Что относится к цветной металлургии
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:
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:
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.
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.
Цветные металлы – перечень и их полезные свойства
Эта группа металлов немногочисленна, но ценима промышленностью, медициной, эстетами. Цветные металлы не утилизируют даже после многих лет использования. Переработка дает им вторую жизнь и бережет природу.
Что считать цветным металлом
Первый уровень деления металлов – на чёрные и цветные.
С чёрными проблем нет: это железо и его сплавы(чугун, сталь).
Цветные ранжируют по-разному. Иногда таковыми считаются все металлы, кроме железа и его сплавов (в список включаются благородные, редкоземельные, радиоактивные).
У промышленников своя классификация. Цветные металлы – это бесжелезистые элементы определенного цветового оттенка (отсюда название группы).
Подразделяются на два вида:
В ряде стран такие металлы именуются не цветными, а нежелезными.
Сокращенное наименование сегмента цветных металлов – цветмет, черных – чермет.
Чермет и цветмет: в чем разница?
Чтобы отличить черный металл от цветного, к образцу подносят магнит. Если притянется, – он из черного металла.
Другие характеристики цветмета:
Однако агрессивные внешние факторы (особенно кислородно-влажная среда) влияют на структуру цветмета. Например, оцинкованные поверхности становятся белесоватыми.
У цветмета окисляется только поверхность, в отличие от черных металлов.
Добыча и обработка
Источник цветмета – рудное сырье. Способы добычи руды традиционны: из шахты либо карьера.
Сырьем занимается цветная металлургия. Это сегмент полного цикла.
Здесь выполняются следующие процессы:
Различают металлургию легких и тяжелых металлов. В обоих видах это затратное, загрязняющее окружающую среду производство.
Второй способ получения сырья – переработка металлолома. Более рентабельный, экологически чистый метод.
По происхождению различают первичный (из руды) и вторичный (из лома) металл.
Классификация и сферы применения цветмета
По физическим свойствам цветмет подразделяется на тяжелые и легкие металлы. Сфера использования обоих видов обусловлена свойствами цветных металлов: износостойкостью, легкостью на фоне прочности, пластичностью, устойчивостью к коррозии.
Тяжелые цветные металлы
Данный вид цветмета включает пять названий.
Номер один в цветмете. Самый распространенный плюс повышенная пластичность, тепло- и электропроводность. Формирует сплавы почти со всеми металлами. Самые популярные – бронза (с оловом), латунь (с цинком), красное золото.
Самородная медь
Золотистый с розоватостью цветмет – основа кабелей, проволоки, труб для термоагрегатов, боеприпасов, бытовых изделий, декора.
Свинец
Самый тяжелый из цветмета, плотный сизовато-серый.
Мягкий (1,5 из 10 по Моосу), режется вручную, царапается ногтем, легко прокатывается до фольги.
Тепло- и электропроводность ниже средних: у меди, например, на порядок больше. Плюс малая стойкость к вибрациям, беззащитность перед гниющей органической массой, растворами извести, бетона.
Идет на аккумуляторы, основу и покрытие проводов, кабелей, электроды, боеприпасы.
Свинец ставит щит радиации, но токсичен, отнесен к химически опасным веществам 1 класса.
Легкоплавкий цветмет со сменными свойствами: хрупок при обычной температуре, пластичен при нагреве. Равнодушен к ржавлению, разрушается кислотами либо щелочами.
Используется машиностроителями, металлургами как покрытие железа для предотвращения коррозии.
Олово
Серебристо-белый умеренно блестящий тяжелый металл.
Востребован как компонент сплавов для подшипников, припоев.
Расплавленное олово
Самый экологически чистый в «тяжелом» сегменте цветмета, поэтому используется не только промышленностью, но и в быту (например, как материал крышек для консервации).
Никель
Серебристо-белый с желтоватостью цветмет. Один из лучших катализаторов, обязательный компонент нержавеющих сталей, повышающий химическую стойкость.
Мелкий порошок никеля самовоспламеняется при комнатной температуре.
Востребован изготовителями щелочных аккумуляторов (в том числе для электромобилей) и емкостей для химически агрессивных веществ.
Легкие цветные металлы
Сегмент легких цветных металлов состоит из трех позиций.
Алюминий
Серебристый цветмет – суперпроводник электричества, пластичен. Механические параметры оставляют желать лучшего, поэтому добавляется к сплавам. Они прочны, легки, невосприимчивы к коррозии, большинству агрессивных сред, термовоздействию.
Используется как материал корпуса изделий авиа-, морских судов, электропроводов.
Титан
Стержень, состоящий из титановых кристаллов высокой чистоты
По прочности цветмет сопоставим со сталью, но вполовину легче. Вдвое прочнее алюминия, однако массивнее всего наполовину. За это ценится строителями ракет, самолетов, судов, нефтяниками.
Заготовка титанового шпангоута истребителя F-15 до и после прессования на штамповочном прессе компании Alcoa усилием 45 тыс. тонн, май 1985
Титан совместим с тканями организма человека, благодаря чему используется пищепромом и как материал экзоскелета, зубных протезов, пирсинга.
Магний
Легкое красивое блестящее вещество.
Благодаря малой плотности цветмет хорошо обрабатывается, устойчив к жару, большинству горючих веществ.
Металлический магний
Горящий магний затушить водой невозможно.
Вторичное использование цветмета
Использованный цветмет не утилизируют по многим причинам.
Переработка – дело выгодное
Первичное производство цветмета (из руд) – затратный, трудоемкий, экологически проблемный процесс. Поэтому закономерно стремление предприятий оптимизировать расходы. То есть перерабатывать цветной металлолом. Стоимость процесса впятеро дешевле переработки первичного сырья.
Вторичное использование лома цветмета выгодно: предприятие экономит деньги, попутно избегая штрафов за загрязнение окружающей среды.
Сдатчики цветмета тоже получают неплохие деньги. Поэтому на промышленных предприятиях отработана практика складирования такого металлолома для сдачи на пункт приема либо меткомбинат.
Какой лом берут на переработку
Металлолом подразделяют на два вида:
Для переработки годится алюминиевый, медный, никелевый, свинцовый, цинковый, оловянный, титановый лом. Плюс сплавы (бронза, латунь), лом смешанного состава.
Этапы переработки
Поступивший цветмет проходит следующие стадии:
Пункт приема металлического вторсырья (лома) есть в большинстве населенных пунктов. Диапазон принимаемых от организаций и граждан металлических отходов – от крупных конструкций до стружки и порошка любой массы.
Цветная металлургия
Цветная металлургия — отрасль металлургии, которая включает добычу, обогащение руд цветных металлов и выплавку цветных металлов и их сплавов.
По физическим свойствам и назначению цветные металлы условно можно разделить на тяжёлые (медь, свинец, цинк, олово, никель); лёгкие (алюминий, титан, магний); малые (висмут, кадмий, сурьма, ртуть); легирующие (вольфрам, молибден, ванадий); драгоценные (золото, серебро, платина); редкие (галлий, германий, индий, цирконий). На основании этого деления различают металлургию лёгких металлов и металлургию тяжёлых металлов.
Содержание
Размещение предприятий отрасли
Размещение предприятий цветной металлургии зависит от многих экономических и природных условий, особенно от сырьевого фактора. Заметную роль, помимо сырья, играет топливно-энергетический фактор.
На территории России сформировано несколько основных баз цветной металлургии. Различия их в специализации объясняются несхожестью географии лёгких металлов (алюминиевая, титано-магниевая промышленность) и тяжёлых металлов (медная, свинцово-цинковая, оловянная, никель-кобальтовая промышленности).
Тяжёлые металлы
Производство тяжёлых цветных металлов в связи с небольшой потребностью в энергии приурочено к районам добычи сырья.
Лёгкие металлы
Для получения лёгких металлов требуется большое количество энергии. Поэтому сосредоточение предприятий, выплавляющих легкие металлы, у источников дешёвой энергии — важнейший принцип их размещения.
Производители цветных металлов
Печи цветной металлургии
Технологические процессы печей цветной металлургии отличаются разнообразием. Выделяют более 60 видов печей. [1]
Цветная металлургия — предприятия, отрасли, руды, продукция
Цветная металлургия – одна из важнейших отраслей тяжелой промышленности. В ее задачи входит добыча, переработка и обогащение руд цветных металлов. Наибольшую значимость имеют три направления данной отрасли: алюминиевая, никелевая и медная.
Размещение предприятий отрасли
Размещение предприятий цветной металлургии зависит от многих экономических и природных условий, особенно от сырьевого фактора. Заметную роль помимо сырья играет топливно-энергетический фактор.
На территории России сформировано несколько основных баз цветной металлургии. Различия их в специализации объясняются несхожестью географии лёгких металлов (алюминиевая, титано-магниевая промышленность) и тяжёлых металлов (медная, свинцово-цинковая, оловянная, никель-кобальтовая промышленности).
Тяжёлые металлы
Медеплавильное производство на почтовой марке Узбекистана
Производство тяжёлых цветных металлов в связи с небольшой потребностью в энергии приурочено к районам добычи сырья.
Лёгкие металлы
Для получения лёгких металлов требуется большое количество энергии. Поэтому сосредоточение предприятий, выплавляющих легкие металлы, у источников дешёвой энергии — важнейший принцип их размещения.
Общая характеристика
Цветные металлы широко востребованы в индустрии, но наибольшее значение они имеют в строительстве, машиностроении и химической промышленности.
В процессе производства цветных металлов можно выделить 3 основные стадии:
Рис. 1. Цветные руды.
Развитие цветной металлургии самым тесным образом связано с НТП, благодаря которому существенно расширилась сфера применения цветных металлов и их сплавов. Если в начале ХХ столетия в промышленности было востребовано не более 15 металлов, то в настоящее время данная отрасль активно использует около 70 видов различных цветных металлов.
Цветная металлургия имеет ряд особенностей, которые влияют на ее размещение. К ним относятся:
Рис. 2. Производство металлолома.
Отрасли цветной индустрии
Состав цветной металлургии, как сложноорганизованный производственный организм, включает 14 подотраслей.
Рассмотрим подробнее ее строение:
География цветной металлургии
Цветная металлургия отличается большим разнообразием. Самые богатые залежи цветных руд расположены в ЮАР, Австралии, Чили, Индии, Гвинее, Венесуэле, Перу. Для повышения эффективности разработок в цветной металлургии многие страны активно сотрудничают друг с другом.
ТОП-2 статьикоторые читают вместе с этой
Рис. 3. Месторождение алюминия.
Ведущую роль в мировой цветной металлургии играет алюминиевая промышленность. Основная часть запасов руды с этим ценным металлом сосредоточена в приэкваториальной зоне. Однако успешное производство алюминия возможно только в странах, которые располагают крупными источниками недорогой энергии:
В странах с дорогой энергией (Австрия, Венгрия, Франция), где выплавка алюминия считалась традиционным видом промышленности, производство этого цветного металла постепенно сходит на нет.
Технологические этапы производства цветной металлургии
Цветная металлургия в процессе производства проходит несколько этапов, включаемых в единый цикл.
К технологии относят:
Цветная металлургия находится в стадии своего развития. Основные направления, в которых ведется работа:
Видео по теме: Плавильные печи цветной металлургии
Таблица “География цветной металлургии”
При изучении темы «Цветная металлургия» по программе географии за 9 класс мы узнали, что собой представляет производство цветных металлов. Мы выяснили, насколько большое значение оно имеет в современной промышленности, от каких факторов зависит его размещение и какова его основная его проблема.
ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ — всё, кроме железа
Цветные металлы отличаются от черных. Цветных металлов много, а к черным относятся только железо, его сплавы. Часто к черным металлам относят ванадий, марганец, хром.
В Европе цветные металлы называют нежелезными, происхождение этих названий точнее отражает суть и свойства наших героев.
Разделяем металлы по свойствам и группам
Условно цветные металлы различают на 2 большие группы — тяжелые и легкие.
Более подробная классификация проводится по свойствам (физико-химическим). Есть разделение на 5 и 7 групп.
Виды цветных металлов:
Свойства цветных металлов разнообразны. Это устойчивость к коррозии, высокие электро-и теплопроводность, устойчивость во многих агрессивных средах.
Где применяются
Представьте мир без цветных металлов. Выбросите телефон и компьютер, вместе с ними ключи от машины. Отключите свет — ведь ток течет по проводам из цветмета. Газовую и электрическую плиту тоже придется выбросить, а готовить на костре или построить печку. Поэтому к этим разным и таким нужным человечеству металлам давайте относиться уважительно.
Невозможно представить современный мир без использования цветных металлов.
Электротехника, легировка сталей, сенсоры, диоды, термопары, инфракрасная оптика, военно-промышленный комплекс.
Знакомство с нежелезными металлами
Список цветных металлов обширен. Руд цветных металлов в разы больше.
Важными рудами на медь являются халькозин, борнит, халькопирит. Встречается и самородная медь, но редко. Про медь читайте здесь.
Добычу медных руд производят:
Алюминий
Главное сырье на алюминий — бокситы. Руды бокситов — диаспор (его ювелирная разновидность султанит подробно описана здесь), гетит, бемит, каолинит. Подробнее про этот металл читайте на этой странице.
Российские месторождения бокситов находятся в областях:
Богатые запасы бокситов расположены в Корее, Венгрии, Югославии, Китае.
Значительные запасы бокситовых руд в Австралии, Бразилии, США, Франции.
Свинец
Главная руда на свинец — галенит, кроме него церуссит и англезит.
Галенит образует полиметаллические руды со сфалеритом и халькопиритом.
48 стран мира могут добывать на своей территории свинец.
Основная цинковая руда — сфалерит. Это сульфид цинка, и в природе его естественными спутниками являются галенит и халькопирит.
Главные мировые запасы цинка находятся в Канаде, немногим отстают Китай, Австралия, США.
В России цинк добывают на Каменном Поясе. Есть месторождения в Сибири и Приморье.
Магний
Этого цветного металла в земной коре около 2%.
Руд, содержащих магний, около 60, но для промышленной добычи используют:
Каждая страна обладает запасами магния. Магнезит находят в США, Испании, Австралии, Канаде, Югославии, Греции. Карналлит используют в странах СНГ.
Огромные запасы магния находятся в воде залива Кара-Богаз-Гол.
Никель
Никелевые руды могут быть сульфидные и силикатные. Подробнее о металле читайте здесь.
Силикатные никелевые руды:
Кобальт
В природе немного кобальтсодержащих руд, особенно пригодных для промышленного использования. Среди них кобальтин, скуттерудит, линнеит, шмальтин, эритрин.
По минеральному и химическому составу кобальтовые руды делятся на сульфидные, арсенидные, оксидные. В основном все руды комплексные, собственно кобальтовые встречаются только среди мышьяковых (арсенидных) руд.
За рубежом кобальтосодержащие месторождения находятся в Канаде, Финляндии, Австралии, Африке.
В России — на Урале, в Красноярском крае, на Кольском полуострове.
Основные добытчики кобальта — Заир и Замбия.
Олово
Главные минералы для добычи олова — касситерит и станнин. Половина добычи олова приходится на месторождения Юго-Восточной Азии. Подробнее про олово написано здесь.
Немного отстает Китай, за ним идут Индонезия, Малайзия, Бразилия, Россия.
Молибден
Основной рудный минерал на молибден — молибденит. В природе «дружит» с сульфидами меди и касситеритом.
В добыче металла первенствуют США, следом идут Чили и Китай, на третьем месте — Канада.
В России тоже есть молибденовые руды, в Забайкалье, на Северном Кавказе, на юге Западной Сибири.
Вольфрам
Основные руды на вольфрам — вольфрамит и шеелит.
Китаю повезло, у него более 40% мировых запасов вольфрамита. Россия отстала не сильно, у нас шеелит есть на Кавказе, в Забайкалье, на Чукотке.
Есть месторождения в Германии, Канаде, Турции, США.
Висмут
Существует самородный висмут. В Боливии и Австралии его добывают вместе с висмутином. Подробнее о нём читайте здесь.
Боливия единственная страна, где металл добывают прямо из висмутовой руды. В основном висмут извлекают из полиметаллических руд.
Мировые лидеры по запасам:
Месторождения висмутовых руд редки и невелики по масштабам.
Сурьма
Главный источник сурьмы — антимонит. Кроме него, рудой на сурьму могут служить бертьерит, джемсонит, ливингстонит, стибиконит.
Австралия, Россия и Китай обладают залежами антимонита, остальные страны могут только облизываться на такое богатство. Среди завидующих США, КНР, ЮАР. У них есть полиметаллические месторождения.
Ртуть
Киноварь — единственный минерал для качественной добычи ртути.
Основные производители жидкого металла:
Россия обладает небольшими запасами киновари на Чукотке, Алтае, Камчатке.
У Америки с этим и того хуже — маленький рудничок в Неваде.
А вот на юге Испании известно ртуть добывают почти две тысячи лет.
Вторичное сырье
Уже понятно, что добыча цветмета не всегда обеспечивает потребности промышленности. Приходится изворачиваться. То есть организовывать пункты приема вторсырья, собирать металлолом для сдачи в этих пунктах. Кстати, за лом цветных металлов платят довольно неплохо.
Стоимость металлических отходов формируется, исходя из нескольких компонентов:
Охотникам за металлоломом
Большим спросом у приемщиков пользуются медь, алюминий, свинец, титан.
Плюсы и минусы переработки вторсырья
Перерабатывать металлолом выгодно, это понижает себестоимость продукции.
Цветмет приходится сортировать — это самый нудный и трудоемкий этап работы.
Рассортированное сырье измельчают. Для этого применяют газовые резки, шредеры, а потом прессуют для уменьшения объемов и удобства транспортировки.
Далее подготовленное сырье отправляют на металлургические комбинаты, или продают (чаще всего на экспорт).