Цветная металлургия

Цветная металлургия, одна из составных частей тяжелой промышленности, специализируется на добыче, обогащении, металлургическом переделе руд цветных, благородных и редких металлов, а также на добыче алмазов. В ее состав входят отрасли медная, свинцово-цинковая, никель-кобальтовая, алюминиевая, титано-магниевая, вольфрамо-молибденовая, благородных металлов, твердых сплавов, редких металлов и др.

Российская Федерация  обладает мощной цветной металлургией, главная отличительная черта  которой — развитие на основе использования собственных больших и разнообразных ресурсов. Обеспеченность подотраслей цветной металлургии сырьем: по бокситам — более 100 лет, меди — 85, свинцу и цинку — около 100, олову — 55, никелю — 70, вольфраму — 58, молибдену — около 130 лет (табл. 3.2).

Доля отрасли в общем  объеме производства России в 1995 г. составила 7,9%, а в мировом производстве цветных металлов — 9%, в том числе по алюминию — 14% (США — 17%), никелю — 23% (Япония —14%, Канада — 13%). Падение промышленного производства в цветной металлургии во всем мире с 1990 по 1996 гг. достигло 19%, в то время как по России в целом — 54%; 34% производства отрасли обеспечивает алюминиевая промышленность и 25% — никель-кобальтовая.

 Цветная металлургия России развивается на основе использования собственных больших и разнообразных ресурсов и по выпуску продукции занимает второе место в мире после США.

В России производится свыше 70 разнообразных металлов и элементов. Цветная металлургия России — это 47 горнодобывающих предприятий, из которых 22 относятся к алюминиевой промышленности.

 К числу регионов с наиболее благополучным положением цветной металлургии относятся Красноярский край, Челябинская и Мурманская области, где на цветную металлургию приходится 2/5 промышленой продукции.

Цветная металлургия вследствие своей экспортной направленности за последние годы испытала меньшее падение производства, чем отрасли, работающие на внутренний рынок. Здесь более высокая по сравнению с другими отраслями тяжелой промышленности заработная плата. Но себестоимость продукции в значительной степени зависит от изменения тарифов на электроэнергию, так как производство отличается высокой энергоемкостью.

 Отрасль отличается высокой концентрацией производства: АО “Норильский никель” выпускает свыше 40% металлов платиновой группы, перерабатывает более 70% российской меди и контролирует почти 35% мировых запасов никеля. Кроме того, это экологически вредное производство — по степени загрязнения атмосферы, водных источников и почвы цветная металлургия превосходит все другие отрасли горнодобывающей промышленности. Отрасль отличают также самые большие расходы, связанные с потреблением топлива и транспортными перевозками.

В связи с разнообразием  используемого сырья и широким  применением продукции отрасли  в современной промышленности цветная  металлургия характеризуется сложной  структурой. Технологический процесс  получения металла из руды делится  на добычу и обогащение исходного  сырья, металлургический передел и  обработку цветных металлов. Своеобразие  ресурсной базы заключается в  крайне низком содержании извлекаемого металла в руде: медь в рудах составляет 1–5%, свинцово-цинковые руды содержат 1,6–5,5% свинца, 4–6% цинка, до 1% меди. Поэтому в металлургический передел поступают только обогащенные концентраты, содержащие 35–70% металла. Получение концентратов руд цветных металлов дает возможность транспортировать их на большие расстояния и тем самым территориально разобщить процессы добычи, обогащения и непосредственно металлургический передел, который отличается повышенной энергоемкостью и размещается в районах дешевого сырья и топлива.

Руды цветных  металлов отличаются многокомпонентным  составом, а многие “спутники” по ценности значительно превосходят основные компоненты. Поэтому в цветной  металлургии велико значение комплексного использования сырья и производственного  внутриотраслевого комбинирования. Многообразное использование сырья  и утилизация промышленных отходов  приводят к возникновению вокруг предприятий цветной металлургии  целых комплексов: при производстве свинца и цинка выделяется сернистый  газ, используемый для выпуска азотных  удобрений (цветная металлургия  и основная химия), при переработке  нефелинов получают также соду, поташ, цемент (цветная металлургия, основная химия и промышленность строительных материалов).

Цветная металлургия имеет  свою специфику

1. Отрасль отличается  очень высокой концентрацией  производства. Предприятия-монополисты составляют 12% от общего числа предприятий. В 1994 г. три крупнейших завода давали ¹/₃ общего объема продукции отрасли, а восемь крупнейших — 50%. Возглавляет этот список АО «Норильский никель», который выпускает свыше 40% металлов платиновой группы, перерабатывает свыше 70% российской меди и контролирует около 35% мировых запасов никеля.

2. Это экологически вредное  производство. По степени загрязнения атмосферы, водных источников и почвы цветная металлургия превосходит все другие отрасли, имеющие в составе горнодобывающую промышленность. Очень тяжелая экологическая ситуация сложилась в Норильске, на Кольском полуострове, на территории Карабашского медеплавильного комбината на Южном Урале.

3. На предприятиях цветной  металлургии самые большие расходы,  связанные с потреблением топлива  и транспортными перевозками.  Причем за последние годы из-за  роста цен на ресурсы и транспорт,  жесткой валютной политики государства, огромных налогов доля расходов на топливо и энергию увеличилась с 16 до 40%, а доля транспортных расходов возросла с 6 до 20%.

 В связи с разнообразием используемого сырья и широким применением цветных металлов в современной промышленности цветная металлургия характеризуется сложной структурой. Технологический процесс получения металла из руды делится на добычу и обогащение исходного сырья, металлургический передел и обработку цветных металлов. Своеобразие ресурсной базы заключается в крайне низком содержании извлекаемого металла в исходной руде. Например, медь в рудах составляет 1—5%, свинцово-цинковые руды содержат свинца 1,6—5,5%, цинка — 4—6%, меди — до 1 %. Поэтому отрасль очень чутко реагирует на достижения научно-технического прогресса, позволяющие производить высокотранспортабельные обогащенные концентраты с содержанием металла 35—70%. И только в таком виде руды цветных металлов поступают в металлургический передел.

В связи с тем, что в  цветной металлургии приходится извлекать намного больше, чем  в черной металлургии, горных пород  на единицу готовой продукции, и  из-за значительной фондоемкости процесса добычи и обогащения, осуществляемого в районах добычи, существенное значение придается открытому способу разработок месторождений руд цветных металлов (более ²/₃ всех месторождений). Получение дорогостоящих концентратов руд цветных металлов дает возможность транспортировать их на большие расстояния и тем самым территориально разобщить процессы добычи, обогащения и непосредственно металлургический передел.

Особенность технологического процесса получения цветных металлов состоит в том, что металлургический передел — энергоемкий процесс, требующий иногда до десятков тысяч киловатт-часов на 1 т готовой продукции, поэтому он размещается в районах дешевого сырья и топлива, что также становится одной из причин территориального разрыва стадий производства.

Руды цветных металлов обладают многокомпонентным составом. Например, полиметаллические руды кроме  свинца и цинка содержат медь, кадмий, селен, висмут, золото, серебро и  др. Причем многие «спутники» по ценности значительно превосходят основные компоненты и иногда не образуют самостоятельных месторождений. Следовательно, в цветной металлургии велико значение комплексного использования сырья и производственного внутриотраслевого комбинирования.

Большинство месторождений  руд цветных металлов отличается сложными горно-геологическими условиями  разработки, суровыми природно-географическими  условиями районов расположения. Качество руд (кроме медных и никелевых) характеризуется более низкими показателями по сравнению с зарубежными аналогами. Согласно данным Мингеологии и Роскомнедр, в России экономически нецелесообразно разрабатывать от 30 до 70% разведанных запасов.

В 90-е гг. состояние сырьевой базы цветной металлургии резко  ухудшилось по следующим причинам:

1) выбывающие мощности  по добыче руды не компенсируются  вводом новых;

2) длительность эксплуатации  многих крупных месторождений  привела к истощению запасов  руд;

3) объемы геологоразведочных  работ уменьшились в 6 раз;

4) объем добычи руд  цветных металлов снизился с  80 до 50 млн т.

Комплексное использование  сырья и утилизация промышленных отходов приводят к возникновению  вокруг предприятий цветной металлургии целых комплексов: при производстве свинца и цинка выделяется сернистный газ, используемый для выпуска минеральных удобрений (цветная металлургия и основная химия), при переработке нефелинов получают соду, поташ, цемент в качестве готовой продукции (цветная металлургия, основная химия и промышленность строительных материалов).

Отличительной особенностью процессов добычи и обогащения руд, а также выплавки некоторых металлов является их водоемкость (15—20 куб. м на 1 т медно-никелевых руд и т.п.). Поэтому предприятия цветной металлургии должны быть обеспечены достаточно надежными источниками водоснабжения. Основные факторы размещения цветной металлургии (топливо-, материале- и водоемкость) по-разному воздействуют на территориальную организацию отраслей и даже стадий внутри одного технологического процесса.

Основные факторы размещения цветной металлургии по-разному воздействуют на территориальную организацию отраслей и даже внутри одного технологического процесса. Тем не менее при чрезвычайно разнообразном наборе факторов размещения основных отраслей цветной металлургии общим является их ярко выраженная сырьевая ориентация.

Алюминиевая промышленность в качестве сырья использует бокситы, месторождения которых находятся  на Северо-Западе (Бокситогорск), Севере (Иксинское, Тимшерское), Урале (Северо-Уральское, Каменск-Уральское), в Восточной Сибири (Нижне-Ангарское), а также нефелины Севера (Хибинское) и Западной Сибири (Кия-Шалтырское). Из-за дефицита высококачественного алюминиевого сырья ежегодно в Россию ввозят до 3 млн. т глинозема из бокситов.

Процесс получения  алюминия включает: добычу сырья, производство полупродукта глинозема, которые связаны  с источниками сырья (Бокситогорск, Волхов, Пикалево, Краснотурьинск, Каменск-Уральский, Ачинск), и выпуск металлического алюминия, тяготеющего к источникам массовой и дешевой энергии, главным образом  мощным ГЭС — Братск, Красноярск, Шелехов, Волгоград, Волхов, Надвоицы, Кандалакша.

Медная промышленность — одна из старейших отраслей цветной  металлургии России, развитие которой  началось еще в ХVI в. на Урале. Производство меди включает три стадии: добыча и обогащение руд, выплавка черновой меди и выплавка рафинированной меди. Из-за низкого содержания металла в руде медная промышленность сохранилась в основном в районах добычи. На Урале разрабатываются многочисленные месторождения (Гайское, Блявинское, Красноуральское, Ревда, Сибай, Юбилейное), но металлургический передел значительно превосходит добычу и обогащение, и в силу нехватки собственного сырья используются привозные концентраты из Казахстана и Кольского полуострова. Здесь действует 10 медеплавильных (Красноуральск, Кировград, Среднеуральск, Медногорск и др.) и рафинирующих (Верхняя Пышма, Кыштым) заводов.

Основные факторы  размещения цветной металлургии  по-разному воздействуют на территориальную  организацию отраслей и даже внутри одного технологического процесса. Тем  не менее при чрезвычайно разнообразном наборе факторов размещения основных отраслей цветной металлургии общим является их ярко выраженная сырьевая ориентация.

Алюминиевая промышленность в качестве сырья использует бокситы, месторождения которых находятся  на Северо-Западе (Бокситогорск), Севере (Иксинское, Тимшерское), Урале (Северо-Уральское, Каменск-Уральское), в Восточной Сибири (Нижне-Ангарское), а также нефелины Севера (Хибинское) и Западной Сибири (Кия-Шалтырское). Из-за дефицита высококачественного алюминиевого сырья ежегодно в Россию ввозят до 3 млн. т глинозема из бокситов.

Основные факторы  размещения производств цветной металлургии*

Из других районов  выделяются Север (Мончегорск) и Восточная  Сибирь (Норильск). В Забайкальском  крае ведется подготовка к началу промышленного освоения Удоканского месторождения (третье в мире по разведанным запасам). Рафинирование и прокат меди в Москве возникли на основе использования медного лома.

Свинцово-цинковая промышленность базируется на использовании  полиметаллических руд, а ее размещение характеризуется территориальным  разрывом отдельных стадий технологического процесса. Получение концентратов руд  с содержанием металла 60–70% делает выгодным их транспортировку на большие  расстояния. Для получения металлического свинца требуется относительно небольшое  количество топлива по сравнению  с цинковым переделом. В целом  свинцово-цинковая промышленность тяготеет к месторождениям полиметаллических  руд, которые находятся на Северном Кавказе (Садон), в Западной (Салаир) и Восточной Сибири (Нерчинский завод, Хапчеранга), на Дальнем Востоке (Дальнегорск). На Урале цинк содержится в медных рудах. В Среднеуральске выпускают  цинковые концентраты, а в Челябинске производят металлический цинк из привозных  концентратов. Полный металлургический передел представлен во Владикавказе (Северный Кавказ). В Белово (Западная Сибирь) получают свинцовые концентраты  и выплавляют цинк, в Нерченске (Восточная Сибирь) производят свинцовые и цинковые концентраты. Часть свинца поступает из Казахстана.