Руда и минералы цветных металлов. Добыча цветных металлов

Воспользуйтесь формой поиска по сайту, чтобы найти реферат, курсовую или дипломную работу по вашей теме.

Поиск материалов

Ресурсы руд цветных металлов РФ Федерации

Ресурсопользование

Введение

Россия обладает мощной цветной металлургией, отличительная черта которой - развитие на основе собственных ресурсов. По физическим свойствам и назначению цветные металлы условно можно разделить на тяжелые (медь, свинец, цинк, олово, никель) и легкие (алюминий, титан, магний).

На территории России сформировано несколько основных баз цветной металлургии. Различия их в специализации объясняются несхожестью географии легких металлов (алюминиевая, титано-магниевая промышленность) и тяжелых металлов (медная, свинцово-цинковая, оловянная, никель-кобальтовая промышленности).

Размещение предприятий цветной металлургии зависит от многих экономических и природных условий, особенно от сырьевого фактора. Таким образом, главная отличительная черта цветной металлургии России - развитие ее на основе использования собственных больших и разнообразных ресурсов.

Особенность руд цветных металлов заключается в том, что чаще всего они имеют сложный состав, который может быть различен не только в разных месторождениях, но даже в пределах одного месторождения.

Полиметаллические руды, кроме основных компонентов - свинца и цинка, содержат также другие цветные металлы (медь), благородные металлы (серебро, золото), редкие и рассеянные (селен, кадмий, висмут и другие).

Запасы руд цветных металлов

и их распределение по РФ

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.

Экономическая оценка запасов

Внутренняя потребность России в большинстве видов минерального сырья может быть обеспечена за счет собственного горнопромышленного производства. Тем не менее, существует проблема удовлетворения потребности российской промышленности в марганцевых и хромовых рудах, титане, цирконии, свинце, бокситах, ртути, фосфоритах, бентоните и каолине, йоде и броме, барии и стронции, некоторых редких элементах, руды которых в России не добывались совсем или добывались в недостаточном количестве.

Существенный прирост объема выпуска минерально-сырьевой продукции может быть достигнут за счет более интенсивного вовлечения в оборот вторичного сырья, повышения полноты и комплексности извлечения попутных компонентов руд, а также использования техногенных отходов (вскрышных и вмещающих пород, отвалов, хвостов, стоков). Доля попутной продукции в стоимости всего выпуска товарной продукции цветной металлургии составляет около 30%. Значительная часть получаемого серебра, платиноидов, висмута, ванадия, ртути, многих редких металлов, а также более 20% золота, 10% цинка, свинца и меди извлекается попутно. Коэффициент сквозного извлечения в попутном производстве в большинстве случаев не превышает 50%, причем для редких и рассеянных металлов он обычно составляет 10-20% и лишь изредка достигает 25-30%. Много сырья теряется пока и в основном производстве (табл. 16. 2-16. 4), особенно калийных солей, цветных и редких металлов, других полезных ископаемых. По-прежнему слабо используется нефелиновая составляющая апатитовых руд при производстве глинозема. Хотя на разработку и внедрение технологий, обеспечивающих ее полное извлечение из основных и попутных компонентов руд, требуются крупные средства, во многих случаях эти расходы обоснованы. Необходимо принять во внимание, что количество учтенных горнопромышленных отходов, хранящихся в отвалах, превышает 34 млрд. т, а надежды на заметное увеличение объемов утилизации отходов в строительной промышленности не оправдались.

Урал является старейшим из регионов России по производству цветных металлов, особенно меди, алюминия, цинка, никеля, кобальта, свинца, золота и многих редких металлов.

Для восточной части области, охватывающей меридиональные структуры Уральского складчатого сооружения, ведущими полезными ископаемыми являются:

руды цветных и черных металлов;

рудное и россыпное золото;

проявления редких земель.

Районы складчатого Урала и Зауралья обладают значительными ресурсами металлов - меди, цинка, никеля, кобальта, благородных металлов. В последние годы обозначились реальные перспективы открытия месторождений редкоземельных металлов. Есть перспективы по созданию минерально-сырьевой базы для добычи ванадия.

Оренбургская область по объему разведанных запасов и добыче полезных ископаемых входит в ведущую группу регионов Российской Федерации.

Стабилизируется и идет на подъем добыча меди, что связано с введением в разработку АО «Ормет» полиметаллического месторождения «Барсучий Лог». С 1998 года Оренбургская область вернулась в число золотодобывающих регионов России, ведущих добычу из золоторудных и россыпных месторождений золота. Конечно, эта добыча пока составляет лишь 29% от уровня добычи 1991 года, но это значительно выше достигнутого уровня 1997 года.

На территории области известны три месторождения и целый ряд проявлений асфальтитов, выявленные в результате бурения скважин на нефть и газ. Наиболее перспективная и изученная Ивановско-Казанская площадь обладает ресурсами асфальтитов более 80 млн. тонн. В качестве попутных компонентов в асфальтитах установлены ванадий (0, 22%) и никель (0, 03%), проведены опытные работы и доказана возможность их попутного извлечения.

В восточной части области сосредоточены основные добывающие и перерабатывающие предприятия черной и цветной металлургии. Одним из них является Орско-Халиловский металлургический комбинат (ОАО «НОСТА»), построенный на базе Орско-Халиловской группы месторождений железных руд. Руды 7 разведанных месторождений группы относятся к природнолегированным со сравнительно низким содержанием легирующих примесей: хрома и никеля.

В области действует мощное предприятие по добыче и обогащению медных и медно-цинковых руд - ОАО «Гайский ГОК» и по металлургическому переделу указанных руд ОАО «Медногорский медно-серный комбинат». В области разведано 9 месторождений медных и медно-цинковых руд. Разведанные запасы составили по области на 01. 01. 98 года - 484, 7 млн. тонн. Запасы меди в них превышают 7 млн. тонн. Ежегодная добыча составляет по меди около 60 тысяч тонн. Ведутся работы по переоценке запасов крупного Буруктальского месторождения силикатных кобальт-никелевых руд с целью освоения его Южно-Уральским никелевым комбинатом. Месторождение связано с верхними горизонтами площадной коры выветривания ультраосновных пород одноименного массива.

Поисковыми работами последних лет в восточной части области выявлен ряд проявлений редкоземельного оруденения. Наиболее перспективное (Мироновское) по установленным содержаниям в рудах суммы TR, параметрам рудных залежей сопоставимо с известными разрабатываемыми за рубежом подобными объектами. Рудные залежи приурочены к сажистым и охристо-глинистым горизонтам коры выветривания нижнекарбоновых терригенно-карбонатных и вулканогенно-осадочных отложений.

На Уральских предприятиях производится почти 43% рафинированной меди, около 65% цинка в концентрате от общего производства их в России, а также значительное количество золота, серебра, редких и рассеянных металлов.

Развита цветная металлургия в Северном и Северо - Западном районах, где ведется добыча и обогащение нефелинов, бокситов, титановых, медно-никелевых руд. Алюминевые заводы размещаются в Кандалакше, Надвоицах, Бокситогорске, медеплавильный - в Мончегорске, никелевый - в г. Никель. В перспективе добыча алюминевых руд может существенно возрасти за счет разработки новых месторождений: Северо-Онежского (Плесецк), Средне-Тиманского.

Заключение

Размещение предприятий цветной металлургии зависит от многих экономических и природных условий, особенно от сырьевого фактора. Заметную роль, помимо сырья, играет топливно-энергетический фактор.

Производство тяжелых цветных металлов в связи с небольшой потребностью в энергии приурочено к районам добычи сырья по запасам, добыче и обогащению медных руд, а также по выплавке меди ведущее место в России занимает Уральский экономический район, на территории которого выделяются Красноуральский, Кировоградский, Среднеуральский, Медногорский комбинаты.

Для получения легких металлов требуется большое количество энергии. Поэтому сосредоточение предприятий, выплавляющих легкие металлы, у источников дешевой энергии - важнейший принцип их размещения.

Титано-магниевая промышленность размещается преимущественно на Урале, как в районах добычи сырья (Березниковский магниевый завод, так и в районах дешевой энергии (Усть-Каменогорский титано-магниевый завод). Заключительная стадия титано-магниевой металлургии - обработка металлов и их сплавов - чаще всего размещается в районах потребления готовой продукции.

Список литературы

Морозова «Региональная экономика», ЮНИТИ, 95

Ром В. Я., Дронов В. П. География России.

Население и хозяйство. 9кл.: Учеб. для общеобразоват. учеб. заведений. - 4-е изд. - М.: Дрофа, 1998. - 400 с.: ил., карт.

Описание предмета: «Ресурсопользование»

Ресурсопользование как наука рассматривает проблемы охраны окружающей среды, экологии и экономики ресурсопользования. Целью курса является изучение экономического механизма ресурсопользования; основных направлений комплексного и рационального использования ресурсов; решение проблем по охране окружающей среды; а также приобретение практических навыков экономических расчетов по: оценке ущербов, эффективности средозащитных затрат и эффективности инвестиций в ресурсопользование.

Главным направлением комплексного и рационального ресурсопользования следует считать финансирование мер и программ по нахождению новых месторождений, их выработке и решению проблем по охране окружающей среды, а также использование выделенных денежных средств по целевому назначению.

Основными принципами организации рационального ресурсопользования являются: оценка и выбор мест экономически выгодной концентрации природных ресурсов; осуществление комплексного использования ресурсов; охрана и восстановление земельных, водных и лесных массивов после изъятия природных богатств.

2. Задачи курса: - раскрытие общих закономерностей взаимодействия общества и природы и отражение международного опыта в решении эколого-экономических проблем; - изучение экономического механизма ресурсопользования, включающего систему экологического налогообложения и платежей за использование ресурсов и загрязнение среды; источники финансирования мер по охране окружающей среды и использованию ресурсов, а также порядок распределения денежных средств экологических фондов; - изучение методики оценки эффективности капитальных вложений в ресурсопользование и инвестиционных проблем; определение ущерба от загрязнения окружающей среды; - изучение эколого-экономических проблем рационального использования природно-сырьевых ресурсов и охраны окружающей среды; - анализ круга проблем, связанных с состоянием экологии регионов и отдельных видов природных ресурсов; совершенствование методов их оценки, системы управления и правового регулирования природоохранной деятельности на современном этапе; - изучение проблем социальной сферы как фактора формирования экологической культуры; анализ экологических проблем и здоровья человека.

Основными направлениями рационального использования природных ресурсов являются: - совершенствование системы управления ресурсопользованием в стране (в регионах); - ликвидация устаревших технологий, внедрение новых, модернизация производства; - переработка отходов производства; - комплексная утилизация первичных исходных материалов и отходов производства; - внедрение разработанных программ по сбалансированному развитию и ликвидации противоречий между топливно-энергетической отраслью и другими отраслями народного хозяйства по поводу использования земельных, водных, лесных и трудовых ресурсов.

Литература

1. А.В. Бобровский, О.И. Драчев, А.В. Рыбьяков. Резание цветных металлов. Справочник. – М.: Политехника, 2001. – 200 с.
   
2. Е.Д. Халевинская. Международные торговые соглашения и международные торговые организации. – М.: Магистр, Инфра-М, 2010. – 208 с.
   
3. Ресурсо- и энергосбережение в литейном производстве. – М.: Форум, 2012. – 272 с.
   
4. А.В. Радушев, Л.Г. Чеканова, В.Ю. Гусев. Гидразиды и 1,2-диацилгидразины. Получение, свойства и применение в процессах концентрирования металлов. – М.: УрО РАН, 2010. – 140 с.
   
5. В.В. Овчинников. Сварка и резка деталей из различных сталей, цветных металлов и их сплавов, чугунов во всех пространственных положениях. Учебник. – М.: Academia, 2014. – 304 с.
   
6. Алексан Арзуманян. Тонколезвийная обработка цветных металлов корундовыми пластинами. – М.: LAP Lambert Academic Publishing, 2012. – 224 с.
   
7. Юлия Токач und Юрий Рубанов. Утилизация тяжелых металлов из отходов гальванического производства. – М.: LAP Lambert Academic Publishing, 2011. – 132 с.
   
8. Адильхан Байбатша. Модели месторождений цветных металлов. – М.: LAP Lambert Academic Publishing, 2013. – 596 с.
   
9. Александр Сергеевич Колесников. Технология получения ферросплава и возгонов цветных металлов из отхода. – М.: LAP Lambert Academic Publishing, 2013. – 212 с.

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.

Россия располагает крупными запасами руд цветных металлов. Отличительной их особенностью является чрезвычайно низкий процент содержащегося в них металла. Поэтому руды почти всех цветных металлов подвергаются обогащению. Основные запасы размещаются на территории Урала, Западной и Восточной Сибири, Дальнего Востока и других районов страны.

Месторождения медных руд. Медь является важнейшим цветным металлом. Она отличается малым содержанием металла в руде (1-2%) и залегает часто в сочетании с цинком, свинцом, золотом, серебром. Крупные месторождения медных руд разведаны на Урале, Восточной Сибири, Северном Кавказе.

На Урале наиболее крупные месторождения - Дегтярское, Красноуральскос, Кировоградское, Ревдинское - расположены в Свердловской области. В Челябинской области находится Карабашское месторождение, в Оренбургской - Гайское, Блявинское.

Месторождения меди имеются в Восточной Сибири в Красноярском крае: Норильское, Талнахское, Октябрьское. В Читинской области расположено уникальное Удоканское месторождение, на Северном Кавказе - Урупское и Худесское месторождения (Ставропольский край).

Месторождения полиметаллических руд. Полиметаллические свинцово-цинковые руды России сосредоточены в Западной Сибири (Салаирская группа), Восточной Сибири (Нерчинская группа, Горев-ское месторождение в Красноярском крае, в Республике Тыва), на Дальнем Востоке (Тетюхинская группа).

Месторождения никеля и кобальта. Главные месторождения руд никеля размещены на территории Мурманской (Каула), Оренбургской (Буруктальское) и Челябинской (Черемшанское) областей, Красноярского края (Норильское, Талнахское).

Основная масса производимого в стране кобальта осуществляется переработкой комплексных руд.

Месторождения олова. Главный район размещения - Дальний Восток. Наиболее крупные месторождения - в районах хребтов Малый Хинган и Сихотэ-Алинь, Южном Приморье и бассейне р.Яны.

Месторождения легких металлов. Ведущая роль в промышленном производстве принадлежит алюминию. Для его получения используются три основные вида исходного сырья - бокситы, нефелины и алуниты.

Бокситы представляют собой осадочную породу, которая содержит глинозем, кремний и закись железа. Содержание глинозема в бокситах колеблется в пределах 40-70%. Месторождения бокситов разведаны на Урале (в Свердловской области - Североуральское, в Челябинской области - Южно-Уральское), на Северо-Западе (в Ленинградской области - Тихвинское), на Севере (в Архангельской области - Се-веро-Онежское), а также в Западной Сибири (в Кемеровской области), Восточной Сибири (в Красноярском крае и Республике Бурятия).

Месторождения благородных металлов. Основные месторождения золота встречаются в коренных породах в виде кварцево-золотоносных жил 1 и в россыпях. Они расположены на Урале, в Сибири и на Дальнем Востоке. Добыча серебра производится из свинцово-цинковых руд преимущественно в районах Сибири.

Месторождения нерудных полезных ископаемых

Нерудные полезные ископаемые представлены месторождениями фосфоритов, апатитов, калийных и каменных солей, известняками мергелями, глинами, песчаниками, серой, а также графитом, асбестом, слюдой, мрамором, кварцем, плавиковым шпатом и др.

Фосфориты и апатиты являются исходным сырьем, из которого вырабатываются фосфорные удобрения. Крупнейшее месторождение апатитов - Хибинское - расположено на Кольском полуострове в районе г.Кировска. Балансовые запасы этого месторождения оцениваются в 2,7 млрд.т. Добываемые здесь апатитовые руды поставляются как сырье основным суперфосфатным заводам страны, а также служат сырьевой базой для получения глинозема, так как содержат большое количество нефелина.

Основные месторождения фосфоритов расположены в европейской части страны. Наиболее крупное из них расположено в Кировской области (Вятско-Камское месторождение), в Московской (Егорьевское), в Курской (Курско-Щигровское), в Брянской (Полпинское), в Ленинградской области (Кингисеппское месторождение). Отдельные месторождения фосфоритов имеются также в Башкортостане и в Чувашии.

Калийные соли служат исходным сырьем для производства калийных удобрений. Крупнейшее месторождение калийных солей - Верхнекамское, расположено на Урале в Пермской области, где содержится основная часть всех запасов калийных солей России. Балансовые запасы его оцениваются в 21,7 млрд.т.

Для получения серной кислоты используются сера и серный колчедан. Значительные запасы серы и самородной серы расположены в Самарской области, а также на Северном Кавказе (Республика Дагестан) и на Дальнем Востоке (Хабаровский край). Основным районом залежей и добычи серного колчедана является Урал.

Запасы поваренной соли выявлены на Урале (месторождения Верхнекамское в Пермской области, Илецкое в Оренбургской области), в Нижнем Поволжье (Баскунчакскос и Эльтонское), в Восточной Сибири (Усольское в Иркутской области), на Дальнем Востоке (Олскмин-ское в Республике Саха).

Месторождения слюды имеются на севере в Республике Карелия и в Мурманской области, на Урале, в северных районах Сибири, а также на Дальнем Востоке (Республика Саха).

Алмазы - это минерал, состоящий из чистого кристаллического углерода, образуются в изверженных породах, кимберлитах. Крупнейшие месторождения алмазов сосредоточены в Республике Саха (Якутия) в средней части бассейна рек Лены и Вилюй, по верхнему течению р.Алдан и бассейнах р.Алдан и Оленек. Имеются запасы алмазов в бассейне р.Вишеры в Пермской области. Наибольшее промышленное значение имеют кимберлитовые трубки "Мир", "Айхал", "Удачная", расположенные в среднем течении р.Вилюй. Крупные месторождения алмазов разведаны и подготовлены для открытой разработки в Архангельской области. Выявленные месторождения расположены в 90 км севернее Архангельска и включают пять алмазных кимберлитовых трубок.

Современная классификация металлов и руд, способы получения металлов, тренды современной металлургии и металлургии будущего.

Все металлы состоят из частиц и делятся на черные и цветные. Они различаются не только по цвету, но и по составу частиц, которые определяют их химические свойства. Например, черные металлы являются более прочными и твердыми, цветные, напротив, более пластичны и податливы. Отличаются металлы и по тому, как их добывают и обрабатывают, и как их в дальнейшем используют.

Черные и цветные

Черные металлы - это железо и его сплавы. Черные металлы используются в промышленности гораздо больше, чем цветные. Из них изготавливают чугун и сталь, причем, для производства используются различные составы сплавов железа и углерода.
Цветные металлы - медь, алюминий, никель, свинец, и др., то есть все нежелезные металлы. Они более трудоемки по добыче, их меньше в целом в природе, используются они также более точечно. К примеру, добавляются к некоторым железным сплавам, для повышения стойкости производимой из них продукции.

Цветные металлы, в свою очередь, делятся на легкие и тяжелые. При этом производство тяжелых металлов требует больше затрат энергии, чем легких.

Легкие металлы - это, например, титан, алюминий, магний. Металлы очень ценные, к примеру, легкий алюминий - один из ключевых материалов для проводников, а из тугоплавких титановых сплавов производят детали и двигатели самых современных самолетов и химическое оборудование. Тяжелые металлы - медь, олово, никель, свинец, цинк. Стойкий к действию воздуха и воды никель позволяет увеличить прочность, износостойкость, коррозионную стойкость, повышает тепло- и электропроводность, улучшает магнитные и каталитические свойства, его используют практически во всех отраслях промышленности. А, скажем, из долговечного и прочного свинца изготавливают батареи и аккумуляторы. Есть также так называемые малые тяжелые металлы - ртуть, кадмий, кобальт - и легирующие - молибден, вольфрам, кремний. Легирование - это их введение в состав сталей и сплавов для придания сплавам необходимых физических, химических или механических свойств. Например, молибден повышает прокаливаемость стали.

Добыча руды

Россия является лидером по запасам железной руды, в нашей стране огромное количество месторождений руды - например, Курская аномалия, Карельское и Костомукшское месторождения, гора Магнитная (Челябинская область), Кузбасс, Красноярский край, и др. На этих территориях, в основном, добывают ископаемые для развития черной металлургии, в данных регионах базируются металлургические предприятия черных металлургов.

Ископаемые для цветной металлургии добывают преимущественно на Урале, Северном Кавказе, в Западной и Восточной Сибири, на Дальнем Востоке. Базы по переработке «цветных» ископаемых находятся чаще всего рядом с каждым месторождением.
Ранее руды добывались исключительно путем проведения подземных горных работ, сегодня для того, чтобы их найти, используются несколько способов добычи, в том числе, шахтовый, его еще называют подземным, и открытый, или так называемый карьерный. Некоторые предприятия используют комбинированный подход.

Карьерные работы ведутся прямо на поверхности земли - с помощью экскаваторов, то есть под открытым небом. Сначала горные породы готовят к выемке - проводят вскрышные работы, отделяют эти породы от массивов, рыхлят, затем происходит непосредственно процесс добычи. Если руды надо получить из скал, производят бурильно-взрывные работы. После того, как руда получена, ее транспортируют, а «отработанную» землю рекультивируют.

Подземные работы проводятся в недрах земли, в шахтах. При применении подземного подхода месторождение сначала вскрывают, затем готовят ископаемые к выемке, затем добывают их - валовым или селективным методом (когда ископаемые сразу отделяют друг от друга).

Безусловно, сегодня, помимо людских ресурсов и тяжелой бурильной техники, для добычи руд используется современное оборудование и компьютерные технологии, которые позволяют максимально эффективно планировать и проектировать все работы по добыче ископаемых.

Как получается металл

Чтобы получился тот или иной металл, нужен различный тип руды. Можно выделить, например, руды:

Медная. Руда, позволяющая произвести черновую и рафинированную медь, а также редкие металлы, если в руде есть их примеси, серную кислоту, и др.;
. оловянная;
. медно-никелевая;
. железная. Из это руды сегодня добывается не только железо, но и другие металлы, так как в ней могут содержатся их примеси;
. свинцово-цинковая;
. вольфрамо-молибденовая - очень ценная руда, дающая возможность создавать вольфрамовые и молибденовые концентраты;
. сурьмяно-ртутная;
. золотосодержащая. Из такой руды можно получать редкие металлов и полупроводниковые материалы, а также интерметаллические соединения из них.

Это далеко не все виды руд в природе.

При этом, цветные металлы получают из обогащенной руды - так называемого рудного концентрата. В цветной металлургии есть термин «обогащение», который означает искусственное повышение содержания металлов в сырье. По сути, это способ разделения образований на металлы и минералы. Именно обогащение и позволяет повысить содержание нужного, ценного металла в разы! Для этого используются различные технологии - руду дробят, измельчают, сортируют, перерабатывают путем обезвоживания, и др. Когда металл получен из руды, далее он обрабатывается и шлифуется.

Все процессы с ископаемыми и металлами производятся на металлургических комбинатах, как правило, в различных по специализации цехах. Например, есть основные заводы, а также филиалы, которые непосредственно занимаются обработкой металлов или их прессованием. Есть также цеха, которые проверяют металл на прочность, испытывают его характеристики - растяжение, пластичность, и др.

После всех этих действий и проверок металл отправляется в другие цеха или на другие предприятия для того, чтобы из него изготавливалась продукция - трубы, станки, машины, и многое другое.

Прошлое vs настоящее

Несмотря на то, что сегодня технологии шагнули вперед, шахтовый способ руды по-прежнему остается ключевым способом нахождения ископаемых. В то же время, на металлургических предприятиях все большее распространение получают ИТ-решения, позволяющие спроектировать процесс перед тем, как провести непосредственно добывающую работу.

Карьерный способ чаще всего применяется при разработке золотых, платиновых, оловянных, вольфрамовых и других месторождений, а подземный используют для добычи глубоко залегающих руд - вплоть до глубины 1700 м. Причем для разработки небольших месторождения иногда достаточно одной шахты, в крупных же функционирует целая система шахт (до 100-150).

При этом сегодня признано, что открытый способ имеет преимущества - лучшие санитарно-гигиенические условия труда, применение более технологичного оборудования, а в результате - более эффективный бизнес-результат. По подсчетам экспертов, при открытом способе добычи ископаемых производительность труда рабочих в 5 раз выше, чем в шахте, а себестоимость добытой руды в 3 раза ниже.

Также российские предприятия часто применяют смешанный способ, в котором проводятся и подземные (шахтовые) работы, и карьерные. ИТ-технологии позволяют просчитать, где лучше применить то или иное оборудование, что позволяет металлургам экономить там, где можно обойтись без шахтовой добычи ископаемых.

Алюминий. Бокситы - главное сырье алюминиевой промышленности. Бокситы перерабатываются на глинозем, а затем из крио-лит-глиноземного расплава получают алюминий. Бокситы распространены преимущественно во влажных тропиках и субтропиках, где протекают процессы глубокого химического выветривания горных пород.

Наибольшими запасами бокситов располагают Гвинея - 42% мировых запасов, на долю Австралии приходится 18,5%, Бразилии - 6,3%, Ямайки - 4;7%, Камеруна - 3% и Индии - 2,8%.

В США добыча бокситов ведется открытым способом в Алабаме, Арканзасе и Джорджии; суммарный объем составляет 35 тыс. т в год.

В России бокситы добываются на Урале, Тимане и в Ленинградской области.

Магний сравнительно недавно стал применяться в промышленности. Во время Второй мировой войны значительная часть получаемого магния шла на изготовление зажигательных снарядов, бомб, осветительных ракет и других боеприпасов. В мирное время главная область его применения - производство легких сплавов на основе магния и алюминия (магналии, дуралюмин). Магниево-алюминиевые сплавы - литейные (4-13% магния) и деформируемые (1-7% магния) - по своим физическим свойствам прекрасно подходят для получения фасонных отливок и кованых деталей в разных отраслях машино- и приборостроения. В 2006 г. было произведено ок. 5 млн т соединений магния.

Запасы сырья, пригодного для получения магния и его многочисленных соединений, практически неограниченны и приурочены ко многим районам земного шара. Содержащие магний доломит и эва-пориты (карналлит, бишофит, каинит и др.) широко распространены в природе. Установленные мировые запасы магнезита оцениваются в 12 млрд т, брусита - в несколько миллионов тонн. Соединения магния в природных рассолах могут содержать миллиарды тонн этого металла.

Около 41% мирового производства металлического магния и 12% его соединений приходится на долю США. Крупные производители металлического магния - Турция и КНДР, соединений магния - Россия, Китай, КНДР, Турция, Австрия и Греция. Неисчерпаемые

запасы магнезиальных солей заключены в рапе залива Кара-Богаз-Гол. Металлический магний в США производится в штатах Техас, Юта и Вашингтон, оксид магния и другие его соединения получают из морской воды в Калифорнии, Делавэре, Флориде и Техасе, подземных рассолов - в Мичигане, а также путем переработки оливина в Северной Каролине и Вашингтоне.

Медь - наиболее ценный и один из самых распространенных цветных металлов. Крупнейший потребитель меди - электротехническая промышленность - использует медь для силовых кабелей, телефонных и телеграфных проводов, а также в генераторах, электродвигателях и коммутаторах. Медь широко применяется в автомобилестроении и строительстве, а также расходуется на производство латуни, бронзы и медно-никелевых сплавов.

Наиболее важным сырьем для получения меди являются халькопирит и борнит (сульфиды меди и железа), халькозин (сульфид меди), а также самородная медь. Окисленные медные руды состоят в первую очередь из малахита (карбоната меди). Добытая медная руда часто обогащается на месте, затем рудный концентрат направляется на медеплавильный завод и далее - на рафинирование для получения чистой красной меди. Самый дешевый и распространенный способ переработки многих медных руд - гидрометаллургический: жидкостная экстракция и электролитическое рафинирование черновой меди.

Медные месторождения распространены преимущественно в пяти регионах мира: Скалистых горах США; докембрийском Канадском щите в пределах штата Мичиган (США) и провинций Квебек, Онтарио и Манитоба (Канада); на западных склонах Анд, особенно в Чили и Перу; на Центрально-Африканском плато - в медном поясе Замбии и Демократической Республики Конго, а также в России, Казахстане, Узбекистане и Армении. Основные производители меди - Чили - 2,5 млн т, США - 1,89 млн т, Канада - 730 тыс. т, Индонезия - 460 тыс. т, Перу - 405 тыс. т, Австралия - 394 тыс. т, Польша - 384 тыс. т, Замбия - 342 тыс. т, Россия - 330 тыс. т.

В США медные руды добываются в основном в Аризоне, Нью-Мексико, Юте, Мичигане и Монтане. На крупнейшем руднике Бин-гем-Каньон (шт. Юта) добывается и перерабатывается 77 тыс. т медной руды в сутки.

Добыча меди - главная отрасль горнодобывающей промышленности Чили, где сосредоточено примерно 22% ее мировых запасов. Больше всего медной руды добывается на месторождении Чукика-мага. Самое крупное в мире неразрабатываемое меднорудное месторождение Эскондида, с запасами руды 1,8 млрд т при содержании меди 1,59%, открыто в 1981 г. в пустыне Атакама на севере страны.

Свинец используется, главным образом, при изготовлении автомобильных аккумуляторов и присадок тетраэтилата свинца к бен-зз

зину, в последнее время применение токсичных свинцовых присадок сокращается в связи с ограничениями на использование этилированного бензина. Около четверти добываемого свинца расходуется на нужды строительства, связи, электротехнической и электронной промышленности, на изготовление боеприпасов, красителей, свинцовых белил, сурика и др., свинцового стекла и хрусталя и керамических глазурей. Кроме того, свинец применяется в керамическом производстве, для изготовления типографских шрифтов, в антифрикционных сплавах, в качестве балластных грузов или гирь, из него делают трубы и контейнеры для радиоактивных материалов. Свинец - основной материал для защиты от ионизирующего излучения.

Большая часть свинца подлежит повторному использованию, исключение составляют стеклянные и керамические изделия, химикаты и пигменты. Поэтому потребности в свинце могут покрываться в значительной степени за счет переработки металлолома.

Главный рудный минерал свинца - галенит (свинцовый блеск), представляющий собой сульфид свинца; он часто содержит также примесь серебра, которое извлекается попутно. Галенит обычно ассоциирует со сфалеритом - рудным минералом цинка и нередко с халькопиритом - рудным минералом меди, образуя полиметаллические руды.

Добыча свинцовых руд ведется в 48 странах. Ведущие производители: Австралия - 16% мировой добычи, Китай - 16%, США - 15%, Перу - 9% и Канада - 8%, в значительных объемах добыча ведется также в Казахстане, России, Мексике, Швеции, ЮАР и Марокко. В США основной производитель свинцовой руды - штат Миссури, где в долине р. Миссисипи 8 рудников дают 89% общей добычи свинца в стране. Другие районы добычи - штаты Колорадо, Айдахо и Монтана. На Аляске запасы свинца связаны с цинковыми, серебряными и медными рудами. Большая часть разрабатываемых месторождений свинца в Канаде находится в провинции Британская Колумбия.

В Австралии свинец всегда ассоциирует с цинком. Основные месторождения - Маунт-Айза (Квинсленд) и Брокен-Хилл (Новый Южный Уэльс).

Крупные свинцово-цинковые месторождения имеются в Казахстане (Рудный Алтай, Казахский мелкосопочник), Узбекистане, Таджикистане, Азербайджане. Основные месторождения свинца в России сосредоточены на Алтае, в Забайкалье, Приморье, Якутии, на Енисее и Северном Кавказе.

Цинк широко применяется для цинкования - нанесения гальванических покрытий, предохраняющих от ржавчинны поверхности стальных и железных листов, труб, проводов, металлических сеток, фасонных соединительных деталей трубопроводов, а также для производства латуни и других сплавов. Соединения цинка служат пигментами, люминофорами и т.д.

Основной минерал цинковых руд - сфалерит (сульфид цинка) часто ассоциирует с галенитом или халькопиритом. Первое место в мире по добыче (16,5% мировой добычи, 1113 тыс. т) и запасам цинка занимает Канада. Кроме того, значительные запасы цинка сосредоточены в Китае - 13,5%, Австралии - 13%, Перу - 10%, США - 10%, Ирландии - около 3%. Добыча цинка ведется в 50 странах. В России цинк извлекается из медноколчеданных месторождений Урала, а также из полиметаллических месторождений в горах Южной Сибири и Приморья. Крупные запасы цинка сосредоточены в Рудном Алтае (Восточный Казахстан - Лениногорск и др.), на долю которого приходится более 50% добычи цинка в странах СНГ. Цинк добывают также в Азербайджане, Узбекистане (месторождение Алмалык) и Таджикистане.

В США ведущее место по добыче цинка занимает штат Теннесси, на долю которого приходится 55%, за ним следуют штаты Нью-Йорк и Миссури. Другие значительные производители цинка - Колорадо, Монтана, Айдахо и Аляска. Весьма перспективно освоение крупного месторождения Ред-Дог на Аляске. В Канаде важнейшие цинковые рудники находятся в Британской Колумбии, Онтарио, Квебеке, Манитобе и Северо-Западных территориях.

Никель. Около 64% всего производимого в мире никеля используется для получения никелевой стали, из которой делают инструменты, станки, броневые листы и плиты, посуду из нержавеющей стали и другие изделия; 16% никеля расходуется на гальванические покрытия (никелирование) стали, латуни, меди и цинка; 9% приходится на суперсплавы для турбин, авиационных креплений, турбокомпрессоров и т.п. Никель применяется при чеканке монет (например, американская пятицентовая монета содержит 25% никеля и 75% меди).

В первичных рудах никель присутствует в соединениях с серой и мышьяком, а во вторичных месторождениях образует рассеянную вкрапленность водных никелевых силикатов. Половина мировой добычи никеля приходится на долю России и Канады, крупномасштабная добыча ведется также в Австралии, Индонезии, Новой Каледонии, ЮАР, на Кубе, в Китае, Доминиканской Республике и Колумбии. В России, занимающей первое место по добыче никелевых руд, что составляет 22% мировой добычи, основная часть руды извлекается из медно-никелевых сульфидных месторождений района Норильска (Таймыр) и отчасти района Печенеги (Кольский полуостров); разрабатывается также силикатно-никелевое месторождение на Урале. Канада, прежде производившая 80% никеля в мире за счет одного крупнейшего медно-никелевого месторождения Садбери (пров. Онтарио), ныне по объему добычи уступает России. В Канаде разрабатываются также никелевые месторождения в Манитобе, Британской Колумбии и других районах.

В США месторождения никелевых руд отсутствуют, и никель извлекают в качестве побочного продукта на единственном заводе по рафинированию меди, а также вырабатывают из скрапа (металлолома).

Кобальт составляет основу сплавов исключительно высокой прочности (суперсплавы) для промышленных и авиационных газотурбинных двигателей, а также для изготовления мощных постоянных магнитов. Мировые запасы кобальта оцениваются примерно в 10,3 млн т. Его большая часть добывается в Конго (ДРК) и Замбии, значительно меньше в Канаде, Австралии, Казахстане, России (на Урале), в Украине. В США кобальт не производится, хотя его непромышленные запасы (1,4 млн т) имеются в Миннесоте (0,9 млн т), Калифорнии, Айдахо, Миссури, Монтане.

Олово используется для изготовления белой (луженой) жести. Из-за нетоксичности эта жесть (сталь, покрытая тонкой пленкой олова) идеально подходит для хранения пищевых продуктов. В США 25% олова расходуется на изготовление консервных банок. Другие аспекты применения олова - припай, изготовление шпатлевок, оловянной фольги, бронзы, боббитов и других сплавов.

Главный рудный минерал олова - касситерит, встречающийся главным образом в кварцевых жилах, а также в аллювиальных россыпях.

Почти половина мировой добычи олова приходится на россыпные месторождения Юго-Восточной Азии - пояс протяженностью 1600 км и шириной до 190 км от о. Банка (Индонезия) до крайнего юго-востока Китая. Крупнейшие мировые производители олова: Китай - 61 тыс. т, Индонезия - 44 тыс. т, Малайзия - 39 тыс. т, Боливия - 20 тыс. т, Бразилия - 15 тыс. т и Россия - 12 тыс. т. В значительных масштабах добыча ведется также в Австралии, Канаде, Конго (ДРК) и Великобритании.

Молибден применяется главным образом в производстве легированных сталей для станкостроения, нефтегазовой, химической и электротехнической промышленности и транспортного машиностроения, а также для производства броневых плит и бронебойных снарядов. Главный рудный минерал молибдена - молибденит (сульфид молибдена). Этот мягкий минерал черного цвета с ярким металлическим блеском часто ассоциирует с сульфидами меди (халькопирит и др.) или вольфрамитом, реже - касситеритом.

В России молибденовые руды добывают в Забайкалье, Кузнецком Алатау и на Северном Кавказе. Небольшие медно-молибденовые месторождения имеются в Казахстане и Армении.

Вольфрам входит в состав сверхтвердых износостойких инструментальных сплавов, в основном в форме карбида. Используется в нитях накаливания электроламп. Главные рудные металлы - вольфрамит и шеелит. 42% мировых запасов вольфрама, в основном вольфрамит, сосредоточено в Китае. Второе место по производству вольфрама (в форме шеелита) занимает Россия - 4,4 тыс. т, основные месторождения находятся на Кавказе, в Забайкалье и на Чукотке. Крупные месторождения имеются также в Канаде, США, Германии, Турции, Казахстане, Узбекистане, Таджикистане. В США действует один вольфрамовый рудник в Калифорнии.

Висмут используется для производства легкоплавких сплавов. Жидкий висмут служит теплоносителем в ядерных реакторах. Соединения висмута применяются в медицине, оптике, электротехнике, текстильной и других отраслях промышленности. Висмут получают в основном попутно при выплавке свинца. Минералы висмута (его сульфид висмутин, самородный висмут, висмутовые сульфосоли) присутствуют также в рудах меди, молибдена, серебра, никеля и кобальта, в некоторых месторождениях урана. Только в Боливии висмут добывают непосредственно из висмутовой руды. Значительные запасы висмутовой руды обнаружены в Узбекистане и Таджикистане.

Мировые лидеры по производству висмута: Перу - 1000 т, Мексика - 900 т, Китай - 700 т, Япония - 175 т, Канада - 126 т. Висмут в значительных количествах извлекают из полиметаллических руд в Австралии. В США висмут получают только на одном заводе по рафинированию свинца в Омахе (шт. Небраска).

Сурьма. Основная область применения сурьмы, как антипирены (антивоспламенители), т.е. составы (преимущественно в форме оксида БЬ 2 0 3), понижающие горючесть древесины, тканей и других материалов. Сурьма используется также в химической промышленности, в полупроводниках, при изготовлении керамики и стекла, в качестве отвердителя свинца в автомобильных аккумуляторах. Главный рудный минерал - антимонит (стибнит), сульфид сурьмы, очень часто ассоциирующий с киноварью (сульфидом ртути), иногда с вольфрамитом (ферберитом).

Мировые запасы сурьмы, оцениваемые в 6 млн т, сосредоточены главным образом в Китае, 52% мировых запасов, а также в Боливии, Киргизии и Таиланде (по 4,5%), ЮАР и Мексике. В США залежи сурьмы встречаются в Айдахо, Неваде, Монтане и на Аляске. В России известны промышленные месторождения сурьмы в Республике Саха (Якутия), Красноярском крае и Забайкалье.

Ртуть - единственный металл и минерал, жидкий при обычной температуре (затвердевает при -38,9 °С). Самая известная область применения - термометры, барометры, манометры и другие приборы. Ртуть используют в электротехнической аппаратуре - ртутных газоразрядных источниках света: ртутных лампах, люминесцентных светильниках, а также для изготовления красителей, в стоматологии и проч.

Единственный рудный минерал ртути - киноварь (сульфид ртути ярко-красного цвета), после ее окислительного обжига в дистилля-ционной установке происходит конденсация паров ртути. Ртуть и особенно ее пары очень токсичны. Для получения ртути применяется также менее вредный гидрометаллургический способ: киноварь переводится в раствор сульфида натрия, после чего ртуть восстанавливается до металла алюминием.