Цветная металлургия продукция алюминий

Цветная металлургия

Цветная металлургия – это отрасль, которая включает в себя добычу, обогащение и создание сплавов из цветных металлов. Ее состояние является определяющим для развития и функционирования всего промышленного комплекса в целом.

Под цветными металлами следует подразумевать такие вещества и сплавы, в которых отсутствует железо. Это является главным отличием рассматриваемой отрасли от черной металлургии, основа которой – добыча железной руды и выработка чугуна и стали.

Классификация цветных металлов

В современной промышленности выделяют несколько групп цветных металлов, которые различаются между собой по их эксплуатационным свойствам и качествам. Рассмотрим некоторые из них:

  • Тяжелые. Относят никель, цинк, свинец, медь. Они имеют высокую плотность и вес.
  • Легкие. В первую очередь это алюминий, который имеет низкую плотность и, как следствие, небольшой вес. Кроме этого, к данной группе относятся магний, титан, литий.
  • Малые. Входят кобальт, ртуть, сурьма, мышьяк, висмут. Используются в различных отраслях. Из-за того, что месторождения соседствуют с залежами тяжелых металлов, их добывают попутно.
  • Легирующие (или тугоплавкие). Это ванадий, вольфрам, хром, молибден. Они обладают высокой степенью износостойкости. Их промышленное применение заключается в выплавке сплавов для улучшения эксплуатационных свойств готовых изделий.
  • Благородные. К этой группе относятся золото, платина, серебро. Встречаются крайне редко, обладают высокой степенью устойчивости к окислению, благодаря чему их использование не ограничивается только лишь ювелирным делом. Также к данному виду причисляют осмий, иридий, рутений, палладий.
  • Редкоземельные. Это скандий, тулий, лютеций, европий и т. д. Применение ограничено, поскольку месторождения небольшие и находятся на разных континентах, что в значительной мере усложняет добычу.

Подотрасли

Цветная металлургия включает в себя подотрасли, в рамках которых осуществляется выпуск различных металлов:

На его долю приходится более 45% объема выплавки всех цветных металлов. Сырьем являются бокситы, которые перерабатываются в глинозем. Основные месторождения находятся в Австралии, Бразилии, экваториальной Африке, Китае и России.

Ведущими производителями алюминия в мире признаны Россия, США, Италия, Китай, Германия.

Более четверти от всего объема выплавки приходится на медь. Она добывается из медной руды, где концентрация металла может достигать порядка 30-35%. Кроме этого, значительную роль играет переработка вторичного сырья.

Основные месторождения медных руд находятся в России, Казахстане, Чили, США, Канаде, экваториальной Африке, Китае.

Ведущими производителями являются Россия, Китай, США, страны Европы.

Эти металлы выпускаются из полиметаллических руд. Основные залежи находятся в США, Мексике, Канаде, Китае, Австралии. Производство сконцентрировано в Китае, США, Японии, Австралии, странах ЕС. На долю выплавки цинка и свинца приходится более 22% от всего объема.

Крупнейшие месторождения находятся в России, она же и является главным мировым производителем. На долю производства данного металла приходится менее 7% от мировой выплавки. Основным сырьем выступают никелевые руды.

Данный металл получают из оловянных руд. Большая часть мировых запасов приходится на Боливию и Юго-Восточную Азию. Ведущими центрами выплавки являются Боливия, Малайзия, Китай, Россия.

Производство остальных цветных металлов менее развито и имеет локальные масштабы.

Этапы производственного процесса

В цветной металлургии задействован ряд производственных процессов, включающий в себя как добычу сырья, так и выплавку.

Схемы изготовления цветных металлов хоть в целом и схожи, однако в силу особенностей того или иного ресурса имеют некоторые отличия.

В этой связи для примера следует упомянуть цикл получения алюминия, выпуск которого имеет наибольшие масштабы и значимость.

Он состоит из следующих этапов:

  • добыча бокситов;
  • обогащение алюминиевой руды (промывка, грохочение);
  • производство глинозема;
  • выплавка металлического материала;
  • выпуск алюминиевых заготовок и полуфабрикатов.

Также из глинозема производят фтористые соли и электроды.

Общий обзор состояния цветной металлургии в России

Данная отрасль промышленного производства является одной из наиболее развитых в России. Это объясняется большими запасами сырья и природных ископаемых, а также развитой производственной базой, оставшейся после распада СССР.

Читайте также:  Записать процесс коррозии алюминия

История развития отрасли

Человечество начало выплавлять металл и использовать сплавы достаточно давно, что подтверждается археологическими находками.

В России производство цветных металлов и развитие горного дела в целом во многом связано с именем Петра I. Именно по его указам на Урале строятся первые плавильные заводы.

К началу XX века страна становится одним из мировых лидеров металлургического производства, но события 1917 года надолго остановили его развитие. Однако в 30-е годы, во времена первых пятилеток, страна смогла восстановить и преумножить свою индустриальную мощь.

После ВОВ в СССР возводятся крупнейшие ГОКи и металлургические заводы, многие из которых продолжают работать и сейчас. Кризис 90-х годов негативно отразился на состоянии данной отрасли, однако уже в 2000 г. производство цветных металлов в стране значительно выросло.

Размещение промышленных производств

В силу экономической целесообразности большинство предприятий цветной металлургии расположено в районе мест добычи соответствующих руд. По этой причине в России выделяется несколько основных производственных баз. Стоит отметить, что для выплавки легких металлов требуется большое количество энергии, в этой связи заводы построены вблизи ее источников (преимущественно ГЭС).

Размещение основных производственных центров:

Крупные комплексы находятся в районах с развитой энергетикой (Иркутская область, Красноярский край).

Преимущественно Урал, где находится большая часть разведанных месторождений.

Запасы полиметаллических руд в стране не очень высоки. Производственные центры есть в Сибири и на Дальнем Востоке.

Предприятия размещены возле месторождений. Наиболее крупные из них – на Кольском полуострове, а также севере Сибири.

Крупнейшие игроки отрасли

Предприятия-лидеры цветной металлургии в России:

Другие компании, работающие в данной отрасли, представлены в разделе Заводы цветных металлов.

Проблемы и перспективы развития

Значительной трудностью цветной металлургии в стране является зависимость от источников электрической и тепловой энергии.

К примеру, выработка более 75% энергии на Братской ГЭС направлена на обслуживание алюминиевого комбината. Это удорожает производство и в ряде случаев (при неблагоприятной мировой конъюнктуре) может лишить его рентабельности. Выходом из ситуации является внедрение более энергоемких технологий.

Кроме этого, предприятия цветной металлургии являются одними из основных причин экологического загрязнения. Модернизация производств требует многомиллиардных вложений, однако, несмотря на расходы, проводимые меры снижают нагрузку на окружающую среду.

Источник

Цветная металлургия

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.

Читайте также:  Диск по алюминию для торцовочной пилы 165

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.

Источник

Алюминиевая промышленность

Вы будете перенаправлены на Автор24

Понятие, структура и факторы размещения алюминиевой промышленности

Одной из отраслей цветной металлургии является алюминиевая промышленность. Она включает в себя целый комплекс предприятий по изготовлению алюминия. Алюминиевые изделия занимают первое место по производству и потреблению во всем мире. Основными потребителями данной продукции являются машиностроение, транспорт, строительство, химическая, пищевая и металлообрабатывающая промышленность.

Алюминиевая промышленность – это подотрасль цветной металлургии, которая занимается добычей алюминиевого сырья и производством глинозема (окиси алюминия), а также кристаллического кремния, металлического алюминия и других видов продукции.

Алюминиевым сырьем являются высококачественные кварциты для производства фтористых солей и концентраты плавикого шпата (флюорита). Также для производства глинозема с целью последующего получения из него алюминия применяются бокситы. При изготовлении алюминиевых изделий тратится значительное количество электроэнергии, поэтому алюминиевая промышленность считается одной из наиболее энергоемких отраслей промышленности. Предприятия данной сферы размещаются в районе мощных источников дешевой электроэнергии.

В структуру алюминиевой промышленности входят следующие производства:

  1. добыча алюминиевых руд;
  2. производство глинозема из руд или их концентратов;
  3. изготовление электродов и анодной массы;
  4. создание фтористых солей;
  5. выплавка металлического алюминия;
  6. получение полуфабрикатов из алюминия.
Читайте также:  Ручная дуговая сварка алюминия доклад

На размещение предприятий алюминиевой промышленности влияют несколько факторов, но основными являются сырьевой и топливно-энергетический фактор.

Готовые работы на аналогичную тему

Главным видом сырья, который используется для производства алюминия, являются бокситы. В них содержится до 60% глинозема. Основные месторождения качественных бокситов расположены в семи регионах:

  • Центральная и Западная Африка;
  • Бразилия По данной теме мы уже выполнили эссе Бразилия подробнее ;
  • Карибы (Ямайка);
  • Страны Океании и юга Азии;
  • Средиземноморский регион;
  • Китай;
  • Россия (Урал).

Производство металлического алюминия – это очень энергоемкий процесс. Поэтому при выборе места расположения производственных предприятий ключевым фактором является наличие источников электроэнергии. Обычно заводы строятся рядом с ГЭС. Именно поэтому можно отметить разделение на регионы, в которых происходит добыча сырья, и где происходит непосредственно создание готового продукта.

Мировая алюминиевая промышленность

Продукция из алюминия находится на первом месте по производству и потреблению в мире.

Одна из наиболее динамично развивающих отраслей в мире является именно производство алюминия. Еще в XIX веке был предложен и практически применен метод получения алюминия из глинозема. В этот период алюминий был очень дорогим металлом.

В настоящее время мировой спрос на алюминий постоянно растет. Он необходим транспортной и строительной индустрии. Также этот металл заменяет тяжеловесную сталь при производстве легковых и грузовых автомобилей, а также велосипедов.

Алюминий применяется для изготовления деталей фюзеляжа самолетов, корпусов автотранспорта и поездов, систем кондиционирования, морских судов, космических кораблей и т.д. он незаменим при производстве телекоммуникационных систем и линий электропередач, телевизионных и спутниковых «тарелок».

Широкое распространение алюминий получил и в химической и металлургической промышленности. Он используется для изготовления упаковочных материалов, банок, баллончиков и аэрозолей. Мировые корпорации по производству мобильных средств связи применяют алюминий при изготовлении своей продукции: Samsung, Sony, Lenovo, HTC, и iPhone.

Мировые лидеры — производители алюминия представляют собой вертикально-интегрированные холдинги. В их структуру входят не только месторождения бокситов, но и заводы по производству глинозема. Вертикальная интеграция способствует отсутствию зависимости деятельности от внешних факторов (колебания цен на мировом рынке, обеспечение сырьем и т.д.). Это позволяет не нарушать непрерывность производственного процесса. При этом головные офисы таких холдингов располагаются в крупных городах мира, а добыча и производство в развивающихся странах с дешевыми ресурсами (труд, полезные ископаемые, электроэнергия и пр.).

Мировая алюминиевая промышленность представлена двумя группами компаний:

  • Upstream-производители (разведка и добыча) – российская компания РУСАЛ, американская компания Alcoa, австралийско-британский концерн RioTinto, норвежская Hydro в Западной Европе, китайские компании – Chalco, Hongqiao, Xinfa, EastHope;
  • Downstream-производители (производство и сбыт) — американские Novelis и Aleris, британская По данной теме мы уже выполнили курсовую работу Великобритания подробнее Rexam, европейские Constellium и SAPA.

Мировую алюминиевую промышленность контролируют 6 ведущих предприятий. Это свыше 40% производства всего алюминия в мире.

Развитие российской алюминиевой промышленности

Сегодня алюминиевая промышленность в России является самым развитым сектором экономики. РФ занимает второе место в мире по производству алюминия. Ежегодно изготавливается свыше 3 млн. тонн алюминия, большая часть которого экспортируется.

Алюминий активно используется в строительной отрасли благодаря наличию уникальных свойств:

  • высокая прочность при малой плотности;
  • устойчивость к природным воздействиям;
  • долговечность;
  • большие сроки эксплуатации между необходимыми ремонтными работами.

Также алюминий требуют транспорт, электротехника, машиностроение, потребительские товары. Спрос на алюминиевый прокат для производства тары и упаковки, листовой прокат и профильную продукцию растет с каждым годом. В связи с этим происходит распределение произведенного алюминия на внутренний и международный рынок для удовлетворения потребностей всех потенциальных и реальных потребителей.

Но российская алюминиевая промышленность испытывает и ряд проблем в своей развитии:

  1. незавершенность процесса объединения предприятий в вертикально-интегрированные корпорации;
  2. нехватка собственного сырья (компании вынуждены импортировать глинозем);
  3. низкий уровень применения вторичных ресурсов в производстве отечественных алюминиевых сплавов и изделий;
  4. необходимость преобразования научно-исследовательской деятельности,
  5. повышение уровня экологической безопасности

Для решения указанных проблем необходимо проанализировать сложившуюся экономическую ситуацию в отрасли, оценить состояние политики снабжения и сбыта, провести реструктуризацию бизнес-процессов.

В целях повышения эффективности развития алюминиевой промышленность следует изучить положительный опыт зарубежных предприятий-производителей алюминия.

Источник