Цветная металлургия

Проблемы и перспективы развития

Для России большой сложностью в отраслях цветной металлургии является зависимость от источников тепловой энергии и электричества. Например, почти 80% вырабатываемой электроэнергии Братской ГЭС тратится на обслуживание алюминиевого завода. Из-за этого производство сильно удорожается, что в некоторых случаях приводит к его нерентабельности. Выходом из ситуации является разработка и внедрение новых энергоемких технологий.

На производство алюминия, никеля и меди влияет огромный территориальный разрыв. Это касается не только добычи руды и первой стадии ее переработки, но и других этапов производства, поэтому в 1970-х годах началось увеличение значения использования вторичного сырья.

Также практически все типы предприятий этой отрасли сильно вредят окружающей среде. Изготовление продукции приводит к значительному экологическому загрязнению. Необходимы многомиллиардные вложения для модернизации производств и внедрения новых технологий. Только так можно будет снизить нагрузку на окружающую среду.

История развития

Выплавлением металлов человечество занимается уже на протяжении многих веков. Это подтверждают множественные археологические находки. В большей мере в России развитие горного дела и производство цветных металлов связано с именем Петра I. Именно благодаря его приказам были построены первые плавильные заводы на Урале.

К началу XX-го века Россия стала одним из мировых лидеров в отрасли производства металлов, но Первая мировая война надолго остановила развитие отрасли. Хотя уже в 30-е годы, когда появились первые пятилетки, государство восстановилось и смогло усилить свою индустриальную мощь. После Великой Отечественной войны началось строительство крупнейших металлургических заводов. Большинство из них работает и сейчас.

§ 22. ГЕОГРАФИЯ МЕТАЛЛУРГИИ МИРА

География цветной металлургии мира. Эта подотрасль является второй по значимости в структуре металлургической промышленности. Отличительные особенности цветной металлургии — наличие особых технологических циклов (рис. 156); экологические проблемы на разных технологических стадиях; дороговизна цветных металлов по сравнению с чёрными.

Роль отрасли в мировом хозяйстве определяется широкими областями применения цветных металлов — от электроэнергетики, общего машиностроения и химической промышленности до авиастроения (реактивных двигателей), ядерных реакторов, уникальных сплавов военного назначения.

На размещение отраслей цветной металлургии влияет комплекс факторов: сырьевой, энергетический, водный, потребительский, экологический и пр. Каждый вид производства характеризуется своим набором факторов. Однако в МГРТ сложилась специализация между группами стран: развивающиеся страны занимаются сырьевыми стадиями и производством первичных металлов, развитые — рафинированием и вторичными, прокатными стадиями.

По объёмам производства в структуре цветной металлургии ведущее место принадлежит алюминиевой промышленности (58 %), далее следуют медная (21), цинковая (15) и свинцовая (6 %).

Поразмышляем. Почему начиная с 70-х гг. ХХ в. началось перемещение металлургических предприятий из Западной Европы и США в Азиатский регион? Почему некоторые цветные металлы называют металлами ХХI в.?

В мире интересного. Самые дорогие столовые приборы Наполеона III были изготовлены из алюминия — нового и необычного в то время металла. Они подавались на торжественных обедах только императору и самым почётным гостям. Другие гости пользовались приборами из обычных золота и серебра.

География алюминиевой промышленности — ведущей подотрасли цветной металлургии — складывается из нескольких стадий, которые характеризуются различным размещением и определяют специализацию в международном географическом разделении труда (рис. 157).

Добыча бокситов сконцентрирована в небольшом количестве стран преимущественно Австралии и Океании, Америки и Азии. Она приурочена к крупнейшим бокситоносным месторождениям мира. Объём добычи бокситов в мире составляет 300 млн т, из них 27 % приходится на Австралию, 23 — Китай и 15 % — Гвинею. Производство глинозёма (продукта переработки бокситов для последующей выплавки алюминия) составляет 130 млн т. География практически совпадает с добычей бокситов, но концентрация размещения более высокая. В Китае представлено 55 % мирового производства глинозёма, в Австралии — 9 %. Большими объёмами производства в мировом масштабе выделяются также Бразилия и Индия. География выплавки первичного алюминия представлена в развитых и в развивающихся странах. При этом, как и в чёрной металлургии, наблюдается перенос производства в развивающиеся страны. В мире выплавляется 60 млн т первичного алюминия, в том числе в Китае — 53 %. Остальные страны-лидеры — Россия, Индия — имеют большой отрыв от Китая по объёмам производства (рис. 158).

Второе место по значимости в структуре цветной металлургии занимает медная промышленность. В мире добывается 21 млн т медной руды. География добычи сконцентрирована в Центральной и Южной Америке (54 %) и Азии (21 %). Ведущей страной мира по добыче медных руд остаётся Чили, доля которой в мире составляет 32 % (5,8 млн т). Далее следуют Перу (2,4) и Китай (1,6 млн т). В географии производства рафинированной меди произошли существенные изменения, где исторически ведущие места занимали развитые страны. В начале ХХІ в. производство стало быстрыми темпами развиваться в Китае, который в настоящее время выплавляет 8,9 млн т рафинированной меди, или 38 % мирового производства. Второе и третье места занимают Чили и Япония.

Третье место в структуре цветной металлургии принадлежит цинково-свинцовой промышленности. В мире добывается 12 млн т цинковых руд, из которых 38 % приходится на Китай. В международном разделении труда на добыче медных руд специализируются также Перу, Австралия, США. География производства рафинированного цинка представлена преимущественно развивающимися странами (Китай, Республика Корея, Индия). Из 13,2 млн т мирового производства 45 % приходится на Китай. По добыче свинцовых руд в мире лидируют три страны — Китай, Австралия и США. При этом из 4,6 млн т мировой добычи 50 % сконцентрировано в Китае. В географии производства рафинированного свинца в ХХІ в. сложились равные позиции лидерства между развивающимися странами (Китай, Республика Корея, Индия) и развитыми (США, Германия, Великобритания).

Поработаем с атласом. Проанализируйте географию запасов руд и производства цветных металлов. Сделайте выводы.

Современное состояние отечественного комплекса металлургии

Положение в старейшей отрасли России оценивается как тяжелое. Несмотря на низкие издержки производства по сравнению с другими странами производителями металлов, отмечаются тенденции задержки темпов выпуска продукции, финансовые проблемы. В последнее десятилетие остановлен ряд комбинатов.

Начиная с кризиса 2009 года, идет спад производства алюминия притом, что его потребление в других промышленно-развитых странах мира многократно превышает спрос в нашей. При достаточно высоких ценах на металлы и росте их потребления в мире, финансово-экономическое положение металлургических предприятий России ухудшается.

История

История металлургического производства на территории нашей страны насчитывает пять тысячелетий. Именно такой возраст насчитывают первые бронзовые предметы, найденные в Европейской части России. Ближе к началу V века нашей эры у славянских племён начинают появляться железные ножи, топоры, плуги, серпы и другие предметы труда и обихода.

Основой металлургии Московского государства вплоть до XVII века был лимонит, так называемое «болотное железо». Разведанных запасов, залегающих на глубине несколько сот метров под землёй, тогда не было, а болота располагались повсеместно. Так же, как и лес, играющий в те времена роль металлургического топлива.

Центрами производства железа того времени были города:

• Новгород.
• Устюг Железный.
• Римов.
• Тула.
• Тихвин.
• Олонец.
• Орешек.

Тем не менее, значительное количество металла закупалось в Швеции и Германии. А добыча и производство цветных металлов до XVII века практически отсутствовала (небольшие медные источники на Печоре и в Олонецком крае не удовлетворяли потребности страны).

Коренным образом ситуация изменилась при Петре Первом, решившим отдать разведку, добычу и переработку руд в частные руки. Хотя первые попытки создания отечественной металлургии Иваном III и Иваном IVГрозным предпринимались и ранее. В этой связи следует упомянуть голландца Виниуса и целую плеяду известных русских промышленников:

• Демидовых.
• Баташевых.
• Ареховых.
• Красильниковых.
• Мосоловых.

Во многом благодаря им возникли Тульские доменные и железоделательные заводы, открылись предприятия на Урале. С развитием металлургического производства, Россия не только избавилась от импорта, но и сама стала крупнейшим производителем, а также экспортёром железа и чугуна.

О чём свидетельствуют следующие показатели:

• 1725 год. Выплавлено 1165 тыс. пудов чугуна, что соответствует показателю более 19 тыс. тонн.
• 1740 год. Россия производит чугуна на 30 тыс. тонн больше, чем Великобритания.
• В 1750 году в Российской империи работают 72 завода по производству железа и 29 медеплавильных заводов.
• 1767 год. 83 тыс. т чугуна.
• 1793 год. 134 тыс. т чугуна, 89760 железа и стали.
• Конец XVIIIвека. Страна добывает и перерабатывает: 2900 т меди, 1300 т свинца, 28,7 т серебра, 0,4 т золота.

В начале и середине XIXвеке темпы роста российской металлургии значительно снизились, что объясняется: установлением государственной собственности на крупнейшие предприятия, и как следствие: нежеланием обновлять и совершенствовать оборудование, устанавливать новые капиталистические отношения.

Производство чугуна и стали на территории Российской Империи в XIX– начале XX веках

Годы	Сталь (тыс. т)	Чугун (тыс. т)
1830	178,72	108,8
1850	222,24	328,0
1870	350,40	221,20
1900	2865,60	2643,20
1913	4884,80	4803,20

Крупные политические события начала XXвека привели к ликвидации добывающей отрасли и остановке предприятий металлургии. Однако, к началу Второй Мировой войны, СССР сумел не только восстановить, но и значительно приумножить, а также модернизировать отрасль. Внутриполитические и общемировые экономические проблемы конца XX – начала XXI столетия существенно повлияли на производство металла. Тем не менее, и сегодня Российская Федерация удерживает высокие показатели, оставаясь одним из крупнейших мировых экспортёров данного вида продукции.

https://youtube.com/watch?v=gkgFOipxxew

Ведущая отрасль тяжелой промышленности

Основу функционирования обрабатывающего производства по изготовлению разных машин составляет черная металлургия. Эта отрасль включает в себя получение сырья, подготовку топлива и дополнительные элементы для выпуска проката с продукцией последующей переработки металлов. К основной деятельности относятся:

• добыча, обогащение и агломерация железных, хромовых и марганцевых руд;
• выпуск стали, чугуна и прокатов;
• создание электроферросплавов;
• процесс переработки сплавов;
• коксование угля;
• производство огнеупорных компонентов;
• получение второстепенных элементов (магнезит, известняк и т. д. );
• выпуск промышленных изделий.

Главную деятельность предприятий составляют передельные работы, а остальные относятся к второстепенным, но имеющим не менее важное значение. Сегодня Россия занимает ведущую позицию в мире по степени насыщенности производства черных металлов. Металлургические заводы России выпускают большую часть мирового проката, стали и чугуна

Металлургические заводы России выпускают большую часть мирового проката, стали и чугуна.

Основная масса крупных предприятий на географической карте находится в Сибирском и Уральском регионах. На этой территории насчитывается 7 комбинатов, которые производят 4/5 всей стали, 9/10 чугуна и более 4/5 проката. Ежегодно на этих предприятиях перерабатывается 2/5 металлолома и 9/10 железной руды.

На многих предприятиях применяется комбинированный метод производства, например, совместно с переделом осуществляется коксование угля.

В России практически весь кокс (95%) производится на металлургических предприятиях. Сегодня по своим характеристикам практически все крупные заводы представляют собой комбинаты металлургической и энергохимической деятельности.

В некоторых городах России расположены небольшие заводы, которые занимаются передельной деятельностью без производства чугуна. Существуют и небольшие цеха, которые выпускают сталь и прокат непосредственно на машиностроительных заводах. Если рассматривать все виды индустрии, то черная металлургия с полным циклом производства является главным фактором для районообразования.

Рафинирование

Черновые металлы содержат различные примеси, которые влияют на физико-химические свойства металлов, а также содержат важные дорогостоящие элементы, например золото или серебро. Поэтому одним из важнейших этапов обработки металла является рафинирование, то есть очистка. Рафинирование проводится тремя способами:

• электролитическим – используется для глубокой очистки цветных металлов;

• химическим, который который также называется аффинажем, применяется при глубокой очистке золота;

• пирометаллургическим – используется при производстве металлов высокой чистоты и делится на фракционное, ликвационное, окислительное рафинирование.

Оловодобывающая промышленность

Ориентирована цветная металлургия России этой подотрасли в основном на районы, потребляющие готовую продукцию. Некоторые предприятия располагаются также на пути перевозок концентрированного сырья. Обуславливается такая география этой промышленности тем, что олово рассредоточено в основном по мелким месторождениям. А поэтому в данном случае постройка больших заводов рядом с ними нецелесообразна. К тому же само сырье оловодобывающей промышленности отличается высокой степенью транспортабельности.

В основном ресурсы этого цветного металла сосредоточены на Дальнем Востоке и в Восточной Сибири. Наиболее крупными предприятиями этих регионов считаются заводы Солнечный, Шерловогорский, Хрустальненский, Эсе-Хайский.

Понятие металлургической базы

Получение металлопродукции комплексная задача целого ряда отраслей от добычи до выплавки. Слияние в слаженную структуру различных тесно взаимосвязанных производств и конечным продуктом деятельности их является металл, образует металлургическую базу.

Специфика металлургического производства и места его расположения обусловлена зависимостью:

• От угля;
• От руд металлов;
• От наличия достаточного количества энергии;
• От наличия высококвалифицированных рабочих и служащих.

Для производства одной единица металла может потребоваться десятки и сотни единиц рудных пород. Поэтому перевозка руды к месту переработки экономически не целесообразна, практичнее построить завод в центре рудных месторождений и подвезти к нему необходимый уголь, возвести мощную электростанцию, расширить местные городки для проживания работников металлургических комбинатов.

Исходя из этого, металлургические базы в России возникли на территориях с высоким содержанием руд металлов. Такими регионами с давних времен являлись самый мощный в мире железорудный бассейн – магнитная аномалия в районе Курска и гряда старых Уральских гор. В период развития Советского Союза начала разрабатываться относительно молодая база металлургии в Сибири.

Металлургию разделяют на:

• Черную, перерабатывающую рудное и нерудное сырье;
• Цветную, выпускающую легкие и тяжелые металлы. К цветной металлургии относится и производство драгоценных металлов – золота, серебра и платины, а так же редких, таких как молибден, цирконий, вольфрам, индий и других.

Черная металлургия комплексно включает в себя добычу угля и его коксование, добычу и переработку железных руд, производство огнеупоров и другие сопутствующие отрасли. Основными потребителями продукции черной металлургии являются предприятия, производящие крупные металлические конструкции для строительства, предприятия электроэнергетического комплекса и металлоемкого машиностроения.

Цветная металлургия добывает и обогащает руды, производит выплавку тяжелых, легких, драгоценных и редких цветных металлов.

Состав отрасли

В состав металлургической отрасли полного цикла по выплавке и переработке черных металлов входит большое число предприятий, основные из которых выполняют следующие задачи:

• Добыча металлических руд, их обогащение.
• Добыча и подготовка вспомогательного нерудного сырья – огнеупорной глины, известняковых флюсов.
• Коксохимическая промышленность, включая выработку коксового газа.
• Выплавка черного металла, чугуна, отливок, углеродистой стали и проката.
• Вторичная переработка черного металлического лома и отходов производства.

Если брать за основу технологию изготовления металла, то можно выделить такие виды металлургического цикла:

• чугунно-доменные предприятия;
• производство стали, в том числе, мартеновское, электродуговое, конвертерное, непрерывной разливки;
• прокатное производство.

Основу металлургического производства полного цикла составляет доменное производство чугуна. Сама технология восстановления железа из руды при использовании доменного процесса подразумевает насыщение железа большим количеством углерода, в результате чего получается чугун.

Сталь характеризуется меньшим содержанием углерода, включением в состав легирующих добавок, что требует дополнительных стадий переработки в мартеновских, электродуговых печах или кислородных конвертерах. Таким образом, для получения стали требуется длительный и энергозатратный процесс.

Начиная с середины прошлого века начала развиваться бездоменная металлургия, в которой используется прямое восстановление железа из обогащенного сырья.

Оборудование и технология бездоменного производства стали позволяют уменьшить энергозатратность производства, сократив операции технологического процесса, к тому же, сталь получается более чистой, без вредных примесей серы и фосфора, как при традиционном производстве.

История развития

Выплавлением металлов человечество занимается уже на протяжении многих веков. Это подтверждают множественные археологические находки. В большей мере в России развитие горного дела и производство цветных металлов связано с именем Петра I. Именно благодаря его приказам были построены первые плавильные заводы на Урале.

К началу XX-го века Россия стала одним из мировых лидеров в отрасли производства металлов, но Первая мировая война надолго остановила развитие отрасли. Хотя уже в 30-е годы, когда появились первые пятилетки, государство восстановилось и смогло усилить свою индустриальную мощь. После Великой Отечественной войны началось строительство крупнейших металлургических заводов. Большинство из них работает и сейчас.

Основные подотрасли

В цветную металлургию входит несколько подотраслей. Основной является производство алюминия. На него приходится почти половина мирового объема выплавки цветных металлов. В качестве сырья используются бокситы, из которых в процессе переработки получают глинозем. Главные месторождения находятся в Китае, России, Австралии и Бразилии.

Производство меди занимает примерно 25% объема рынка. Для этого используют обогащенную медную руду

Также важное значение имеет переработка вторичного сырья. Основные месторождения медных руд находятся в Центральной Африке, Чили, России, Китае, Канаде и США.

Свинец и цинк производятся из полиметаллических руд. Наибольшие объемы добываются в Мексике, США, Австралии, Китае и Канаде. Перерабатывают эти руды в Австралии, США, Японии, Китае и нескольких странах ЕС.

Самые крупные месторождения никеля расположены в России. Она же и выступает в качестве главного мирового производителя. Производство этого металла занимает 6% от общего объема мировой выплавки. Сырьем является никелевая руда.

Олово получают при переработке оловянных руд. Основные мировые месторождения находятся в Юго-Восточной Азии и в Боливии. Среди главных центров выплавки можно выделить Малайзию, Китай, Боливию и Россию. Остальные продукты отрасли изготавливаются в гораздо меньших масштабах. Чаще всего это локальные производства.

Схемы изготовления различных металлов схожи, но в зависимости от конкретного природного ресурса они имеют определенные различия, поэтому цикл лучше всего можно описать на примере получения алюминия. Он включает в себя такие стадии:

1. Добыча бокситов.
2. Обогащение при помощи грохочения или промывки. Так происходит увеличение концентрации алюминия в руде.
3. Изготовление глинозема.
4. Выплавка металла.
5. Производство алюминиевых болванок.

Цветная металлургия России

На долю цветной металлургии в структуре производства промыш­ленной продукции России приходится около 10%.

Главной базой цветной металлургии является Урал, производящий наибольшее количество цветных металлов и отличающийся большим разнообразием отраслей цветной металлургии, среди которых выделяется производство меди (Карабаш, Красноуральск, Кыштым, Ревда, Медногорск), титана и магния (Березники). Несмотря на значительную сырье­вую базу, на Урал завозится более 1/3 потребляемых руд цветных метал­лов и ощущается острая нехватка электроэнергии.

Сибирская база, расположенная в Западной и Восточной Сибири, — крупнейший в России производитель алюминия (Саяногорск, Красноярск, Братск, Шелехов), никеля и платины (Норильск), олова (Новосибирск).

Северо-Западная база, охватывающая территорию Карелии, Ленин­градской и Мурманской областей специализируется на производстве алюминия (Волхов, Кандалакша, Надвоицы) и никеля (Мончегорск), часть руд которого поставляется из Норильска.

Дальневосточная металлургическая база специализируется на до­быче цветных металлов: оловянных и полиметаллических руд, золота и серебра.

За пределами металлургических баз расположены Москва и Санкт-Петербург (рафинирование меди), Подольск (рафинирование олова), Волгоград (металлургия алюминия) и Владикавказ (производство свинца и цинка).Таблица. Главные базы и центры цветной металлургии России (по данным на 2005 год)

Название базы	Сырьевая и энергетическая база	Специализация	Крупнейшие центры
Ураль­ская	Al, Cu, Ni, ресурсо- и энергодефицитный район	металлургия алюминия	Каменск-Уральский, Краснотурьинск
металлургия титана	Березники
металлургия меди	Медногорск, Ревда, Кара­баш, Красноуральск
металлургия никеля	Орск, Верхний Уфалей
металлургия цинка	Челябинск
Сибир­ская	Ni, Pb, Zn, Sn, W, Mo, Au, Pt, главный гидроэнергетиче­ский район	производство глинозёма	Ачинск
металлургия алюминия	Братск, Красноярск, Сая­ногорск, Шелехов, Ново­кузнецк
металлургия ни­келя и меди	Норильск
металлургия свинца	Дальнегорск
металлургия цинка	Белово
металлургия олова	Новосибирск
Северо-Западная Материал с сайта https://worldofschool.ru	Al, Ni, энергообеспеченный район	производство глинозёма	Бокситогорск
металлургия алюминия	Кандалакша, Надвоицы, Волхов
металлургия ни­келя и меди	Заполярный, Мончегорск
Дальне­восточная	Au, Ag, Pb, Zn, Sn, гидроэнер­горесурсы	металлургия свинца	Дальнегорск

На этой странице материал по темам:

Вопросы по этому материалу:

Таблица “География цветной металлургии”

	Медь	Алюминий	Свинец и цинк	Олово
Районы по добыче руд цветных металлов	Чили, США, Перу, Канада, Россия	Ямайка, Гвинея, Австралия	США, Австралия, Россия, Мексика, Перу	Бразилия, Малайзия, Боливия, Таиланд
Центры по обогащению руды	Черновая медь. США, Чили, Заир, Япония, Замбия, Канада	Глинозем. Канада, США, Австралия, Россия, Ямайка, Бразилия
Центры по производству металла	Рафинированная медь. Россия, США, Чили, Япония	Венесуэла, Россия, Канада, США, Китай, Индия	Россия, США	Малайзия, Индонезия, Боливия, Бразилия, Таиланд

Производство цветных металлов несет большую угрозу окружающей среде. При этом страдают все составляющие природы: атмосфера, поверхностные и подземные воды, почва. К примеру, сернистый газ, который ежегодно поступает в воздух в огромных размерах, выпадает на поверхность Земли в виде кислотных дождей, которые губительно влияют на все живое.

Что мы узнали?

При изучении темы «Цветная металлургия» по программе географии за 9 класс мы узнали, что собой представляет производство цветных металлов. Мы выяснили, насколько большое значение оно имеет в современной промышленности, от каких факторов зависит его размещение и какова его основная его проблема.

1. /10

   Вопрос 1 из 10

Никелевая промышленность

Никель — самый незаменимый металл в совершенном мире. Он используется в машиностроении, медицинской и нефтяной промышленности.

Россия — мировой лидер по добыче никелевых руд и производству первичного никеля.

Чаще всего никель применяют как компонент в сплавах, так как он значительно улучшает свойства металла. (прочность , стойкость, электропроводность)

В ряде областей, например, при изготовлении реактивных двигателей, сплавы никеля незаменимы.

География никелевой промышленности

В России большая часть руд для никелевой промышленности добывается в

• В Таймырском районе (Красноярский край).
• Мурманской области
• На Южном Урале.

Г. Норильск — главный центр по производству никеля в России и в мире. В этом городе находится несколько рудников и 3 металлургических комбината. 85% всего никеля России производится именно в Норильске.