Цветная металлургия

|

Цветная металлургия включает добычу, обогащение и металлургиче- | ский передел руд цветных, благородных и редких металлов, в том числе производство сплавов, прокат цветных металлов и переработку вторичного сырья, а также добычу алмазов (рис.

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 (вольф- j рам, молибден, тантал, ниобий, ванадий); благородные (золото, серебро I и платина с платиноидами); редкие и рассеянные (цирконий, галлий, | индий, таллий, германий, селен и др.).              j

В состав цветной металлургии России входят медная, свинцово-цин- новая, никель-кобальтовая, алюминиевая, титаномагниевая, вольфра- | мо-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 многокомпонентны. 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 с черной металлургией.

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 Красноуральский, Кировградский, Среднеуральский (Ревда), Карабащский и Медногорский медеплавильные, ко вторым — Кыштымский и Верхне- пышминский медеэлектролитные заводы.

Характерна широкая утилизация отходов в химических целях. На медеплавильных предприятиях Красноуральска, Кировграда и Рев- ды сернистые газы служат исходным сырьем для производства серной кислоты.

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 и др.). Благоприятным условием служит наличие дешевой энергии (на 1 т электролитической меди расходуется 3,5—5 тыс. кВт*ч).

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 (Дальнегорек).

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.

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 (Бедово); 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 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-никелевые), 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.

Для Кольского п-ова, где расположено несколько предприятий ни- кель-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 в противоположность никелькобальтовой представлена территориально разобщенными стадиями технологического процесса. Металлургический передел не связан с источниками 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, Хрусталъненский, 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.

Алюминиевая промышленность использует сырье более высокого качества, чем остальные отрасли цветной металлургии. Сырьевые ресурсы представлены бокситами, которые добываются на Северо-Западе (Бокси- тогорск) и Урале (Североуральск), а также нефелинами — в Северном районе, на Кольском п-ове (Кировск), в Восточной Сибири (Горячегорек). Новый центр по добыче бокситов формируется в Северном районе (Североонежское месторождение). По составу бокситы являются простым, а нефелины — комплексным сырьем.

Технологический процесс в алюминиевой промышленности складывается (если не считать добычи и обогащения сырья) из двух основных стадий: производства глинозема и производства металлического алюминия. Территориально эти стадии могут находиться вместе, как, например, на Северо-Западе или Урале. Однако большей частью даже в пределах одного и того же экономического района они разобщены, потому что подчиняются влиянию разных факторов размещения. Производство глинозема, будучи материалоемким, тяготеет к источникам сырья, а производство металлического алюминия, как энергоемкое, ориентировано на источники массовой и дешевой электрической энергии.

На 1 т глинозема из низкокремнистых бокситов требуется 2,5 т сырья, из высококремнистых — 3,5 т, причем дополнительно в качестве вспомогательного материала — свыше 1 т известняка; из нефелинов — т сырья и 9—12 т известняка. Производство глинозема независимо от типа используемого сырья обладает довольно высокой топливо- и теплоемкостью. В то же время немаловажно комплексное использование нефелинов: из них на 1 т глинозема дополнительно получают около 1 т соды и поташа, 6—8 т цемента (путем утилизации шламов), кроме того, некоторые редкие металлы.

Оптимальными для производства глинозема следует считать районы, где наряду с алюминиевым сырьем встречаются известняки и дешевое топливо. К ним относятся, в частности, Ачинско-Красноярский в Восточной Сибири и Североуральско-Краснотурьинский на Урале.

Центры производства глинозема расположены на Северо-Западе (Бокситогорск — тихвинские бокситы, Волхов и Пикалево — хибинские нефелины), на Урале (Краснотурьинск и Каменск-Уральский — североуральские бокситы) и в Восточной Сибири (Ачинск — кия-шалтырские нефелины). Следовательно, глинозем получают не только у источников сырья, айв стороне от них, но при наличии известняков и дешевого топлива, а также при выгодном транспортно-географическом положении.

На первом месте по производству глинозема находится Урал (более 2/s общего выпуска), затем идут Восточная Сибирь (свыше 1/3) и СевероЗапад (более Vs)- Но отечественное производство обеспечивает только половину имеющихся потребностей. Остальное количество глинозема импортируется из ближнего зарубежья (Казахстан, Азербайджан и Украина), а также из Югославии, Венгрии, Греции, Венесуэлы и других стран. Около Vs потребности алюминиевых заводов в глиноземе покрывает Николаевский глиноземный завод (Украина) — крупнейший в СНГ. Его мощность составляет 1,2 млн т глинозема в год.

В перспективе ситуация резко изменится благодаря российско-греческому соглашению о строительстве завода «ЭЛВА» на берегу Коринфского залива и о закупке произведенного там глинозема. Пуск этого предприятия создаст надежную базу по глинозему для отечественных алюминиевых заводов.

Благодаря значительной электроемкости производство металлического алюминия независимо от качества исходного сырья почти всегда приурочено к источникам дешевой электроэнергии, среди которых первостепенную роль играют мощные гидроэлектростанции. Здесь использование привозного глинозема (около 2 т на 1 т алюминия) оказывается экономически более выгодным по сравнению с передачей электроэнергии или эквивалентного количества топлива в районы производства дешевого глинозема.

В России все центры производства металлического алюминия (за исключением уральских) в той или иной мере удалены от сырья, находясь вблизи гидроэлектростанций (Волгоград, Волхов, Кандалакша, Надвой- цы, Братск, Шелехов, Красноярск, Саяногорск) и отчасти там, где действуют крупные энергетические установки на дешевом топливе (Новокузнецк).

Совместное производство глинозема и алюминия осуществляется в Северо-Западном районе (Волхов) и на Урале (Краснотурьинск и Ка- менск-Уральский).

Алюминиевая промышленность среди остальных отраслей цветной металлургии выделяется наиболее крупными масштабами производства. В 1993 г., например, мощности по глинозему составили 2,2, а по алюминию — около 3 млн т.

Самые мощные предприятия по глинозему действуют в Ачинске, Краснотурьинске, Каменске-Уральском и Пикалеве, по алюминию — в Братске, Красноярске, Саяногорске и Иркутске (Шелехове). Таким образом, по производству металлического алюминия резко выступает вперед Восточная Сибирь (почти 4/5 общего объема производства в стране).

Заключительная стадия технологического процесса в цветной металлургии — обработка металлов и их сплавов — приближена к районам потребления и находится обычно в крупных промышленных центрах. Районы потребления притягивают к себе и переработку вторичного сырья — важного дополнительного ресурса в увеличении производства цветных металлов, дающего возможность получать готовую продукцию с гораздо меньшими затратами.

Золотодобывающая промышленность — одна из старейших в России. В 1993 г. произведено 132,1 т золота, что обеспечивает нашей стране пятое место в мире после ЮАР, США, Канады и Австралии. В настоящее время доля российского золота в мировой добыче составляет порядка 8%.

Между тем наиболее интенсивно всегда разрабатывались россыпные месторождения: их освоение требовало меньших средств и времени по сравнению с коренными. Сейчас на их долю приходится около 3/4 суммарной добычи.

Запасы россыпного золота к настоящему времени существенно сократились. В перспективе следует ожидать повышения роли коренных месторождений, что связано, в частности, с привлечением иностранного капитала. Одним из примеров может служить создание российско-австралийского АО «Лензолото5 на знаменитых приисках Бодайбо, где добычу золота к 2000 г. намечено довести до 62 т, т. е. увеличить в несколько раз. Для этой цели будет начато освоение крупнейшего в стране месторождения «Сухой Лог* (запасы около 1,5 тыс. т) с использованием прогрессивных технологий добычи руды и извлечения золота.

Основная масса отечественного золота добывается на Дальнем Востоке (2/з общего количества) и в Восточной Сибири (свыше 1 /4). На Дальнем Востоке 2/3 всей добычи сосредоточено на приисках Якутии (30,7 т) и Ма-

По разведанным запасам, которые оцениваются не менее чем в 5 тыс. т, Россия значительно уступает только ЮАР, но превосходит Австралию и Канаду и находится на одном уровне с США. Отечественные месторождения представлены россыпными, коренными (рудными) и комплексными (золото в сочетании с медью, полиметаллами и др.). Основные запасы сосредоточены в коренных месторождениях, затем идут комплексные и, наконец, россыпные.

гаданской обл. (28,2 т). В Восточной Сибири также добыча на 2/з концентрируется в Иркутской обл. (11,7 т) и Красноярском крае (10,8 т).

Остальное количество золота дают Урал (5%), где прииски возникли много раньше, чем в других районах России, Западная Сибирь и Север европейской части.

Алмазодобывающая промышленность. Алмазы — одна из важнейших доходных статей отечественного экспорта. Ежегодно от их продажи страна получает около 1,5 млрд долл.

Алмазы добываются более чем в 20 странах мира. Одни из них являются самостоятельными экспортерами алмазов, другие, в том числе Россия, выходят на мировой рынок через южноафриканский картель «Де Бирс».

Мировое производство алмазов — 100 млн карат (около 20 т в год), из которых не менее половины — технические. В стоимостном выражении их доля составляет только 2%. «Де Бирс» производит 50% ювелирных алмазов, а на Россию в мировой их добыче приходится 25%.

В настоящее время почти все отечественные алмазы добываются в Якутии. В двух алмазоносных районах бассейна р. Вилюй действуют несколько рудников, в том числе такие известные, как «Юбилейный» и «Удачный» (85% общего объема добычи). На территории восточных районов страны алмазы найдены также в Восточной Сибири (Красноярский край и Иркутская обл.).

Весьма перспективна северо-западная часть Русской платформы. Здесь обнаружено так называемое Зимнебережное кимберлитовое поле (в районе Архангельска) с несколькими кимберлитовыми трубками и жилами. По оценкам специалистов «Де Бирс», запасы одного из выявленных месторождений — имени Ломоносова — составляют не менее 250 млн карат. Содержание ювелирных алмазов в поморских трубках много выше (2—3 карата на 1 т породы), чем на рудниках Якутии, а по качеству архангельские алмазы значительно превосходят южноафриканские. Потенциально алмазоносными являются также Ленинградская обл. (между Тихвином и Лодейным Полем) и Карелия.