Цветная металлургия
Под цветной металлургией понимается добыча и обогащение металлов, а также их переработка, прокат и сплавы. Эта отрасль носит такую же важную роль в экономике страны, как и черная металлургия. Россия находится на первом месте по количеству месторождений цветных металлов.
Цветная металлургия подразделяется на две группы:
- основная тяжелая – основана на добыче первичного сырья, переработка меди, качественного цинка, а также олова;
- легкая – к ней относится алюминий, магний, титан.
Металлургию цветной отрасли подразделяют на несколько видов:
- оловянную;
- титано-магниевую;
- золотодобывающую;
- алюминиевую;
- медную;
- серебродобывающую.
А также в отрасль цветной металлургии входят предприятия, занимающиеся добычей алмазов.
Расположение предприятий, занимающихся переработкой и добычей цветных металлов, зависит от ряда природных и экономических факторов. Основными из них считаются:
- Сырьевой показатель – от этого фактора больше всего зависит отрасль тяжелой группы. Добыча цветных металлов напрямую связана с геологоразведочными работами.
- Топливно-энергетический фактор влияет на расположение как тяжелой, так и легкой отрасли.
В регионах государства сосредоточенны различные группы цветной промышленности.
Цветная металлургия
Металлургия России
Волгоград)
Верх-Исетский металлургический завод (гор. Екатеринбург)
Вяртсильский металлургический завод (гор. Вяртсиля)
Верхнесинячихинский металлургический завод (гор. Верхняя Синячиха)
Выксунский металлургический завод (гор. Выкса)
Вишневогорский металлургический завод (гор. Вишневогорск)
Гурьевский металлургический завод (гор. Гурьевск)
Златоустовский металлургический завод (гор. Златоуст)
Ижевский завод кузнечно-прессового оборудования (гор. Ижевск)
Ижевский металлургический завод (гор. Ижевск)
Каменск-Уральский металлургический завод (гор. Каменск-Уральский)
Кулебакский металлургический завод (гор. Кулебаки)
Косогорский металлургический завод (гор. Тула)
Калужский завод по обработке цветных металлов (гор. Калуга)
Красноярский металлургический завод (гор. Красноярск)
Лысьвенский металлургический завод (гор. Лысьва)
Московский металлургический завод (гор. Москва)
Металлургический завод имени А.К. Серова (гор. Серов)
Магнитогорский металлургический комбинат (гор. Магнитогорск)
Нижегородский металлургический завод (гор. Нижний Новгород)
Надеждинский металлургический завод (гор. Норильск)
Новгородский металлургический завод (гор. Великий Новгород)
Нижнесергинский метизно-металлургический завод (гор. Ревда)
Нижнетагильский металлургический завод (гор. Нижний Тагил)
Новокузнецкий металлургический комбинат (гор. Новокузнецк)
Новолипецкий металлургический комбинат (гор. Липецк)
Нытвенский металлургический завод (гор. Нытва)
Новосибирский металлургический завод им. Кузьмина (гор. Новосибирск)
Оскольский завод металлургического машиностроения (гор. Старый Оскол)
Омутнинский металлургический завод (гор. Омутнинск)
Подольский химико-металлургический завод (гор. Подольск)
Ревдинский завод по обработке цветных металлов (гор. Ревда)
Салдинский металлургический завод (гор. Нижняя Салда)
Среднеуральский металлургический завод (гор. Среднеуральск)
Самарский металлургический завод (гор. Самара)
Свердловский металлургический завод (гор. Екатеринбург)
Ступинский металлургический комбинат (гор. Ступино)
Староуткинский металлургический завод (гор. Староуткинск)
Сулинский металлургический завод (гор. Красный Сулин)
Таганрогский металлургический завод (гор. Таганрог)
Уфалейский завод металлургического машиностроения (гор. Верхний Уфалей)
Уральский металлургический завод (гор. Екатеринбург)
Чусовской металлургический завод (гор. Чусовой)
Челябинский металлургический завод (гор. Челябинск)
Череповецкий металлургический комбинат (гор. Череповец)
Щелковский металлургический завод (гор. Щёлково)
Понятие металлургии
Металлургия играет большую роль во всех отраслях.
Под этим термином принято понимать отрасль в науке и технике, которая занимается получением, добычей металлов и руд. Без металлургии технический прогресс представить невозможно. Это мощнейшая промышленная отрасль, которая совершенствует каждый год способы добычи, изучает состав и свойства металлов, развивает границы их применения.
Что включает в себя металлургия:
- производство металла;
- обработка изделий из металла в горячем и холодном виде;
- сварка;
- нанесение металлических покрытий.
Кроме того, металлургия включает в себя некоторые аспекты:
- науку, теоретическое изучение;
- познание химических процессов;
- исследование свойств металла.
Металлургический комплекс объединяет все предприятия, который занимаются добычей, переработкой металлов. Это предприятия, которые занимаются обогащением руды, прокатным производством, переработкой вторичного сырья.
Какая бывает металлургия? Отрасль разделяется на два основных вида. Виды металлургии:
- черная;
- цветная.
От того, как в стране развивается металлургический комплекс, зависит уровень экономики и благосостояние населения.
Металлы и сплавы обладают рядом полезных свойств. К ним относится:
- упругость;
- способность к деформации;
- высокая прочность;
- теплопроводность.
За счет своих свойств металлы и сплавы относятся к важнейшим материалам, которые применяются в создании современных машин, техники. Центральное место занимает железо, его доля в металлургической продукции составляет более 90%.
Но железо в чистом виде применяется в небольших количествах. Основная масса используется в виде сплавов.
Чаще всего используется сталь и чугун, которые относятся к черным металлам. Сталь является основным видом металла в черной металлургии, она обладает высокой прочностью и износостойкостью. А сталь хорошо поддается сварке.
Рейтинг стран мира по производству стали на 2020 год
Мировое производство стали по итогам 2021 года выросло на 3.4% по сравнению с прошлым 2021 годом и составило 1869.9 млн тонн стали. Занимательно, но по итогам 2021 года производство стали сократилась во всех регионах мира, кроме Азии и Ближнего Востока.
Лидерами по производству стали по итогам 2021 года стали следующие топ 10 стран мира:
- Китай — 996.3 млн тонн стали
- Индия — 111.2 млн тонн стали
- Япония — 99.3 млн тонн стали
- США — 87.9 млн тонн стали
- Россия — 71.6 млн тонн стали
- Южная Корея — 71.3 млн тонн стали
- Германия — 39.7 млн тонн стали
- Турция — 33.7 млн тонн стали
- Бразилия — 32.2 млн тонн стали
- Иран — 31.9 млн тонн стали
При этом на долю Китая в 2021 году пришлось более 50% мирового производства стали. Если быть точным — 53.3% от мирового производства стали. Доля России — снизилась с 4% в 2021 году до 3.8% в 2021 году. Суммарно страны СНГ произвели 100.4 млн тонн стали, что на пол процента ниже по сравнению с прошлым годом. Полную статистику по производству стали в странах мира вы можете найти в таблице ниже. В таблицу вошли страны мира производящие сталь в существенном количестве (более 5 тысяч тонн). Статистика доступна за 2014-2019 годы, при этом за 2021 год по некоторым из стран информация пока недоступна. Источником данных является Всемирная Ассоциация Стали.
| Страна | 2019 год, тыс тонн | 2018 год, тыс тонн | 2017, тыс тонн | 2016, тыс тонн | 2015, тыс тонн | 2014, тыс тонн |
| Весь Мир | 1869000 | 1816611 | 1732171 | 1629096 | 1621537 | 1671128 |
| Китай | 996342 | 928264 | 870855 | 807609 | 803825 | 822306 |
| Индия | 111246 | 109272 | 101455 | 95477 | 89026 | 87292 |
| Япония | 99284 | 104319 | 104661 | 104775 | 105134 | 110666 |
| США | 87927 | 86607 | 81612 | 78475 | 78845 | 88174 |
| Россия | 71570 | 72042 | 71491 | 70453 | 70898 | 71461 |
| Южная Корея | 71421 | 72464 | 71030 | 68576 | 69671 | 71543 |
| Германия | 39675 | 42435 | 43297 | 42080 | 42676 | 42943 |
| Турция | 33743 | 37312 | 37524 | 33163 | 31517 | 34035 |
| Бразилия | 32236 | 35407 | 34778 | 31642 | 33258 | 33897 |
| Иран | 31900 | 24520 | 21236 | 17895 | 16146 | 16331 |
| Италия | 23245 | 24532 | 24068 | 23373 | 22018 | 23714 |
| Тайвань, Китай | 22065 | 23241 | 22438 | 21751 | 21393 | 23221 |
| Украина | 20848 | 21101 | 21417 | 24218 | 22968 | 27170 |
| Вьетнам | 20066 | 15471 | 11473 | 7811 | 5647 | 5847 |
| Мексика | 18595 | 20204 | 19955 | 18824 | 18218 | 18930 |
| Франция | 14451 | 15387 | 15505 | 14413 | 14984 | 16143 |
| Испания | 13581 | 14321 | 14441 | 13616 | 14845 | 14249 |
| Канада | 12790 | 13443 | 13208 | 12646 | 12473 | 12730 |
| Польша | 9065 | 10167 | 10332 | 9001 | 9198 | 8559 |
| Бельгия | 7905 | 7980 | 7842 | 7687 | 7257 | 7331 |
| Австрия | 7423 | 6885 | 8135 | 7438 | 7687 | 7876 |
| Египет | 7257 | 7807 | 6870 | 5036 | 5506 | 6485 |
| Великобритания | 7225 | 7268 | 7491 | 7635 | 10907 | 12034 |
| Нидерланды | 6657 | 6813 | 6781 | 6917 | 6995 | 6965 |
| Индонезия | 6000 | 6183 | 5195 | 4746 | 4854 | 4351 |
| ЮАР | 5666 | 6327 | 6301 | 6141 | 6417 | 6412 |
| Австралия | 5493 | 5689 | 5328 | 5259 | 4925 | 4607 |
| Словакия | 5300 | 5225 | 4974 | 4808 | 4562 | 4705 |
| Саудовская Аравия | 5095 | 5240 | 4831 | 5461 | 5229 | 6291 |
| Швеция | 4721 | 4654 | 4927 | 4817 | 4557 | 4539 |
| Аргентина | 4645 | 5162 | 4624 | 4127 | 5028 | 5488 |
| Чехия | 4563 | 4938 | 4550 | 5306 | 5262 | 5360 |
| Таиланд | 4190 | 6403 | 6762 | 5400 | 5070 | 5835 |
| Казахстан | 4085 | 3964 | 4641 | 4289 | 3910 | 3681 |
| Малайзия | 4000 | 4109 | 3215 | 2764 | 3784 | 4316 |
| Румыния | 3500 | 3550 | 3361 | 3276 | 3352 | 3158 |
| Финляндия | 3473 | 4146 | 4003 | 4101 | 3988 | 3807 |
| ОАЭ | 3327 | 3248 | 3309 | 3149 | 3006 | 2390 |
| Пакистан | 3313 | 4719 | 4966 | 3553 | 2892 | 2424 |
| Беларусь | 2680 | 2470 | 2343 | 2188 | 2510 | 2513 |
| Катар | 2558 | 2575 | 2644 | 2521 | 2593 | 3019 |
| Люксембург | 2200 | 2228 | 2172 | 2175 | 2127 | 2193 |
| Сербия | 1929 | 1973 | 1477 | 1173 | 955 | 583 |
| Венгрия | 1770 | 1989 | 1901 | 1274 | 1675 | 1152 |
| Греция | 1376 | 1467 | 1359 | 1158 | 910 | 1022 |
| Перу | 1240 | 1217 | 1207 | 1168 | 1082 | 1078 |
| Колумбия | 1200 | 1219 | 1253 | 1272 | 1211 | 1208 |
| Чили | 1095 | 1145 | 1158 | 1153 | 1112 | 1079 |
| Босния и Герцеговина | 801 | 695 | 756 | 806 | 819 | 793 |
| Новая Зеландия | 667 | 652 | 658 | 577 | 793 | 859 |
| Словения | 645 | 654 | 648 | 614 | 604 | 615 |
| Узбекистан | 625 | 646 | 654 | 654 | 643 | 723 |
| Норвегия | 621 | 575 | 603 | 620 | 590 | 600 |
| Ливия | 606 | 396 | 422 | 492 | 352 | 712 |
| Эквадор | 605 | 583 | 561 | 576 | 720 | 667 |
| Болгария | 595 | 666 | 652 | 527 | 543 | 612 |
| Молдова | 360 | 497 | 469 | 126 | 443 | 351 |
| Гватемала | 310 | 300 | 294 | 314 | 403 | 395 |
| Македония | 239 | 266 | 273 | 169 | 121 | 188 |
| Куба | 235 | 225 | 221 | 244 | 285 | 256 |
| Сальвадор | 105 | 99 | 96 | 100 | 124 | 121 |
| Уругвай | 65 | 60 | 58 | 61 | 98 | 94 |
| Хорватия | 65 | 136 | 122 | 167 | ||
| Венесуэла | 50 | 129 | 444 | 553 | 1345 | 1485 |
| Парагвай | 25 | 25 | 24 | 35 | 48 | 47 |
| Азербайджан | 200 | 180 | 180 | 180 | 180 | |
| Албания | 50 | 150 | 560 | |||
| Алжир | 2000 | 415 | 650 | 650 | 415 | |
| Бангладеш | 100 | 100 | 100 | 100 | 90 | |
| Гана | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | |
| Другие страны | 115 | 115 | 115 | 110 | 110 | |
| Израиль | 300 | 300 | 300 | 300 | 300 | |
| Иордания | 150 | 150 | 150 | 150 | 150 | |
| Кения | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | |
| КНДР | 1250 | 1250 | 1250 | 1250 | 1250 | |
| Марокко | 600 | 550 | 520 | 516 | 501 | |
| Мьянма | 35 | 35 | 35 | 35 | 35 | |
| Нигерия | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
| Оман | 2000 | 2000 | 2000 | 2000 | 1500 | |
| Португалия | 2215 | 2076 | 2010 | 2030 | 2070 | |
| Сингапур | 618 | 596 | 520 | 501 | 540 | |
| Сирия | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | |
| Тринидад и Тобаго | 36 | 591 | 487 | |||
| Тунис | 50 | 50 | 50 | 50 | 150 | |
| Филиппины | 1475 | 1378 | 1075 | 968 | 1196 | |
| Черногория | 120 | 120 | 120 | 150 | 140 | |
| Швейцария | 1500 | 1450 | 1500 | 1475 | 1475 | |
| Шри-Ланка | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 |
История металлургии
Металлургия начала развиваться ещё в эпоху каменного века. Есть несколько исторических вех её развития. Согласно археологическим раскопкам, наши древние предки уже в 6 в. до н.э. активно использовали железо, попавшее на Землю в составе метеоритов. Люди постепенно осваивали обработку серебра и олова.
В эпоху бронзового века (5500 лет назад) люди научились получать из горных пород олово и медь, из которых у них случайно вышла бронза. Во времена железного века (1200 лет назад) из руды стали извлекать железо. Его главными добытчиками считают древних римлян, преуспевших в искусстве ковки, а четь изобретений технологий металлообработки и добычи принадлежит китайцам.
Независимо от того, в каком уголке земного шара развивалась металлургия, все люди пользовались классическим сыродутным методом, с помощью которого осуществлялась выплавка меди и свинца.
Далее последовала эпоха, называемая этапом цементации. Железо стали закаливать, оно превратилось в металл гораздо прочнее бронзы. Однако процесс освоения людьми этой технологии занял около тысячи лет.
В период Средневековья высота плавильных печей уже составляла три метра, а работали они с применением энергии, получаемой через воду. Эти печи назывались штукофенами и стали стимулом для того, чтобы чёрная металлургия вышла на очередной виток развития. В эпоху Возрождения появились новые виды печей, которые назвали блауофенами. После них появились доменные печи громадных размеров. Они работали 24 часа в сутки, выпуская до полутора тысяч тонн чугуна отменного качества.
В конце XIX, начале XX века появились новые технологии производства металлов. Речь идёт о бессемеровском, томасовском и, наконец, мартеновском способах. Они помогли людям в разы увеличить производственные объёмы с выпуском металлов от шести тонн в час. Спустя 50 лет появились безостановочная разливка стали и метод кислородного дутья. На современном этапе учёные активно развивают разные технологии обогащения руд и производства стали в электрических печах.
В состав чёрной металлургии входят следующие основные подотрасли:
- добыча и обогащение руд чёрных металлов (железная, хромовая и марганцевая руда);
- добыча и обогащение нерудного сырья для чёрной металлургии (флюсовыхизвестняков, огнеупорных глин и т. п. );
- производство чёрных металлов (чугуна, углеродистой стали, проката, металлических порошков чёрных металлов);
- производство стальных и чугунных труб;
- коксохимическая промышленность (производство кокса, коксового газа и пр.);
- вторичная обработка чёрных металлов (разделка лома и отходов чёрных металлов).
Роль в экономике
Металлургия всегда являлась основой экономики, так как без её продукции невозможна работа таких отраслей, как машиностроение, сельское хозяйство, строительство, транспорт, энергетики. Также велика роль этой отрасли в формировании оборонного комплекса, освоении космического пространства и создании условий для развития самых передовых технологий. В конечном счёте,именно текущее состояние металлургического комплекса отражает уровень научно-технического потенциала страны и определяет развитие всех отраслей народного хозяйства.
Только на его основе возможно осуществление новых «прорывных» технологий, способных вывести нашу страну на самые передовые рубежи мировой экономики. Потому что именно здесь сегодня создаётся абсолютное большинство материалов, наделённых особыми физико-химическими свойствами без которых невозможно материальное осуществление любых достижений прогресса.
Цветная
К цветной металлургии относятся все виды металлов, кроме железосодержащих. Сама отрасль делится на металлургию легких и тяжелых металлов, которые основываются на таких свойствах металла, как плотность и вес. Все виды металлов, используемых в цветной металлургии, можно разделить на:
легкие, к которым относятся магний, алюминий, титан;
тяжелые, к которым относятся олово, цинк, свинец, никель, медь;
редкоземельные, к которым относятся эрбий, тербий, самарий, празеодим, неодим, лантан, диспрозий, церий, иттрий;
искусственные, к которым принадлежат америций, технеций;
малые, к которым относятся ртуть, кобальт, мышьяк, сурьма, кадмий, висмут;
рассеянные, к которым принадлежат селен, германий, таллий, индий, галлий, цирконий;
легирующие, к которым относятся ванадий, ниобий, тантал, молибден, вольфрам;
благородные, к которым относятся платина, золото, серебро.
По сравнению с черной, цветная металлургия более энергозатратная. Это объясняется низким содержанием полезных веществ в цветных металлах и, как следствие, большим количеством отходов, требующих особенной утилизации и переработки химическими способами.
Добыча
Металлы получают путем извлечения из руд или вторсырья. Вся руда, содержащая ценные элементы, делится на богатую (более 55% ценных элементов), бедную (менее 50 %) и убогую (менее 25 %).
При добыче руды используются три основных метода:
открытый;
подземный;
комбинированный.
Открытый метод – самый распространенный и экономичный. При таком методе предприятием организуется необходимая инфраструктура и разрабатывается месторождение карьерами.
Подземный метод используется в том случае, если породы лежат глубоко под землей. По сравнению с открытым, этот метод дороже из-за необходимости специального технического оснащения. Кроме этого, он актуальнее, чем другие методы, так как запасы железной руды, залегающей близко к поверхности, практически истощены. Таким способом добывается более 70% железной руды.
Комбинированный способ, как понятно из названия, сочетает в себе два вышеуказанных метода.
Руда: определение и особенности
Рудами называют горные породы, которые применяются для переработки и извлечения содержащихся в них металлов. Виды этих полезных ископаемых различаются по происхождению, химическому содержанию, концентрации металлов и примесей. В химическом составе руды присутствуют различные его оксиды, гидроксиды и углекислые соли железа.
Интересно! Руда востребована в хозяйстве с древних времен. Археологам удалось выяснить, что изготовление первых предметов из железа датируется II вв. до нашей эры. Впервые этот материал использовали жители Месопотамии.
Железо
— распространенный в природе химический элемент. Его содержание в коре земли составляет около 4,2%. Но в чистом виде он почти не встречается, чаще всего в виде соединений — в окислах, карбонатах железа, солях и т.д. Железная руда — это соединение минералов со значительным количеством железа. В народном хозяйстве экономически обоснованным считается применение руд, содержащих более 55% этого элемента.
Что делают из руды
Железорудная промышленность
— металлургическая отрасль, которая специализируется на добыче и обработке железной руды. Основное предназначение этого материала на сегодняшний день — производство чугуна и стали.
Всю продукцию, которую делают из железа, можно разделить на группы:
- Передельный чугун с повышенной концентрацией углерода (выше 2%).
- Литейный чугун.
- Сталь в слитках для изготовления проката, железобетона и стальных труб.
- Ферросплавы для выплавки стали.
Для чего нужна руда
Материал используется для выплавки чугуна и стали. Сегодня нет практически ни одной промышленной сферы, которая обходится без этих материалов.
Чугун
— это сплав углерода и железа с марганцем, серой, кремнием и фосфором. Чугун производится в доменных печах, где при высоких температурах руду выделяют из оксидов железа. Практически 90% полученного чугуна является предельным и используется при выплавке стали.
Применяются различные технологии:
- электронно-лучевая выплавка для получения чистого высококачественного материала;
- вакуумная обработка;
- электро-шлаковый переплав;
- рафинирование стали (устранение вредных примесей).
Отличие стали от чугуна — минимальная концентрация примесей. Для очистки применяется окислительная выплавка в мартеновских печах.
Сталь самого высокого качества выплавляется в индукционных электрических печах с экстремально высокой температурой.
Руда отличается по концентрации содержащегося в ней элемента. Она бывает обогащенной (с концентрацией от 55%) и бедной (от 26%). Бедные руды целесообразно применять в производстве только после обогащения.
По происхождению выделяют следующие виды руд:
- Магматогенная (эндогенная) — образовавшаяся под воздействием высокой температуры;
- Поверхностная — осевшие остатки элемента на дне морских бассейнов;
- Метаморфогенная — полученная под воздействием экстремально высокого давления.
Основные соединения минералов с содержанием железа:
- Гематит (красный железняк). Самый ценный источник железа с содержанием элемента от 70% и с минимальной концентрацией вредных примесей.
- Магнетит. Химический элемент с содержанием металла от 72% отличается высокими магнитными свойствами и добывается на магнитных железняках.
- Сидерит (карбонат железа). Отмечается большое содержание пустой породы, самого железа в нем около 45-48%.
- Бурые железняки. Группа водных окислов с низким процентом железа, с примесями марганца и фосфора. Элемент с такими свойствами отличается хорошей восстанавливаемостью и пористой структурой.
Вид материала зависит от его состава и содержания дополнительных примесей. Самый распространенный красный железняк с высоким процентом железа может встречаться в разном состоянии — от очень плотного до пылевого.
Бурые железняки имеют рыхлую, слегка пористую структуру бурого или желтоватого цвета. Такой элемент часто нуждается в обогащении, при этом легко перерабатывается в руду (из него получается высококачественный чугун).
Магнитные железняки плотные и зернистые по своей структуре, выглядят как кристаллы, вкрапленные в породу. Оттенок руды — характерный черно-синий.
