Современное состояние и перспективы развития цветной металлургии

Ряд заводов цветной  металлургии, использующих руды, содержащие калий (карналлит и др.), для получения металлического магния (Березниковский титано-магниевые комбинаты, Калушский и Соликамский магниевые заводы), в отходе дают хлористый калий—высококонцентрированное удобрение. Все чаще при переработке таких руд утилизируется также попутно отходящий хлор — один из важнейших видов сырья для разных отраслей химической промышленности. В процессе переработки нефелинов в отходе получают содопродукты — кальцинированную соду и поташ, алунитов — серную кислоту, калийные удобрения и др.²

Возможность и необходимость  комплексной переработки руд  цветных металлов, организации внутриотраслевого  и межотраслевого комбинирования приводят к большому увеличению размеров предприятий цветной металлургии. Сами процессы добычи и обогащения руды, а также выплавки некоторых металлов являются водоемкими. Еще более водоемки химические производства, организуемые на таких комбинатах. Между тем большинство предприятий цветной металлургии находятся в дефицитных по воде районах (Северный Кавказ, Урал). Это сильно влияет на размеры и состав предприятий отрасли.

1.2Факторы развития цветной металлургии

Алюминиевая промышленность в своем размещении все в большей степени отрывается от сырьевой базы и от потребителя металла. Потребителями изделий из алюминия и его сплавов, помимо авиационной промышленности, являются многие другие отрасли машиностроения — транспортное, электротехническое, а также строительство. Большинство потребителей алюминия размещается в европейских районах страны.

Эта отрасль цветной металлургии претерпела наибольшие сдвиги в своем размещении. Возникнув в годы первых пятилеток в европейской части страны у источников дешевой электроэнергии на Днепре и Волхове, частично на местном сырье, она перед войной и в годы войны переместилась на Урал (Каменск-Уральский, Краснотурьинск), в Западную Сибирь (Новокузнецк). В послевоенные годы она в силу своего тяготения к дешевым источникам энергии опять получила развитие в европейских районах (Кандалакша, Волгоград). С освоением дешевых источников топлива и гидроэнергии в восточных районах туда переместилось строительство самых крупных предприятий отрасли (Красноярск, Братск). Новые алюминиевые заводы также сооружаются в Восточной Сибири (Саянский). Восточные районы дают стране алюминий.

Необходимый для получения  алюминия глинозем большей частью вырабатывают в европейских районах и на Урале.

Крупнейшие глиноземные  заводы страны используют в качестве исходного сырья бокситы ряда месторождений (Бокситогорское, Североуральское, Тургайское, Северо-Онежское), в меньшей мере — нефелины Кольского полуострова, Красноярского края и других . При этом многие глиноземные заводы удалены от источников исходного сырья — хибинских нефелинов, тургайских бокситов и др.

Таким образом, единый технологический цикл добычи алюминиевого сырья (бокситы, нефелины), производства полупродукта (глинозем), выплавки самого алюминия, получения из него проката и, наконец, использования последнего в отраслях-потребителях оказался территориально в значительной степени разорванным. Высокая материалоемкость отдельных стадий цикла (около 2 т глинозема на 1 т алюминия, 2,5 т бокситов или 4—6 т нефелинов, не считая известняков, на 1 т глинозема) и их топливоемкость не помешали возникновению чрезвычайно дальних перевозок, особенно глинозема, алюминия и изделий из него.³

Алюминиевая промышленность использует сырье более высокого качества, чем остальные отрасли цветной металлургии. Сырьевые ресурсы представлены бокситами, которые добываются на Северо-Западе (Бокситогорск) и Урале (Североуральск), а также нефелинами — в Северном районе, на Кольском полуострове (Кировск), в Восточной Сибири (Горячегорск). Новый центр по добыче бокситов формируется в Северном районе (Североонежское месторождение). По составу бокситы являются простым, а нефелины — комплексным сырьем.

Технологический процесс в алюминиевой  промышленности складывается (если не считать добычи и обогащения сырья) из двух основных стадий: производства глинозема и производства металлического алюминия. Территориально эти стадии могут находиться вместе, как, например, на Северо-западе или Урале. Однако большей частью даже в пределах одного и того же экономического района они разобщены, потому что подчиняются влиянию разных факторов размещения. Производство глинозема, будучи материалоемким, тяготеет к источникам сырья, а производство металлического алюминия, как энергоемкое, ориентировано на источники массовой и дешевой электрической энергии.

На   1 т.  глинозема  из  низкокремнистых  бокситов  требуется 2,5 т. сырья, из высококремнистых — 3,5т., причем дополнительно в качестве вспомогательного материала — свыше 1 т. известняка; из нефелинов — 4,6 т. сырья и 9 — 12 т. известняка. Производство глинозема независимо от типа используемого сырья обладает довольно высокой топливо- и теплоемкостью. В то же время немаловажно комплексное использование нефелинов: из них на 1 т глинозема дополнительно получают около 1 т. соды и поташа, 6 — 8 т. цемента (путем утилизации шламов), кроме того, некоторые редкие металлы.

Оптимальными для производства глинозема следует считать районы, где наряду с алюминиевым сырьем встречаются известняки и дешевое топливо. К ним относятся, в частности, Ачинско-Красноярский в Восточной Сибири и Североуральско-Краснотурьинский на Урале.

Центры производства глинозема расположены на Северо-западе (Бокситогорск — тихвинские бокситы, Волхов и Пикалево — хибинские нефелины), на Урале (Краснотурьинск и Каменск-Уральский — североуральские бокситы) и в Восточной Сибири (Ачинск — кияшалтырские нефелины). Следовательно, глинозем получают не только у источников сырья, а и в стороне от них, но при наличии известняков и дешевого топлива, а также при выгодном транспортно-географическом положении.

На первом месте по производству глинозема  находится Урал (более ²/₅ общего выпуска), затем идут Восточная Сибирь (свыше ¹/₃) и Северо-запад (более 1/5). Но отечественное производство обеспечивает только половину имеющихся потребностей. Остальное количество глинозема импортируется из ближнего зарубежья (Казахстан, Азербайджан и Украина), а также из Югославии, Венгрии, Греции, Венесуэлы и других стран. Около ¹/₅ потребности алюминиевых заводов в глиноземе покрывает Николаевский глиноземный завод (Украина) — крупнейший в СНГ. Его мощность составляет 1,2 млн. т глинозема в год.

В перспективе  ситуация резко изменится благодаря  российско-греческому соглашению о строительстве завода « ЭЛВА» на берегу Коринфского залива и о закупке произведенного там глинозема. Пуск этого предприятия создаст надежную базу по глинозему для отечественных алюминиевых заводов.

Благодаря значительной электроемкости производство металлического алюминия независимо от качества исходного сырья почти всегда приурочено к источникам дешевой электроэнергии, среди которых первостепенную роль играют мощные гидроэлектростанции. Здесь использование привозного глинозема (около 2 т. на 1 т. алюминия) оказывается экономически более выгодным по сравнению с передачей электроэнергии или эквивалентного количества топлива в районы производства дешевого глинозема.

В России все центры производства металлического алюминия (за исключением уральских) в той или иной мере удалены от сырья, находясь вблизи гидроэлектростанций (Волгоград, Волхов, Кандалакша, Надвой-ЦЬ1, Братск, Шелехов, Красноярск, Саяногорск) и отчасти там, где действуют крупные энергетические установки на дешевом топливе (Новокузнецк).

Совместное  производство глинозема и алюминия осуществляется  в Северо-Западном районе (Волхов) и на Урале (Краснотурьинск и Каменск -Уральский).

Алюминиевая промышленность среди остальных отраслей цветной металлургии выделяется наиболее крупными масштабами производства. В 1996 г., например, мощности по глинозему составили 2,6 , а по алюминию— около 3 млн. т. Самые мощные предприятия по глинозему действуют в Ачинске, Краснотурьинске, Каменске-Уральском и Пикалеве, по алюминию — в Братске, Красноярске, Саяногорске и Иркутске (Шелехове). Таким образом, по производству металлического алюминия резко выступает вперед Восточная Сибирь (почти ⁴/₅ общего объема производства в стране).

Заключительная  стадия технологического процесса в  цветной металлургии — обработка металлов и их сплавов — приближена к районам потребления и находится обычно в крупных промышленных центрах. Районы потребления притягивают к себе и переработку вторичного сырья — важного дополнительного ресурса в увеличении производства цветных металлов, дающего возможность получать готовую продукцию с гораздо меньшими затратами.

В отличие от алюминиевой медная промышленность по-прежнему сохраняется в главных районах добычи руд. Изменились лишь роль отдельных районов и их специализация.

Важным по значению районом медной промышленности является Уральский. Его  сырьевой базой служат медноколчедановые  руды Гайского, Красноуральского, Ревдинского, Блявинского и других месторождений. Однако они не могут обеспечить потребности Красноуральского, Кировоградского, Среднеуральского, Медногорского и других предприятий по выплавке меди. На Урале работают специализированные заводы по рафинированию черновой меди (Верхнепышминский, Кыштымский), обусловливающие роль района в производстве и поставках рафинированной меди в стране.

Медь производится на ряде новых  предприятий в разных районах  страны: в Восточной Сибири (Норильск), в Северо-Западном районе (Мончегорск), где она является сопутствующим металлом при выплавке никеля, молибдена и других цветных металлов. Ряд предприятий по рафинированию и прокату меди сложился вне районов получения черновой меди (Центральный, Северо-Западный и др.)

Свинцово-цинковая промышленность основывается на комплексной переработке разных по составу полиметаллических руд. На Урале цинк содержится в медных рудах. В Западной Сибири руда Салаирского месторождения состоит преимущественно из цинка. Полиметаллические руды распространены на Северном Кавказе (Садон), в Забайкалье (Нерчинск), на Дальнем Востоке (Дальнегорск).

Технологический цикл переработки  полиметаллических руд включает их добычу, обогащение, выделение рудных минералов (селективная флотация), получение  разными методами металлов, рафинирование. Особенности технологического процесса переработки руд разных месторождений сильно влияют на размещение производства отдельных стадий получения цинка и свинца. Отличительной чертой их размещения является территориальный разрыв отдельных стадий производственного цикла. Это связано с возможностью получать концентраты руд с высоким содержанием металла (до 60—70%), что делает выгодным даже дальние их перевозки. Для выплавки металлического свинца в отличие от цинка нужно относительно небольшое количество топлива. Разные методы получения цинка требуют использования или преимущественно электрической энергии, или технологического топлива. Металлический передел цинка и свинца заканчивается рафинированием чернового металла.

Полный цикл получения этих металлов имеет место на Северном Кавказе (Садон). Кроме того, Садон производит и концентраты руд этих металлов. В Западной Сибири выплавляется цинк и производится свинцовый концентрат, в Тетюхе на Дальнем Востоке—свинец и цинковый концентрат. Цинковые и свинцовые концентраты производятся в Нерчинске (Восточная Сибирь), а цинковые — на Среднеуральском заводе. На привозных концентратах работает Челябинский завод на Урале.⁴

Магниевое сырье (магнезит, доломит, карналлит и др.) широко распространено на Урале, в Восточной Сибири и в других районах. Особенностью получения металлического магния является очень большой расход электроэнергии — до 20 тыс. кВт •ч на 1 т. Первые заводы по производству магния разместились у источников сырья (Березниковский и Соликамский магниевые заводы). В послевоенные годы магниевые заводы сооружались у источников дешевой энергии. На базе комплексного использования сырья возникло производство магния на Калушском химико-металлургическом комбинате.

Еще большее значение, чем магний, в современной авиационной и  космической технике приобретает титан. Месторождения титановых руд имеются на Урале, Кольском полуострове, в Западной Сибири (титано-магнетиты и ильмениты). Электроемкость получения титана еще более высокая, чем магния (свыше 20 тыс. кВт-ч). Предприятия по его производству сразу складывались у источников дешевой энергии на привозном сырье и концентратах.

Россия—одна из стран, в которых  развито производство никеля. Месторождения сульфидных медно-никелевых руд сосредоточены на Кольском полуострове (Мончегорск, Печенга-никель) и в Восточной Сибири (Норильск), где выявлено крупное Талнахское месторождение. Другой вид окисленных никелевых руд разрабатывается на Урале (Режское, Уфалейское, Орское). Обогащение и переработка никелевых руд наиболее сложны в цветной металлургии из-за низкого содержания металла в сырье, большого расхода топлива, многостадийности процесса, наличия нескольких компонентов (сера, медь, кобальт и др.). В местах добычи никелевых руд разместились и предприятия по получению металла.

В отличие от никеля выплавка олова оторвана от месторождений руд (касситериты) в Читинской области, на Дальнем Востоке, в Магаданской области. Бедные, с небольшим содержанием олова, руды (чаще до 1 % ) обогащаются на месте до концентрата с 65% металла. Эти концентраты перевозятся на большие расстояния в Западную Сибирь (Новосибирск), на Урал и в другие районы, где подвергаются металлургическому переделу.

Свинцово-цинковая промышленность характеризуется  более сложными структурно-территориальными признаками по сравнению с медной промышленностью.

В целом она приурочена к районам распространения полиметаллических руд  Северному Кавказу (Садон), Кузбассу (Салаир), Забайкалью (Нерчинские месторождения) и Дальневосточному Приморью (Дальне-горек).

Однако вследствие того, что свинцовые и цинковые концентраты  обладают довольно высоким содержанием полезных компонентов, а следовательно, и транспортабельностью (в противоположность медным концентратам), обогащение и металлургический передел часто отрываются друг от друга. Так, на Урале, специфика сырьевой базы которого состоит в наличии медно-цинковых руд, для производства цинка (Челябинск) используются не только местные концентраты, но и поступающие из других районов страны. Аналогичные случаи бывают и при выплавке свинца.