  и обогащением. Поэтому  здесь вынуждены  использовать привозные (большей  частью казахстанские) концентраты.

На  Урале обособляются друг от друга предприятия  по производству черновой меди и ее рафинированию. К первым принадлежат  Красно-уральский, Кировградский, Среднеуральский (Ревда), Карабашский и Медногорский медеплавильные, ко вторым — Кыштымский и Верхне-пышминский медеэлектролитные заводы.

Характерна  широкая утилизация отходов в химических целях. На медеплавильных предприятиях Красноуральска, Кировграда и Ревды сернистые газы служат исходным сырьем для производства серной кислоты. В Красноуральске и Ревде на основе серной кислоты и привозных апатитовых концентратов производятся фосфатные удобрения.

Тенденция сбалансированного  развития разных технологических  стадий на Урале выражается в расширении добычи и обогащения.

В дальнейшем намечено вовлекать в оборот новые источники  сырья для производства меди. Для освоения уникального Удоканского месторождения в Восточной Сибири создана одноименная горная компания (УГК) с участием американо-китайского капитала. Месторождение — третье по величине в мире — расположено недалеко от ст. Чара на БАМе. Запасы руды составляют 1,2 млрд т при среднем содержании меди 1,5%. Следовательно, в Удоканском месторождении сосредоточено 18—20 млн. т меди.

Рафинирование как заключительная стадия производства меди непосредственно мало связано с сырьевыми базами. Фактически оно находится либо там, где есть металлургический передел, образуя специализированные предприятия или комбинируясь с выплавкой чернового металла, либо в районах массового потребления готовой продукции (Москва, Санкт-Петербург, Кольчугино.). Благоприятным условием служит наличие дешевой энергии.

Свинцово-цинковая промышленность

Свинцово-цинковая промышленность характеризуется  более сложными структурно-территориальными признаками по сравнению с медной промышленностью.

В целом она приурочена к районам распространения  полиметаллических руд — Северному Кавказу (Садон), Кузбассу (Салаир), Забайкалью (Нерчинские месторождения) и Дальневосточному Приморью (Дальне-горек).

Однако  вследствие того, что  свинцовые и цинковые концентраты обладают довольно высоким содержанием полезных компонентов, а следовательно, и транспортабельностью (в противоположность медным концентратам), обогащение и металлургический передел часто отрываются друг от друга. Так, на Урале, специфика сырьевой базы которого состоит в наличии медно-цинковых руд, для производства цинка (Челябинск) используются не только местные концентраты, но и поступающие из других районов страны. Аналогичные случаи бывают и при выплавке свинца.

Характерной чертой свинцово-цинковой промышленности выступает  территориальная  разобщенность обогащения и металлургического  передела. Другая важная особенность отрасли состоит в том, что, несмотря на комплексный состав сырья, далеко не везде свинец и цинк в чистом виде получают одновременно. По степени законченности технологического процесса выделяются следующие районы:

1.     по производству свинцовых и цинковых концентратов без металлургического передела — Забайкалье;

2.     по производству металлического свинца и цинковых концентратов — Дальневосточное Приморье (Дальнегорск);

3.     по производству металлического цинка и свинцовых концентратов — Кузбасс (Белове);

4.     по совместному переделу свинца и цинка — Северный Кавказ (Владикавказ);

5.     по производству металлического цинка из привозных концентратов — Урал (Челябинск).

Свинцово-цинковая промышленность утилизирует  производственные отходы. В первую очередь это имеет отношение к цинку, который получают преимущественно гидрометаллургическим способом, т. е. путем электролиза раствора сернокислого цинка. Необходимая в данном случае серная кислота образуется из сернистых газов — отхода при обжиге цинковых концентратов. Сернокислотное производство имеют в своем составе комбинат «Электроцинк» (Владикавказ) и другие предприятия.  

Никель-кобальтовая  промышленность

Никель-кобальтовая  промышленность наиболее тесно связана  с источниками сырья, что обусловлено низким содержанием промежуточных продуктов (штейн и файнштейн), получаемых в процессе переработки исходных руд.

В России эксплуатируются  руды двух типов: сульфидные (медно-ни-келевые), которые известны на Кольском п-ове (Никель) и в низовьях Енисея (Норильск), и окисленные — на Урале (Верхний Уфалей, Орск, Реж). Особенно богат сульфидными рудами Норильский район. Здесь выявлены новые источники сырья (Талнахское и Октябрьское месторождения), что дает возможность еще больше расширить металлургический передел по никелю.

Норильский  район — крупнейший центр комплексного использования медно-никелевых  руд. На действующем  здесь комбинате, который объединяет все стадии технологического процесса — от сырья  до готовой продукции, производятся никель, кобальт, платина (вместе с платиноидами), медь и некоторые  редкие металлы. Путем  утилизации отходов  получают серную кислоту, соду и другие химические продукты.

Для Кольского п-ова, где расположено  несколько предприятий  никель-кобальтовой  промышленности, также  характерна комплексная  переработка исходного  сырья. Добыча и обогащение медно-никелевых  руд, и производство файнштейна осуществляются в Никеле. Комбинат «Североникель» (Мончегорск) завершает металлургический передел. Утилизация отходов позволяет дополнительно получать серную кислоту,минеральную вату и термоизоляционные плиты.

Оловодобывающая промышленность

Оловодобывающая промышленность в  противоположность  никель-кобальтовой  представлена территориально разобщенными стадиями технологического процесса. Металлургический передел не связан с источ- никами сырья. Он ориентирован на районы потребления готовой продукции или расположен на пути следования концентратов (Новосибирск). Это обусловлено тем, что, с одной стороны, добыча сырья часто рассредоточена по мелким месторождениям, а с другой — продукты обогащения обладают высокой транспортабельностью.

Основные  ресурсы олова  находятся в Восточной  Сибири и на Дальнем  Востоке. Здесь действуют  Шерловогорский, Хрустальненский, Солнечный, Эсе-Хайский и другие горно-обогатительные комбинаты. Завершается строительство первой очереди Депутатского ГОКа (Якутия).

Особыми чертами характеризуется  география производства легких цветных металлов, в первую очередь  алюминия.