Цветная металлургия — отрасль тяжелой индустрии, производящая конструкционные материалы. Она включает в себя добычу, обогащение металлов, передел цветных , производство сплавов, проката, переработку вторичного сырья, а также добычу алмазов. В бывшем СССР производилось 7 млн. тонн цветных металлов.
Развитие НТП требует увеличение производства прочных, пластичных, стойких против коррозии, легких конструкционных материалов (сплавы на основе алюминия и титана).
Они широко используются в авиационной, ракетной промышленности, в космических технологиях, в судостроении, в производстве оборудования для химической промышленности.
Медь широко используется в машиностроении и электрометаллургии, как в чистом виде, так и в виде сплавов — с оловом (бронза), с алюминием (дюралюминий), с цинком (латунь), с никелем (мельхиор).Свинец используется в производстве аккумуляторов, кабелей, в атомной промышленности. Цинк и никель используются в черной металлургии . Олово используется при производстве белой жести и подшипников.
Благородные металлы обладают высокой пластичностью, а платина — тугоплавкостью. Поэтому они широко применяются при изготовлении ювелирных изделий и техники. Без солей серебра невозможно изготовить кино- и фотопленку. По физическим свойствам и назначению цветные металлы можно условно поделить на 4 группы.
Классификация цветных металлов: Основные тяжелые — медь, свинец, цинк, олово, никель легкие — алюминий, титан, магний малые — мышьяк, ртуть, сурьма, кобальт Легирующие — молибден, ванадий, вольфрам, кремний Благородные — золото, серебро, платина Редкие и рассеянные — галлий, селен, теллур, уран, цирконий, германий Отрасли цветной металлургии:
Цветные металлы обладают прекрасными физическими свойствами: электропроводимостью, ковкостью, плавкостью, способностью образовывать сплавы, теплоемкостью.
По стадиям технологического процесса цветная металлургия делится на: Добычу и обогащение рудного сырья (ГОК — горно-обогатительные комбинаты).
ГОК базируются у источников сырья, т. к. для производства одной тонны цветного металла в среднем требуется 100 тонн руды. Предельную металлургию. В передел поступают обогащенные руды. У сырья базируется производства, связанные с медью и цинком. У источников энергии — производства, связанные с алюминием, цинком, титаном, магнием. У потребителя — производства, связанные с оловом. Обработка, прокат, производство сплавов. Предприятия базируются у потребителя.
Технологические основы производства цветных металлов: меди, алюминия, ...
... цветных металлах удовлетворялась преимущественно путём импорта. За годы индустриализации у нас в стране не только увеличено производство меди, свинца, цинка, но и созданы совершенно новые отрасли промышленности. ... Свинцовистая бронза, содержащая 30% свинца, является высококачественным антифрикционным материалом, широко применяемым в машиностроении. Структура такого сплава состоит из отдельных ...
Россия обладает многими видами цветных металлов. 70% руд цветных металлов добывается открытым способом.
Специфика руд цветных металлов состоит в:
а) в их сложном составе (многокомпонентности)
б) в низком содержании полезных компонентов в руде — всего несколько %, иногда и доля %:
Медь — 1-5% цинк — 4-6% свинец — 1,5% олово — 0,01-0,7%
Для получения 1 тонны медного концентрата используется 100 тонн руды, 1 тонны никелевого концентрата — 200 тонн, оловянного концентрата — 300 тонн.
Все руды предварительно обогащаются на ГОКах и в металлургическом переделе. Там производятся концентраты:
Медь — 75% цинк — 42-62% олово — 40-70%
Вследствие значительной материалоемкости цветная металлургия ориентируется на сырьевые базы. Поскольку руды цветных и редких металлов обладают многокомпонентным составом, то практическое значение имеет комплексное использование сырья. Комплексное использование сырья и утилизация промышленных отходов связывает цветную металлургию с другими производствами. На этой основе формируются целые промышленные комплексы, например, Урал. Особый интерес представляет комбинирование цветной металлургии и основной химии. При использовании сернистых газов в промышленности производятся цинк и медь.
- сырьевой — медь, никель, свинец;
- топливно-энергетический — титан, магний, алюминий;
- потребительский — олово;
- Металлургия тяжелых металлов (медь, никель, цинк, олово, свинец).
Для руд тяжелых металлов характерно малое содержание металла в единице руды.
Медная промышленность
Медная промышленность приурочена к районам сырья из-за низкого содержания в концентрате, кроме рафинирования чернового металла. Основные типы руд:
- медные колчеданы — сосредоточены на Урале. Красно Уральск (Свердловская область), Ревда (Свердловская область), Гай (очень высокое содержание металла — 4%), Сибай, Баймак.
- медно-никелевые.
Талнахское (север Красноярского края).
На нем базируется Норильский комбинат медистые песчаники. Перспективное месторождение — Удоканское в Читинской области севернее г. Гары.
В качестве дополнительного сырья используются медно-никелевые и полиметаллические руды (из них получают медь в виде штейна).
Производство меди распадается на 2 цикла:
Производство черновой медь (штейна) производство рафинированной меди (очищение методом электролиза)
Медеплавильные заводы находятся на:
Урале: Красно Уральск, Кировоград, Ревда, Медногорск, Карабаш.
Электролитные заводы:
Кыштым, Верхняя Пышма.
На Урале широко развита утилизация производственных отходов для химических целей: Красно Уральск, Ревда. После обжига цинка и меди получают сернистые газы. На основе сернистых газов получают серную кислоту, с помощью которой на основе привозных апатитов Кольского п-ова производят фосфатные удобрения.
Сплавы на основе меди
... он ядовит, как и многие другие соединения меди, особенно для низших организмов. В малых же дозах медь совершенно необходима всему живому. Медь и ее сплавы Медь - металл характерного ... и пластичности. При дальнейшем увеличении содержания цинка образуются две фазы б+в', что приводит к интенсивному уменьшению пластичности с одновременным увеличением прочности. При переходе в однофазную область ...
Медь вместе с никелем производится в Норильске на базе Танахского месторождения.
Казахстан. Джезказган, Коунрад, Саяк (Джезказганская область), Бозшакуль ( в Павлодарской области).
Медеплавильные заводы — Балхаш, Джезказган. Иртышский в г. Глубокое (Восточно-Казахстанская область) использует полиметаллические и медно-никелевые руды.
Узбекистан. Алмалык — медеплавильный завод + месторождение.
Никеле -кобальтовая промышленность (производство никеля).
Она тесно связана с источниками сырья из-за низкого содержания металла в руде. В России — два типа руд:
сульфидные (медно-никелевые) — Кольский полуостров (г. Никель), Норильск окисленные руды на Урале
Предприятия:
Урал — Реж (северней Екатеринбурга), Верхний Уфалей (севернее Челябинска), Орск Норильск Мончегорск, «Североникель» (используются руды Собелевского месторождения) — Мурманская область Свинцово-цинковая промышленность.
Она использует полиметаллические руды. В целом приурочена к руде. Свинцово-цинковые концентраты обладают высоким содержанием полезного компонента (до 62%), а, стало быть, транспортабельны, поэтому обогащение и металлургический передел отрываются друг от друга в отличие от медной промышленности. Так, производство цинка в Челябинске основано на привозных концентратах из Восточной Сибири и Дальнего Востока.
Свинцово-цинковая промышленность выделяется утилизацией отходов в химических целях. Путем электролиза раствора сернокислого цинка получают серную кислоту, которую можно также производить из сернистых газов, получаемых при обжиге цинковых концентратов. Месторождения:
Садонское (Северная Осетия) Салаир (Кемеровская область) Нерчинские месторождения (Читинская область) Дальнегорское (Приморский край)
Предприятия:
Совместное производство свинца и цинка на местном месторождении предприятие «Садонское» в г. Владикавказ Производство цинка из привозных концентратов — Челябинск (дешевая электроэнергия — ГРЭС), Белово (на основе Салаирского месторождения).
Перевозки на дальние расстояния возможны из-за высокого содержания цинка в концентрате — до 62%. Завозится сырье из Нерчинского месторождения Производство металлического свинца — Дальнегорск (Приморский край)
Казахстан. Месторождения:
Заряновское ( В-К область) Лениногорское ( В-К область) Тэкэли (Талды-Курганская область) Ачисай (Чимкентская область).
Предприятия:
Совместное производство свинца и цинка — Лениногорск ( В-К область), Усть-Каменогорск ( В-К область) Производство свинца — Чимкент
Украина. Производство цинка из привозных Садонских концентратов — Константиновка. Донбасс — электроэнегия.
Киргизия. Актюз — добыча и обогащение полиметаллических руд.
Таджикистан. Кансай — добыча и обогащение руд.
Оловодобывающая промышленность.
Месторождения:
Шерловская гора (Читинская область) Хабчеранга (Читинская область) ЭСЕ-Хайя — в бассейне р. Лена (республика Саха) Облучия (Еврейская автономная область) Солнечный (Комсомольск-на-Амуре) Кавалерово (Хрустальное) — Приморский край
Оловодобывающая промышленность разобщена по стадиям технологического процесса. Металлургический передел не связан с источниками сырья. Он ориентируется на районы потребления готовой продукции: Москва, Подольск, Кольчугино (север Владимирской области), Санкт- Петербург или расположены на путях следования концентратов: Новосибирск. Это обусловлено тем, что добыча сырья рассредоточена по мелким месторождениям, а концентраты обладают большой транспортабельностью (содержание концентрата — до 70%).
История получения и производства алюминия
... месторождения содержат в основном не бокситы, а нефелины, а они — худшее сырье для производства глинозема. Да и значительная часть запасов российских бокситов со сравнительно небольшим содержанием алюминия, ... широко востребованным в различных областях техники. 2. Нахождение алюминия в природе. Важнейшие месторождения алюминия В земной коре содержится 7% алюминия. Это третий по распространенности ...
Металлургия легких металлов (алюминий, титан, магний).
Алюминиевая промышленность.
Производство алюминия распадается на два цикла:
получение глинозема (окись алюминия).
Одновременно получают соду, цемент, т. е. происходит комбинирование химической промышленностью с производством стройматериалов. Производство глинозема, будучи материалоемким производством, тяготеет к сырью. Получение алюминия. Производство металлического алюминия, будучи энергоемким производством, тяготеет к источникам дешевой электроэнергии. Для производства 1 тонны алюминия используется 2 тонны глинозема.
Сырьем для производства алюминия служат:
бокситы нефелины и алуниты.
Для производства 1 тонны глинозема нужно 2 тонны бокситов, или 4-7 тонн нефелинов, или 15 тонн алунитов. Для выплавки 1 тонны алюминия требуется 20000 кВт/ч.
Характерной чертой алюминиевой промышленности России является ее зависимость от толлинга (производство первичного алюминия из зарубежного сырья).
Месторождения:
бокситы — Бакситогорск (Ленинградская область), Северо-Онежское — Плесецк (Архангельская область), Североуральск (север Свердловской области) нефелины и апатиты в Хибиновских горах (Кольский полуостров), Горячегорск (у г. Ужур), Шалтырское месторождение — Кия (юг Красноярского края)
Предприятия:
Кандалакша (Кольский полуостров) Надвойцы (Карелия) Волхов (Ленинградская область) Волгоград Урал Краснотурьинск (север Свердловской области) Каменск-Уральский (юг Свердловской области) Сибирь Новокузнецк Саяно-Горск Красноярск 75 % российского производства Братск Шелехов (у г. Иркутск).
Таджикистан. Турсун-Задэ.
Украина. Запорожье.
Армения. Ереван.
Азербайджан. Алунит-Даг — сейчас Гянджа. Сумгаити — предприятие
Титаномагниевая промышленность.
Магний добывается из химического сырья — калийно-магниевых солей. Титан и магний применяются при изготовлении реактивных двигателей, космических кораблей, в судостроении. Производство титана и магния — электроемкое производство, размещающееся совместно на титаномагниевых комбинатах.
Предприятия:
Берязники (Пермь).
Украина. Запорожье.
Казахстан. Усть-Каменогорск.
Золотодобывающая промышленность.
Россия занимает 5-6-ое место в мире по добыче в мире. По разведанным запасам — 5000 тонн — Россия уступает только ЮАР.
Отечественные месторождения представлены рассыпчатыми, рудными и комплексными. Основные запасы сосредоточены в коренных (комплексных) рудных месторождениях. Для разработки рассыпчатых месторождений требуется меньше средств и времени, поэтому они всегда разведывались в СССР, но сейчас истощаются. В перспективе — добыча на коренных месторождения, что требует привлечения капитала.
Свойства алюминия и области применения в промышленности и быту
... (С 1855 до 1890 было получено лишь 200 тонн алюминия, а за следующее десятилетие по методу Холла во всем ... аноды. Железо. В малых количествах (»0,04%) вводится при производстве проводов для увеличения прочности и улучшает характеристики ползучести. ... меди 4 - 6%. Сплавы с медью используются в производстве поршней двигателей внутреннего сгорания, высококачественных литых деталей летательных аппаратов. ...
Создана Российско-Австралийское АО «Лензолото», разрабатывающая прииски Бодайбо. Разрабатывается месторождение Сухой Лог. Основная масса отечественного золота — на Дальнем Востоке (2/3), в Восточной Сибири (1/4), 5% — на Урале.
Алмазодобывающая промышленность.
Россия ежегодно от продажи алмазов получает $1,5 млрд. Сейчас создано крупное АО «АлРоса».
Алмазы добываются более чем в 20 странах. Одни из них — самостоятельные экспортеры, другие выходят на рынок через посредников. Например, Россия — через Южноафриканский картель «Де Бирс». Мировое производство — 100 млн. каратов, из них 50% технические.
Отечественные алмазы находятся в Якутии, например, месторождения Юбилейное и Удачное — 75% добычи якутских алмазов. В Архангельской области залегают кимберлитовые трубки, а также в Красноярском крае и в Иркутской области. Перспективна северно-западная часть русской платформы. В районе Архангельской области находится кимберлитовое поле. По оценкам «Де Бирс» запасы одного из выявленных месторождений — 25 млн. каратов. Потенциальная алмазоносная Ленинградская область и Карелия.
