Цветная металлургия мира

Размещено на http://www.allbest.ru/

Цветная металлургия мира

Подавляющая часть цветных металлов потребляется в различных отраслях индустрии, особенно в машиностроении, а также в строительстве и химической промышленности. Развитие цветной металлургии теснейшим образом связано с НТП, который сильно расширил сферу применения цветных металлов, выявил области применения разных их видов, внедрил эффективные технологии получения как старых, так и новых металлов.

Растущее значение цветной металлургии обусловлено увеличением количества видов металлов не только основных тяжелых и легких, но и редких и рассеянных элементов. В начале XX в. использовалось всего лишь около 15 видов металлов, в середине XX в. - уже около 30, а в настоящее время - около 70, т.е. подавляющая часть всех существующих металлов. Их роль в повышении качества черных и цветных металлов, в создании уникальных сплавов исключительно велика.

На рост производства тяжелых цветных металлов (свинца, меди, цинка, никеля) мощное влияние оказывала военная промышленность (изготовление боеприпасов) уже в прошлые века, а в XX в. легкие металлы (алюминий, магний, титан) явились главными конструкционными материалами для АРКП. Редкие и рассеянные металлы - составная часть многих современных сплавов. Широкое применение в разных отраслях хозяйства нашли благородные металлы - золото, серебро, платина и другие платиноиды (палладий, иридий, осмий и т.д.). Однако их роль по мере развития НТП существенно менялась.

У основных благородных металлов есть как общие направления использования, так и сугубо специфические. Золото и серебро с глубокой древности шли на ювелирные украшения, и до сих пор на эти цели в мировой промышленности в середине 90-х гг. использовалось 78% золота, 36 - платины и 15% серебра. Растет спрос на золото и платину в электронных производствах (4-6%). Крупным потребителем платины стала автомобильная промышленность (43%); большое количество серебра используется для изготовления кинофотоматериалов (30%). Потеряли прежнее значение эти металлы в чеканке монет и получении слитков (всего 6-8%). Другие виды платиноидов идут на получение сплавов и катализаторов.

Большинство руд цветных металлов чрезвычайно сложны по своему составу и содержат помимо целевого металла легирующие, благородные, редкие и рассеянные, соединения серы, калия и других элементов. Поэтому технология переработки разных руд не только сложна, но и зачастую сугубо индивидуальна. Извлечение всех содержащихся в рудах и первичном металле различных элементов определяет многие проблемы развития цветной металлургии. Это стимулирует глубокую комплексную переработку руд при их решении.

Усложнение технологии переработки руд цветных металлов обусловило появление отдельных ее циклов - добыча руды, ее обогащение, получение основного («чернового») металла, рафинирование, изготовление проката или других видов изделий (например, порошков - «порошковая металлургия»), сбор и подготовка лома цветных металлов для вторичного использования. Каждый из этих циклов имеет свою технологию, свои виды оборудования, характеризуется своими технико-экономическими показателями (величиной инвестиций, расходом энергии, затратами труда, себестоимостью продукта в каждом цикле и т.д.).

Результатом усложнения технологии стал разрыв когда-то единой цепочки этих процессов. Необходимость расчленения технологического процесса выявилась в ходе роста объемов добычи руд, их облагораживания, получения проката и т.д. Эти тенденции усилились в связи с несовпадением размещения месторождений руд цветных металлов и территорий с экономическими, техническими предпосылками для производства конечной продукции. Процессы комбинирования отдельных производств цветной металлургии, характерные для черной металлургии, оказались в большинстве случаев невозможны, особенно между начальными и конечными циклами.

Рост производства и потребления цветных металлов был причиной возникновения крупных экологических проблем. Они имеют место на различных стадиях цикла:

добыча руд тяжелых цветных металлов характеризуется очень низким содержанием металла (доли процента и максимально 2-8%), образованием огромного количества отходов горной породы;

получение «чернового» металла (меди, свинца и др.) сопровождается большим количеством серосодержащих выбросов в атмосферу и твердых отходов обогащения и т.д.;

использование тяжелых металлов во многих отраслях промышленности, в изделиях бытового потребления способствует накоплению их отходов, что является экологически опасным.

Цветные металлы гораздо дороже черных, но и сами отличаются по своей стоимости. В 1998 г. цены на основные металлы колебались от 500-600 долл. за 1 т (цинк) до 5000 долл. (олово), т.е. до 10 раз. Благородные, редкие и рассеянные металлы значительно дороже: германий - до 1 млн долл. за 1 т, золото - 9-12 млн, родий - 20 млн долл. за 1 т. Еще дороже некоторые другие цветные металлы (например, осмий). Поэтому суммарная стоимость всех цветных металлов, производимых в настоящее время в мире, превышает стоимость первичного черного металла - чугуна.

Указанные особенности цветной металлургии и ее готовой продукции обусловили мощную монополизацию отрасли. Транснациональные корпорации контролируют всю деятельность, все ее производства от добычи руд, получения металлов до их продажи на мировом рынке. Так, в алюминиевой промышленности выделяются: «Алкоа», «Рейнолдс металс» (США), «Алкан» (Канада), «Пешине Южин Кюльман» (Франция) и т.д. В медной промышленности - «Анаконда», «Асарко» и др. (США). Сравнительно небольшое количество получаемых в мире цветных металлов по сравнению с черными позволяет создавать большие складские запасы, диктовать цены на мировом рынке. Спекуляция ТНК на цветных металлах наносит большие убытки производителям как руды, так и готовой продукции. Это после 1990 г. в полной мере ощутила Россия при продаже платины, алюминия, никеля и других металлов.

Все потребительские свойства цветных металлов, их стоимость обусловили рост количества получаемой продукции отрасли: в начале XX в. около 2 млн т, в 1995 г. - более 45 млн т (табл. 27.7). Производство шло опережающими по сравнению с черной металлургией темпами: за 1950-1995 гг. выплавка основных цветных металлов выросла с 6,5 до 45 млн т, т.е. почти в 7 раз, а чугуна - только в 4 раза. Доля цветных металлов во всем производстве металлов повысилась: доля их по весу к выплавке чугуна в мире в 1950 г. составляла 4,9%, а в 1995 г. достигла 8,5%. В развитых странах эта доля еще выше (в США в 1995 г. около 15%).

В структуре получения цветных металлов в XX в. произошли крупные изменения. Движущим стимулом в этом был быстрый рост спроса на новые конструкционные металлы новейших отраслей промышленности (авиационная, ракетно-космическая), проявившийся особенно в послевоенные годы: алюминий, магний, титан. Развитию отраслей способствовало внедрение новых технологий и техники в добыче сырья, производстве полупродуктов и выплавке указанных металлов, а на их основе - различных сплавов.

Определяющим направлением структурных сдвигов был быстрый рост производства легких металлов, среди которых наиболее устойчиво шла выплавка алюминия. Крупные мощности по его получению, созданные для нужд военной авиации, продолжали расширяться в связи с появившимися направлениями использования алюминия в гражданских отраслях хозяйства. Медленнее увеличивалось производство основных тяжелых металлов, а получение свинца практически стабилизировалось. Происшедшие структурные сдвиги в цветной металлургии мира по основной группе металлов в 1930-1995 гг. четко отражают тенденции развития отрасли.

Изменение структуры получения цветных металлов оказало существенное влияние на использование в производстве различных видов энергии. Суммарные затраты электрической энергии на выплавку в мире алюминия превышают 300 млрд кВт - ч, т.е. сопоставимы с ее выработкой в Великобритании или Индии. Цветная металлургия из топливоемкой превратилась (с учетом затрат на рафинирование тяжелых металлов) в преимущественно электроемкую отрасль.

Алюминиевая промышленность. Алюминий стал одним из важнейших конструкционных материалов, расширившим благодаря своим свойствам возможности использования этого металла в машиностроении, строительстве, в изготовлении тары и упаковки. В силу своих физических свойств (плотности, высокой электропроводности, пластичности) он конкурирует с другими цветными металлами и заменяет их. Соединения алюминия имеют применение в химической промышленности (катализаторы), в металлургии (сплавы).

Алюминиевая промышленность отличается в настоящее время наиболее глубоким, четко выраженным разделением труда. В ней выделяются:

добыча сырья - бокситов, алунитов и других, содержащих до 30% металлического алюминия;

производство из них глинозема;

выплавка первичного алюминия;

изготовление из алюминия различных видов проката, литьевых изделий и т.д.;

получение из лома вторичного алюминия.

Каждая стадия характеризуется разным количеством потребляемой энергии (глинозем - большим количеством тепловой, первичный алюминий - очень большим количеством электроэнергии, вторичный алюминий - небольшим ее использованием).

Основные запасы разведанных бокситов (более 4/5) находятся в Африке, Австралии, Южной Америке, Азии. География добычи и потребления бокситов в 1950-1995 гг. заметно изменилась.

Бокситы используются для производства глинозема (промежуточного продукта для выплавки алюминия) как непосредственно в местах добычи руды, так и в силу высокой транспортабельности бокситов в других странах и регионах. Для размещения производства глинозема (хорошо транспортабельного продукта) помимо бокситов требуется известняк, топливо и вода. Поэтому наличие данных предпосылок позволяет получать глинозем как у месторождений бокситов, так и вне их. Это способствовало усилению разделения труда на получении не только сырья, но и промежуточного продукта - глинозема, увеличивая территориальный разрыв стадий всего цикла получения алюминия.

В результате развития добычи бокситов и производства глинозема сложилась четко выраженная специализация регионов и стран - продуцентов обоих продуктов. Алюминиевая промышленность Северной Америки, Восточной и Западной Европы, Азии сильно зависит от импорта бокситов и глинозема из Австралии, Южной Америки и Африки.

Выплавка алюминия - одного из важнейших, стратегического значения металлов - отличается высокой концентрацией производства в немногих государствах мира. В 1995 г. десять ведущих стран давали более 3/4 алюминия в мире. По сравнению с периодом 1950-1980 гг. четко обозначился сдвиг получения этого металла в наиболее обеспеченные энергетическими ресурсами страны, особенно широко использующие дешевую электрическую энергию ГЭС (Канада, Бразилия, Норвегия суммарно произвели 21% алюминия в мире.) Из числа ведущих выпало большинство государств Западной Европы (Франция, Италия, Великобритания) и Япония, которая демонтировала все свои предприятия по получению первичного алюминия.

Превращение алюминия в самый массовый металл цветной металлургии способствовало формированию большого металлофонда.

Все важнейшие промышленные страны мира стали крупнейшими производителями алюминия из вторичного сырья. Так, в США получение первичного и вторичного алюминия равны (каждого по 3,3 млн т), Япония имеет только вторичное его производство, во многих странах Западной Европы выплавка вторичного металла превышает получение первичного. В 1995 г. в целом по миру на долю вторичного алюминия приходилось более 1/3 объемов выплавки первичного металла.

Алюминий в последнее десятилетие стал важным экспортным товаром: на экспорт идет более половины металла, выплавляемого во многих странах мира (только по получению первичного алюминия - около 50%). В целом ряде государств мира в последние годы производство алюминия создавалось исключительно для экспорта (Бахрейн, ОАЭ и др.). Крупнейшим экспортером алюминия стала Россия из-за резкого падения его потребления в стране (в 1995 г. всего 15% уровня 1990 г.). Россия, алюминиевая промышленность которой в значительной степени контролируется иностранным капиталом, в 1995 г. вывезла 85% полученного металла, а ее доля на мировом рынке первичного алюминия достигла 22%.

Медная промышленность удерживает второе место по объему выплавки в цветной металлургии после алюминия, несмотря на растущую конкуренцию последнего в машиностроительных производствах (электротехнических изделиях в первую очередь). Месторождения медных руд, сильно различающихся по качеству, имеются во всех регионах мира, но в Западной Европе они невелики. Однако по объему добываемой медной руды регионы и страны отличаются очень сильно. Половину всей добываемой в мире руды (по содержанию меди) дают всего три страны Южной и Северной Америки - Чили, США, Канада.

Производственный цикл медной промышленности отличен от алюминиевой. Содержание меди в рудах и медных концентратах невелико (не более 15-25% в концентратах). Это делает не очень выгодными их дальние перевозки. Поэтому в местах добычи руды и ее обогащения выплавляют черновую медь. Лишь часть концентратов вывозится за пределы мест их получения. Первичный металл (черновая медь) подвергается рафинированию - очистке от примесей, в том числе благородных металлов. Это делает процесс рафинирования экономически очень эффективным. Отсюда в медной промышленности производственный цикл тоже разорван в пространстве, хотя и в меньшей степени, чем в алюминиевой.

Концентрация выплавки рафинированной меди по регионам очень велика: в 1995 г. на Северную и Южную Америку приходилось 45% ее получения в мире. Специализация этих регионов на медной промышленности устойчива: в 1950 г. они также давали около 45% меди. Западная Европа и Азия суммарно производили 37% этого металла. Все территориальные сдвиги в отрасли обусловлены преимущественно ростом выплавки меди в Азии, особенно в Японии, которая практически не располагает сырьевой базой. В целом же страны, не имеющие месторождений меди, дают до 1/4 этого металла в мире. Восточная Европа до 1991 г. была одним из мировых лидеров медной промышленности. С распадом СССР и СЭВ в большинстве стран региона выплавка меди упала в 2-3 раза. В 1995 г. Россия по производству меди отодвинута на 7-е место в мире.

Цинковая и свинцовая промышленность. Свинец и цинк содержатся, как правило, совместно в одних и тех же рудах, где имеется также и ряд других металлов, особенно редких. Крупнейшие месторождения этих металлов находятся в Северной Америке, Австралии, Западной и Восточной Европе. Содержание металла в концентрате цинка и свинца высокое, сопоставимое с железными рудами (до 60-75%). Это позволяет эффективно разрывать циклы добычи руды, получения чернового и рафинированного металла, создавая не только внутрирегиональные межстрановые их потоки, но и межрегиональные. промышленность металл боксит олово алюминиевый

В добыче цинковых руд в 1995 г. лидировали Северная Америка (30% в мире) и Азия (23%). Азия заняла также ведущее место в получении рафинированного цинка (32% мирового производства), где КНР стала ведущим производителем этого металла не только в регионе, но и в мире, опираясь на собственные ресурсы свинцово-цинковых руд. Западная Европа - второй по значению продуцент цинка (29% в мире), широко использующий привозные концентраты (собственная добыча руды и получение концентратов всего 8% в мире). Концентраты цинка из Северной Америки в значительной степени идут на экспорт, а поэтому регион только третий в мире по получению металла (14%).

В свинцовой промышленности мира аналогичная ситуация в добыче свинцовых руд и получении концентрата: Северная Америка (29%) и Азия (20%) дают половину их мировой продукции. Однако Северная Америка сохранила лидерство в выплавке рафинированного свинца (34%). Добыча свинца издавна сложилась в Западной Европе, однако месторождения свинцовых руд за многие столетия в значительной степени выработаны, и регион дает всего 8% свинцовых концентратов в мире.

В Восточной Европе зарубежные государства бывшего СЭВ в последние годы сохранили производство цинка и свинца, а некоторые из них даже увеличили их получение (Польша, Болгария). В государствах СНГ произошел сильный спад выплавки этих металлов, особенно в Казахстане, на Украине, в меньшей степени в России. СССР был одним из мировых лидеров в цинковой и свинцовой промышленности мира. В 1995 г. ни одно из государств СНГ не попало даже в десятку ведущих стран мира по их получению.

География добычи и потребления самого дорогого из рассмотренных тяжелых металлов - олова - имеет свои специфические особенности. Месторождений оловянных руд сравнительно немного. Наиболее крупные из них находятся в Азии, особенно в государствах Юго-Восточной ее части, в Южной Америке и в меньшей степени в Африке и Австралии. Эти регионы традиционно дают подавляющую часть олова в мире. Ведущими продуцентами первичного олова в 1995 г. были страны Азии: из 206 тыс. т они выплавили 152 тыс. т, т.е. 74% этого металла в мире. Среди государств по получению олова на первое место вышла КНР (до 30% мирового производства), опередив Индонезию и Малайзию. В прошлом они производили в основном концентраты, а в последние десятилетия выпускают чистый металл. Он стал основным идущим на экспорт товаром. Главными его потребителями были и остаются промышленно развитые государства Северной Америки, Западной Европы, а также Япония. Помимо первичного олова они получают из лома значительное количество вторичного металла.

В мировой добыче благородных металлов в 1950-1995 гг. быстрее росло получение платины (с 11 до 150 т) и платиноидов. Гораздо медленнее увеличивалось производство золота (с 735 до 2200 т) и серебра (с 5500 до 14 500 т). Это отражало колеблющийся спрос на золото и серебро. В добыче золота в 1995 г. впереди по-прежнему Африка (в 1995 г. до 25%), где лидер в мире - ЮАР, Второй крупный продуцент - Северная Америка (22%) с ведущей ролью США. Австралия - третий производитель (15%). Основной поставщик серебра - Северная Америка (36%), а лидером была Мексика. Первенство в добыче платины у ЮАР (3/4 в мире).

Восточная Европа утратила свою роль в получении этих металлов (от 9% в мире по золоту до 15% по платине). Главный продуцент - Россия, но она в мире только вторая по производству платины, шестая - золота и не входит даже в первую десятку государств по добыче серебра.

Цветную металлургию отличают некоторые особенности, сказывающиеся на размещении.

1. Высокая материалоемкость производства, делающая невыгодным отрыв переработки от мест добычи исходного сырья.

Процентное содержание большинства цветных металлов в рудах невелико (обычно от долей процента до нескольких процентов), что предопределяет «привязку» рудообогатительных предприятий к местам добычи сырья.

2. Высокая энергоемкость производства, делающая эффективным развитие отрасли у источников дешевого топлива и электроэнергии.

Поскольку производство (выплавка) металлов из обогащенного сырья требует больших затрат энергии, стадии обогащения и металлургических переделов в цветной металлургии зачастую оказываются территориально разобщенными.

3. Комплексный характер используемого сырья. Многие руды цветных металлов по своей природе полиметаллические, т. е. содержат несколько металлов, С целью их полного извлечения (использования) в цветной металлургии эффективным является производственное комбинирование.

4. Широкое использование в производстве ресурсов вторичного сырья (в развитых странах из лома выплавляют 25-30% меди и алюминия, до 40-50% свинца). Размещение отраслей цветной металлургии по этой причине во многих случаях ориентировано на ресурсы вторичного сырья (металлолома).

Разные отрасли металлургии имеют свои особенности размещения.

Ведущей отраслью цветной металлургии (по объему производства и использованию изделий) в современном мировом хозяйстве является алюминиевая промышленность. Среди других отраслей цветной металлургии эта отрасль отличается наибольшей сложностью производства. Первая стадия производства алюминия -- добыча сырья (бокситы, нефелины, алуниты) -- ориентируется на богатые месторождения. Вторая стадия -- производство окиси алюминия (глинозема), -- будучи материалоемкой и теплоемкой, тяготеет, как правило, к источникам сырья и топлива. И, наконец, третья стадия -- электролиз окиси алюминия -- ориентируется на источники дешевой электроэнергии (крупные ГЭС и ТЭС).

Основным сырьем для выработки глинозема являются бокситы, мировая добыча которых составляет примерно 150 млн т в год. Подавляющая часть добычи и экспорта бокситов приходится на Австралию (почти треть мировой добычи), Гвинею, Ямайку, Бразилию, Китай, Индию, Россию, Суринам, Грецию, Венесуэлу, Казахстан.

Большая часть сырья (примерно 2/3) перерабатывается в глинозем на месте -- в Австралии, Бразилии, России, Казахстане и др. Часть сырья (примерно 1/3) экспортируется в страны, где для производства окиси алюминия присутствует главный фактор -- наличие минерального топлива (местного или поставляемого со стороны), -- США, Канада, Украина, Ирландия, Сардиния (Италия) и др.

Производство металлического алюминия получило преимущественное развитие в странах, располагающих крупными источниками дешевой энергии -- большими гидроресурсами и мощными ГЭС (США, Россия, Канада, Бразилия, Норвегия и др.), богатых природным газом (Ирак, Бахрейн, ОАЭ, Нидерланды, Великобритания и др.) или каменным углем (Австралия, Индия, Китай и др.). В некоторых старых, традиционных центрах выплавки алюминия (Франция, Австрия, Венгрия и др.), где энергия дорогая, его производство сильно сократилось и постепенно сходит на нет.

Крупнейшие производители алюминия в мире -- Россия, США, Япония, ФРГ, Италия.

Медная промышленность в своем размещении в основном ориентируется на ресурсы меди (природное и вторичное сырье). Невысокое содержание металла в медных концентратах (от 8 до 35%), относительно небольшая энергоемкость их переработки (в сравнении с выплавкой алюминия) делают выгодным размещение производства (выплавки) меди в местах добычи и обогащения, медных руд. Поэтому места добычи и выплавки меди оказываются часто территориально совмещенными. Главные районы добычи меди находятся в Северной и Латинской Америке (Чили, США, Канада, Перу, Мексика), Африке (Замбия, Заир), СНГ (Россия, Казахстан), Азии (Япония, Индонезия, Филиппины), Австралии и Океании (Австралия, Папуа -- Новая Гвинея).

Главные медедобывающие страны выделяются и по выплавке меди, ведущее место принадлежит США, Чили, Японии, КНР, Канаде, России. Часть добываемой руды в виде концентратов и черновой меди вывозится в другие страны (из Папуа и Филиппин в Японию, из стран Латинской Америки в США, из стран Африки в Европу, из России и Казахстана в Европу и Китай). Почти 1/5 мировой выплавки меди базируется на ресурсах металлолома. Медеплавильная промышленность Великобритании, Франции, ФРГ, Бельгии и других стран выпускает только вторичный металл.

Цинковая и свинцовая промышленность обычно имеет общую сырьевую базу -- полиметаллические руды. Страны, располагающие наиболее крупными месторождениями полиметаллов (США, Канада, Мексика, Перу в Северной и Латинской Америке, Ирландия и ФРГ в Европе, Россия и Казахстан в СНГ, Китай, Япония, Австралия), выделяются и по их добыче. По размерам выплавки свинца и цинка ведущие позиции в мире занимают экономически развитые страны мира -- США, Япония, Канада, Австралия, ФРГ, Франция, Италия. Очень крупным производителем свинца и цинка является Китай. Россия в мировом производстве цинка и свинца не входит в десятку ведущих стран.

Для современной географии отрасли характерна территориальная разобщенность мест добычи и обогащения свинцовых и цинковых руд и металлургических их переделов. Например, Ирландия, добывающая цинковые и свинцовые руды, мощностей по их выплавке не имеет, в то время как в Японии, ФРГ, Франции размеры выплавки металла значительно превосходят размеры добычи цинка и свинца этих стран. Наряду с влиянием других факторов, это объясняется возможностью использования дальнепривозного сырья, так как транспортабельность цинковых и свинцовых концентратов в силу высокого содержания в них металла (от 30 до 70%) исключительно велика.

Размещение оловянной промышленности. Большую часть (около 2/3) добычи и выплавки олова дают страны Юго-Восточной Азии и, прежде всего Малайзия. Крупные размеры добычи и выплавки олова имеют также Боливия, Россия, Китай.

В мировом производстве цинка, свинца и олова так же, как и в медной промышленности, велика доля вторичного сырья (металлолома). Особенно это характерно для цветной металлургии развитых стран, где вторичное сырье обеспечивает 50% выплавки свинца, 25% цинка и олова.

Размещено на Allbest.ru