Комплексное использование многокомпонентного минерального сырья (ресурсов вообще), заключающееся в одновременном или последовательном извлечении из него нескольких (двух и более) или всех (пользующихся спросом) ценных составляющих в обособленные продукты («мономинеральные» концентраты, химические элементы различной степени чистоты или их стандартные соединения) является характерной чертой современного производства большинства отраслей народного хозяйства. Комплексное использование сырья - это такая стадия развития перерабатывающих производств, когда отходы одних процессов становятся сырьем для других, когда наряду с отношениями человек-производство устанавливаются сложные отношения производство-природа и природа-человек.
При разработке месторождений полезных ископаемых большие объемы вскрышных пород направляют в отвалы, которые занимают значительные площади. Вместе с тем, отвалы горных производств представляют собой дешевое и ценное сырье, которое может найти применение в строительстве, землепользовании и других отраслях промышленности.
Актуальной проблемой является комплексное использование сырья с переводом всех компонентов в промышленные продукты. Рассмотрим некоторые способы решения этой проблемы.
В России разработана безотходная технология переработки нефелинового сырья. Нефелиновый концентрат совместно с известняком подвергают спеканию при температуре 1 250 – 1 300 °С. После спекания получают продукт.
При водном выщелачивании спека алюминаты щелочных методов переходят в раствор. Феррит натрия гидролизуется с образованием едкого натра и гидроксида железа. Двухкальциевый силикат взаимодействует с алюминатным раствором, в результате получаются алюминаты щелочных металлов и трехкальциевый гидроалюминат. Протекает реакция: 3(СаО Si02) + 2(Na20 А1203) + 8Н20 - Na20 А12Оэ 2SiOr 2НгО + Na20 Si02 + ЗСаО А12Оэ- 6Н20
Образуется нефелиновый (белитовый) шлам, который отделяют от раствора, промывают и направляют на производство цемента.
Алюмосиликатный раствор подвергают обескремниванию, при котором образуются малорастворимые алюмосиликаты. Их отделяют фильтрованием и прокаливают. Получают готовый продукт – глинозем.
Очищенный раствор алюминатов натрия и калия обрабатывают газами, содержащими С02. Получают раствор, в состав которого входят Na2C03 и К2С03. Раствор упаривают, а затем проводят дробную кристаллизацию. Первоначально выкристаллизовывают соду Na2C03, а затем поташ К2С03.
Технологическая схема комплексной переработки нефелинового сырья обеспечивает полное использование всех компонентов сырья и переработку их в товарные продукты и является безотходной.
На получение 1 т глинозема расходуется 3,9 – 4,3 т нефелиноного концентрата; 11,0 -13,8 т известняка; 3 -3,5 т топлива; 4,1 – 1,6 Гкал пара; 1050 – 1 190 кВт-ч электроэнергии.
При этом производят 0,62 – 0,78 т кальцинированной соды; 0,18 – 0,28 т поташа; 9 – 10 т портландцемента. Эксплуатационные затраты на производство промышленных продуктов на 10 – 15 % ниже затрат при получении этих веществ другими промышленными способами.
Рассмотрим теперь процессы комплексной переработки минеральной руды. При переработке некоторых руд до 30 – 40 % полезных компонентов уходит в хвосты. В настоящее время в переработку поступают все более бедные минералы с низким содержанием ценного компонента. Например, содержание меди в сульфидных рудах снизилось за последние 20 лет с 4 до 0,5 %. В большинстве случаев для получения 1 т металла надо переработать 100 – 200 т руды.
Другая особенность минерального сырья – содержание в них в небольших количествах высокотоксичных веществ, которые затем переходят в отходы. Это относится к соединениям серы, мышьяка, сурьмы, селена, теллура и других цветных металлов.
Особенно остро проблема стоит в металлургической промышленности. Высокое содержание ценных или токсичных компонентов не позволяет отнести отходы металлургической промышленности к отвальным и требует внедрения новых технологий по их переработке.
Рассмотрим в качестве примера технологию переработки сульфидных руд, содержащих медь и другие цветные металлы. В России медь получают из медно-цинковых, медно-никелевых, медно-молибденовых и медно-кобальтовых руд. Более 80 % меди из медно-цинкового сырья производят по металлургическому методу. Он состоит из следующих основных операций:
Флотационная обработка руд с получением медного концентрата;
Окислительный обжиг;
Плавка, после которой получают штейн – сплав сульфидов меди и железа, и шлаки – расплав оксидов металлов.
Применяемый метод не может решить проблему комплексного использования сырья. Степень извлечения меди из сырья не превышает 75 – 78 %. Кроме того, в медный концентрат переходит до 50 % цинка, дополнительно в отвальных и пиритных хвостах теряется до 20 % цинка. Долгое время на обогатительных фабриках из руды извлекали только медь, а остальные компоненты уходили и отвалы.
В настоящее время разработана и промышленно освоена технология коллективно-селективной флотации медно-цинковых руд, которая позволяет извлекать из руды медный и цинковый концентраты. Согласно этой схеме первоначально руду измельчают и направляют на сульфидную флотацию. Получают сульфиды металлов, а пустая порода уходит в отвал. Далее сульфидный концентрат после измельчения направляют на медно-цинковую флотацию, в результате проведения которой получают медный, цинковый и пиритный концентраты. Медный концентрат подвергают пирометаллургической переработке. В качестве конечного продукта получают рафинированную медь. Имеется несколько способов переработки цинковых концентратов, которые применяются на отечественных и зарубежных заводах.
За рубежом наиболее распространен фьюминг-процесс. Он основан на продувке расплавленного шлака воздухом в смеси с восстановителем. При этом соединения цинка и сопутствующих ему элементов – кадмия, свинца, олова – возгоняются. Далее они улавливаются системой фильтров. Этим способом выделяют до 90 % цинка, 99% свинца, 80 – 85% олова.
Другой метод комплексной переработки цинковых концентратов – вальцевание – применяют на Каменогорском комбинате. Технология процесса состоит в плавке в трубчатых печах совместно измельченного концентрата и кокса. В возгоняемые газы переходят соединения цинка, свинца, кадмия. В клинкере остаются медь, железо, благородные металлы, кремнезем и глинозем. В пиритный концентрат переходят многие элементы, содержащиеся в руде.
Другой пример комплексного использования сырья – технология переработки медно-никелевых руд. Эти руды – ценнейшее полиметаллическое сырье, которое помимо никеля и меди содержит кобальт, благородные металлы, редкие и рассеянные элементы. Они добываются на Норильском, Талнахском месторождениях и на Кольском полуострове. При обогащении сырья большая часть примесей переходит в пиритные концентраты. До последнего времени пиритные концентраты направляли на химические предприятия, где их использовали для извлечения серы и получения серной кислоты. Остальные элементы оставались в огарке, который уходил в отвалы или на производство цемента.
На Норильском ГОК создана технология по комплексной переработке медно-никелевого сырья. Первоначально руду подвергают селективной флотации с выделением медного и никелевого концентратов. Никелевый концентрат (содержание никеля 4-5 %) расплавляют в электрических или шахтных отражательных печах для отделения пустой породы и получения никеля в виде сульфидного сплава (штейна). В нем содержание никеля достигает 10-15%. Наряду с никелем в штейн частично переходит железо, кобальт, медь и практически полностью благородные металлы. Для отделения железа жидкий штейн окисляют продувкой воздухом. Следующей операцией является флотация, при проведении которой разделяют соединения меди и никеля. Никелевый концентрат обжигают в печах кипящего слоя до полного удаления серы и получения NiO. Металлический черновой никель получают восстановлением его оксида в электрических дуговых печах, а затем подвергают рафинированию.
Для выделения кобальта используют его способность образовывать комплексные соединения. С этой целью раствор никеля и кобальта обрабатывают хлором, гипохлоритом натрия или другими окислителями. Конечным продуктом является оксид кобальта Со304, из которого получают металлический кобальт.
На комбинате «Южуралникель» и на Норильском ГОК для извлечения сопутствующих элементов из медно-никелевых руд применены сорбционная и экстракционная технологии.
В настоящее время ионообменная сорбция находит промышленное применение для извлечения цветных и благородных металлов из руд или отходов их переработки.
Приведем несколько примеров: для извлечения золота из руд используют ионит АНК-5-2; аниониты хорошо сорбируют анионные формы молибдена; перспективно применение сорбции для извлечения вольфрама; разработана технология промышленного извлечения ванадия с помощью ионоактивных сорбентов.
Во всех случаях применения метода сорбции существенно повышается коэффициент извлечения металлов из рудного сырья, снижаются капитальные и эксплуатационные затраты, уменьшаются или полностью прекращаются сбросы вредных веществ в окружающую среду.
Экстрагирование также широко используется для комплексного извлечения металлов из природного сырья. Метод основан на обработке жидких смесей растворителями, избирательными по отношению к отдельным компонентам.
Экстракционные процессы широко применяют для извлечения редких металлов: разделяют и извлекают тантал и ниобий, цирконий и гафний, скандий, иттрий, таллий и индий, вольфрам, молибден, рений и другие редкоземельные металлы.
Похожая информация.
Металлургический комплекс России - это обширная отрасль, включающая в себя предприятия, выплавляющие черные и цветные металлы. Последняя занимает очень важное место в экономике нашей страны. На сегодняшний день у нас насчитывается несколько центров цветной металлургии, которые осуществляют добычу, обогащение цветных руд, редких, а также благородных металлов.
Цветная металлургия занимается несколькими видами металлов - это основные или, так называемые, тяжелые. К ним и относится медь, легкие, малые, легирующие, благородные, редкие и рассеянные.
Более подробно остановимся на производстве меди. Центры производства меди сосредоточены в разных регионах нашей страны. Место размещения таких предприятий определяется рядом факторов, среди которых следует отметить:
- сырье;
- энергетический и топливный фактор;
- потребители.
Главные медные центры России.
Медная руда в нашей стране добывается в разных регионах. Самые богатые месторождения руды расположены в Казахстане, хотя медь добывается и в других районах, например, богатые месторождения есть и на Урале. Стоит отметить, что Россия по добыче медной руды сегодня занимает первое место в мире.
Главные центры производства меди находятся на Урале. Этот регион занимает первое место по производству меди.
Медные предприятия чаще всего размещают рядом с рудниками. Сырьевой фактор является ключевым из-за низкого содержания концентратов в сырье. Сегодня производители меди широко используют в качестве сырья медные колчеданы, добываемые на месторождениях, расположенных в разных районах Урала. Поэтому и предприятия по производству меди также сконцентрированы в этом регионе, хотя в своей деятельности они используют и завезенные казахстанские руды. Имеет эта отрасль и свой сырьевой резерв в виде медистых песчаников, которые находятся в Восточной Сибири.
Чернову медь на Урале изготавливают такие предприятии, как Среднеуральский, Кировоградский, Красноуральский («Святогор»), Медногорский и Карабашский заводы. Рафинированием меди занимаются Верхнепыменский и Кыштымский заводы.
Всего на Урале работает 11 медных предприятий, которые производят 43 процента всей меди в России.
Предприятия Урала характеризуются и утилизацией отходов. Так, заводы в таких городах как Ревда, Кировоград и Красноуральск используют образующиеся в ходе производства сернистые газы для изготовления серной кислоты, которая в дальнейшем служит для производства удобрений.
Крупные центры медного производства находятся, не только на Урале, но и в других районах страны. В таблице показано, где расположены сырьевые и отраслевые центры.
Среднеуральский завод: характеристика.
Как упоминалось выше, Среднеуральский медный завод (СУМЗ) - один из главных центров выплавки меди в нашей стране. Располагается этот завод в городе Ревда, что в Свердловской области. СУМЗ относится к Уральской горно-металлургической компании, а также является членом промышленной палаты области.
На СУМЗ медь выплавляют из первичного сырья, которое берется с Дегтярского месторождения.
Среднеуральский медеплавильный завод имеет большой цех по выплавке меди, фабрику по обогащению, а также цехи ксантогенатов и серной кислоты. Также завод имеет ряд вспомогательных предприятий, которые занимаются обслуживанием нужд медеплавильного предприятия.
СУМЗ вырабатывает порядка ста тонн черновой меди ежегодно. Медные концентраты на этом заводе обрабатываются путем обжигания в печах «кипящего слоя», также применяется метод конвертирования и отражательной плавки огарка.
Продукция Серднеуральского завода поставляется на все крупные российские предприятия, работающие в металлургической, горно-обогатительной, химической отраслях и расположенные в разных регионах страны, а также за рубежом.
Кировоградский комбинат по выплавке меди: характеристика.
Еще одно крупное медеплавильное предприятие Урала - это Кировоградский комбинат. Он занимается переработкой медных и медно-цинковых руд, а также их добычей.
Комбинат начал свою деятельность в 1957 году, его создали на базе завода по выплавке меди и ряда других небольших предприятий. Сегодня комбинат является членом ТОО «Тяжцветмет».
Комбинат в Кировограде осуществляет свою деятельность в нескольких направлениях - это добыча, переработка, обогащение руд, содержащих медь, выплавка меди из сырья как первичного, так и вторичного. Также комбинат занимается переработкой металлургической пыли, золотосодержащих концентратов, лома и отходов, которые имеют в своем составе медь и другие металлы.
В 2008 году комбинат в Кировограде произвел почти семьдесят тысяч тонн черновой меди, которая была направлена на разные предприятия нашей страны.
Красноуральское предприятие «Святогор»: характеристика.
Третье крупное предприятие Урала по производству черновой меди. В своем составе «Святогор» имеет Волковский рудник, поставляющий предприятию сырье, фабрику по обогащению металла, способную перерабатывать почти два миллиона тонн руды за год, цех серной кислоты (производящий до 240 тысяч тонн кислоты). Ежегодно предприятие выпускает около 60 тысяч тонн черновой меди.
Цветная металлургия включает добычу, обогащение и металлургический передел руд цветных, благородных и редких металлов, в том числе производство сплавов, прокат цветных металлов и переработку вторичного сырья, а также добычу алмазов (рис. 5.6, см. цветную вклейку). Участвуя в создании конструкционных материалов все более высокого качества, она выполняет существенные функции в условиях современного научно-технического прогресса.
В связи с разнообразием используемого сырья и широким применением цветных металлов в современной промышленности цветная металлургия характеризуется сложной структурой. По физическим свойствам и назначению цветные металлы условно делятся на четыре группы:
основные, к которым относятся тяжелые (медь, свинец, цинк, олово, никель), легкие (алюминий, магний, титан, натрий, калий и др.), малые (висмут, кадмий, сурьма, мышьяк, кобальт, ртуть); легирующие (вольфрам, молибден, тантал, ниобий, ванадий); благородные (золото, серебро и платина с платиноидами); редкие и рассеянные (цирконий, галлий, индий, таллий, германий, селен и др.).
В состав цветной металлургии России входят медная, свинцово-цин-ковая, никель-кобальтовая, алюминиевая, титаномагниевая, вольфра-мо-молибденовая, твердых сплавов, редких металлов и другие отрасли, обособляющиеся в зависимости от вида выпускаемой продукции, а также золото- и алмазодобывающая. По стадиям технологического процесса она делится на добычу и обогащение исходного сырья, металлургический передел и обработку цветных металлов.
Для цветной металлургии характерна организация замкнутых технологических схем с многократной переработкой промежуточных продуктов и утилизацией различных отходов. В перспективе эта тенденция усилится. Одновременно расширяются пределы производственного комбинирования, что дает возможность кроме цветных металлов получать
дополнительную продукцию - серную кислоту, минеральные удобрения, цемент и др.
Вследствие значительной материалоемкости цветная металлургия ориентируется главным образом на сырьевые базы. При этом обогащение непосредственно «привязано» к местам добычи руд цветных и редких металлов.
Руды цветных металлов отличаются крайне низким содержанием полезных компонентов. Типичные руды, используемые для производства меди, свинца, цинка, никеля, олова, имеют всего несколько процентов, а иногда и доли процента основного металла.
Руды цветных и редких металлов по составу многокомпонентны. В этой связи огромное практическое значение имеет комплексное использование сырья.
Последовательный и глубокий металлургический передел с неоднократным возвращением в «голову» технологического процесса промежуточных продуктов и всесторонняя утилизация отходов для наиболее полного извлечения полезных компонентов обусловливают широкое развитие внутри цветной металлургии производственного комбинирования.
Эффективность комбинирования, основанного на комплексной переработке руд цветных и редких металлов, исключительно велика, если учитывать, что, во-первых, большинство из сопутствующих элементов не образует самостоятельных месторождений и может быть получено только таким путем, а во-вторых, сырьевые базы цветной металлургии часто расположены в пределах слабо освоенных территорий и поэтому требуются дополнительные затраты на их промышленную разработку.
Комплексное использование сырья и утилизация производственных отходов связывают цветную металлургию с другими отраслями тяжелой индустрии. На этой основе в отдельных районах страны (Север, Урал, Сибирь и др.) формируются целые промышленные комплексы.
Особый интерес представляет комбинирование цветной металлургии и основной химии, которое появляется, в частности, при использовании сернистых газов в процессе производства цинка и меди. Еще более сложные территориальные сочетания разных производств возникают при комплексной переработке нефелинов, когда из одного и того же сырья извлекаются в качестве готовой продукции алюминий, сода, поташ и цемент и таким образом в сферу технологических связей цветной металлургии попадает не только химическая промышленность, но и промышленность строительных материалов.
Помимо сырья в размещении цветной металлургии заметную роль играет топливно-энергетический фактор. С точки зрения требований, предъявляемых к топливу и энергии, в ее составе различают топливоем-кие и электроемкие производства.
Сырьевой и топливно-энергетический факторы неодинаково влияют на размещение предприятий разных отраслей цветной металлургии. Больше того, в одной и той же отрасли их роль дифференцируется в зависимости от стадии технологического процесса или принятой схемы получения цветных и редких металлов. Поэтому цветная металлургия
отличается большим числом вариантов размещения производства по сравнению с черной металлургией.
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, из которых медь извлекается обычно в виде так называемого штейна.
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 обособляются друг от друга предприятия по производству черновой меди и ее рафинированию. К первым принадлежат Красно-уральский, Кировградский, Среднеуральский (Ревда), Карабашский и Медногорский медеплавильные, ко вторым - Кыштымский и Верхне-пышминский медеэлектролитные заводы.
Характерна широкая утилизация отходов в химических целях. На медеплавильных предприятиях Красноуральска, Кировграда и Рев-ды сернистые газы служат исходным сырьем для производства серной кислоты. В Красноуральске и Ревде на основе серной кислоты и привозных апатитовых концентратов производятся фосфатные удобрения.
Тенденция сбалансированного развития разных технологических стадий на Урале выражается в расширении добычи и обогащения.
В дальнейшем намечено вовлекать в оборот новые источники сырья для производства меди. Для освоения уникального Удоканского месторождения в Восточной Сибири создана одноименная горная компания (УГК) с участием американо-китайского капитала. Месторождение - третье по величине в мире - расположено недалеко от ст. Чара на БАМе. Запасы руды составляют 1, 2 млрд т при среднем содержании меди 1, 5%. Следовательно, в Удоканском месторождении сосредоточено 18-20 млн т меди.
Рафинирование как заключительная стадия производства меди непосредственно мало связано с сырьевыми базами. Фактически оно находится либо там, где есть металлургический передел, образуя специализированные предприятия или комбинируясь с выплавкой чернового металла, либо в районах массового потребления готовой продукции (Москва, Санкт-Петербург, Кольчугино и др.). Благоприятным условием служит наличие дешевой энергии (на 1 т электролитической меди расходуется 3, 5-5 тыс. кВт-ч).
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 (Дальнегорек).
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.
Характерной чертой свинцово-цинковой промышленности выступает территориальная разобщенность обогащения и металлургического передела. Другая важная особенность отрасли состоит в том, что, несмотря на комплексный состав сырья, далеко не везде свинец и цинк в чистом виде получают одновременно. По степени законченности технологического процесса выделяются следующие районы: 1) по производству свинцовых и цинковых концентратов без металлургического передела - Забайкалье; 2) по производству металлического свинца и цинковых концентратов - Дальневосточное Приморье (Дальнегорск); 3) по производству металлического цинка и свинцовых концентратов - Кузбасс (Белово); 4) по совместному переделу свинца и цинка - Северный Кавказ (Владикавказ); 5) по производству металлического цинка из привозных концентратов - Урал (Челябинск).
Свинцово-цинковая промышленность утилизирует производственные отходы. В первую очередь это имеет отношение к цинку, который получают преимущественно гидрометаллургическим способом, т. е. путем электролиза раствора сернокислого цинка. Необходимая в данном случае серная кислота образуется из сернистых газов - отхода при обжиге цинковых концентратов. Сернокислотное производство имеют в своем составе комбинат «Электроцинк» (Владикавказ) и другие предприятия.
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 типов: сульфидные (медно-никелевые), которые известны на Кольском п-ове (Никель) и в низовьях Енисея (Норильск), и окисленные - на Урале (Верхний Уфалей, Орск, Реж). Особенно богат сульфидными рудами Норильский район. Здесь выявлены новые 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 редкие металлы. Путем утилизации отходов получают серную кислоту, соду и другие химические продукты.
Для Кольского п-ова, где расположено несколько предприятий никель-кобальтовой промышленности, также характерна комплексная переработка исходного сырья. Добыча и обогащение медно-никелевых руд и производство файнштейна осуществляются в Никеле. Комбинат «Североникель» (Мончегорск) завершает металлургический передел. Утилизация отходов позволяет дополнительно получать серную кислоту, минеральную вату и термоизоляционные плиты.
Оловодобывающая промышленность в противоположность никель-кобальтовой представлена территориально разобщенными стадиями технологического процесса. Металлургический передел не связан с источниками сырья. Он ориентирован на районы потребления готовой продукции или расположен на пути следования концентратов (Новосибирск). Это обусловлено тем, что, с одной стороны, добыча сырья часто рассредоточена по мелким месторождениям, а с другой - продукты обогащения обладают высокой транспортабельностью.
Основные ресурсы олова находятся в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке. Здесь действуют Шерловогорский, Хрустальненский, Солнечный, Эсе-Хайский и другие горно-обогатительные комбинаты. Завершается строительство первой очереди Депутатского ГОКа (Якутия).
Особыми чертами характеризуется география производства легких цветных металлов, в первую очередь алюминия.
Алюминиевая промышленность использует сырье более высокого качества, чем остальные отрасли цветной металлургии. Сырьевые ресурсы представлены бокситами, которые добываются на Северо-Западе (Бокси-тогорск) и Урале (Североуральск), а также нефелинами - в Северном районе, на Кольском п-ове (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
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 (Ачинския-шалтырские 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.
2 /5 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 России все центры производства металлического алюминия (за исключением уральских) в той или иной мере удалены от сырья, находясь вблизи гидроэлектростанций (Волгоград, Волхов, Кандалакша, Надвойцы, Братск, Шелехов, Красноярск, Саяногорск) и отчасти там, где действуют крупные энергетические установки на дешевом топливе (Новокузнецк).
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 - кия-шалтырские 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-цы, Братск, Шелихов, 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 Ка-менск-Уральский).
Алюминиевая промышленность среди остальных отраслей цветной металлургии выделяется наиболее крупными масштабами производства.
В 1993 г., например, мощности по глинозему составили 2, 2, 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.
Золотодобывающая промышленность - одна из старейших в России. В 1993 г. произведено 132, 1 т золота, что обеспечивает нашей стране пятое место в мире после ЮАР, США, Канады и Австралии. В настоящее время доля российского золота в мировой добыче составляет порядка 8%.
По разведанным запасам, которые оцениваются не менее чем в 5 тыс. т, Россия значительно уступает только ЮАР, но превосходит Австралию и Канаду и находится на одном уровне с США. Отечественные месторождения представлены россыпными, коренными (рудными) и комплексными (золото в сочетании с медью, полиметаллами и др.). Основные запасы сосредоточены в коренных месторождениях, затем идут комплексные и, наконец, россыпные.
Между тем наиболее интенсивно всегда разрабатывались россыпные месторождения: их освоение требовало меньших средств и времени по
сравнению с коренными. Сейчас на их долю приходится около 3 /4 суммарной добычи.
Запасы россыпного золота к настоящему времени существенно сократились. В перспективе следует ожидать повышения роли коренных месторождений, что связано, в частности, с привлечением иностранного капитала. Одним из примеров может служить создание российско-австралийского АО «Лензолото» на знаменитых приисках Бодайбо, где добычу золота к 2000 г. намечено довести до 62 т, т. е. увеличить в несколько раз. Для этой цели будет начато освоение крупнейшего в стране месторождения «Сухой Лог» (запасы около 1, 5 тыс. т) с использованием прогрессивных технологий добычи руды и извлечения золота.
Основная масса отечественного золота добывается на Дальнем Востоке (2/3 общего количества) и в Восточной Сибири (свыше 1 /4). На Дальнем Востоке 2 /3 всей добычи сосредоточено на приисках Якутии (30, 7 т) и Магаданской обл. (28,2 т.).
В Восточной Сибири также добыча на 2 /3 концентрируется в Иркутской обл. (11, 7 т) и Красноярском крае (10, 8 т).
Остальное количество золота дают Урал (5%), где прииски возникли много раньше, чем в других районах России, Западная Сибирь и Север европейской части.
Алмазодобывающая промышленность. Алмазы - одна из важнейших доходных статей отечественного экспорта. Ежегодно от их продажи страна получает около 1, 5 млрд. долл.
Алмазы добываются более чем в 20 странах мира. Одни из них являются самостоятельными экспортерами алмазов, другие, в том числе Россия, выходят на мировой рынок через южноафриканский картель «Де Бирс».
Мировое производство алмазов - 100 млн. карат (около 20 т в год), из которых не менее половины - технические. В стоимостном выражении их доля составляет только 2%. «Де Бирс» производит 50% ювелирных алмазов, а на Россию в мировой их добыче приходится 25% .
В настоящее время почти все отечественные алмазы добываются в Якутии. В двух алмазоносных районах бассейна р. 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 обл.).
Весьма перспективна северо-западная часть Русской платформы. Здесь обнаружено так называемое Зимне-бережное кимберлитовое поле (в районе Архангельска) с несколькими кимберлитовыми трубками и жилами. По оценкам специалистов «Де Бирс», запасы одного из выявленных месторождений - имени Ломоносова - составляют не менее 250 млн. карат. Содержание ювелирных алмазов в поморских трубках много выше (2-3 карата на 1 т породы), чем на рудниках Якутии, а по качеству архангельские алмазы значительно превосходят южноафриканские. Потенциально алмазоносными являются также Ленинградская обл. (между Тихвином и Лодейным Полем) и Карелия.
Никелевые руды — полезное ископаемое, образование природных минералов с достаточным содержанием никеля для того, чтобы его выработка была экономически уместной и выгодной.
Характеристики и виды
Общепринятое содержание никеля в руде, достаточное для разработки месторождения, в сульфидных рудах - 1-2%, в силикатных - 1-1,5%.
Самые важные минералы никеля - это распространённые и промышленно значимые минералы, типа сульфидов (пентландиты, миллериты, никелины, полидимиты, никелистые пирротины, виолариты, кобальт-никелевые пириты, ваэситы, бравоиты, хлоаниты, герсдорфиты, раммельс-бергиты, ульманиты), водные силикаты (гарниериты, аннабериты, ревдинскиты, ховахситы, никелевые нонтрониты, шухардиты), а также хлориты никеля.
Месторождение и добыча
Месторождения никелевых руд промышленно систематизированы, в основном, в зависимости от морфологии рудных тел, их залегании (геологические условия), их составе (минеральный и вещественный), технологическим нюансам переработки.
Общепринятая типология никелевых руд предусматривает выделение:
- медно-никелевых сульфидных месторождений: Норильского, Талнахского, Октябрьского, Мончегорского, Каульского и других (это в СНГ), Сёдберийское и Томпсонское (в Канаде), Камбалдское (в Австралии);
- никелевых силикатных и кобальт-никелевых силикатных (в основном, они пластообразные) в Южном Урале, Кубе, Индонезии, Новой Каледонии, Австралии.
Есть еще и другие типы (второстепенные), это руда в:
- медно-колчеданных месторождениях;
- жильных сульфидно-арсенидных комплексных месторождениях.
Огромный потенциал имеют расположенные на дне океанов железомарганцевые конкреции.
Применение никелевых руд
Почти весь добываемый никель (86%-88%) используют для изготовления жаропрочного, инструментального, конструкционного, нержавеющего металла (стали и сплавов). На никелевый и медно-никелевый прокат идет небольшая доля добытого никеля. Из него делают проволоку, ленты, различную технику для химпрома и пищевой отрасли. Никель используют - реактивная авиация, ракетостроение, радиолокация, атомные электростанции. Сплавы никеля активно используют в машиностроении. Некоторые их них магнитнопроницаемые, упругие при разных температурах. 10% никеля идет на катализирование процессов в нефтехимпроме.