Geum.ru

Иванова Ольга Васильевна (ф и. о., ученое звание, ученая степень) учебно-методический комплекс

Вид материалаУчебно-методический комплекс

Содержание


Черная металлургия
Цветная металлургия
Подобный материал:
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   13

^ Черная металлургия

Черная металлургия включает: 1) добычу руд черных металлов; 2) процессы их обогащения и агломерации; 3) производство огнеупоров; 4) добычу нерудного сырья для черной металлургии; 5) коксование угля; 6) производство чугуна, проката черных металлов, электроферросплавов, вторичную обработку (передел) черных металлов; 7) производство метизов промышленного назначения; 8) выпуск металлических изделий производственного назначения; 9) утилизацию отходов. Динамика производства основных видов продукции отрасли за последние четверть века показана в табл. 9.

Таблица 9

Динамика производства продукции черной металлургии в России

Вид продукции
1980
1985
1990
1995
2000
2005

Железная руда, млн. т
92,4
104,0
107,0
78,3
86,8
94,5

Чугун, млн. т
55,2
57,1
59,4
39,8
44,6
48,4

Сталь, млн. т
84,4
88,7
89,6
51,6
59,2
66,2

Готовый прокат, млн. т
59,7
62,5
63,7
39,0
46,7
54,6

Стальные тубы, млн. руб.
10,7
11,5
11,9
3,8
5,0
6,7

Источник: Российский статистический ежегодник. 2006; Россия в цифрах. 2006. – М., 2006.


Технологическим стержнем черной металлургии является металлургический передел, т.е. последовательная, технологическая цепочка: чугун – сталь – прокат. Все остальные производства являются в черной металлургии смежными, сопутствующими; одни из них необходимы или способствуют основному технологическому процессу (металлургическому переделу), другие – имеют самостоятельное хозяйственное значение, функционируя на базе побочных результатов, основного технологического процесса, отходов сырья и топлива.

В черной металлургии выделяют три типа предприятий (про­изводств): 1) комбинат (завод) полного цикла, где осуществляет­ся полная цепочка технологических процессов в металлургии: производство чугуна, стали, проката; 2) заводы неполного цикла: доменные заводы (на которых выплавляют чугун), сталелитей­ные заводы (на которых выплавляют сталь), сталепрокатные заводы (на которых выпускают сталь и прокат), трубопрокатные заводы (производство труб), заводы по производству ферро­сплавов (сплавов чугуна с легирующими металлами — марган­цем, хромом и др.), электрометаллургические заводы (производ­ство стали и проката из железорудного концентрата без стадии чугуна); 3) «малая металлургия» — это металлургические цеха в составе машиностроительных заводов. При этом в России большая часть производства металла сосредоточена на крупных комбинатах полного цикла.

Высока также степень территориальной концентрации про­изводства черных металлов. Особенно явно она проявляется в добыче железной руды, 2/3 которой в России приходится на месторождения Курской магнитной аномалии в Центрально-Черноземном экономическом районе (Лебединское, Стойленское, Яковлевское, Михайловское). По 10—15% железной руды добывается в Северном (Костомукша и др.) и Уральском (Качканарское и др. месторождения) районах. В небольших масштабах ведется также добыча железной руды в Западносибирском и Восточносибирском районах. Производство товарной железной руды, стали, проката и стальных труб страны по экономическим районам представлено в таблице 10, из которой хорошо видно, что по всем главным видам продукции (кроме добычи железной руды) лидирует Уральский экономический район.

Таблица 10

Производство основных видов продукции черной металлургии по экономическим районам России в 2004 г., млн. т

Районы
Руда железная товарная
Сталь
Готовый прокат
Стальные трубы

Северный
16,9
10,5
9,1
0,2

Северо-Западный
—
0,4
0,4
0,07

Центральный
—
0,5
0,2
0,2

Волго-Вятский
—
0,8
0,5
0,9

Центрально-Черноземный
53,7
11,6
10,8
0,03

Поволжский
—
1,6
0,4
1,0

Северо-кавказский
—
0,6
—
0,6

Уральский
14,3
30,4
24,5
2,8

Западно-Сибирский
3,7
8,5
7,2
0,2

Восточно-Сибирский
8,5
0,06
0,03
—

Дальневосточный
—
0,6
0,6
—

Россия в целом
97,1
65,6
53,7
6,0

Источник: Российский статистический ежегодник. 2005. — М., 2006


Территориальная организация черной металлургии зави­сит от многих природных и экономических факторов, причем в разной степени влияющих на размещение черной металлургии полного цикла, передельной и малой металлургии. Предприятия черной металлургии полного цикла строились: 1) вблизи источ­ников сырья (металлургические комбинаты Урала, Черноземного Центра); 2) вблизи топливных ресурсов (комбинаты в Западной Сибири); 3) между источниками сырья и топливных ресурсов (Череповецкий комбинат). Предприятия передельной металлур­гии преимущественно размещены в районах с развитым маши­ностроением и значительным потреблением готовой продукции. Малая металлургия привязана к машиностроительным заводам. Производство стали электроспособом и ферросплавов тяготеет к центрам производства электроэнергии.

В конечном итоге в России можно выделить основные метал­лургические базы — это группы предприятий, которые исполь­зуют общие рудные или топливные ресурсы и обеспечивают главные потребности страны в металле. Всего к настоящему времени сформировалось три металлургических базы.

1. Уральская металлургическая база — самая старая и мощная в России, на нее приходится около половины выпус­ка производства стали, проката и труб в стране. Мощнейшие комбинаты полного цикла расположены в Магнитогорске, Че­лябинске, Нижнем Тагиле, Новотроицке (Орско-Халиловский). Крупные передельные заводы работают в Екатеринбурге, Ижевске. Самые мощные в стране трубные заводы находятся в Челябинске, Первоуральске, Полевском, Каменск-Уральском. Собственные месторождения железных руд не обеспечивают потребности металлургических предприятий Урала, поэтому основную массу сырья приходится завозить с месторождений КМА и из соседнего Казахстана (Соколово-Сарбайское и Лисаковское месторождения); запасов расположенных в регионе небольших месторождений марганцевых и хромовых руд также не хватает. Большая часть коксующегося угля поступает на Урал из Западной Сибири (Кузнецкий бассейн). Перспективы развития Уральской металлургической базы в значительной степени зависят от решения проблемы обеспечения ее качест­венным сырьем и топливом.

2. Центральная металлургическая база — вторая по объему производства (около 2/5 выпуска российской стали и проката, 1/5 — стальных труб), сформировалась в 1960-е гг. в европейской части страны. Главные комбинаты полного цикла расположены здесь в Череповце и Липецке. Выплавка литейного чугуна и доменных ферросплавов организована в Туле. В Старом Осколе действует единственный в России электрометаллургический завод, производящий сталь сразу из железорудного концентрата минуя доменный процесс. Передельные заводы расположены в Москве, Электростали, Санкт-Петербурге, Нижнем Новгороде и др. городах. На территории этой базы находятся крупнейшие в стране месторождения железных руд. Но уголь приходится завозить из Кузнецкого и Печерского бассейнов, а марганец и хром — из других государств. Тем не менее, эта база является наиболее перспективной, так как здесь расположены самые современные предприятия сравнительно близко от основных потребителей продукции.

3. Сибирская металлургическая база сформировалась в 1930-е гг. около месторождений коксующегося угля Кузнецкого бассейна. Главный ее центр — Новокузнецк, где находятся два мощных предприятия с полным металлургическим циклом — Куз­нецкий металлургический комбинат (КМК) и Западно-Сибирский металлургический завод (ЗСМЗ). Передельные заводы действует в Новосибирске, Гурьевске, Красноярске, Петровске-Забайкальском. База наиболее обеспечена сырьем, так как располагает необходимыми месторождениями железной и марганцевой руды. Не хватает только хрома (завозится из Казахстана). Недостатком базы является ее территориальная удаленность от основных по­требителей продукции в России и зарубежных странах.

^ Цветная металлургия

Цветная металлургия включает добычу руд цветных метал­лов, их обогащение, выплавку черновых металлов, их рафини­рование (очистка черновых металлов), производство сплавов и проката, а также добычу алмазов. В самом общем виде техноло­гическая цепочка в цветной металлургии выглядит так: добыча руд — обогащение руд (получение концентрата руд) — плав­ка в печах обогащенной руды (получение чернового цветного металла) — рафинирование (очищение от вредных примесей, получение рафинированного (очищенного) металла в виде про­ката). В состав цветной металлургии входят следующие основ­ные отрасли: медная, свинцово-цинковая, никель-кобальтовая, алюминиевая, титаномагниевая, вольфраммолибденовая, а также производство благородных металлов, редких металлов и алмазов. Распределение цветных металлов по группам пока­зано на рис. 1.

Цветная металлургия России развивается, в основном, на собственной сырьевой базе, но обеспеченность отдельных от­раслей разными видами сырья не одинаковая, особенно при перспективной оценке. Обеспеченность сырьем составляет: бокситами — более чем на 100 лет, медью — 85, свинцом и цин­ком — около 100, оловом — 55, никелем — 70, вольфрамом — 58, молибденом— около 130 лет. В 1990-е гг. состояние сырьевой базы цветной металлургии ухудшалось, главным образом, из-за следующих причин: 1) выбытие мощностей по добыче руды не компенсировалось вводом новых; 2) произошло истощение запасов руд во многих крупных месторождениях из-за чрезмер­ной длительности их эксплуатации; 3) сократились масштабы геологоразведочных работ.









Цветные металлы







































Основные



Легирующие



Благородные



Редкие и рассеянные


































Тяжелые



Легкие



Малые


















медь



алюминий



висмут



вольфрам



золото



германий

свинец



магний



кадмий



молибден



серебро



галлий

цинк



титан



сурьма



ниобий



платина



селен

олово



натрий



мышьяк



ванадий









цирконий

никель



калий



кобальт ртуть



тантал









индий


Рис. 1. Группы и подгруппы цветных металлов


Руды тяжелых металлов имеют очень низкий процент со­держания металла в руде. Вот почему необходима работа по их обогащению и предпочтительность размещения в местах или районах их добычи. Например, медные руды содержат 1—5 и менее процентов меди, а в концентрате содержание меди уве­личивается до 35%. Содержание металла в свинцово-цинковых рудах 5—6% и менее, а в концентрате — 78%. Содержание олова в оловянных рудах — менее 1%, а в концентрате — 65% (для сравнения скажем, что содержание железа в железных рудах составляет обычно 20—25%, а в некоторых, например, в Курской магнитной аномалии, гораздо выше — 60—62%). Именно цветные тяжелые металлы имеют особенно низкий процент содержания металлов в руде. Поэтому размещение предприятий по произ­водству цветных тяжелых металлов определяется, главным образом, сырьевым фактором. Получение дорогостоящих кон­центратов руд цветных металлов позволяет транспортировать их на большие расстояния и тем самым территориально разобщить процессы добычи, обогащения и непосредственно металлурги­ческий передел.

Производства цветных металлов отличается большой топливоемкостью. Так, для производства 1 т никеля нужно до 55 т топлива, 1 т цинка — 3 т, 1 т черновой меди — до 3—4 т, глинозема — до 10—12 т. (табл. 11). При производстве многих цветных металлов потребляется большое количество электроэнергии. Особенно вы­сокая энергоемкость характерна для выплавки цветных легких металлов. Так, для выплавки 1 т титана или магния нужно соот­ветственно 30—60 тыс. кВт • ч и 18—20 тыс. кВт • ч. Вот почему размещение предприятий по выплавке цветных легких металлов определяется, в первую очередь, электроэнергетическим фак­тором. Самую дешевую электроэнергию вырабатывают на ГЭС, поэтому и многие центры выплавки цветных легких металлов созданы вблизи крупных ГЭС или в районах концентрации ГЭС. Именно поэтому по выплавке цветных легких металлов выделя­ется Восточно-Сибирский экономический район.

Таблица 11

Расход сырья, топлива и энергии на производство

1 т цветных металлов

Металлы
Расход руды, т
Расход топлива и электроэнергии

Тяжелые

Олово
Более 300
1 т

Медь
Более 100
2-3 т

Цинк
16
2-3 т

Свинец
16
2-3 т

Легкие

Титан
15-16
30—60 тыс. кВт.ч

Магний
15—16
18—20 тыс. кВт.ч

Алюминий
4-8
17 тыс. кВт.ч


Добыча и обогащение руд, выплавка некоторых металл он требует больших расходов воды. Так, чтобы получить 1 т медно-никелевых руд, нужно использовать 15—20 м3 воды. Развитие на базе предприятий цветной металлургии некоторых химических производств еще более увеличивает потребность этой отрасли промышленности в воде.

Руды некоторых цветных металлов имеют особо сложный со­став. Так, число сопутствующих веществ достигает в оловянных рудах — 4, медных — 11, свинцово-цинковых — 18, алюмини­евых — 7. В состав полиметаллических руд, например, входят свинец, цинк, медь, золото, серебро, кадмий, висмут. Чаще всего в месте добычи выгодно обеспечивать переработку 1—2 из всех компонентов, а остальные перерабатываются в других местах на специализированных предприятиях.

Организационной особенностью цветной металлургии явля­ется широкое развитие комбинирования. В цветной металлургии развито внутриотраслевое и межотраслевое комбинирование. Практикуется в одном пункте добыча, обогащение, выплавка ряда сопутствующих цветных металлов, их рафинирование, что определяет развитие внутриотраслевого комбинирования в цветной металлургии. Получило также распространение меж­отраслевое кооперирование, особенно с химической промыш­ленностью. В результате основных технологических процессов в цветной металлургии получают сернистый газ, серную кислоту, хлор, некоторые удобрения.

Для цветной металлургии характерна высокая концентрация производства в небольшом числе крупнейших компаний-моно­полистов. Так, на долю 8 организаций (компаний), составляющих менее 1% от общего числа действующих в отрасли, приходится 2/5 всего объема выпускаемой ею продукции. Особую роль играют ГМК «Норильский никель», который выпускает более 40% металлов платиновой группы, перерабатывает свыше 70% российской меди и контролирует около 35% мировых запасов никеля, и ОАО «Русал», на долю которого приходится 75% рос­сийского алюминия и 10% мирового.

Медная промышленность использует небогатые руды (со­держание металла не более 5%), поэтому обязательная стадия производства — обогащение. Самые крупные месторождения по объемам добычи находятся в районе Норильска (Красноярский край). Большое количество месторождений, но небольших,

В значительной степени уже выработанных, находится на Ура­ле — Медногорск, Гай, Сибай, Карабаш, Красноуральск, Ревда, Кировоград. В небольших количествах добывается медная руда также в Мурманской области (Печенга) и в Карачаево-Черкес­ской республике (Уруп). Производство черновой меди сосре­доточено в основном на Урале, где оно возникло еще в XVIII в. В настоящее время уральские заводы — Медногорский в Оренбургской области, Карабашский в Челябинской области, Ревдинский, Красноуральский и Кировоградский в Свердлов­ской области — не обеспечиваются местной рудой и работают на медных концентратах из Казахстана. Производят черновую медь также в Норильске (Красноярский край) и Мончегорске (Мурманская область). Рафинирование меди размещается как около крупных потребителей — в Москве, Санкт-Петербурге, так и на Урале — в городах Кыштым (Челябинская область) и Верхняя Пышма (Свердловская область).

Никелевая промышленность располагается на территории России в тех же районах, что и медная. Самое масштабное произ­водство около крупных месторождений находится в Норильске. Руды здесь добывается больше, чем имеется мощностей по про­изводству металла, кроме никеля из руды извлекают кобальт, платину и другие металлы. Избыточные медно-никелевые концентраты направляются в город Мончегорск (Мурманская область), где имеется и собственная небольшая добыча руды (месторождение Печенга). На третьем месте находится Урал с никелевыми заводами в городах Орск (Оренбургская область), Верхний Уфалей (Челябинская область) и Реж (Свердловская область), расположенных возле небольших месторождений.

Свинцово-цинковая промышленность использует полиме­таллические руды, месторождения которых находятся в горных районах. В России это Кавказ (Садон), предгорья Алтая (Салаирское и Орловское месторождения), Сихотэ-Алинь (Дальнегорск) и хребты Забайкалья (Нерчинский завод и др.). Производство металлов, как правило, привязано к месторождениям, но од­новременно свинец и цинк производят лишь во Владикавказе. В Забайкалье (Читинская область) производят только свин­цовые и цинковые концентраты, которые поступают в другие районы страны. В Приморском крае (Дальнегорск) производят свинец и цинковые концентраты, а в Кемеровской области (Бе­лове) — цинк и свинцовые концентраты. Цинк из привозных концентратов (российских, казахстанских и среднеазиатских) производят в Челябинске.

Оловянная промышленность в России сконцентрирована на Дальнем Востоке, где расположены основные месторождения — Депутатское и Эсэ-Хайя в Якутии, Солнечное в Хабаровском крае, Перевальное и Хрустальненское (Кавалерово) в Приморс­ком крае. Самое западное месторождения олова Шерловая Гора находится уже в Восточной Сибири (Читинская область). Произ­водство металлического олова расположено в Новосибирске по пути следования концентратов из районов добычи (восточных) в районы потребления (западные).

Производство легирующих металлов вольфрама и молибдена целиком приурочено к месторождениям, так как содержание металлов в руде составляет десятые доли процента. И воль­фрам, и молибден одновременно добываются на Джидинском (Республика Бурятия) и Тырныаузском (Кабардино-Балкарская Республика) месторождениях. Кроме этого молибден добывается в Читинской области и республике Хакасия, а вольфрам — в Приморском крае.

Так же территориально совпадают добыча и производство золота. Основные запасы золота на территории России сосре­доточены в рудных (коренных) месторождениях, но их освоение требует значительных затрат. Поэтому разрабатываются в ос­новном россыпные месторождения золота, на освоение которых требуется значительно меньше средств и времени. Свыше по­ловины добычи золота в России дает Дальневосточный район, в котором больше всего производится этого драгоценного металла в Республике Саха (Якутия) — в восточной части, Магаданской области и Чукотском АО. В основном это небольшие прииски, многие из которых разрабатываются еще с 1930-х гг. Но откры­ты и крупные коренные месторождения — Нежданинское и др. На втором месте (около 1/4 добычи) по производству золота находится Восточно-Сибирский район, в котором выделяются Иркутская область (с крупными месторождениями в районе г. Бодайбо) и Красноярский край. На третьем месте — Ураль­ский район с Кочкарским (Челябинская область) и Березовским (Свердловская область) месторождениями.

В России к цветной металлургии относится также добыча алмазов. В настоящее время 99% добычи алмазов приходится на западную часть Республики Саха (Якутия), где расположены месторождения Мирное, Айхал, Эбеляхское и др. Кроме этого имеется добыча алмазов на севере Пермской области. Крупные, но пока не разрабатываемые, месторождения открыты в Архан­гельской области (Ломоносовское и др.).

Особую специфику имеет размещение предприятий алю­миниевой промышленности. Сырьем для получения алюми­ния в России являются бокситы (месторождения в Северном и Уральском экономических районах) и нефелины (в Северном, Западно-Сибирском и Восточно-Сибирском экономических районах). Из алюминиевых руд вначале выделяют окись алю­миния — глинозем (Бокситогорск, Ачинск и др. центры). Разме­щение предприятий по производству глинозема (в связи с его материалоемкостью) определяется преимущественно сырьевым фактором. Затем глинозем доставляют в районы и центры, где вырабатывается большое количество дешевой электроэнергии, прежде всего в те, в которых функционируют мощные ГЭС. Там из глинозема с использованием огромного количества электро­энергии выплавляют металлический алюминий. По выплавке алюминия в России выделяются Восточно-Сибирский (Красно­ярск, Братск, Саяногорск, Шелехов), Поволжский (Волгоград), Северный (Кандалакша, Надвоицы), Северо-Западный (Волхов), Уральский (Краснотурьинск, Каменск-Уральский), Западно-Сибирский (Новокузнецк), экономические районы.