Запасы медных руд

Основным по значению районом медной промышленности является Уральский. Его сырьевой базой служат медноколчедановые руды Гайского, Кировоградского, Дегтярского, Красноуральского, Ревдинского, Блявинского месторождений, причем Гайское, Кировоградское, Дегтярское месторождения являются самыми важнейшими. Кроме этого медные руды добываются в Ревде, Левихе, Полевской, Медногорске и Карабаше.

В Северном районе медно-никелевые руды разрабатываются в Мончегорске, в Восточно-Сибирском наиболе крупными являются Нортльское и Удаканское месторождения.

Запасы алюминиевых руд

Необходимый для производства алюминия глинозем большей частью вырабатывают в европейских районах и на Урале. В качестве исходного сырья большей частью используются бокситы следующего ряда месторождений: Бокситогорского, Североуральского, Северо-Онежского, в меньшей мере используются нефелины Кольского полуострова, Красноярского края и других районов.

Наиболее крупные запасы бокситов на Урале расположены в Североуральском басейне в районе Каменска-Уральского.

На территории Северо-западного экономического района расположены крупнейшие Тихвинское и Онежское месторождение бокситов, кроме того этот район обладает значительным количеством апатито-нефелиновых руд. В Северном районе имеются месторождения в Мончегорске, а также тимшерское и Хибинское месторождения.

В Восточной Сибири месторождения алюминия расположены в раоне нижнего течения реки Ангары.

Запасы полиметаллических руд

Свинцово-цинковая промышленность основывается на комплексной переработке разных по составу полиметаллических руд. В рудах Лениногорского и зыряновского месторождений цинка больше чем свинца, а в Ачинском и Текелийском свинец преобладает над цинком. На Урале цинк содержится в медных рудах. В Западной Сибири руда Салаирского и Золотушенского месторождений состоит преимущественно из цинка. Кроме этого полиметаллические руды распространены на Северном Кавкаже (Садон), в Забайкалье (Нерчинск), на Дальнем Востоке (Дальнегорск)

В Восточной Сибире наиболее известны месторождения Шерловая гора, Борзя и Нерчинское.

Запасы никелевых руд

Россия - одна из немногих стран в которых развито производство никеля. Основные месторождения сульфидных медно-никелевых руд сосредоточены в Северо-Западном экономическом район на Кольском полуострове (Мончегорск, Печенга-никель) и в Восточной Сибири (Норильск) где разрабатывается крупнейшее Талнахское месторождение. Другой вид окисленных никелевых руд разрабатывается на Урале (Режское, Уфалейское, Орское месторождения)

Основные запасы никеля на Урале сосредоточены в Орско-Халиловском районе, где руды разрабатываются открытым способом. Значительные запасы никелевых руд сосредоточены в Буруткальском месторождении которое в настоящее время интенсивно разрабатывается.

Запасы оловянных руд

Месторождения оловянных руд - кассеритов расположены в Читинской области, Якутии, на Дальнем Востоке и в Магаданской области.

Запасы титано-магниевых руд

Магниевое сырье (магнезит, доломит, карналлит и др.) широко распространено на Урале, в Восточной Сибири и в других районах

Месторождения титановых руд (титано-магнетиты и ильмениты) имеются на Урале, Кольском полуострове и Западной Сибири. В Западно-Сибирском экономическом районе основные месторождения титано-циркониевых руд сосредоточены в Томской области.

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.

К основным цветным металлам относятся – медь, цинк, алюминий, титан, магний, олово, свинец, никель. Добыча цветных металлов обусловлена широким использованием этих элементов в различных отраслях деятельности человека. Сегодняшнюю жизнь невозможно представить без алюминия широко использующегося в авиастроении, меди – главного элемента для производства электрических кабелей, цинка – использующегося в качестве коррозионностойкого слоя в производстве стали, свинца – пластины из которого используются для защиты от проникающего излучения, а химические соединения применяются для производства мощных взрывчатых веществ (нитрат свинца) и детонаторов (азид свинца). Это лишь малая часть отраслей существование которых требует добычи цветных металлов и их обработки. Поэтому цветная металлургическая промышленность так широко развита сегодня в мире.

Рассмотрим месторождения самых распространенных в промышленности цветных металлов:

1) Медь. Медные руды, отличаются очень малым содержанием меди в руде (от 0.3 до 3%), обычно залегают вместе с цинком, свинцом, реже – золотом, серебром. К основным медным месторождениям России относятся:

Дегтярское, Красноуральское, Кировоградское, Ревдинское – расположены в свердловской области (Урал); Удоканское месторождение – в Челябинской области; Урупское и Худесскре месторождения – на Северном Кавказе (Ставропольский край). Из них наибольшее содержание меди приходится на Удоканское месторождение (14 млн. т).

Крупнейшим медным месторождением в мире, является месторождение Чукикамата (26 млн т) и Эскондида (23.6 млн т), расположенные в Чили. Интересно, что месторождение Чукикамата начали обрабатывать более 100 лет назад. Так же крупными месторождениями считаются: Грасерг (27.1 млн т) в Индонезии, Кольяуаси (17 млн т) в Чили, Антамина в Перу, Салобу и Сосегу в Бразилии, Нурказган в Казахстане и др.

2) Цинк. В отличии от меди, которая была основным из первых металлов освоенных человеком (Медный век), в природе, как самородный металл не встречается. Цинк добывают из полиметаллических руд, содержащих 1-4% Zn в виде сульфида. То есть классификация цинковых месторождений как таковых, по сути, бессмысленна – так как цинк извлекается из руды, как вторичный продукт, следовательно может быть отнесет ко всем выше перечисленным месторождениям.

3) Свинец. Свинец так же не подлежит классификации по отдельным месторождениям. Так как извлекается, как и цинк в качестве вторичного продукта из полиметаллических руд. Особого внимания заслуживают свинцово-цинковые руды, для которых характерно большее содержание свинца и цинка, однако, эти руды так же содержат в себе медь, серебро, золото, висмут и др.

4) Алюминий. Al – высокоактивный химический элемент, поэтому нахождение его в природе в чистом виде исключено. Боксит – является основным промышленным сырьем для алюминиевой промышленности, его запасы распределены очень неравномерно и ограничены. В мире существует семь бокситоносных районов:

Западная и Центральная Африка (основные залежи в Гвинее);

Южная Америка: Бразилия, Венесуэла, Суринам, Гайана;

Карибский регион: Ямайка;

Океания и юг Азии: Австралия, Индия;

Китай;

Средиземноморье: Греция и Турция;

Урал (Россия);

По данным геологической службы США мировые ресурсы бокситов оцениваются в 55-76 млрд. т, которые распределяются между отдельными регионами следующим образом: Африка – 32%, Южная Америка и страны Карибского бассейна – 21%, Азия – 18%, прочие регионы – 6%.

5) Никель. Обычно разрабатываются месторождения сульфидных и силикатных никелевых руд, содержащих 1-2% Ni. По своим спецификациям никелевые месторождения подразделяются:

Медно-никелевые сульфидные месторождения: Норильское (в т. ч. Талнахское и Октябрьское), Мончегорское, Каула и др.

Никелевые силикатные и кобальт-никелевые силикатные, приемущественно пластообразные месторождения Южного Урала и Побужья, а так же месторожденья Кубы, Индонезии, Новой Каледонии и Австралии.

Роль и значение цветной металлургии и краткая характеристика мировых запасов руд цветных металлов.

Цветная металлургия является одной из ведущих отраслей тяжелой промышленности в народном хозяйстве страны. По выпуску продукции цветная металлургия занимает одно из первых мест в мире. В народном хозяйстве во все возрастающих объемах используется алюминий, медь, цинк, никель, свинец, молибден, вольфрам, ртуть, сурьма, кобальт, кадмий, ниобий, титан, магний, золото, серебро, платина, палладий и другие цветные, редкие и благородные металлы.

Наряду с другими сырьевыми отраслями цветная металлургия составляет основу индустриальной мощи нашей страны, а ее продукция способствует научно-техническому прогрессу практически во всех отраслях народного хозяйства.

В годы Советской власти были расширены ранее работавшие рудники, металлургические заводы, а также заводы по обработке цветных металлов. В 1931 г. вошел в строй Красноуральский медеплавильный завод, в 1932 г. - первенец алюминиевой промышленности СССР - Волховский алюминиевый завод, в 1933 г. - первенец никелевой промышленности Уфалейский никелевый завод, в 1934 г. - Чикментский свинцовый, в 1935 г. - Челябинский цинковый и многие другие предприятия. В 1939 г. вступил в строй действующий Уральский алюминиевый завод; начали работать Магнитогорский медносерный завод. В 1938 г. выдал первую медь Балхашский горнометаллургический комбинат.

К 1940 г. отечественная цветная металлургия вышла на одно из ведущих мест в мире как по объему производства, так и по техническому уровню. Отечественная металлургия полностью отказалась от ввоза алюминия, цинка, частично меди.

На Крайнем Севере был построен Норильский горнодобывающий комбинат, в Сибири - Новокузнецкий, а на Урале - Богословский алюминиевые заводы.

За годы послевоенных пятилеток цветная металлургия развивалась ускоренными темпами. Были построены комбинаты “Североникель”, Балхашский, Зырянский, Усть-Каменогорский, Алтын-Топканский, Сумгаитский и Канакерский алюминиевые заводы и многие другие.

К концу 1970 г. введены в действие крупные предприятия с использованием современной технологии, в том числе Надеждинский металлургический завод в Норильске, Николаевский глиноземный завод, ряд горно-обогатительных комбинатов по добыче медных, свинцово-цинковых и вольфрамовых руд в Казахстане и на Дальнем Востоке. Вошел в строй крупный медно-молибденовый комбинат “Эрденет” в Монгольской Народной Республике - совместное советско-монгольское предприятие. Осуществлены крупные мероприятия по внедрению новых технологических процессов, высокопроизводительного оборудования.

Производство цветных металлов постоянно возрастает. Наращивается производство цинка, свинца, титана, меди, никеля, кобальта, драгоценных металлов и других легирующих элементов. Опережающими темпами развивалось производство цветных металлов в 90-е годы XX столетия.

Основная продукция цветной металлургии Болгарии - медь, свинец, цинк.

Венгрия имеет большие запасы высококачественных бокситов (второе место после Франции). Основной продукцией цветной металлургии Венгрии являются глинозем и алюминий. Она не только удовлетворяет свои потребности в алюминии, но экспортирует бокситы, глинозем и алюминий.

В бывшей ГДР разрабатывались месторождения медных руд. Имеются небольшие месторождения оловянных руд. Основной продукцией цветной металлургии Германии являются алюминий и медь. В Германии производство вторичной меди почти в 1,5 раза больше, чем из руд.

Основной продукцией Польши в области цветной металлургии является медь, цинк, свинец, алюминий.

Румыния располагает значительными запасами медных и свинцово-цинковых руд. В республике развита выплавка меди, свинца, а также редких металлов.

Чехия и Словакия располагают небольшими месторождениями свинцово-цинковых, медных, олово-вольфрамовых и золотосодержащих руд. Продукция потребляется, в основном, внутри страны, однако потребности в ней удовлетворяются не полностью.

Югославия имеет значительные запасы медных, свинцово-цинковых, сурьмяных, ртутных, молибденовых руд и бокситов.

Республика Куба располагает большими запасами сравнительно богатых никелькобальтовых руд (одно из первых мест в мире).

Основные запасы алюминиевого сырья - бокситов сосредоточены в недрах Австралии, Гвинеи, Ямайки, Суринама. Австралия является самым крупным поставщиком бокситов: на ее долю приходится 36 % мировой добычи и 79 % добычи в развитых странах. По запасам медных руд первые места занимают США, Чили, Замбия, Заир, Канада. К числу новых перспективных поставщиков медного сырья относится Мексика.

Запасы свинцовых руд сосредоточены в США, Канаде, Австралии, Мексике, Перу, Марокко и других странах, а запасы цинковых руд - в Канаде, Австралии, США, Перу, Японии, Мексике. Наиболее крупными запасами никелевых руд располагают Канада, Новая Каледония, Австралия. Значительные запасы вольфрамовых руд имеются в США, Южной Корее, Бразилии. Главным районом сосредоточения запасов и добычи кобальта является “медный пояс” Заира и Замбии.

Основные запасы золота в недрах находятся в ЮАР. В значительных размерах запасы серебра имеются в США, Мексике, Канаде. Наибольшая часть запасов и добычи урана приходится на США, Канаду, ЮАР и Австралию. Основными районами сосредоточения запасов и добычи ванадия являются месторождения, расположенные в ЮАР и западной Австралии.

Самым крупным потребителем цветных металлов среди развитых стран остаются США, с 1970 годов на второе место по использованию алюминия, меди, олова и цинка вышла Япония. Это связано с бурным процессом индустриализации Японии в 60-е годы XX-го столетия. США использует алюминия 40 % от общего использования в мире, свинца 36 %, меди, цинка и олова - по 26 %.

Нехватка первичного сырья компенсируется переработкой соответствующего лома.

В перспективе важное значение может приобрести добыча полезных ископаемых со дна океана. В США разработана технология использования океанских конкреций, содержащих марганец, никель, медь и кобальт.

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:

1. Тяжелые. Имеют высокую плотность, соответственно, и вес. К ним относятся Cu, Ni, Pb, Zn, Sn.
2. Легкие. Имеют малый вес из-за незначительной удельной плотности. К ним относятся: Al, Mg, Ti, Na, Ka, Li.
3. Малые: Hg, Co, Bi, Cd, As, Sb.
4. Легирующие. В основном используются для получения сталей и сплавов с необходимыми качествами. Это W, Mo, Ta, Nb, V.
5. Благородные. Широко известны и используются для изготовления ювелирных украшений. Среди них Au, Ag, Pt.
6. 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:

1. В Забайкалье получают только концентраты.
2. На Дальнем Востоке получают свинец и цинковый концентрат.
3. На Кузбассе получают цинк и свинцовый концентрат.
4. На Северном Кавказе ведут передел.
5. 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:

1. На первой стадии получают глинозем и необходим большой объем сырья.
2. 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.