История развития промышленности

Добыча железной руды в  мире быстро рос в 1950-1970-е гг (с 250 млн т в 1950 г. до 900 млн т в 1980 г.). После незначительного спада, среднегодовой объем добычи железной руды в 1990-х гг стабилизировался на уровне 1 млрд т. В 2001-2006 гг снова начали заметно расти объемы добычи руд  черных металлов как в развивающихся, так и в некоторых развитых странах .

Мировая выплавка стали также  быстрыми темпами увеличивалась  до середины 1970-х гг В 1995 - 2000 гг она  колебалась в пределах 700-800 млн т  годовой выплавки, а за период 2001-2006 гг возобновила быстрый рост, достигнув  в 2006 г. более 1200 млн т. При этом такой  рост произошло не за счет развитых стран Европы и Северной Америки. Это связано с уменьшением металлоемкости (расходов металла на единицу продукции), снижением цен на мировом рынке, а также постепенным вытеснением черных металлов современными материалами - алюминием и пластмассами.

Особенностью развития черной металлургии постоянную индустриальные стран в начале XXI в. остается прежде всего сокращение производства традиционной металлопродукции и наращивание  выпуска высококачественных металлов и ферросплавов, сложных видов  проката.

Перемещение мировой черной металлургии в развивающихся, стало  важнейшей тенденцией в географии  отрасли за последние 15 лет.

Рост выплавки стали в  странах "нового освоения" (Австралия, Канада, Южная Африка) объясняется  высокой степенью обеспеченности этих стран металлургической сырьем и  топливом. Они стали главными экспортерами железной руды на мировой рынок (Австралия  и Бразилия - по 130 млн т, Канада, Индия, Южная Африка - от 20 до ЗО млн т  каждая). Япония, страны Западной Европы (Германия, Великобритания, Бельгия), США, которые до Второй мировой войны  ориентировались на собственную  железную руду, наряду с Китаем и  Южной Кореей, сейчас стали крупнейшими  импортерами железной руды. Это обусловило ту особенность, что предприятия черной металлургии в этих странах стали все больше тяготеть к морским портам.

В развивающихся странах, черная металлургия как отрасль  промышленности фактически возникла только в последние четыре-пять десятилетий. Создание этой области является важным показателем индустриализации этих стран, а с другой - результатом  тенденции переноса в развивающихся, "грязных" производств.

Объемы производства цветной  металлургии мира имеют устойчивую тенденцию к росту. Увеличивается  разнообразие видов цветных металлов, используемых в производстве (в настоящее  время более 70 металлов).

Для черной и цветной металлургии  развитых стран характерна растущая доля использования вторичного сырья - металлолома.

По наибольшими объемами выплавки первичного алюминия в мире выделяются США, Канада, Норвегия (ориентация на электроэнергию и потребителя), Россия, Китай, Австралия (ориентация, прежде всего, на месторождения бокситов). Австралия  дает около 40% их мировой добычи.

По добыче медных руд в  мире выделяются Чили, США, Канада, Россия, Австралия, Замбия, выплавке рафинированной меди - США, Чили, Япония, Китай, Германия.

Наибольшие объемы добычи свинцово-цинковой сырья фиксируются  в Канаде, Китае, Австралии, США, а  выплавки свинца и цинка - в Китае, Канаде, Японии, США.

В целом на экспорт сейчас направляется около 70% продукции из олова и цинка, 80% - из алюминия, никеля, меди. Руды и концентраты руд цветных металлов широко применяются как в цветной, так и в черной металлургии, а также в других различных областях народного хозяйства. Особенности хранения, перегрузок и транспортирования зависят от конкретных горных пород.

Марганцевые руды по содержанию железа и марганца делятся на марганцевые (45…52% марганца), ферромарганцевые (20…30% марганца и столько же железа) и  марганцовистые (5…15% марганца). В зависимости  от назначения марганцевые руды делятся  на металлургические и химические (пироксидные). Основным потребителем марганцевой  руды является черная металлургия, где  ее используют в качестве добавки  к шихте доменных печей с целью  облегчения процесса восстановления железа и удаления вредных примесей, а  также для получения ферромарганца, который затем перерабатывают в  специальные марганцевые стали. Присадка к стали марганца даже в  незначительных количествах резко  повышает ее механические свойства: твердость, ковкость, вязкость. Производство специальных  сталей – жаропрочных, инструментальных, нержавеющих -невозможно без добавок  марганцевой руды. В химической промышленности марганцевые руды используют для  производства сухих батарей, обесцвечивания зеленого стекла, изготовления химических, медицинских препаратов, производства олифы, масел, красок и т. д. Марганцевые  руды (металлургические) подразделяются на четыре сорта в зависимости  от предварительной подготовки и  обогащения. Руда марганцевая 1-го сорта  является высококачественным концентратом обогатительных фабрик (по способу  обогащения она называется мытой). Основные размеры ее частиц так же, как  и мытой руды 2-го сорта, составляют 4…12 мм. Рядовые марганцевые руды представляют собой смесь мытой  руды и различных разновидностей необогащенных руд с крупностью частиц 1…400 мм.

Марганцевые руды хранят на бетонированных чистых площадках раздельно  по сортам, не допуская смешения, и на достаточном удалении от пылеобразующих грузов: угля, серы, серного колчедана  и др. При хранении ферромарганца  высота штабеля должна быть не более 3,5 м.

Ферромарганец – негорючее  вещество, но под действием влаги  может распадаться, нагреваться  и выделять горючие газы и ядовитый фтористый водород. Марганцевые  руды перевозят навалом на открытом подвижном составе и относят  к смерзающимся грузам.

Хромитовые руды отличаются разнообразным составом основных компонентов: 13…61% хрома, 4…25% алюминия, 7…24% железа, 10…32% магния, 0…25% кремнезема и др. Наиболее распространенным минералом, входящим в состав хромитовых руд, является хромистый  железняк черного цвета с металлическим  блеском. Минерал устойчив к выветриванию, плотнозернистого строения, высокой  огнестойкости до температуры 2200 °С при почти отсутствующем тепловом расширении. Хромитовые руды используют в промышленности для выплавки хромовых ферросплавов, в виде которых хром вводят в шихту при производстве качественных сталей, изготовлении высокостойких  огнеупоров; для производства хромпиков  – исходных продуктов при получении  хромовых солей.

К перевозке по железной дороге предъявляют сортированные  и рядовые (с размерами частиц 0…120 мм) хромитовые руды, а также  концентраты. При этом пустой породы должно быть не более 1,5%, полностью  должны отсутствовать углесодержащие вещества. При хранении нельзя допускать  смешения различных марок руды и  засорения случайными предметами. Во избежание измельчения кусковой руды необходимо обеспечивать минимум перевозок, а руды отдельных марок (Дх-1 и Дх-5) не следует сбрасывать с высоты более 1 м.

Хромитовые руды перевозят  навалом на открытом подвижном составе, относят к смерзающимся грузам. Сортированную (грохоченую) хромитовую руду с размером частиц более 20 мм перевозят без  применения средств профилактики.

Медно-никелевые руды относятся  к комплексным, полиметаллическим  рудам, имеют ряд специфических  свойств, существенно влияющих на выбор  условий перевозки, перегрузки и  хранения. Подготовленная к перевозке  руда должна содержать не менее 3,5% никеля и частицы с размерами не более 400 мм. В руде не должно быть посторонних  примесей и предметов. Под действием  воздушной среды медно-никелевые  руды интенсивно окисляются и самовозгораются, что может явиться причиной пожаров  при хранении на складах. Площадку для  хранения сульфидных медно-никелевых  руд следует располагать на расстоянии более 25 м от производственных и  жилых зданий. Основание площадки должно иметь дренаж. Руду следует  укладывать плотно, не допуская образования  воздушных пустот, которые часто  служат причиной возникновения пожаров. Наиболее интенсивное окисление  и самовозгорание происходят на наветренной  стороне штабеля, на гребнях, в местах скопления крупных кусков руды, где  образуются воздушные потоки. Признаками самовозгорания руды являются: появление  белых, голубоватых и зеленоватых  налетов на поверхности штабеля, появление пара под разогревшимся  очагом в холодную погоду или марева в теплое время года, покрытие отдельных  кусков руды бурой ржавчиной, спекание руды и появление запаха сернистого га­за. Размеры штабеля регламентируются: площадь должна быть не более 100X25 м2, высота штабеля для рядовой руды 5 м, для сортированной – 3 м. Не допускается укладка в штабель руды с температурой выше 30 °С; руду предварительно охлаждают.

Концентраты цветных руд  являются продуктами обогащения цветных  и полиметаллических руд. По размерам частиц концентраты относятся к  порошкообразным и пылевидным грузам. Влажность составляет 8…22%, поэтому  в зимний период концентраты сильно смерзаются, а в сухую теплую погоду подвержены пылению и просачиванию в неплотности и щели кузова вагона. В зависимости от специфических  свойств и ценности концентраты  цветных руд можно перевозить навалом и в таре. Навалом в  крытых вагонах перевозят концентраты  таких цветных металлов, как марганец, медь, алюминий, свинец. Концентраты  олова, никеля, цинка и других редких металлов перевозят в таре.

13.4. Неметаллические руды

Апатитовая руда (апатиты) представляет собой горную породу вулканического происхождения, характеризуется высокой  хрупкостью, возрастающей с увеличением  содержания фосфора и влаги. Пыль аппатитов обладает абразивными  свойствами. Апатиты и фосфориты  – продукты вторичного образования, применяются в основном для получения  минеральных удобрений, фосфора  и фосфорной кислоты, а также  в металлургии и других отраслях народного хозяйства. Апатитовую руду перевозят навалом на открытом подвижном  составе, хранят на открытых, специально подготовленных площадках. При производстве грузовых операций вследствие хрупкости руду нельзя сбрасывать с высоты более 1,5…2 м.

Большое промышленное значение имеет апатито-нефелиновая руда, которую применяют в металлургической промышленности для получения специальных  видов чугуна. Апатито-нефелиновая  руда перед отправкой потребителям проходит два вида обогащения: первичное  и вторичное. Первичное  – для  механического удаления пустой породы глины и песка, вторичное –  для разделения полезных ископаемых; основано на избирательном дроблении, флотации и магнитной сепарации. Избирательное дробление возможно благодаря тому, что апатиты, нефелины и другие минералы имеют разную твердость. Апатиты – хрупкие вещества, быстрее  размельчаются и проходят через  мелкие сита, а нефелины, обладающие большой твердостью, остаются на поверхности. Конечными продуктами обогащения являются апатитовый концентрат и нефелиновые  хвосты, поступающие в дальнейшую переработку для получения нефелинового концентрата. Апатитовый концентрат должен содержать не менее 39,5% оксида фосфора  и не более 1% влаги. Основная масса  концентрата (86%) должна состоять из частиц менее 0,15 мм. Концентрат представляет собой сильно пылящий порошок  сероватого цвета, без запаха, особо  подверженный смерзанию при перевозках в холодное время года. Зимой при  погрузке горячего концентрата (50…60 °С) за счет конденсации на стенках вагона образуется смерзшийся слой глубиной до 50 см и влажностью 10%.

Бокситные руды – это  в основном осадочные горные породы, по своей структуре могут быть плотными, пористыми и рыхлыми. Цвет бокситов изменяется от розового до темно-красного и от зеленовато-серого до почти черного в зависимости от химического состава и содержания железа. Объемная масса бокситов 1,5 т/м3, угол естественного откоса 35…40°, твердость наиболее плотных разновидностей 6 (по шкале Мооса), влажность 5%. Пыль бокситовых руд обладает абразивными свойствами. Качество бокситов определяется, прежде всего, содержанием окиси алюминия (глинозема) и кремнезема, который является вредной примесью. В зависимости от содержания глинозема и кремнезема бокситовые руды делятся на 10 сортов (марок). Чаще бокситы используют как исходное сырье для получения глинозема, а при последующей обработке – алюминия. Бокситы используют также для производства красок, искусственных абразивов, в качестве флюсов для черной металлургии. Спеканием и плавлением из бокситов получают глиноземистый  цемент, а методом плавления в электропечах – электрокорунд. Бокситы перевозят навалом, на открытом подвижном составе (в думпкарах и полувагонах). Хранение на открытых площадках не допускается, так как в период дождей боксит превращается в подвижную кашеобразную массу. Бокситы – смерзающиеся гру­зы, особое внимание необходимо уделять их перевозкам в зимнее время.

Глинозем – продукт  переработки бокситов – порошок  белого цвета, имеет повышенную сыпучесть, очень пылящий, абразивный, огне- и  взрывоопасный. Склонен к слеживаемости, его влажность должна составлять 0,3…0,4%. Увеличение влажности свыше 1% недопустимо по условиям технологии переработки. Перевозят глинозем в  крытых вагонах, хранят в закрытых помещениях. Люди, находящиеся в зоне пыления  глинозема, должны иметь спецодежду, защитные очки и респираторы.

Серные руды характеризуются  содержанием основного компонента – серы – и делятся на богатые (10…25% серы и более) и бедные (менее 10% серы). При содержании серы менее 6…8% руды считаются непромышленными. В земной коре сера встречается в самородном виде в качестве вкраплений в породу и в химически связанном виде. Наибольшее промышленное значение имеют пириты и самородная сера. Свойства серных руд весьма разнообразны, обусловлены содержанием серы и структурой горной породы. Пористость руд 1…17%, объемная масса 2,25…2,65 т/м3. К вредным примесям относятся битумы, мышьяк, селен. Влажные серные руды имеют ярко выраженные коррозионные свойства. Наиболее важными транспортными характеристиками серы и серных руд являются пожаро-, взрывоопасность и токсичность. Степень пожароопасности зависит от гранулометрического состава, наибольшую склонность к возгоранию имеет серная пыль. При горении серы выделяется ядовитый сернистый газ. Взрывоопасность определяется наличием серной пыли во взвешенном состоянии. При этом нижний предел взрываемости 7,0 г/м3. Взрыв и воспламенение могут произойти от разряда статического электричества, горящей спички. Токсичность серы приводит к появлению в организме человека симптомов хронического отравления сероводородом. Серная пыль, попадая на кожу, вызывает экзему, в глаза – конъюнктивит. К перевозкам по железным дорогам предъявляют серу следующих видов: тонкоизмельченный порошок, крупнозернистый порошок и комовую серу. Тонкоизмельченный порошок транспортируют в таре (ящики, мешки, металлические барабаны). Крупнозернистый порошок и комовую серу можно перевозить в таре, но допускается перевозка навалом; после такой перевозки вагоны должны быть промыты. При погрузочно-разгрузочных работах с серной рудой необходимо надевать спецодежду и пользоваться респиратором. Хранить комовую серу разрешается на открытых платформах со специально подготовленным основанием и ограждающими штабеля барьерами [4, 5, 9].