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, титаномагниевая, вольфрамомолибденовая, 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.

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

Таблица 3.2

Доля экономических районов Российской Федерации в производстве продукции черной и цветной металлургии, 1995 г. (в %)

Экономические районы и территории	Черная металлургия	Цветная металлургия
	Производство
	железной руды	чугуна	стали	проката	Стальных труб
Северный	19,5	15,5	12,7	16,9	-	7,1
Республика Карелия						0,4
Мурманская область						6,7
Северо-Западный	-	-	1,4	1,3	3,2	2,0
г. Санкт-Петербург						0,7
Ленинградская область						1,2
Центральный	-	3,8	1,5	1,0	1,2	4,5
Владимирская область						0,7
г. Москва						1,3
Московская область						1,6
Орловская область						0,3
Рязанская область						0,4
Смоленская область						0,1
Тульская область						0,1
Волго-Вятский	-	-	2,1	1,9	13,8	0,3
Кировская область						0,3
Центрально-Черноземный Поволжский	43,0	17,3	12,5	11,6	-	0,0
-	-	3,5	2,1	14,8	3,3
Волгоградская область						1,2
Самарская область						2,1
Северо-Кавказский	-	-	1,5	0,8	12,7	1,8
Кабардино-Балкарская Республика						0,2

Карачаево-Черкесская Республика						0,1

Республика Северная						0,4
Осетия - Алания
Ростовская область						1,1
Уральский	20,5	46,0	47,6	46,8	50,0	19,1
Республика Башкортостан						0,9
Оренбургская область						1,9
Пермская область						1,8
Свердловская область						12,3
Челябинская область						2,2
Западно-Сибирский	4,2	17,4	14,4	14,8	4,4	3,3
Кемеровская область						2,6
Новосибирская область						0,6
Восточно-Сибирский	12,6	-	0,8	0,8	-	37,7
Республика Бурятия						0,5
Республика Тува						0,1
Республика Хакасия						3,5
Красноярский край						24,7
Иркутская область						7,1
Читинская область						1,8
Дальневосточный	-	-	1,8	2,2	-	20,7
Республика Саха (Якутия)						13,7
Чукотский АО						0,7
Приморский край						0,7
Хабаровский край						1,4
Амурская область						1,1
Магаданская область						2,9

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.

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.

Алюминиевая промышленность выпускает легкий цветной металл. В качестве сырья она использует бокситы, месторождения которых находятся на Северо-Западе (Бокситогорск), Севере (пока еще слабо освоенные крупнейшие месторождения Среднего Тимана в Республике Коми), Урале (Северо-Уральское, Каменск-Уральское), в Восточной Сибири (Нижне-Ангарское), а также нефелины, месторождения которых расположены на Севере (Хибинское), в Западной Сибири (Кия-Шалтырское). Ежегодно для алюминиевой промышленности поставляется по импорту 3 млн. т глинозема из бокситов, что свидетельствует о дефиците высококачественного алюминиевого сырья. В то же время в России есть огромные запасы нефелинов, но производство из них глинозема связано с большими затратами энергоресурсов.

Технологический процесс получения алюминия состоит из следующих основных стадий: добыча и обогащение сырья, производство полупродукта глинозема, выпуск металлического алюминия. На каждую из стадий технологического процесса оказывают влияние различные факторы размещения. Добыча и обогащение сырья, а также производство глинозема как материалоемкие процессы тяготеют к источникам сырья. При изготовлении металлического алюминия расходуется большое количество электроэнергии, поэтому его производство тяготеет к источникам массовой и дешевой энергии, среди которых первостепенную роль играют мощные ГЭС.

Производство глинозема и получение металлического алюминия территориально могут совпадать (Волхов, Краснотурьинск). Большую часть глинозема производят в европейской части страны: в Бокситогорске - на основе тихвинских бокситов, в Волхове и Пикалеве - на Хибинских нефелинах, в Краснотурьинске и Каменск-Уральском используют северо-уральские бокситы. В 1995 г. введены новые мощности по добыче бокситов в АО «Севуралбокситруда» в Свердловской области. В восточных районах производство глинозема представлено в Ачинске на основе кия-шалтырских нефелинов.

Производство металлического алюминия сосредоточено вблизи мощных ГЭС либо крупных энергетических установок на дешевом топливе (Волгоград, Волхов, Кандалакша, Надвойцы, Братск, дающий 6% мирового производства алюминия, Иркутск, Шелехов, Красноярск), так как транспортировать глинозем намного дешевле, чем передавать электроэнергию или топливо в районы производства дешевого глинозема. В Сибири формируются новые центры алюминиевой промышленности в Ачинско-Красноярском регионе.

Медная промышленность - одна из старейших отраслей цветной металлургии в нашей стране. Ее развитие началось еще в XVIII в. на Урале. Медь долгое время оставалась одним из самых потребляемых цветных металлов. Современная технология медной промышленности основывается на трех стадиях: добыча и обогащение руд, выплавка черновой меди, выплавка рафинированной меди. Медная промышленность из-за низкого содержания металла в руде сохранилась в основном в районах добычи, т. е. в Уральском экономическом районе. Здесь разрабатываются руды Гайского и Блявинского (Оренбургская область), Красноуральского и Ревдинского (Свердловская область), Сибайского, Подольского и Юбилейного (Республика Башкортостан) месторождений. Сырьем для медной промышленности могут служить также медно-никелевые и полиметаллические руды. На Урале металлургический передел значительно превосходит добычу и обогащение. Поскольку своих ресурсов не хватает, здесь используют привозные концентраты (из Казахстана, с Кольского полуострова) с содержанием металла 30 - 40%. Здесь существует около 10 медеплавильных и рафинирующих заводов. Черновая медь производится на Красноуральском, Кировоградском, Среднеуральском, Медногорском и других предприятиях. Рафинирование меди происходит на специализированных Верхнепышминском и Кыштымском заводах.

В других районах страны также существуют предприятия по производству меди: в Северном районе (Мончегорск), в Восточной Сибири (Норильский комбинат - медно-никелевые руды Норильского, Талнахского, Октябрьского месторождений, полиметаллические - Нерчинского и др.). На севере Читинской области завершена разведка и ведется подготовка к началу промышленного освоения третьего в мире по разведанным запасам Удоканского месторождения медных руд (свыше 1,2 млрд. т руды). Ряд предприятий по рафинированию и прокату меди возник вне районов получения черновой меди (Москва), здесь огромное значение приобрело вторичное использование меди (медного лома).

Свинцово-цинковая промышленность базируется на использовании разных по составу полиметаллических руд. Особенность их переработки заключается в добыче, обогащении, выделении рудных минералов, получении разными методами металлов, рафинировании. Свинец и цинк широко применяются в различных сферах человеческой деятельности. Цинк, обладая антикоррозионными свойствами, используется для оцинкования железного листа, телеграфных проводов, труб различного назначения, входит в состав некоторых фармацевтических препаратов. Свинец необходим для изготовления кислотоупорной аппаратуры, различных труб и сосудов для химической промышленности и т. п., кроме того, свинец хорошо поглощает рентгеновские и ядерные излучения.

Территориальная организация свинцово-цинковой промышленности отличается от медной тем, что не всегда и не везде свинец и цинк в чистом виде получают одновременно, т. е. для отрасли характерен территориальный разрыв отдельных стадий технологического процесса. Это становится возможным при получении концентратов руд с содержанием металла 60 - 70%, что делает выгодным их транспортировку на большие расстояния. Для получения металлического свинца требуется относительно небольшое количество топлива по сравнению с цинковым переделом. Однако в целом свинцово-цинковая промышленность тяготеет к месторождениям полиметаллических руд, которые находятся на Северном Кавказе (Садон), в Западной Сибири (Салаир), Восточной Сибири (Нерчинский Завод, Хапчеранга, Горевское), на Дальнем Востоке (Дальнегорск). На Урале цинк содержится в медных рудах. Полный металлургический передел представлен во Владикавказе (Северный Кавказ), в Челябинске осуществляется производство металлического цинка из привозных концентратов, а в Среднеуральске выпускаются цинковые концентраты; в Белово (Западная Сибирь) получают свинцовый концентрат и выплавляют цинк, в Нерчинске (Восточная Сибирь) производят свинцовые и цинковые концентраты. Дефицит потребляемого в России свинца покрывается поставками из Казахстана.

Никель-кобальтовая промышленность тесно связана с источниками сырья из-за низкого содержания металлов в рудах (0,3% никеля и 0,2% кобальта в сульфидных рудах), сложности их переработки, большого расхода топлива, многостадийное™ процесса и необходимости комплексного использования сырья. На территории Российской Федерации разрабатываются руды двух типов: сульфидные медно-никелевые - Мончегорск, Печенга-Никель (Кольский полуостров), Талнахское месторождение (Норильск); окисленные никелевые руды - Режское, Уфалейское, Орское (Урал).

Крупнейшие предприятия этой отрасли - Норильский комбинат полного цикла, производящий никель, кобальт, медь, редкие металлы, заводы в Никеле и Заполярном, добывающие и обогащающие руду, комбинат «Североникель» (Мончегорск), выпускающий никель, кобальт, платину, медь.

Титано-магниевая промышленность - относительно новая отрасль цветной металлургии. Магниевое сырье широко распространено на Урале, Кольском полуострове, в Западной Сибири. Получение титана и магния отличается большой электроемкостью. Если заводы по производству магния первоначально возникли у источников сырья (Березниковский и Соликамский заводы на Урале), то предприятия по производству титана строились в местах дешевой энергии, они работают на привозном сырье и концентратах. В перспективе в составе Тимано-Печорского ТПК намечено создать титаномагниевую промышленность.

Оловянная промышленность отличается территориальной разобщенностью стадий технологического процесса. Металлургический передел не связан с месторождениями руды, а ориентируется на районы потребления или размещается по пути следования концентратов (Новосибирск, Урал). Месторождения руд представлены в Читинской области (Шерловая Гора), но особенно широко они распространены на территории Дальнего Востока (Эсе-Хайя, Певек, Кавалерово, Солнечное, Кульдур, Депутатское, Ягодное, особенно крупные - Правоурминское и Соболиное в Хабаровском крае, Одинокое - в Якутии и др.). Здесь производят высокотранспортабельные концентраты и отправляют их к местам производства металлического олова. Однако в первой половине 90-х гг. закрылись или прекратили производство семь из одиннадцати горнодобывающих предприятий оловянных концентратов, а остальные (кроме Солнечного в Хабаровском крае, на котором в 1995 г. введены новые мощности) резко снизили объем производства. Выпуск олова в 1994 г. снизился вдвое по сравнению с 1990 г.

Цветные металлы и их сплавы обрабатываются в районах потребления. Здесь же происходит и переработка вторичного сырья.

К числу регионов с наиболее благополучным положением цветной металлургии относятся Красноярский край, Челябинская область, где объем производства цветных металлов (особенно меди, цинка и никеля) увеличился на 13%, и Мурманская область (рост на 7%), где на цветную металлургию приходится около 2/5 промышленной продукции.

Цветная металлургия – это не только комплекс мероприятий по получению цветных металлов (добыча, обогащение, металлургический передел, получение отливок чистых металов и сплавов на их основе), но и переработка лома цветных металлов.

Научно-технический прогресс не стоит на месте, и цветные металлы на сегодняшний день широко используются для разработки инновационных конструкционных материалов. Только отечественная металлургическая промышленность выпускает порядка 70 видов сплавов, используя разнообразное сырье.

В связи с низким содержанием необходимого компонента в руде и примесей других элементов, цветная металлургия является энергозатратным производством и имеет сложную структуру. Так, меди в руде содержится не более 5%, а цинка и свинца не более 5,5%. Колчеданы, добываемые на Урале, многокомпонентные, и в их составе находится порядка 30 химических элементов.

Цветные металлы подразделяются на шесть категорий, согласно своим физическим свойствам и предназначению:

Тяжелые. Имеют высокую плотность, соответственно, и вес. К ним относятся Cu, Ni, Pb, Zn, Sn.
Легкие. Имеют малый вес из-за незначительной удельной плотности. К ним относятся: Al, Mg, Ti, Na, Ka, Li.
Малые: Hg, Co, Bi, Cd, As, Sb.
Легирующие. В основном используются для получения сталей и сплавов с необходимыми качествами. Это W, Mo, Ta, Nb, V.
Благородные. Широко известны и используются для изготовления ювелирных украшений. Среди них Au, Ag, Pt.
Редкоземельные, рассеянные: Se, Zr, Ga, In, Tl, Ge.

Специфика отрасли

Руды цветных металлов, как было выше сказано, содержат малое количество добываемого элемента. Поэтому на тонну той же меди необходимо до 100 т руды. Из-за большой потребности в сырье цветная металлургия, по большей части, располагается вблизи своей сырьевой базы.

Цветные руды для своей переработки требуют большого количества топлива или электроэнергии. Энергетические затраты достигают половины общих затрат, связанных с выплавкой 1 т металла. В связи с этим металлургические предприятия располагаются в непосредственной близости от производителей электроэнергии.

Производство редких металлов в основном основано на восстановлении из соединений. Сырье поступает с промежуточных этапов обогащения руд. Из-за небольших объемов и трудности производства получением редких металлов занимаются лаборатории.

Состав отрасли

Виды цветной металлургии включают в себя отрасли, связанные с получением определенных видов металлов. Так, укрупнено можно выделить следующие отрасли:

производство меди;
производство алюминия;
производство никеля и кобальта;
производство олова;
производство свинца и цинка;
добыча золота.

Получение никеля тесно связано с местом добычи никелевых руд, которые расположены на Кольском полуострове и в Норильском районе Сибири. Многие отрасли цветной металлургии отличаются многоступенчатым металлургическим переделом промежуточных продуктов.

На этом основании эффективен комплексный подход. Это сырье для получения других сопутствующих металлов. Утилизация отходов сопровождается получением материалов, использующихся не только в других отраслях тяжелого машиностроения, но и в химической и строительной отраслях.

Металлургия тяжелых металлов

Получение меди

Основными этапами получения чистой меди являются выплавка черновой меди и ее дальнейшее рафинирование. Черновая медь добывается из руд, а низкая концентрация меди в уральских медных колчеданах и большие ее объемы не позволяют перенести производственные мощности с Урала. В качестве резерва выступают: медистые песчаники, медь-молибденовые, медь-никелевые руды.

Рафинирование меди и переплавка вторичного сырья производится на предприятиях, которые удалены от источников добычи и первичной плавки. Благоприятствует им низкая стоимость электричества, так как для получения тонны меди расходуется до 5 кВт энергии в час.

Утилизация сернистых газов с последующей переработкой послужила стартом для получения серной кислоты в химической промышленности. Из остатков апатитов производит фосфатные минеральные удобрения.

Получение свинца и цинка

Металлургия цветных металлов, таких как свинец и цинк, имеет сложную территориальную разобщенность. Добычу руды ведут на Северном Кавказе, в Забайкалье, Кузбассе и на Дальнем Востоке. А обогащение и металлургический передел проводится не только возле мест выемки руды, но и на других территориях с развитой металлургией.

Свинцовые и цинковые концентраты богаты на химическую элементную базу. Однако сырье имеет разное процентное содержание элементов, из-за чего не всегда цинк и свинец можно получить в чистом виде. Поэтому технологические процессы в районах различны:

В Забайкалье получают только концентраты.
На Дальнем Востоке получают свинец и цинковый концентрат.
На Кузбассе получают цинк и свинцовый концентрат.
На Северном Кавказе ведут передел.
На Урале производят цинк.

Металлургия легких металлов

Наиболее распространенным легким металлом является алюминий. Сплавы на его основе обладают свойствами, присущими конструкционным и специальным сталям.

Для получения алюминия сырьем являются бокситы, алуниты, нефелины. Производство разделено на две стадии:

На первой стадии получают глинозем и необходим большой объем сырья.
На второй стадии электролитическим методом производят алюминий, на что требуется недорогая энергия. Поэтому этапы производства находятся на разных территориях.

Получение алюминия и сплавов сосредоточено в промышленных центрах. Сюда же поставляется лом на вторичную переработку, что в итоге снижает себестоимость готовой продукции.

Цветные металлы делятся по их физическим свойствам и назначению на несколько групп:

тяжелые — медь, свинец, цинк, олово, никель;
легкие — алюминий, магний, титан, литий и др.;
малые — висмут, кадмий, сурьма, мышьяк, кобальт, ртуть:
легирующие — вольфрам, молибден, тантал, ниобий, ванадий;
благородные — золото, серебро, платина и платиноиды;
редкие и рассеянные — цирконий, галлий, индий, таллий, германий, селен и др.

Цветная металлургия России выпускает около 70 различных видов металлов. Такой полный набор производства имеют три страны мира — США, Германия, Япония.

Особенности сырьевой базы цветной металлургии:

крайне низкое в количественном отношении содержание полезных компонентов в сырье (медные от 1 до 5%, свинцо-цинковые от 1,5 до 5,5% и т.д.), т.е. для получения 1 т меди требуется переработать не менее 100 т руды;
исключительная многокомпонентностьсырья (например: уральские колчеданы содержат медь, железо, серу, золото, кадмий, серебро и другие, в обшей сложности до 30 элементов);
высокая топливоемкость и энергоемкость сырья в процессе его обработки.

Особенностью цветной металлургии является высокая энергоемкость сырья в процессе его подготовки к металлургическому переделу и переработке. В связи с этим различают топливоемкие и электроемкие производства. Высокая топливоемкость характерна, например, для производства никеля, глинозема из нефелинов, черновой меди. Повышенной электроемкостью отличается производство алюминия, магния, кальция, титана и др. В целом по отрасли доля топливно-энергетических затрат составляет от 10 до 50-65% общих затрат на I т производимой продукции. Эта особенность производства обусловливает размещение отраслей цветной металлургии в регионах, наиболее обеспеченных электроэнергией.

Отрасли цветной металлургии

Основные отрасли цветной металлургии:

алюминиевая промышленность;
медеплавильная или медная промышленность;
свинцово-цинковая промышленность;
никель-кобальтовая промышленность;
оловодобывающая промышленность;
золотодобывающая промышленность;
алмазодобывающая промышленность.

Необходимо отметить, что в размещении цветной металлургии обычно не выделяют четко ограниченных ареалов размещения (или металлургических баз). Это объясняется двумя причинами: во-первых, цветная металлургия имеет сложную отраслевую структуру; во-вторых, во многих подотраслях существует территориальный разрыв между добычей и обогащением сырья и выплавкой готового металла.

Алюминиевая промышленность

Алюминий обладает высокими конструкционными свойствами, легкостью, достаточной механической прочностью, высокой тепло- и электропроводностью, что обеспечивает его применение в машиностроении, строительстве, производстве товаров народного потребления. Алюминиевые сплавы (дюралюминий, силумин и др.) по механическим свойствам не уступают высокосортным сталям.

Основным сырьем для производства алюминия являются бокситы, также используются нефелины и алуниты, являющиеся комплексным сырьем. Технологический процесс складывается из двух основных стадий: производства глинозема и производства металлического алюминия. Территориально эти процессы во многих случаях разобщены, так как первая стадия является материалоемкой и тяготеет к источникам сырья, а вторая ориентируется в своем размещении на источники дешевой энергии.

В России все центры производства металлического алюминия (за исключением уральских) в той или иной мере удалены от сырья, находясь вблизи гидроэлектростанций (Волгоград, Волхов, Кандалакша, Надвоицы, 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. Самые мощные предприятия по глинозему действуют в Ачинске, Краснотурьинске, Каменске-Уральском и Пикалеве, по алюминию — в Братске, Красноярске, Саяногорске и Иркутске (Шелехове). В Восточной Сибири производится почти 4/5 общего объема алюминия в стране.

Отечественный рынок алюминиевой продукции до 2007 г. был представлен двумя компаниями: «СУАЛ-холдинг» (группа СУАЛ) и «Русский алюминий» («РУСАЛ»).

В 2006-2007 гг. произошло объединение алюминиевых и глиноземных активов компании «РУСАЛ», занимавшей третье место в мире по производству алюминия, группы СУАЛ, входившей в десятку ведущих мировых производителей алюминия, и швейцарской компании Glencore и создана крупнейшая в мире алюминиевая корпорация «Объединенная компания Российский алюминий» (ОК РУСАЛ).

Главная особенность компании — вертикальная интеграция в составе производственного цикла последовательных технологических переделов по добыче и переработке сырья, выпуску первичного металла, а также полуфабрикатов и готовой продукции из алюминия и его сплавов.

Медеплавильная или медная промышленность

Медь обладает высокой электропроводностью и ковкостью, находит широкое применение в машиностроении, особенно в электротехнической промышленности, сооружении линий электропередачи и связи, а также в производстве сплавов с другими металлами.

Медная промышленность из-за относительно низкого содержания концентратов приурочена (исключая рафинирование чернового металла) к районам, располагающим сырьевыми ресурсами.

Основной тип руд, используемых сейчас в России для производства меди, медные колчеданы, которые представлены в основном на Урале (Красноуральское, Ревдинское, Блявинское, Сибайское, Гайское и другие месторождения). Важным резервом служат медистые песчаники, сосредоточенные в Восточной Сибири (Удоканское месторождение). Встречаются также медно-молибденовые руды. В качестве дополнительного сырья используют медно-никелевые и полиметаллические руды.

Основной район производства меди — Урал, для которого характерно преобладание металлургического передела над добычей и обогащением. Поэтому здесь вынуждены использовать привозные (большей частью, казахстанские) концентраты.

На Урале функционируют предприятия по производству черновой меди и ее рафинированию. К первым принадлежат Красноуральский, Кировоградский, Среднеуральский (Ревда), Карабашский и Медногорский медеплавильные, ко вторым — Кыштымский, Верхнепыменский медеэлектролитные заводы.

Характерна широкая утилизация отходов в химических целях. На медеплавильных предприятиях Красноуральска, Кировограда и Ревды сернистые газы служат исходным сырьем для производства серной кислоты. В Красноуральске и Ревде на основе серной кислоты и привозных апатитовых концентратов производятся фосфатные удобрения.

В дальнейшем намечено вовлекать в оборот новые источники сырья для производства меди. Для освоения уникального Удоканс- кого месторождения в Восточной Сибири создана одноименная горная компания (УГК) с участием американо-китайского капитала. Месторождение — третье по величине в мире — расположено недалеко от станции Чара на БАМе.

Рафинирование, как заключительная стадия производства меди, непосредственно мало связано с сырьевыми базами. Фактически оно находится либо там, где есть металлургический передел, образуя специализированные предприятия, либо комбинируясь с выплавкой черного металла, либо в районах массового потребления готовой продукции (Москва, Санкт-Петербург, Кольчугино и др.). Благоприятным условием служит наличие дешевой энергии (на I т электролитической меди расходуется 3,5-5 кВт/ч).

Никель-кобальтовая промышленность

Никель, обладающий высокой твердостью, является легирующим металлом и используется в качестве защитного покрытия металлических изделий. Никель входит в состав ценных сплавов с другими цветными металлами.

Кобальт, добываемый из никелевых руд, используется для получения кобальтовых сплавов: магнитных, жаропрочных, сверхтвердых, коррозийностойких.

Никель-кобальтовая промышленность наиболее тесно связана с источниками сырья, что обусловлено низким содержанием промежуточных продуктов (штейн и файнштейн), получаемых в процессе переработки исходных руд. В России эксплуатируются руды двух видов: сульфидные (медно-никелевые), которые известны на Кольском полуострове (Никель) и в низовьях Енисея (Норильск), и окисленные — на Урале (Верхний Уфалей, Орск, Реж). Особенно богат сульфидными рудами Норильский район. Здесь выявлены источники сырья (Талнахское и Октябрьское месторождения), что дает возможность еще больше расширить металлургический передел по никелю.

Норильский район — крупнейший центр комплексного использования медно-никелевых руд. На действующем здесь комбинате, который объединяет все стадии технологического процесса — от сырья до готовой продукции, производятся никель, кобальт, платина (вместе с платиноидами), медь и некоторые другие редкие металлы. Путем утилизации отходов получают серную кислоту, соду и другие химические продукты.

ОАО * Горно-металлургическая компания „Норильский никель- крупнейшая в России и одна из крупнейших в мире компаний по производству драгоценных и цветных металлов. На его долю приходится более 20% мирового производства никеля, более 10% кобальта и 3% меди. На отечественном рынке на долю ОАО «ГМК „Норильский никель"» приходится около 96% всего производимого в стране никеля, 55% меди, 95% кобальта.

Свинцово-цинковая промышленность ориентируется на сырьевую и топливную базу: Кузбасс — Салаир, Забайкалье — Нерчинск, Дальний Восток — Дальнегорск и др. Развита оловянная промышленность на Дальнем Востоке: Шерловогорский, Хрустальненский, Солнечный ГОК.

Алмазодобывающая промышленность. Алмазы — одна из важнейших доходных статей отечественного экспорта. Ежегодно от их продажи страна получает около 1,5 млрд долл. В настоящее время почти все отечественные алмазы добываются в Якутии. В двух алмазоносных районах бассейна реки Вилюй действуют несколько рудников, в том числе такие известные, как «Юбилейный» и «Удачный» (85% общего объема добычи). На территории восточных районов страны алмазы найдены также в Восточной Сибири (Красноярский край и Иркутская область). Акционерная компания «АЛ РОСА» — один из мировых лидеров в области разведки, добычи и реализации алмазов, производства бриллиантов. АК «АЛ РОСА» добывает 97% всех алмазов Российской Федерации. Доля компании в мировом объеме добычи алмазов составляет 25%.

Перспективы развития намечены в федеральных программах: «Развитие рудной базы цветной металлургии», «Национальная программа развития металлургии России».

Уральская горно-металлургическая компания – один из крупнейших производителей катодной меди, обеспечивающая около 38% российского производства. Медные катоды УГМК зарегистрированы на Лондонской бирже металлов под брендами UMMC и UMMC II.

Помимо медных катодов УГМК производит медную катанку, медные порошки и изделия из них, селен, теллур, медный купорос, сернокислый никель, серебро и золото в слитках, концентрат металлов платиновой группы. Отдельным направлением деятельности компании также является производство рафинированного цинка и цинк-алюминиевых сплавов.

В дивизион цветной металлургии Уральской горно-металлургической компании входят 7 предприятий, расположенных в Свердловской, Челябинской, Оренбургской областях, а также в Республике Северная Осетия – Алания.

Произведенный на горно-обогатительных комбинатах компании медный концентрат отправляется для дальнейшей переработки на медеплавильные заводы, где производят черновую медь: ООО «Медногорский медно-серный комбинат» (г. Медногорск, Оренбургская область), АО «Святогор» (г. Красноуральск, Свердловская область), ОАО «Среднеуральский медеплавильный завод» (СУМЗ), филиал “Производство полиметаллов” АО "Уралэлектромедь".

Схема производства черновой меди

СУМЗ является крупнейшим предприятием УГМК по производству черновой меди, его производственная мощность составляет 150 тысяч тонн в год. Несколько лет назад на предприятии была завершена коренная реконструкция химико-металлургического комплекса, позволившая практически полностью прекратить выбросы отходящих газов металлургического производства в атмосферу. В настоящее время аналогичные работы реализуются и на остальных медеплавильных предприятиях компании.

Произведённая на медеплавильных заводах черновая медь в слитках по несколько тонн отправляется на дальнейшую переработку на головное предприятие Уральской горно-металлургической компании АО «Уралэлектромедь» (г. Верхняя Пышма, Свердловская область), где металл переплавляется в аноды и подвергается электролитическому рафинированию. В 2012 году на предприятии введена в эксплуатацию первая очередь нового цеха электролиза меди, где производится катодная медь. Аналогов подобного производства в России сегодня не существует. В частности, внедрена принципиально новая для предприятия – безосновная технология производства медных катодов (медные основы заменены на постоянные катоды из нержавеющей стали). В настоящее время на предприятии строится вторая очередь нового цеха электролиза меди, ввод ее в эксплуатацию запланирован на 2017 год.

Схема медерафинировочного производства

Схема процесса электролиза меди по безосновной технологии

На промплощадке АО «Уралэлектромедь» также расположено производство медной катанки, которая является заготовкой для предприятий кабельной промышленности. Драгоценные и рассеянные металлы производятся в химико-металлургическом цехе предприятия из шлама медеэлектролитного производства.

Схема производства медной катанки

Схема производства драгоценных металлов

Цинковый концентрат, основной объем которого производится на Учалинском ГОКе, перерабатывается на ОАО «Челябинский цинковый завод» (г. Челябинск) и ОАО «Электроцинк» (г. Владикавказ).

На ЧЦЗ в настоящее время проводится модернизация основного производства, которая позволит сбалансировать его плавильные и рафинировочные мощности и увеличить производительность предприятия до 200 тыс.т. цинка в год.

На владикавказском «Электроцинке» ведутся работы по проектированию нового цеха электролиза цинка. Вместе с коренной реконструкцией серно-кислотного производства это, по сути, позволит создать новое производство, в полной мере соответствующее всем современным требованиям. Решение о строительстве новых промышленных объектов обусловлено как планами перспективного развития горно-обогатительных предприятий УГМК и увеличением поставок цинка в концентратах, так и необходимостью рационализации производственных схем, модернизации цинкового передела, повышения производительности и улучшения условий труда, снижения воздействия на окружающую среду.

Схема производства цинка

Еще одним направлением деятельности компании является свинцовое производство, которое организовано в филиале АО «Уралэлектромедь» «Производство сплавов цветных металлов» (пос. Верх-Нейвинский, Свердловская область). Его основной сырьевой базой (порядка 75%) являются свинцовые кеки, содержащие до 50% металла (это промежуточные продукты, образующиеся при переработке цинкового концентрата и пылей медеплавильных заводов), а также аккумуляторный лом. С выходом на проектную мощность, предприятие сможет производить до 20 тысяч тонн рафинированного свинца в год.

Металлургическая промышленность представлена черной и цветной отраслью. Эти две части составляют единый функционирующий организм и вместе являются базовой отраслью хозяйства страны, которые отличаются высокими показателями капиталоемкости и материалоемкости.

Цветная металлургия является одной из отраслей промышленной хозяйства страны, занимающаяся добычей недр, их обогащением и дальнейшей обработкой руд металлов (цветных, редких или благородных).

Характерные черты отрасли

Функциональные характеристики цветной металлургии обусловлены следующими ее отличительными чертами:

Цветная металлургия имеет наибольшее потребление сырья и материалов среди прочих промышленных производств. Для обеспечения ее работы требуются значительные объемы сырья. В основном для переработки используется руда с низким содержанием ценных компонентов (от 0,3–0,5 до 2,1%). Исключение составляет обработка бокситов для создания алюминия.
Эта отрасль имеет самые значительные показатели электро- и топливопотребления. Самыми энергопотребляемыми отраслями является индустрия свинца, никеля и кобальта.
Для обеспечения бесперебойной работы предприятия цветной металлургии требуется большое число трудовых ресурсов, т. е. эта отрасль, в том числе, трудоемкая.

Добыча цветной металлургии это тяжелый трудозатратный процесс

Предприятия этой производственной сферы в основном занимаются переработкой полиметаллических руд.
Эта отрасль промышленности состоит из нескольких обязательных стадий. К ним относят этапы добычи рудного сырья, его обогащению, металлургический передел, дальнейшую переработку полученного металла. Только прохождение всех перечисленных этапов составляет полный производственный процесс (цикл).
Предприятия отрасли цветной металлургии располагаются по географическому принципу в зависимости от месторасположения полезных ископаемых. В этом случае природно-сырьевой фактор служит решающим.
Цветная металлургия считается одной из самых опасных в индустрии для окружающей среды. Ее деятельность связана с постоянными выбросами больших объемов отравляющих веществ.

Цветная металлургия

Отрасли цветной индустрии

Состав цветной металлургии, как сложноорганизованный производственный организм, включает 14 подотраслей.

Рассмотрим подробнее ее строение:

Алюминиевая. Нуждается в высококачественном сырье в сравнении с другими ветками промышленности. Основой, обеспечивающей ее деятельность, служат бокситы. Эти сырьевые ресурсы в промышленных объемах распространены на Урале и Северо-Западе страны. На этих территориях и располагаются основные производственные мощности по их добыче и дальнейшей переработке.
Медная. Заводы медной, как и алюминиевой, промышленности располагаются в непосредственной близости от месторождений полезных ископаемых. В нашей стране для производства меди добывают и используют сырье, называемое медным колчеданом. Основные залежи его находятся на территориях Урала. Вторым по величине месторождением принято считать Восточную Сибирь с ее медистыми песчаниками.
Свинцово-цинковая. Предприятия этой отрасли находятся в непосредственной близости от месторождений полиметаллических руд. К таким территориям относят Кузбасс, Северный Кавказ, Дальневосточное Приморье и Забайкалье.
Никель-кобальтовая. Эта подотрасль цветной индустрии занимается добычей и обогащением руд для дальнейшего производства кобальта и , драгоценных металлов, меди, строительных материалов и сопутствующей химической продукции. Территориально предприятия никель-кобальтовой промышленности находятся в Норильском районе, на Урале и низовьях Енисея.
Золотодобывающая. Эта отрасль добычи и производства базируется на золотосодержащих рудах и песках. Основное ее назначение - создание драгоценных сплавов и металлов. А также в ведении золотодобывающей промышленности находится переработка драгметаллов.
Титано-магниевая. Основное назначение этой подотрасли - добыча полезных ископаемых, их переработка и обогащение для создания титана, магния и прочих производных.
Оловянная. Занимается добычей полезных ископаемых, дальнейшим обогащением руд с целью производства олова.
Вольфрамо-молибденовая. Эта отрасль базируется на добыче и дальнейшем обогащении вольфрамо-молибденовых руд, их концентратов и производной продукции.
Промышленность по добыче и производству редких металлов, материалов с полупроводниковыми свойствами.
Сурьмяно-ртутная. Основное назначение этой отрасли - добыча руд (ртутных и сурьмяных) и их дальнейшее обогащение с целью создания ртути, сурьмы и производной продукции.
Промышленность по обработке цветных металлов. Основное назначение этой составляющей - создание проката всех типов, труб из цветного металла и сплава.
Промышленность по переработке вторичных цветных металлов. Основной вид деятельности этой индустрии заключается в сборе, переработке и изготовлению цветного металла из лома и различных отходов.
Электродная. Основной род занятий электродной промышленности состоит в производстве электродной продукции из угля или графита.
Промышленность жаропрочных, а также твердых и тугоплавких металлов.

Технологические этапы производства цветной металлургии

Цветная металлургия в процессе производства проходит несколько этапов, включаемых в единый цикл.

К технологии относят:

Добыча производственного сырья.
Подготовка сырья к его дальнейшей промышленной переработке, в том числе обогащение. Обогащение руд - необходимый процесс для изготовления концентрата. Обогащение предполагает дробление породы и дальнейшее ее разделение на пустую породу и ценные элементы. Полученный концентрированный продукт необходим для дальнейшего производства металла.
Металлургический передел.Передел представляет собой такую обработку сырья, при которой на выходе получается полуфабрикат, используемый для дальнейшего использования. В процессе металлургического передела возможно изменить химический состав сырья, его физико-химические свойства, а также допустить переход из одного агрегатного состояния в необходимое другое. В цветной промышленности металлургический передел в основном связан с . Это плавка, его разливка, дальнейшее обжатие с целью создания проката.
Обработка полученных сопутствующих отходов. Она подразумевает утилизацию или дальнейшую переработку. Из полученного шлака в дальнейшем можно получить продукцию или сырье для других видов промышленности.

Цветная металлургия находится в стадии своего развития. Основные направления, в которых ведется работа:

улучшение качества выпускаемых изделий и сопутствующей продукции;
снижение затрат, связанных с производством металлопродукции;
соблюдение принципов экологической безопасности производства, совершенствование систем защиты окружающей среды;
совершенствование ресурсосберегающей политики;
повышение конкурентоспособности выпускаемой металлопродукции.