Российская цветная металлургия включает в себя несколько основных баз, которые сложились под влиянием экономических и природных предпосылок. Сама отрасль серьёзно связана с сырьевым сектором экономики страны, а также с её топливно-энергетической системой и машиностроением.
Месторождения лёгких и тяжёлых цветных металлов различаются по своему географическому положению и применению в производстве. Так лёгкие металлы используются в алюминиевой и титано-магниевой промышленности, а тяжёлые - в медной, свинцово-цинковой, оловянной и никель-кобальтовой индустрии.
При производстве тяжёлых металлов не требуются большие энергетические расходы, поэтому оно осуществляется, как правило, в районах добычи. Месторождения медной руды находятся, в основном, на Урале, где расположены Красноуральский, Кировградский иМедногорский комбинаты. Свинцово-цинковое производство сосредоточено в районах добычи полиметаллической руды, охватывая Сибирь, Дальний Восток и Северный Кавказ. В Норильске размещаются предприятия никель-кобальтовой промышленности.
Для выплавки лёгких цветных металлов расходуется большой объём энергии, что предполагает размещение предприятий в непосредственной близости от дешёвых энергетических источников. Например, сырьё для алюминия добывается на Урале, в Сибири и на Кольском полуострове, где при разработках выделяется окись алюминия, но сами алюминиевые заводы располагаются поблизости мощных электростанций, например, Братской или Красноярской ГЭС. Титано-магниевая металлургия сосредоточена, в основном, на Урале, к примеру, Березниковский титано-магниевый завод, однако, окончательная обработка металлов и сплавов происходит в разных регионах.
В России производит 40% мирового никеля, 20% – алюминия. 70% металлов экспортируется. Благодаря этому, данная отрасль является важным сектором государственной экономики и .
Цветная металлургия включает добычу руд, их обогащение, производства прокатов и сплавов. Основные металлы: алюминий, золото, медь, серебро, вольфрам, платина, титан, ртуть, кобальт, никель и др.
Основные районы производства: Уральский, Северный, Западно-Сибирский, Восточно-Сибирский районы.
Сырьевая база производства имеет слудющие особенности:
- низкое содержание металла в руде. Например, для получения 1 т меди необходимо переработать 100 т медной руды;
- большая энергоемкость и топливоемкость процесса обработки сырьевого ресурса. Так для производства 1 т продукции нужно потратить от 10% до 65% от общих затрат на энергию и топливо. Поэтому заводы стараются размещать там, где большое количество электроэнергии;
- многокомпонентность сырья. Например, только в одних уральских колчеданах содержится 30 разных элементов: золото, серебро, железо, медь и др.
Центры и отрасли цветной металлургии России
Остановимся на наиболее важных отраслях российской цветной металлургии:
1) Алюминий. Качества данного металла широко известны. Его используют в самолетах, машиностроении, строительстве. Симулин, дюралюминий (сплавы алюминия) сравниваются с высокосортными сталями по механическим свойствам.
Главные центры производства сосредоточены в Красноярске, Новокузнецке, Иркутске, Ачинске, Каменске-Уральском. Они размещены в основном около гидроэлектростанций.
Основные производственные мощности данной отрасли принадлежат «Объединенной компании Российского алюминия» (ОК РУСАЛ) – крупнейшей в мире алюминиевой корпорации.
2) Никель. Тут практически всё монополизировано горно-металлургической компанией «Норильский никель». Она производит 85% никеля в России и 20% в мире. Его отечественный ближайший конкурент Южуралникель создает в 20 раз меньше продукции.
3) Медь. Её используют в электротехнической промышленности, машиностроении и для изготовления сплавов. Для производства меди используют в основном уральские колчеданы.
Его крупнейшие месторождения: Ревдинское, Красноуральское, Сибайское и др. На Урале сосредоточены заводы по производству меди. Часть сырья отсюда завозится из Казахстана.
Предприятия по производству черной меди: Кировоградский, Красноуральский, Карабашский. Медеэлектролитные заводы по её рафинированию: Верхнепыменский, Кыштымский.
4) Свинец и цинк. Сосредоточена в районах Кузбасса — Салаир, Дальнего Востока – Дальнегорск, Забайкалья – Нерчинск.
5) Алмазы. В основном их добывают в Якутии (рудники «Удачный» и «Юбилейный»). Контролирует их добычу компания АК «АЛ РОСА» (25% мировой добычи алмазов).
Российская цветная металлургия, несмотря на проблемы (энергозатратность и топливоемкость) имеет и хорошие перспективы. Так, каждый год спрос на продукцию данной отрасти растет в России и мире растет на 3-4%.
Возможность выхода на рынки продаж высококачественной продукции позволит укрепить свои позиции в данной отрасли промышленности.
Цветная металлургия – это не только комплекс мероприятий по получению цветных металлов (добыча, обогащение, металлургический передел, получение отливок чистых металов и сплавов на их основе), но и переработка лома цветных металлов.
Научно-технический прогресс не стоит на месте, и цветные металлы на сегодняшний день широко используются для разработки инновационных конструкционных материалов. Только отечественная металлургическая промышленность выпускает порядка 70 видов сплавов, используя разнообразное сырье.
В связи с низким содержанием необходимого компонента в руде и примесей других элементов, цветная металлургия является энергозатратным производством и имеет сложную структуру. Так, меди в руде содержится не более 5%, а цинка и свинца не более 5,5%. Колчеданы, добываемые на Урале, многокомпонентные, и в их составе находится порядка 30 химических элементов.
Цветные металлы подразделяются на шесть категорий, согласно своим физическим свойствам и предназначению:
- Тяжелые. Имеют высокую плотность, соответственно, и вес. К ним относятся Cu, Ni, Pb, Zn, Sn.
- Легкие. Имеют малый вес из-за незначительной удельной плотности. К ним относятся: Al, Mg, Ti, Na, Ka, Li.
- Малые: Hg, Co, Bi, Cd, As, Sb.
- Легирующие. В основном используются для получения сталей и сплавов с необходимыми качествами. Это W, Mo, Ta, Nb, V.
- Благородные. Широко известны и используются для изготовления ювелирных украшений. Среди них Au, Ag, Pt.
- Редкоземельные, рассеянные: Se, Zr, Ga, In, Tl, Ge.
Специфика отрасли
Руды цветных металлов, как было выше сказано, содержат малое количество добываемого элемента. Поэтому на тонну той же меди необходимо до 100 т руды. Из-за большой потребности в сырье цветная металлургия, по большей части, располагается вблизи своей сырьевой базы.
Цветные руды для своей переработки требуют большого количества топлива или электроэнергии. Энергетические затраты достигают половины общих затрат, связанных с выплавкой 1 т металла. В связи с этим металлургические предприятия располагаются в непосредственной близости от производителей электроэнергии.
Производство редких металлов в основном основано на восстановлении из соединений. Сырье поступает с промежуточных этапов обогащения руд. Из-за небольших объемов и трудности производства получением редких металлов занимаются лаборатории.
Состав отрасли
Виды цветной металлургии включают в себя отрасли, связанные с получением определенных видов металлов. Так, укрупнено можно выделить следующие отрасли:
- производство меди;
- производство алюминия;
- производство никеля и кобальта;
- производство олова;
- производство свинца и цинка;
- добыча золота.
Получение никеля тесно связано с местом добычи никелевых руд, которые расположены на Кольском полуострове и в Норильском районе Сибири. Многие отрасли цветной металлургии отличаются многоступенчатым металлургическим переделом промежуточных продуктов.
На этом основании эффективен комплексный подход. Это сырье для получения других сопутствующих металлов. Утилизация отходов сопровождается получением материалов, использующихся не только в других отраслях тяжелого машиностроения, но и в химической и строительной отраслях.
Металлургия тяжелых металлов
Получение меди
Основными этапами получения чистой меди являются выплавка черновой меди и ее дальнейшее рафинирование. Черновая медь добывается из руд, а низкая концентрация меди в уральских медных колчеданах и большие ее объемы не позволяют перенести производственные мощности с Урала. В качестве резерва выступают: медистые песчаники, медь-молибденовые, медь-никелевые руды.
Рафинирование меди и переплавка вторичного сырья производится на предприятиях, которые удалены от источников добычи и первичной плавки. Благоприятствует им низкая стоимость электричества, так как для получения тонны меди расходуется до 5 кВт энергии в час.
Утилизация сернистых газов с последующей переработкой послужила стартом для получения серной кислоты в химической промышленности. Из остатков апатитов производит фосфатные минеральные удобрения.
Получение свинца и цинка
Металлургия цветных металлов, таких как свинец и цинк, имеет сложную территориальную разобщенность. Добычу руды ведут на Северном Кавказе, в Забайкалье, Кузбассе и на Дальнем Востоке. А обогащение и металлургический передел проводится не только возле мест выемки руды, но и на других территориях с развитой металлургией.
Свинцовые и цинковые концентраты богаты на химическую элементную базу. Однако сырье имеет разное процентное содержание элементов, из-за чего не всегда цинк и свинец можно получить в чистом виде. Поэтому технологические процессы в районах различны:
- В Забайкалье получают только концентраты.
- На Дальнем Востоке получают свинец и цинковый концентрат.
- На Кузбассе получают цинк и свинцовый концентрат.
- На Северном Кавказе ведут передел.
- На Урале производят цинк.
Металлургия легких металлов
Наиболее распространенным легким металлом является алюминий. Сплавы на его основе обладают свойствами, присущими конструкционным и специальным сталям.
Для получения алюминия сырьем являются бокситы, алуниты, нефелины. Производство разделено на две стадии:
- На первой стадии получают глинозем и необходим большой объем сырья.
- На второй стадии электролитическим методом производят алюминий, на что требуется недорогая энергия. Поэтому этапы производства находятся на разных территориях.
Получение алюминия и сплавов сосредоточено в промышленных центрах. Сюда же поставляется лом на вторичную переработку, что в итоге снижает себестоимость готовой продукции.