Цветная металлургия мира

Особенности выплавки тяжелых и легких цветных металлов

Цветная металлургия, как и черная, — одна из старейших отраслей мировой промышленности. Области применения цветных металлов и их сплавов многочисленны и разнообразны. По стадиям технологического процесса эта отрасль объединяет добычу и обогащение сырья, а также выплавку цветных металлов, их сплавов, производство проката и полуфабрикатов.

Цветная металлургия производит разнообразные по физическим и химическим свойствам конструкционные материалы. В состав этой отрасли входят алюминиевая, медная, свинцовоцинковая, никель-кобальтовая, титано-магниевая, вольфрамомолибденовая промышленность и др.

Выделяют цветную металлургию тяжелых и легких цветных металлов. Руды тяжелых металлов (медь, цинк, свинец, олово и др.) отличаются низким содержанием металла в руде (например, для получения 1 т меди требуется около 100 т руды, а для выплавки 1 т олова — более 300 т руды). Низкое содержание металла в рудах тяжелых цветных металлов требует обязательного их обогащения перед плавкой (обычно флотационным способом). Так как руды цветных металлов содержат много различных ценных компонентов, то последовательно выделяют каждый компонент. Иными словами, это многостадийный процесс. Обогащенная руда плавится в специальных печах и превращается в так называемый черновой металл, который затем подвергается очистке от вредных примесей (рафинирование) и прокатке. Полученный металл используется далее в виде проката разного профиля.

Руды легких металлов (алюминий, титан, магний) значительно богаче, но содержанию металла, чем тяжелые, они транспортабельны и перевозятся на большие расстояния, но их выплавка требует огромного количества электроэнергии, т. е. производство является чрезвычайно энергоемким. Поэтому заводы размещают чаще всего вблизи источников дешевой энергии (около ГЭС) или в районах добычи дешевого топлива.

Размещение предприятий цветной металлургии отдельных отраслей цветной металлургии складывается под воздействием многих природных и экономических условий, предпосылок и факторов. Даже в одной отрасли их роль различается в зависимости от стадии технологического процесса производства металла (например, в алюминиевой промышленности).

Раньше предприятия цветной металлургии размещались преимущественно вблизи районов добычи сырья, так как в целом в мире преобладало производство тяжелых цветных металлов. Но примерно с середины XX в. ускоренными темпами развивается металлургия легких цветных металлов (особенно алюминиевая промышленность), поэтому усилилась энергетическая ориентация в размещении предприятий отрасли.

Области применения цветных металлов. Алюминий используется в разных отраслях машиностроения — авиастроении, электротехнике, а также в строительстве, на транспорте, для производства бытовых товаров широкого потребления, упаковочных материалов и проч. Медь применяется в электроэнергетике, машиностроении и других отраслях промышленности как в чистом виде, так и в виде сплавов с оловом (бронза), алюминием (дюралюминий), цинком (латунь), никелем (мельхиор). Свинец идет на изготовление аккумуляторов, кабеля, используется в атомной промышленности. Олово используют при изготовлении подшипников, белой жести и др. Получают много ценнейших сплавов никеля с другими металлами. Велико его значение в производстве легированных сортов сталей и при нанесении защитных покрытий на металлические изделия. Магний (большую часть которого производят из морской воды) применяется в радиотехнике, авиационной, химической, полиграфической и других отраслях промышленности. Титан (необычайно прочный, стойкий к воздействию кислот металл, обладающий антимагнитными свойствами, находит применение главным образом в производстве уникальных сплавов, прежде всего военного назначения и для легирования сталей), применяется в судостроении, при изготовлении реактивных двигателей, ядерных реакторов и г. д.

Цветная металлургия по тоннажу произведенной продукции уступает черной металлургии многократно, однако по ее стоимости — не более чем в 2—3 раза. Причем в большинстве отраслей доминирующая часть издержек приходится не на металлургический передел, а на добычу и обогащение рудного сырья.

В цветной металлургии осуществляется как производство первичного (из добываемых руд цветных металлов), так и производство вторичного металла (за счет переплавки лома цветных металлов). Вторичное сырье переплавляется преимущественно на специализированных предприятиях и расходуется большей частью на получение сплавов. Ныне за счет переплавки производится У₅ олова, У₄ алюминия, цинка и меди, ^{/₂ свинца. С учетом этого мировое производство основных металлов часто больше по объему, чем обычно отмечается в большинстве статистических и литературных источников. Причем вследствие использования вторичного сырья усиливается и ориентация предприятий отрасли на потребителя.

Отраслевая структура цветной металлургии. В цветной металлургии производится около 70 различных металлов, причем около 96% всех производимых металлов приходится на четыре из них: алюминий, медь, цинк и свинец. Следует отметить существенные различия в объемах производства разных цветных металлов (табл. 7.20).

Таблица 7.20

Мировое производство рафинированных цветных металлов, млн т.

Общий объем выплавки алюминия (первичного и вторичного в сумме) превышает 40 млн т. Рафинированной меди производится в мировом хозяйстве свыше 17 млн т. Еще меньше выплавляется рафинированного свинца и цинка (по 5—13 млн т). Годовое производство олова составляет всего 250—265 тыс. т. И наконец, для редких цветных металлов объемы добычи и выплавки металла колеблются от 120 тыс. т (молибден) до 20—25 тыс. т (ванадий, кобальт, вольфрам, германий). В то же время один из наиболее известных драгоценных металлов — золото — является по объему мировой ежегодной добычи далеко не самым редким.

По объему производства как в весовом, так и в стоимостном выражении резко выделяются алюминий и медь. В производстве благородных металлов первенство по весу принадлежит серебру, а, но стоимости — золоту. Лишь в конце 1970;х гг. (после резкого подорожания серебра и золота) их производство в стоимостном выражении стало большим, чем алюминия и меди. Не менее половины всей продукции цветной металлургии мира в стоимостном выражении приходится на шесть основных цветных металлов: медь, свинец, цинк, олово, никель и алюминий (табл. 7.21).

Таблица 7.21

Структура производства основных цветных металлов в мире.

(но весу), %.

Отраслевая структура цветной металлургии мира в XX в. претерпела кардинальные изменения. Повысилась роль практически не производившихся в начале XX в. легких цветных металлов (особенно алюминия) и легирующих металлов. Одновременно резко упала в мировом производстве доля трех из пяти основных тяжелых цветных металлов — олова, свинца, цинка. Следует учесть при этом, что в общей стоимости мирового производства сравниваемых металлов доля олова, в отличие от доли свинца и цинка, гораздо выше (в 5—10 раз в зависимости от уровня цен на мировом рынке). То же можно сказать о никеле и меди. Резко расширилось и продолжает расширяться количество элементов, приобретающих важное экономическое значение.

Следует напомнить, что до 1950;х гг. основным металлом в цветной металлургии была медь, которую постепенно вытесняет алюминий (дешевле). Рост значения алюминия обусловлен расширяющейся сферой его применения. Влияние оказало и внедрение сберегающих технологий (в электронике, при производстве кабеля). На потребление цинка и свинца оказывает воздействие конкуренция со стороны современного сырья и технологий. Так, на снижение удельного веса свинца в мировой выплавке цветных металлов в большей степени сказалась замена его пластмассами (например, в производстве кабеля), а на падение значимости олова — происшедшая замена дорогостоящей луженой жести более дешевой, с покрытием из современных лаков (например, в консервной промышленности). Так, потребление цинка, свинца, меди к началу XXI века в расчете на душу населения сократилось. Растет потребление феррохрома и никеля, находящих все новые отрасли применения. Следует также отметить, что в совокупном потреблении цветных металлов ныне достаточно высока доля вторичного металла.

Для получения таких цветных металлов, как алюминий, медь и никель, характерен территориальный (в том числе и межстрановой) разрыв не только между добычей сырья и начальной стадией металлургического цикла (производством глинозема, черновой меди, никелевого штейна), но даже в большей степени между последующими стадиями. С 1970;х гг. возрастает значение использования вторичного сырья и, как следствие, усиливается «потребительская» ориентация в размещении предприятий отрасли (близость к центрам машиностроением и проч.). Важной особенностью современного периода является развитие металлургии редких металлов, в том числе стратегически важных.

Особенности развития цветной металлургии в мире. Цветная металлургия многих экономически развитых стран (за исключением США, Канады, Австралии, ЮАР) характеризуется в целом довольно низкой степенью обеспеченности сырьем, но более полной (по сравнению со многими развивающимися странами) структурой отрасли (в том числе выплавкой редких и стратегически важных металлов — титана, кобальта, тантала, германия), преобладанием в структуре производственного цикла выплавки металлов средних и верхних стадий производства, большой и быстро растущей долей производства металла из вторичного сырья. Все менее важное значение в последние годы для размещения предприятий отрасли в этих странах имеет сырьевой фактор (кроме тех стран, которые имеют свое сырье, особенно для выплавки тяжелых цветных металлов). Более важными являются транспортная, энергетическая и потребительская ориентация в размещении производственных мощностей. Цветная металлургия большинства экономически развитых стран работает в основном на импортном сырье из развивающихся, а также из некоторых развитых стран. Так, главные районы концентрации ресурсов и добычи сырья для производства основных цветных металлов среди промышленно развитых стран сосредоточены в США, Канаде, Австралии и ЮАР.

В развивающихся странах Азии, Африки и Южной Америки, по сравнению с промышленно развитыми, отмечается (в целом) более высокая степень обеспеченности сырьем (рудами цветных металлов). Тем не менее нельзя не отметить существенную дифференциацию отдельных развивающихся стран по наличию месторождений и объемам добычи руд цветных металлов. Одни из них обладают запасами руд мирового значения (например, Гвинея, Бразилия, Ямайка — бокситы; Малайзия, Таиланд, Индонезия, Боливия — олово и т. д.), а другие вообще не располагают запасами цветных металлов либо их месторождения полезных ископаемых пока еще не освоены и не разрабатываются. Тем не менее в последние десятилетия производство почти всех цветных металлов во многих развивающихся странах выросло (иногда в несколько раз). Это связано часто в первую очередь с отсутствием в этих странах природоохранного регулирования (цветная металлургия — экологически грязное производство). И все же в структуре цветной металлургии этой группы стран заметно преобладание нижних стадий производственного цикла (добыча, обогащение и производство чернового металла), в связи с чем преобладает энерго-сырьевая направленность при размещении предприятий отрасли.

Большая часть мировых запасов руд цветных металлов сосредоточена в развивающихся странах, однако доля этой группы стран в мировом производстве и потреблении конечной продукции цветной металлургии существенно ниже их доли в запасах и добыче руд.

Россия и другие страны СНГ располагают богатейшими запасами многих руд цветных металлов. Если вспомнить историю, то СССР в конце 1980;х гг. по добыче многих цветных металлов был в числе мировых лидеров. Например, по добыче свинца — на первом месте, обгоняя Канаду, США и Австралию; по добыче золота — па втором месте после ЮАР; по добыче цинка — на втором месте после Канады. По добыче серебра СССР был на третьем месте после Мексики и Перу; по добыче медных руд — на третьем месте после Чили и США; по добыче бокситов — на пятом месте.

Однако в последние годы в связи с трансформационными процессами в экономике стран СНГ отмечается ухудшение технического оснащения предприятий отрасли, растут производственные, энергетические и транспортные затраты, растет себестоимость продукции. Проблемы металлургии связаны не только с финансовым и экономическим кризисом. Большинство проблем отрасли появились вследствие разрыва прежних производственных связей внутри единого прежде экономического прос транства. Так, многие источники сырья и горно-обогатительные комбинаты оказались ныне за пределами России (на территории Казахстана, Украины и Грузии — ртуть и марганец, в республиках Средней Азии — сырье для выпуска редких металлов и т. д.). Да и спрос на продукцию отрасли в России и СНГ резко снизился (спад в производстве продукции машиностроения). Это заставило многие предприятия переориентировать выпуск своей продукции на экспорт и поставлять руду и готовый металл на мировой рынок. Сегодня на экспорт идет 80—90% произведенных в России цветных металлов.

Страны Восточной Европы (бывшие страны народной демократии) столкнулись в 1990;е гг. с аналогичными для стран СНГ проблемами. Практически все они прошли во второй половине XX в. те же ступени развития металлургического производства, как и Россия. Хотя в этих странах цветная металлургия не имела большого развития. Наиболее полную структуру производства имеет Польша (производится медь, цинк, свинец). В Венгрии имеется алюминиевая промышленность (работает на собственном сырье). Металлургия Румынии была ориентирована в основном на импортное сырье. Богатая ресурсная база имеется в бывших республиках Югославии — бокситы, медь и др. Изменение экономической системы и переход к рынку поставил производителей металлургической продукции стран Восточной Европы в трудную ситуацию: емкость внутреннего рынка снизилась, к тому же был потерян рынок республик бывшего СССР.

Из азиатских стран очень богатыми и разнообразными запасами цветных металлов обладают Китай и Индия. Так, на тер;

ритории КНР есть вольфрам, олово, сурьма, медь, цинк, свинец, драгоценные и другие металлы (по многим из них имеются запасы мирового значения). По производству таких металлов, как алюминий, олово, цинк, свинец, ванадий, вольфрам, Китай ныне занимает первое место в мире, по выплавке меди — четвертое. Китай достиг весьма значительных успехов, особенно в выплавке редких, редкоземельных и рассеянных металлов. Дальнейшее мощное развитие энергетики может обеспечить стране большие успехи в росте всего ее хозяйства и развитии данной отрасли.