Черная металлургия главные бассейны

Главные районы и центры производства черной металлургии

Металлургическая промышленность состоит из отраслей чёрной и цветной металлургии .

Железная руда для развития чёрной металлургии добывается в 50 странах мира, лидерами добычи являются Китай, Бразилия, Австралия, Россия, Индия.

На размещение чёрной металлургии оказывают влияние следующие факторы:

1)	природно-ресурсный (ориентация на территориальные сочетания месторождений каменного угля и железной руды);
2)	транспортный (ориентация на грузопотоки коксующегося угля и железной руды);
3)	потребительский (связан с развитием мини-заводов и передельной металлургии).

Крупнейшими производителями стали являются Китай, Япония, США, Россия, Германия. Главные экспортеры стали: страны ЕС, Япония, страны СНГ. Основные импортёры стали – США и Китай.

На размещение отраслей цветной металлургии оказывают влияние следующие факторы:

1)	сырьевой (в размещении производства тяжёлых цветных металлов: меди, олова, цинка, свинца);
2)	энергетический (выплавка легких металлов – энергоёмкий процесс, поэтому от этого фактора зависит размещение производства алюминия, титана и магния);
3)	транспортный (доставка сырья);
4)	потребительский (использование вторичного сырья).

По выплавке меди лидируют Чили, США, Индонезия, Россия, Канада. Один из крупнейших районов медной промышленности, так называемый «Медный пояс», сложился в Центральной Африке. Главные производители алюминия: Китай, Россия, Канада, США, Австралия, Бразилия, Норвегия. В производстве олова лидируют Китай, Индонезия, Перу, Бразилия, Боливия, Малайзия. Крупнейшими производителями свинца и цинка являются США, Япония, Канада, Австралия, Бразилия.

Металлургический комплекс России — это основной синоним благополучия и процветания всего нашего государства, его уверенности в будущем.

Прежде всего он служит основой всего существующего ныне машиностроения. Понимая это выясним, какие же предприятия входят в горно-металлургический комплекс.

Это главным образом те производства, что добывают, обогащают, плавят, прокатывают и перерабатывают сырьё. У предприятия имеется своя чёткая структура:

1. Чёрная металлургия — рудное и нерудное сырьё.
2. Цветнаяметаллургия: лёгкие металлы (магний, титан, алюминий) и тяжёлые (никель, свинец, медь, олово).

Чёрная металлургия

Отрасль, предполагающая свои нюансы. Важно понимать, что не только металл имеет значение для неё, но и добыча с последующей переработкой.

Выделяют важные её особенности:

• больше половины продукции служит основой для всего машиностроения страны;
• четверть продукции используют в сфере создания конструкций с увеличенной грузоподъёмностью.

Чёрная металлургия – это производство, коксование угля, вторичный предел сплавов, производство огнеупоров и многое другое. Предприятия, входящие в чёрную металлургию, имеют наибольшее значение и по сути являются основой индустрии всего государства в целом.

Главное, что вокруг них возникают производства по переработке различных отходов, особенно после плавки чугуна. Самым частым спутником чёрной металлургии считают металлоёмкое машиностроение и электроэнергетическое производство. Эта отрасль имеет великие перспективы в завтрашнем дне.

Центры чёрной металлургии в России

Прежде всего, следует помнить, что Россия по уровню плотности производства чёрного металла всегда являлась и сегодня является абсолютным лидером. И это первенство без права передачи другим государствам. Наша страна здесь уверенно удерживает свои позиции.

Ведущие заводы представляют собой, по сути, металлургическо-энергохимические комбинаты. Назовём самые главные центры чёрной металлургии в России:

• Урал с добычей железа и руды;
• Кузбасс с добычей угля;
• Новокузнецк;
• Местонахождения КМА;
• Череповец.

Металлургическая карта страны структурно делится на три основные группы. Они изучаются в школе и являются базовыми знаниями современного культурного человека. Это:

Уральская металлургическая база

Именно она является основной и, пожалуй, самой мощной по европейским и мировым показателям. Отличается большой концентрацией производства.

Наиглавнейшее значение в её истории имеет город Магнитогорск. Там находится известнейший металлургический комбинат. Это – старейшее и самое горячее «сердце» чёрной металлургии.

На нём добывается:

• 53% всего чугуна;
• 57% всей стали;
• 53% чёрных металлов от всех показателей, которые производились в бывшем СССР.

Такие производства размещают рядом с сырьём (Урал, Норильск) и энергетикой (Кузбасс, Восточная Сибирь). Сейчас Уральская металлургия находится в процессе модернизации и дальнейшего развития.

Центральная металлургическая база

Она включает в себя заводы цикличного производства. Представлена в городах: Череповец, Липецк, Тула и Старый Оскол. Формируют эту базу запасы железных руд. Они расположены на глубине до 800 метров, что является малой глубиной.

Запущен и успешно работает Оскольский электрометаллургический завод. На нём внедрён авангардный метод без доменного металлургического процесса.

Сибирская металлургическая база

Пожалуй у неё есть одна особенность: она самая «юная» из существующих на сегодня баз. Начала своё формирование ещё период СССР. Приблизительно одну пятую часть всего объёма сырья по чугуну производят именно в Сибири.

Сибирская база — это комбинат в Кузнецке и завод в Новокузнецке. Именно Новокузнецк считается столицей Сибирской металлургии и лидером по качеству производства.

Металлургические комбинаты и крупнейшие заводы России

Мощнейшими центрами полного цикла являются: Магнитогорский, Челябинский, Нижнетагильский, Белорецкий, Ашинский, Чусовской, Оскольский и ряд других. Все они имеют огромные перспективы развития. География их, без преувеличения, огромна.

Цветная металлургия

Эта область занята вопросами освоения и обогащения руд, участвуя в их качественной плавке. По своим характеристикам и целевому предназначению она разделяется на категории: тяжёлые, лёгкие и ценные. Её медеплавильные центры — это почти что закрытые города, с собственной инфраструктурой и жизнью.

Главные районы цветной металлургии в России

Открытие таких районов всецело зависит от: экономики, экологи, сырья. Это – Урал, включающий в себя заводы в Красноуральске, Кировграде и Медногорске, которые всегда строятся рядом с добычей. Это повышает качество изготовления и оборотность сырья.

Развитие металлургии в России

Развитие характеризуется большими темпами и объёмами. Поэтому огромная Россия находится в лидерах и постоянно увеличивает свой экспорт. Наша страна производит: 6% железа, 12% алюминия, 22% никеля и 28% титана. Подробнее эту информацию разумно посмотреть в таблицах производств, представленных ниже.

Карта металлургии в России

Для удобства и наглядности налажен выпуск специальных карт и атласов. Их можно посмотреть и заказать на просторах интернета. Они весьма красочны и удобны. Там подробно указаны основные центры со всеми подразделениями: медеплавильные комбинаты, места по добычи руды и цветных металлов и многое другое.

Ниже представлены карты черной и цветной металлургии в России.

Факторы размещения металлургических комбинатов в России

Основополагающими факторами, оказывающими влияние на локацию комбинатов по стране, являются буквально следующие:

• сырье;
• топливо;
• потребление (этоподробнаятаблицасырья, топлива, малыхибольших дорог).

Заключение

Теперь мы знаем: существует чёткое разделение на металлургию чёрную и цветную. Это распределение по добыче, обогащению и плавке зависит напрямую от основных составляющих: сырья, топлива и потребления. Наша страна – европейский лидер в этой области. Три основных географических «кита», на которых она стоит, это: Центр, Урал и Сибирь.

Район	Географическое положение	Топливные ресурсы	Сырьевые ресурсы
1. Питсбургский (США)
2. Детройтский (США)
3. Приатлантический (США)
4. Северо-Восточный (Великобритания)
5. Южный Уэльс (Великобритания)
6. Лотарингия (Франция)
7. Рурский (ФРГ)
8. Уральский (Россия)
9. Остравско-Карвинский (Чехия)
10. Верхнесилезский (Польша)
11. Осакский (Япония)
12. Бхилаи (Индия)
13. Бокаро (Индия)
14. Аньшань (Китай)
15. Порт-Кембл (Австралия)

После заполнения таблицы 5 ответьте на вопросы:

1. Какие факторы размещения производства оказали набольшее влияние на формирование крупнейших районов, центров черной металлургии?

2. Приведите примеры формирования «портовой металлургии». С чем связано их появление и развитие?

3. Почему во многих странах мира в качестве сырья стал использоваться лом черных металлов?

Задание 5.Используя список основных районов добычи и производства тяжелых цветных металлов (Приложения), карты атласа, заполните таблицу 5. Сделайте выводы об особенностях их размещения.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Как то на паре, один преподаватель сказал, когда лекция заканчивалась — это был конец пары: «Что-то тут концом пахнет». 8426 — | 8040 — или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

Источник

Металлургия черная и цветная: отрасли, продукция, значение

Машиностроение, строительство, электротехника — все эти и многие другие сферы невозможно представить без металлургии. Что представляет собой эта отрасль? Как добывают металлы? Какими они бывают? Ответы на эти вопросы можно найти в статье.

Определение

Металлургия — это направление в промышленности, которое занимается добычей сырья, производством сплавов, утилизацией отходов и производством продукции из полученных сплавов.

Металлургия, в зависимости от сырья, делится на чёрную и цветную. К первой группе относятся металлы, содержащие железо, хром и марганец. Ко второй — все остальные.

Процесс производства продукции из металлов включает такие этапы, как:

• добыча и подготовка руды;
• передел;
• утилизация.

Металлургическая промышленность включает процессы получения многих элементов периодической таблицы, кроме газов и галоидов.

Черная

Черная металлургия — это отрасль металлургии, которая занимается производством сплавов из железа, марганца и хрома.

В природе железо встречается в руде в форме карбонатов, гидроксида и оксида. Поэтому первый этап производства в чёрной металлургии — это освобождение железа из руды при помощи доменной печи при температуре более +1000 С. При необходимости на данном этапе производится изменение свойств металла.

Черная металлургия включает такие направления, как:

• добычу и обогащение нерудного сырья;
• производство чёрных металлов;
• производство труб из стали и чугуна;
• коксохимическую промышленность;
• вторичную обработку сырья.

Производимая на металлургических комбинатах продукция бывает:

• основной, то есть конечным продуктом, готовым для эксплуатации;
• побочной, то есть продуктом, который получается при производстве основной продукции;
• попутной, то есть продукцией, оставшейся после производства основной и побочной, которая используется либо как вторсырье, либо как есть.

Добыча

Металлы получают путем извлечения из руд или вторсырья. Вся руда, содержащая ценные элементы, делится на богатую (более 55% ценных элементов), бедную (менее 50 %) и убогую (менее 25 %).

При добыче руды используются три основных метода:

Открытый метод — самый распространенный и экономичный. При таком методе предприятием организуется необходимая инфраструктура и разрабатывается месторождение карьерами.

Подземный метод используется в том случае, если породы лежат глубоко под землей. По сравнению с открытым, этот метод дороже из-за необходимости специального технического оснащения. Кроме этого, он актуальнее, чем другие методы, так как запасы железной руды, залегающей близко к поверхности, практически истощены. Таким способом добывается более 70% железной руды.

Комбинированный способ, как понятно из названия, сочетает в себе два вышеуказанных метода.

Производство

В металлургии под производством черных металлов понимают сложный технологический процесс, который можно разделить на два этапа:

• производство чугуна;
• переработка чугуна в сталь.

Необходимыми материалами для производства чугуна являются железная руда, топливо (кокс) и флюс. Именно в таком порядке их загружают в доменные печи, где под тяжестью собственной массы они опускаются в низ печи.

В нижней части печи находятся отверстия — фирмы, через которые подается нагретый воздух для поддержания процесса горения.

В результате плавления из руды восстанавливается железо и другие элементы, а полученные в процессе шлак и чугун выливаются через специальные отверстия — шлаковую и чугунную летки.

Процесс передела чугуна в сталь подразумевает снижение уровня углерода и примесей способом избирательного окисления и перевода их в шлак при выплавке. Для этого в расплавленный чугун вводят ферросплавы с содержанием Al, Mn и Si. Они образуют в стали труднорастворимые оксиды, которые частично всплывают в шлак.

Продукция

Продукция черной металлургии широко используется в машиностроении, строительстве, коммунальном хозяйстве, военно-промышленном комплексе и сельском хозяйстве.

К основной продукции черной металлургии можно отнести:

• металлопрокат (листовой, фасонный, сортовой) ;
• готовый прокат;
• метиз;
• передел;
• чугун передельный и литейный;
• кокс;
• огнеупоры;
• химическую продукцию.

Цветная

К цветной металлургии относятся все виды металлов, кроме железосодержащих. Сама отрасль делится на металлургию легких и тяжелых металлов, которые основываются на таких свойствах металла, как плотность и вес. Все виды металлов, используемых в цветной металлургии, можно разделить на:

• легкие, к которым относятся магний, алюминий, титан;
• тяжелые, к которым относятся олово, цинк, свинец, никель, медь;
• редкоземельные, к которым относятся эрбий, тербий, самарий, празеодим, неодим, лантан, диспрозий, церий, иттрий;
• искусственные, к которым принадлежат америций, технеций;
• малые, к которым относятся ртуть, кобальт, мышьяк, сурьма, кадмий, висмут;
• рассеянные, к которым принадлежат селен, германий, таллий, индий, галлий, цирконий;
• легирующие, к которым относятся ванадий, ниобий, тантал, молибден, вольфрам;
• благородные, к которым относятся платина, золото, серебро.

По сравнению с черной, цветная металлургия более энергозатратная. Это объясняется низким содержанием полезных веществ в цветных металлах и, как следствие, большим количеством отходов, требующих особенной утилизации и переработки химическими способами.

Добыча сырья и его обогащение

Цветные металлы получают из рудного концентрата, то есть из обогащенной руды.

Под обогащением понимают разделение руды на металлы и минералы, что позволяет искусственно увеличить содержание металлов в сырье.

При разделении используются такие технологии, как дробление, измельчение, сортировка и переработка путём обезвоживания. После получения металла из руды он проходит обработку и шлифовку.

После всех этих процессов металл отправляют в цеха или предприятия, где будет изготовлена необходимая продукция — станки, трубы, машины и т.д.

Рафинирование

Черновые металлы содержат различные примеси, которые влияют на физико-химические свойства металлов, а также содержат важные дорогостоящие элементы, например золото или серебро. Поэтому одним из важнейших этапов обработки металла является рафинирование, то есть очистка. Рафинирование проводится тремя способами:

• электролитическим — используется для глубокой очистки цветных металлов;
• химическим, который который также называется аффинажем, применяется при глубокой очистке золота;
• пирометаллургическим — используется при производстве металлов высокой чистоты и делится на фракционное, ликвационное, окислительное рафинирование.

Получение сплавов

Сплав — это вещество, состоящее из двух и более металлов и неметаллов, например, углерод, фосфор, мышьяк.

Сплавы не получаются из двух похожих металлов. Например, цинка и свинца.

Самыми ценными сплавами являются:

• бронза — соединение меди и олова;
• латунь — соединение меди и цинка;
• дуралюмин — соединение алюминия, меди, железа,кремния, магния и марганца;
• карбид вольфрама — соединение вольфрама с углеродом и кобальтом;
• нихром — соединение из никеля, хрома и железа;
• ални — соединение немагнитного алюминия, никеля и кобальта.

Продукция отрасли

Человеку, незнакомому близко с металлургией, при упоминании о цветных металлах первыми на ум приходят золото и серебро. Выше было рассмотрено все многообразие цветной металлургии. Здесь же рассмотрим продукцию, которая производится в данной сфере. Это:

• сортовой прокат — шестигранник, пруток, проволока;
• листовой прокат — полоса, лента, лист.

Кроме профильной, на металлургических заводах и комбинатах производится химическая продукция — хлор, поташ, серная кислота, элементарная сера, цинковый и медный купорос.

Типы баз и факторы их размещения

Прежде чем рассмотреть основные металлургические базы в мире и в России, стоит кратко описать типы баз и факторы их размещения.

В металлургической промышленности выделяют 3 типа баз.

База, работающая с собственными рудой и углем.

База, работающая либо с собственной рудой и привозным углем, либо с привозной рудой и собственным углем.

Работающая недалеко от угольных бассейнов или недалеко от потребителя.

Факторам, влияющими на расположение металлургических центров, можно назвать:

• потребительский, к которому относится близость крупных машиностроительных комплексов — основных потребителей стали;
• экологический, к которому относятся устаревшие предприятия, использующие один из самых “грязных” способов производства — доменный процесс;
• транспортный, к которому относятся предприятия, использующие привозные руду и уголь, так как находятся вдали от их источников;
• топливный, к которому относятся предприятия, находящиеся недалеко от угольных бассейнов;
• сырьевой, к которому относятся предприятия, расположенные поблизости к местонахождениям руды.

Металлургия в мире

Мировая металлургия сосредоточена в 98 странах мира, из которых руда добывается только в 50. Лидерами являются пять стран — это Китай, Бразилия, Россия, Австралия и Индия, который поставляют на мировой рынок пости 80 % сырья.

Большая часть мировых запасов руд — это материал среднего и низкого качества, требующий обогащения в процессе производства. Руд высокого качества в мире очень мало.

Например, запасы России как одного из лидеров металлургической промышленности составляют всего 12 % от мировых запасов.

Больше всего руды добывается в Китае, а полезного железа — в России.

Лидирующими компаниями, которые регулируют мировой процесс добычи и производства руды и металлов, являются компании Arcelor Mittal, Hebei Iron & Steel, Nippon Steel.

Arcelor Mittal — это компания, образованная благодаря слиянию предприятий Индии и Люксембурга. Ей принадлежат предприятия в 60 странах мира, в том числе российское «Северсталь-Ресурс» и украинское «Криворожсталь».

Hebei Iron & Steel Group — еще одна компания, образованная в результате слияния нескольких компаний. Но вляется не частным, а государственным предприятием, зарегистрированным в Китае. Здесь производится уникальный продукт — ультратонкий холоднокатанный лист и стальные плиты. Кроме добычи и производства, компания занимается исследовательской деятельность и инвестициями.

Nippon Steel и Sumitomo Metal Industries — японский лидер по производству стали. Доменные печи этой компании были установлены еще в 1857 году.

Металлургия России

В российской экономике металлургия занимает второе место после нефтегазовой промышленности. В данной сфере трудятся более 2 % работающих граждан в стране на 1,5 тыс. предприятий.

В РФ три есть основные базы черной металлургии, размещение которых объясняется близостью источников руды и бассейнов угля:

Самое старое и крупное предприятие металлургии — Уральское, где производится половина всей продукции черной металлургии в России. Центрами Уральской металлургии являются Екатеринбург, Нижний Тагил, Челябинск и Магнитогорск. Крупнейшие предприятия — Чусовский металлургический завод и Челябинский металлургический комбинат.

Сибирская металлургическая база — самая молодая из трех и строится на смену Уральской, где исчерпаны запасы металлов практически исчерпаны. Здесь расположены всего два крупных металлургический комбината — Кузнецкий и Западно-Сибирский.

Центральная металлургическая база находится в Белгородской и Курской областях. Крупнейшим металлургическим комбинатом и заводами является Новолипецкий металлургический комбинат и заводы в Старом Осколе и Туле.

93% процента выпускаемой продукции приходится на долю шести крупных центров металлургии. Это:

• ПАО “Северсталь”;
• ОАО “Мечел”;
• “Евраз”;
• ОАО “Металлоинвест”;
• ОАО “Новолипецкий металлургический комбинат”;
• ОАО “Магнитогорский металлургический комбинат”.

Металлургия — промышленность, которая играет важную роль в жизни каждого человека.

Металлургия

Металл с давних времен стал незаменимым элементом в повседневной жизни человека. Благодаря ему у нас есть возможность использования электроэнергии, транспорта, гаджетов и других благ цивилизации.

Именно поэтому металлургию можно считать ключевой отраслью промышленности каждого государства.

Металлургия – это отрасль тяжелой промышленности, в которую вовлечены множество финансовых, материальных, энергетических и человеческих ресурсов.

Современная металлургия достигла значительного развития. Благодаря достижениям науки, у нас есть возможность использовать не только металлы, данные нам природой, но и инновационные композитные материалы и сплавы. Они обладают улучшенными свойствами и характеристиками.

Классификация разновидностей металлургии

Выплавка металлов требует колоссального объема энергии и ресурсов, поэтому большинство горнодобывающих предприятий работают именно для обеспечения потребностей металлургии.

Для дальнейшего изучения особенностей этой отрасли следует выделить ее основные виды. На сегодняшний день выделяют две основные отрасли: черную и цветную металлургию.

Черная отвечает за производство сплавов на основе железа. В то же время к ней относят другие элементы, такие как хром и марганец. Все остальное производство изделий из других металлов называют цветным.

Технология производства имеет схожий цикл, независимо от типа сырья, и состоит из нескольких этапов, указанных ниже:

1. Добыча сырья и ее переработка. Большинство металлов не содержится в природе в чистом виде, а входит в состав различных руд, переработка которых называется обогащением. В процессе обогащения руду дробят на мелкие составляющие, из которых в процессе сепарации отделяют элементы метала и пустую породу. Из выделенных элементов производят сплавы.
2. Передел. Металлургическим пределом называют процесс изготовления полуфабрикатов, которые в свою очередь применяются для изготовления готовых продуктов. В процессе передела изменяется состав, структура и свойства сплавов, а также агрегатное состояние. К переделу можно отнести прокат и обжатие, трубное производство, плавку и разливку.
3. Переработка отходов. Большинство отходов металлургического производства либо утилизируют, либо перерабатывают, получая другие полезные продукты. Некоторая часть пустой породы и шлаков складываются на территории больших хранилищ под открытым воздухом. Но на сегодняшний день производители стараются максимально эффективно перерабатывать побочную продукцию. Некоторые шлаки повторно обрабатывают, получая дополнительный продукт, некоторые используют для производства сельскохозяйственных удобрений, но большинство уходит на изготовление строительных материалов, которые широко используются в повседневной жизни.

Большая часть производимого металла проходит стадию проката, то есть изготовления полуфабрикатов для производства готовой продукции. Подобную операцию выполняют на специальном устройстве, которое представляет собой систему вращающихся валков. Между ними пропускают металл, который под высоким давлением меняет толщину, ширину и длину.

Выделяют холодный и горячий прокат, отличия которых заключаются в разной температуре обрабатываемого сырья. Холодный прокат применяется для сырья, имеющего высокий уровень пластичности, что позволяет сохранять структуру металла и не изменять его физические свойства.

Процесс проката не всегда является конечным этапом производства полуфабрикатов. Например, для изделий черной металлургии могут применяться такие методы обработки, как покрытие защитным слоем или закалка. Это позволяет улучшить устойчивость к коррозии, повысить прочность и снизить степень износа.

Следует отметить, что большую часть продукции, производимой металлургической отраслью, составляют стальные трубы. На втором месте расположился листовой и сортовой металл, применяющейся в машиностроении.

Среди главных потребителей продукции этой сферы стоит выделить строительную сферу, машиностроение и металлообработку.

При этом практически каждая сфера народного хозяйства не может обойтись от использования продукции металлургии, а также заготовок и полуфабрикатов из него.

Черная металлургия основывается на переработки железа, а именно руд, в которых оно содержится. Большинство железных руд являются природными оксидами. Именно поэтому первым этапом производства является выделение железа из оксида. Для этого используют большие доменные печи. Данный способ производства чугуна проводится при температуре свыше 1000 градусов.

При этом свойства полученного сырья напрямую зависят от температуры доменной печи и времени плавления. При дальнейшей обработке чугуна получают сталь или литейный чугун, с помощью которого выполняют отлив заготовок и изделий.

Для производства стали используют железо и углерод, добавление которого придает полученному сплаву желаемые свойства. Также могут применяться различные легирующие компоненты, необходимые для получений определенных особенностей стали.

Существует несколько способов производства стали, которые основываются на выплавке металла в жидком состоянии. Следует выделить следующие: мартеновский, кислородно-конверторный и электроплавильный.

Каждый вид стали называется маркой, которая указывает на ее состав и свойства. Для изменения свойств стали используют метод легирования, то есть добавления в сплав дополнительных компонентов. Наиболее часто для подобных целей используют такие элементы, как хром, марганец, бор, никель, вольфрам, титан кобальт, медь и алюминий. Обычно такие компоненты добавляют в расплавленную сталь.

Но существует иной способ, который заключается в прессовании мелкозернистого порошка компонентов с последующим запеканием при высоких температурах.

Цветная металлургия

Производство такой продукции мало чем отличается от технологий черной металлургии. Цикл цветной металлургии также состоит из обогащения руд, плавки металлов, переделки и проката. Но в некоторых случаях может применяться также рафинирование металлов, то есть очищение первичных продукта от примесей.

Очищение руды цветных металлов более сложная задача, так как она содержит намного больше сторонних примесей, в том числе других полезных компонентов. Как и в черной металлургии, побочная продукция цветной широко применяется в перерабатывающей промышленности, особенно в химическом производстве.

Следует выделить две подотрасли: металлургию тяжелых и легких металлов. Принцип подобного деления основывается на различных свойствах обрабатываемых цветных металлов. При производстве тяжелых металлов требуется значительно меньше энергии.

Иногда выделяют третью группу, так называемых, редкоземельных металлов. Такое название связано с тем, что раньше такие элементы были малоизучены и редко находились в природных условиях. Хотя на самом деле их количество не уступает многим тяжелым или легким цветным металлам. Их используют обычно при производстве высокотехнологичных приборов.

Изделия этой отрасли широко применяются в машиностроении, космической сфере, химической промышленности и приборостроении.

Добывающая металлургия

Это сфера промышленности, отвечающая за извлечение ценных металлов из руд¸ переплавки полученного сырья и получения готового продукта. Отделение металла от пустой породы и других шлаков может производиться путем химического, электролитического или физического воздействия.

Главная задача этой отрасли металлургии – оптимизация процесса выделения чистого металла, качественное отделение полезных компонентов от пустой породы и минимизация потерь.

Металлы используются в различных целях, как для изготовления различных драгоценностей и бижутерии, так и в высокотехнологических сферах. Например, в строении высокоточных приборов, современных гаджетов, компьютеров и других электроприборов. А также в космической сфере, авиастроении, и других сферах, где требуются особые свойства, которые имеют только ценные металлы.

Следует отметить, что раньше металлургия ориентировалась строго на переработку добываемого сырья. Но в последнее время, в связи с тем, что металлы не восстанавливающийся ресурс, острой стала проблема переработки вторичного сырья.

Повторной переработке подвержены цветные и черные металлы. Поэтому производители стараются максимально эффективно и в полной мере собирать и перерабатывать металлические изделия, вышедшие из эксплуатации.

Рынок металлолома постоянно растет, в связи с чем растет количество больших и малых перерабатывающих предприятий. Их задача заключается в очищении металлов от сопутствующих материалов и последующей переплавки.

Для сохранения качественной структуры и свойств, вторсырье плавят вместе со свежедобытым сырьем.

Дальнейшее развитие невозможно только с использованием природных ресурсов, количество которых постоянно уменьшается. Поэтому главной задачей на сегодняшний день можно считать переработку вторсырья и поиск аналогов, способны полноценно заменить металлы.

Развитие металлургии напрямую связано с интеллектуальным развитием человечества и его потребностей. Так как новые технологии требуют от уже существующих металлов улучшенных свойств и характеристик, а также создания инновационных сплавов, не имеющих аналогов ранее.

§ 21. Обрабатывающая промышленность. Металлургия

Современная цветная
металлургия, также как и черная, характеризуется

выпуском первичного и вторичного
металла. При этом роль вторичного метала все более возрастает. Сегодня из него выплавляется около 30–40% меди и
алюминия, 50% свинца.

Ведущий цветной металл в современном
мире – алюминий. Основное сырье для получения
алюминия – бокситы (содержат 56–60% оксида алюминия (Al2O3)). По добыче
бокситов выделяется несколько ведущих стран, которые одновременно являются
крупнейшими их экспортерами. Это Австралия (до 50 млн т или 50% мирового объема),
Гвинея, Ямайка и Бразилия.

Бокситы перерабатываются в окись алюминия (глинозем)
на заводах, использующих в большом количестве минеральное топливо. Глинозем –
хорошо транспортабельный продукт. Он поставляется для дальнейшей переработки на
электролизные предприятия, где из него получается черновой алюминий.

Это
энергоемкое производство, поэтому ориентируется на источники дешевой энергии.
Расход энергии на 1 т выплавленного алюминия в традиционных технологиях
достигает 19 тыс. кВт ч. Однако новые технологии позволяют уменьшить расход
энергии в 3–5 раз, а себестоимость алюминия — в 5–10 раз.

Передовые методы
получения алюминия внедрены во Франции, других странах Европейского союза.

Черновой алюминий, который получен из глинозема,
содержит 99,7% металлического алюминия. Такой алюминий пригоден для продажи, но
не для конструкций. Его надо очистить от примесей, превратив в рафинированный
металл. Это достигается с помощью методов, требующих большого количества
электроэнергии.

Поэтому такое производство концентрируется в районах и странах
с высоким уровнем энергообеспеченности (США, Норвегия, Франция, Австралия,
Россия). Чем чище алюминий, тем он легче и мягче. В зависимости от чистоты
алюминия определяются направления его использования.

Основные
потребители алюминия – высокоразвитые страны
Европы, США, Япония, а также Китай.

Медная
промышленность –вторая по значению отрасль цветной металлургии.Главным фактором размещения
медеплавильной промышленности является наличие сырья, хотя есть заводы,
работающие на вторичном металле.

На первом месте в мире по производству медных
концентратов находится Чили, затем идут США и Канада.

Значительны масштабы
производства концентрата в африканском медном поясе – Замбии и Демократической Республике Конго, а также Перу, Мексике,
России и Казахстане.

Медные концентраты достаточно транспортабельны и
частично вывозятся из медедобывающих стран. Однако основная их часть
перерабатывается на месте в черновую медь, которая в дальнейшем
транспортируется в районы потребления (высокоразвитые страны).

Мировое
производство меди держится на уровне 10 млн т в год. Лидерство
в выплавке рафинированной меди принадлежит Китаю, Чили, Перу, США, в
потреблении –
США, Японии, ФРГ и Китаю. Почти 1/5 мировой выплавки меди
приходится на выпуск вторичного метала.

В Великобритании, Франции, ФРГ и
Бельгии вся медеплавильная промышленность базируется на вторичном металле.

Среди других цветных металлов заслуживают внимания цинк и свинец, а также олово.К числу перспективных металлов
относятся магний и титан.

Однако ихпроизводство
сдерживается очень высокой энергоемкостью. Магний добывается в больших
количествах только в нескольких странах: из морской воды — в США (до 50 тыс.

т
в год) и Норвегии, из отходов калийного производства — в России, а также в
Канаде и Ирландии.

Большое значение в мировом производстве и
потреблении цветных металлов имеют благородные
металлы, прежде всего золото, платина. Запасы золота, а также его добыча
имеют широкую географию, однако крупнейшими его производителями является
небольшое количество стран. Среди них ЮАР, США, Австралия, Канада, Китай,
Россия.

21.4. Факторы размещения и география
металлургического производства.

Главными факторами размещения металлургических производств
являются сырьевой, потребительский, топливный и энергетический.

Исторически предприятия черной металлургии
размещались поблизости от месторождений железной руды (например, Лотарингия во
Франции, Урал в России) или коксующихся углей (Рур в Германии, Донбасс на
Украине), а также на пересечении потоков угля и железной руды (в Детройте,
вокруг Чикаго в США). Такая традиционная ориентация по-прежнему сохраняется во многих странах
и регионах мира (Россия, Китай, США, Украина).

Позднее произошло смещение предприятий черной
металлургии в сторону морских портов, куда доставлялось дешевое и качественное
импортное сырье. Практически все заводы Японии расположены поблизости от
морских побережий.

Такой же характер носят припортовые центры металлургии в
Италии, ФРГ, новые заводы во Франции (например, вблизи Марселя). В США самый
крупный металлургический завод также расположен на побережье в Балтиморе (рис.
4).

На современном этапе широкое развитие
получило размещение предприятий черной металлургии в районах потребления
металла – крупных центрах машиностроения. В качестве сырья на этих
предприятиях используется металлолом, из которого выплавляется, как правило,
только сталь и изготавливается прокат.

На размещение предприятий цветной металлургии определяющее
влияние оказывают технологические особенности производства.

В связи с низким
содержанием металлов в руде начальные стадии производства (обогащение, получение черновых металлов), как правило,
ориентируются на источники сырья, а также на районы с дешевым топливом и
электроэнергией.

Конечные же стадии производства (получение рафинированных
металлов и проката) перемещаются в районы потребления.

Такую особенность размещения
цветной металлургии можно рассмотреть на примере производства алюминия. В
географии алюминиевой промышленности наблюдаются значительные территориальные
разрывы между районами добычи сырья, выплавки метала и его потребления.
Оптимальным вариантом считается размещение предприятий по производству
глинозема и чернового алюминия рядом

с
крупными ГЭС. (Как вы думаете почему?) В мире свыше
половины электролизных заводов, выпускающих металлический алюминий, расположены
около крупных ГЭС. В связи с этим резко возросло производство алюминия в таких
странах, как Бразилия, Канада, Норвегия, обладающих крупными ресурсами
гидроэнергии (рис. 5).

Главная глобальная
тенденция – увеличение выплавки алюминия в странах с дешевой энергией
и растущими объемами его потреблением (Бразилия, Китай, Индия), а также
сокращение выплавки в крупных развитых странах.

Обобщим и запомним. Обрабатывающая промышленность объединяет видыдеятельности, в которых на основе промышленной переработки
исходного сырья производятся разнообразные средства производства (конструкционные
материалы, машины, оборудование) и предметы потребления.

Металлургия относится
к обрабатывающей промышленности и включает виды деятельности по производству
черных и цветных металлов, их сплавов и готовой продукции в виде проката.
Сырьем для металлургического производства являются руды чёрных и цветных
металлов, а также металлолом.

Технологический процесс производства металлов
включает несколько последовательных стадий: обогащение руд, получение
концентрата, выплавка металлов, получение сплавов и прокат металлов. К главным
факторам размещения металлургических производств относятся сырьевой,
потребительский и топливно-энергетический.

Крупнейшими производителями и
потребителями продукции чёрной металлургии являются экономически развитые и
развивающиеся страны с большими масштабами экономик.

Проверим себя.1.В чём основное
отличие обрабатывающей промышленности отдобывающей? 2. Какие виды деятельности входят в состав
обрабатывающей промышленности и какую продукцию они производят? 3. В чём
значение металлургии и какие производства входят в

ее
состав? 4. Что является сырьём
для металлургии? 5. Какую продукцию производит чёрная металлургия и где она
используется? 6. В чём сходство и различие технологических процессов в чёрной и
цветной металлургии? 7.

Какие цветные металлы являются лидерами по объёмам
производства и почему? 8. Как особенности технологических процессов влияют на
размещение металлургических производств? 9.

Назовите металлургические
производства, которые ориентируются на факторы: а) сырьевой, б) топливно-энергетический,
в) потребительский.

От теории к
практике. Вы уже знаете,что сырьём для
производства продукции чёрнойметаллургии являются не только железные руды, но и
металлолом.

В металлургии некоторых стран практически вся сталь производится из
металлолома. К их числу относится и Беларусь. Постарайтесь объяснить, почему
чёрная металлургия Беларуси основана на использовании металлолома.

Какой
вклад в развитие
чёрной металлургии нашей
страны можете внести
вы?

Выгодно
ли Беларуси экспортировать металлолом и в какие страны? А импортировать?

Обсудим. Как правило,мировыми лидерами по производству алюминия являются страны,обладающие
значительными запасами бокситов (Австралия, Россия, Индия). К крупным
производителям алюминия относятся также страны, имеющие мощное машиностроение и
развитую энергетику, которые потребляют большие объёмы этого металла (США,
Канада, Китай).

Эти страны, помимо использования собственного сырья,
импортируют большие объемы бокситов или глинозёма. Однако среди мировых лидеров
по производству алюминия имеются также страны, которые не обладают ни сырьём
для его производства, ни мощным машиностроением: Норвегия, Объединённые
Арабские Эмираты, Бахрейн, Исландия.

Как вы думаете, чем обусловлено
производство алюминия в этих странах?

Для любознательных.
Долгое время основным
металлом,который использовалсячеловеком, было
железо, а вернее его соединения с углеродом: сталь и чугун. Во второй половине ХХ в.,

в связи с развитием
самолётостроения и энергетики, значительно возросло производство алюминия (который
назвали «крылатым металлом») и меди. В ХХІ в.

появился спрос на новые металлы,
такие как литий, кобальт и некоторые другие.

Как вы думаете, чем обусловлен
спрос на эти металлы? Используя дополнительные источники информации, определите,
какие страны являются или могут стать мировыми лидерами по их производству.

Черная и цветная металлургия России

С давних времен и до сегодняшних дней металл остается основным конструкционным материалом. В последнее время, благодаря НТР, удельный вес металла во многих производствах снижен. Но он продолжает играть важную роль в развитии экономики любой страны.

Металлургия – это совокупность производств и предприятий, отвечающих за добычу металлургического сырья, его обогащение и производство металла.

Металлургия состоит из двух основных частей: черной металлургии и цветной металлургии. Каждая из них делится, в свою очередь, на ряд отраслей. В основу подобного разделения лег конечный продукт производства (собственно металл). Именно металл определяет принципы размещения каждого производства.

Основой металлургического производства являются горнодобывающие отрасли. Они развиваются в местах нахождения сырья. Там же размещаются горно-обогатительные производства. Они позволяют увеличить содержание полезного вещества в сырье, «отсеять» пустую породу, повысить эффективность транспортировки сырья.

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

На базе горнодобывающих производств развивается производство самого металла (собственно металлургия).
Готовый металл поступает на производство проката.

Все отрасли металлургии тесно связанны с химической промышленностью, машиностроением и энергетикой.
Россия занимает лидирующие позиции по количеству получаемого металла. Но производство нуждается в техническом и технологическом перевооружении, снижении энергозатрат.

Черная металлургия России

Черная металлургия является основой для развития машиностроения и металлообработки. Она отвечает за производство таких металлов, как железо, марганец, хром. Именно эти металлы называют черными. Главное производство – производство железа (чугуна и стали).
Добываемая железная руда обогащается.

Для выплавки металла требуются коксующийся уголь, огнеупорные материалы. Процесс получения чугуна из руды происходит в доменных печах. Чугун разливается в формы или направляется на сталеплавильное производство. Сталь получают с помощью мартеновских печей или с помощью конвертеров.

В развитых странах мира большую часть стали производят именно конвертерным способом. Он менее энергоемок.

Характерной чертой черной металлургии является концентрация производства, создание крупных объединений – комбинатов. Это позволяет оптимизировать затраты и повысить производительность труда.

Основные районы черной металлургии России в европейской части – Курская магнитная аномалия (КМА) в Центральном районе, Поволжье, Северный Кавказ, Кузбасс и Урал.

Весьма перспективны месторождения железных руд Сибири и Дальнего Востока. Они находятся вблизи важных энергетических баз.
Важным источником металла являются предприятия передельной металлургии, которые ориентируются на переработку металлолома.

Цветная металлургия России

Цветная металлургия отвечает за добычу, обогащение руд цветных, благородных и редких металлов. Она включает в себя такие отрасли, как: медная, свинцово-цинковая, никель-кобальтовая, алюминиевая, титаномагниевая, вольфрамомолибденовая.

Стоит отметить, что руды цветных металлов имеют малое процентное содержание полезного компонента, характеризуются комплексностью (включают сразу несколько металлов). Переработка руд цветных металлов – энергозатратное и водоемкое производство.

Поэтому большие перспективы развития цветной металлургии в Восточной Сибири (Красноярский край), Челябинской области, на Дальнем Востоке.
В России производится свыше $70$ разнообразных металлов и элементов. Особенно возросла роль цветной металлургии в ходе НТР.

Цветные металлы широко применяются в радиотехнике и электронике, авиации и космонавтике.

Алюминиевая промышленность играет ведущую роль в структуре цветной металлургии страны. Она развивается на основе месторождений сырья северных регионов России и мощных ГЭС Центра России и Сибири (Волгоград, Волхов, Кандалакша, Надвойцы, Братск, Иркутск, Шелехов, Красноярск).

Одной из старейших отраслей цветной металлургии России является медная промышленность. Традиционная база производства меди в стране – Урал (Красноуральск, Кировоградск, Среднеуральск, Медногорск).

Свинцово-цинковая промышленность развивается на основе полиметаллических руд. ЕЕ предприятия находятся на Северном Кавказе, в Сибири.

Норильский комбинат – крупнейшее предприятие никель-кобальтовой промышленности России. Здесь производят никель, кобальт, медь, редкие металлы.

Титано-магниевая промышленность является относительно новой отраслью цветной металлургии. Ее предприятия размещены на Урале и на территории Тимано-Печорского ТПК. Они ориентированы на сырье и дешевую электроэнергию. Важную роль эта отрасль играет в современном авиа- и ракетостроении.

Металлургия как отрасль промышленности

Металлургия — (от греч. metallurgeo-добываю руду, обрабатываю металлы) — область науки и техники, отрасль промышленности[1] . К металлургии относятся:

• — производство металлов из природного сырья и других металлсодержащих продуктов;
• — получение сплавов;
• — обработка металлов в горячем и холодном состоянии;
• — сварка;
• — нанесение покрытий из металлов;
• — область материаловедения, изучающая физическое и химическое поведение металлов, интерметаллидов и сплавов.
• К металлургии примыкает разработка, производство и эксплуатация машин, аппаратов, агрегатов, используемых в металлургической промышленности.

Разновидности металлургии

Металлургия подразделяется на чёрную и цветную. Чёрная металлургия включает добычу и обогащение руд чёрных металлов, производство чугуна, стали и ферросплавов.

К чёрной металлургии относят также производство проката чёрных металлов, стальных, чугунных и других изделий из чёрных металлов. К цветной металлургии относят добычу, обогащение руд цветных металлов, производство цветных металлов и их сплавов.

С металлургией тесно связаны коксохимия, производство огнеупорных материалов.

К чёрным металлам относят железо. Все остальные — цветные. По физическим свойствам и назначению цветные металлы условно делят на тяжёлые (медь, свинец, цинк, олово, никель) и лёгкие (алюминий, титан, магний).

По основному технологическому процессу подразделяется на пирометаллургию (плавка) и гидрометаллургию (извлечение металлов в химических растворах). Разновидностью пирометаллургии является плазменная металлургия.

1. Самыми распространенными металлами являются:
2. 1) Алюминий
3. 2) Железо
4. 3) Медь
5. 4) Цинк
6. 5) Магний

Чёрная металлургия

• Чёрная металлургия служит основой развития машиностроения (одна треть производимого металла идёт в машиностроение) и строительства (1/4 металла идёт в строительство).
• Состав черной металлургии
• В состав чёрной металлургии входят следующие основные подотрасли:
• — добыча и обогащение руд чёрных металлов (железная, хромовая и марганцевая руда)

— добыча и обогащение нерудного сырья для чёрной металлургии (флюсовых известняков, огнеупорных глин и т. п.);

1. — производство чёрных металлов (чугуна, углеродистой стали, проката, металлических порошков чёрных металлов);
2. — производство стальных и чугунных труб;
3. — коксохимическая промышленность (производство кокса, коксового газа и пр.);
4. — вторичная обработка чёрных металлов (разделка лома и отходов чёрных металлов).
5. Металлургический цикл черной металлургии
6. Собственно металлургическим циклом является производство
7. 1) чугунно-доменное производство,
8. 2) стали (мартеновское, кислородноконвертерное и электросталеплавильное), (непрерывная разливка, МНЛЗ),
9. 3) проката (прокатное производство).
10. Предприятия, выпускающие чугун, углеродистую сталь и прокат, относятся к металлургическим предприятиям полного цикла.

Предприятия без выплавки чугуна относят к так называемой передельной металлургии. «Малая металлургия» представляет собой выпуск стали и проката на машиностроительных заводах. Основным типом предприятий чёрной металлургии являются комбинаты.

В размещении чёрной металлургии полного цикла большую роль играет сырьё и топливо, особенно велика роль сочетаний железных руд и коксующихся углей.

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) и лёгкие (алюминий, титан, магний).

На основании этого деления различают металлургию лёгких металлов и металлургию тяжёлых металлов.

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.

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, Кировградский, Среднеуральский, Медногорский комбинаты.

Свинцово-цинковая промышленность в целом тяготеет к районам распространения полиметаллических руд. К таким месторождениям относятся Садонское (Северный Кавказ), Салаирское (Западная Сибирь), Нерченское (Восточная Сибирь) и Дальнегорское (Дальний Восток).

Центром Никель-Кобальтовой промышленности являются города: Норильск (Восточная Сибирь), Никель и Мончегорск (Северный экономический район).

Лёгкие металлы

Для получения лёгких металлов требуется большое количество энергии. Поэтому сосредоточение предприятий, выплавляющих легкие металлы, у источников дешёвой энергии — важнейший принцип их размещения.

Сырьём для производства алюминия являются бокситы Северо-Западного района (Бокситогорск), Урала (город Североуральск), нефелины Кольского полуострова (Кировск) и юга Сибири (Горячегорск).

Из этого алюминиевого сырья в районах добычи выделяют окись алюминия — глинозём. Получение из него металлического алюминия требует больших затрат электроэнергии.

Поэтому алюминиевые заводы строят вблизи крупных электростанций, преимущественно ГЭС (Братской, Красноярской и др.)

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

История

Первые свидетельства того, что человек занимался металлургией, относятся к 5-6 тысячелетиям до н. э. и были найдены в Майданпеке, Плочнике[2] и других местах в Сербии (в том числе медный топор 5500 лет до н. э.

, относящийся к культуре Винча)[3], Болгарии (5000 лет до н. э.), Палмеле (Португалия), Испании, Стоунхендже (Великобритания).

Однако, как это нередко случается со столь давними явлениями, возраст не всегда может быть точно определён.

В культуре ранних времён присутствуют серебро, медь, олово и метеоритное железо, позволявшие вести ограниченную металлообработку. Так, высоко ценились «Небесные кинжалы» — египетское оружие, созданное из метеоритного железа 3000 лет до н. э. Но, научившись добывать медь и олово из горной породы и получать сплав, названный бронзой, люди в 3500 годы до н. э. вступили в Бронзовый век.

Получение железа из руды и выплавка металла было гораздо сложнее. Считается, что технология была изобретена хеттами примерно в 1200 году до н. э., что стало началом Железного века. Секрет добычи и изготовления железа стал ключевым фактором могущества филистимлян.

Следы развития чёрной металлургии можно отследить во многих прошлых культурах и цивилизациях.

Сюда входят древние и средневековые королевства и империи Среднего Востока и Ближнего Востока, древний Египет и Анатолия (Турция), Карфаген, греки и римляне античной и средневековой Европы, Китай, Индия, Япония и т. д.

Нужно заметить, что многие методы, устройства и технологии металлургии первоначально были придуманы в Древнем Китае, а потом и европейцы освоили это ремесло (изобретя доменные печи, чугун, сталь, гидромолоты и т. п.).

Тем не менее, последние исследования свидетельствуют о том, что технологии римлян были гораздо более продвинутыми, чем предполагалось ранее, особенно в области горной добычи и ковки.

Добывающая металлургия

Добывающая металлургия заключается в извлечении ценных металлов из руды и переплавке извлечённого сырья в чистый металл. Для того, чтобы превратить оксид или сульфид металла в чистый металл, руда должна быть отделена физическим, химическим или электролитическим способом.

Металлурги работают с тремя основными составляющими: сырьём, концентратом (ценный оксид или сульфид металла) и отходами. После добычи большие куски руды измельчаются до такой степени, когда каждая частица является либо ценным концентратом либо отходом.

Горные работы не обязательны, если руда и окружающая среда позволяют провести выщелачивание. Таким путём можно растворить минерал и получить обогащённый минералом раствор.

Зачастую руда содержит несколько ценных металлов. В таком случае отходы одного процесса могут быть использованы в качестве сырья для другого процесса.

Свойства металлов

• Металлы в целом обладают следующими физическими свойствами:
• Твердость.
• Звукопроводность.
• Высокая температура плавления.
• Высокая температура кипения.
• При комнатной температуре металлы находятся в твёрдом состоянии (за исключением ртути, единственного металла, находящегося в жидком состоянии при комнатной температуре).
• Отполированная поверхность металла блестит.
• Металлы — хорошие проводники тепла и электричества.
• Обладают высокой плотностью.

Применения металлов

Медь обладает пластичностью и высокой электропроводностью. Именно поэтому она нашла свое широкое применение в электрических кабелях.

Золото и серебро очень тягучи, вязки и инертны, поэтому используются в ювелирном деле (особенно золото, которое не окисляется). Золото также используется для изготовления неокисляемых электрических соединений.

Железо и сталь обладают твердостью и прочностью. Благодаря этим их свойствам они широко используются в строительстве.

Алюминий ковок и хорошо проводит тепло. Он используется для изготовления кастрюль и фольги. Благодаря своей низкой плотности — при изготовлении частей самолётов.

Сплавы

Сплав — макроскопически однородная смесь двух или большего числа химических элементов с преобладанием металлических компонентов. Основной или единственной фазой сплава, как правило, является твёрдый раствор легирующих элементов в металле, являющемся основой сплава.

Сплавы имеют металлические свойства, например: металлический блеск, высокие электропроводность и теплопроводность. Иногда компонентами сплава могут быть не только химические элементы, но и химические соединения, обладающие металлическими свойствами.

Например, основными компонентами твёрдых сплавов являются карбиды вольфрама или титана.

Макроскопические свойства сплавов всегда отличаются от свойств их компонентов, а макроскопическая однородность многофазных (гетерогенных) сплавов достигается за счёт равномерного распределения примесных фаз в металлической матрице.

Сплавы обычно получают с помощью смешивания компонентов в расплавленном состоянии с последующим охлаждением. При высоких температурах плавления компонентов, сплавы производятся смешиванием порошков металлов с последующим спеканием (так получаются, например, многие вольфрамовые сплавы).

Сплавы являются одним из основных конструкционных материалов. Среди них наибольшее значение имеют сплавы на основе железа и алюминия. В состав многих сплавов могут вводиться и неметаллы, такие как углерод, кремний, бор и др. В технике применяется более 5 тыс. сплавов.

1. Сплавы, используемые в промышленности различаются по своему предназначению.
2. Конструкционные сплавы:
3. — стали
4. — чугуны
5. — дюралюминий
6. Конструкционные со специальными свойствами (например, искробезопасность, антифрикционные свойства):
7. — бронзы
8. — латуни
9. Для заливки подшипников:
10. — баббит
11. Для измерительной и электронагревательной аппаратуры:
12. — манганин
13. — нихром
14. Для изготовления режущих инструментов:
15. — победит
16. В промышленности также используются жаропрочные, легкоплавкие и коррозионностойкие сплавы, термоэлектрические и магнитные материалы, а также аморфные сплавы.

Наиболее часто используются сплавы алюминия, хрома, меди, железа, магния, никеля, титана и цинка. Много усилий было уделено изучению сплавов железа и углерода. Обычная углеродистая сталь используется для создания дешёвых, высокопрочных изделий, когда вес и коррозия не критичны.

Нержавеющая или оцинкованная сталь используется, когда важно сопротивление коррозии. Алюминиевые и магниевые сплавы используются, когда требуются прочность и легкость.

Медно-никелевые сплавы (такие, как монель-металл) используются в коррозионно-агрессивных средах и для изготовления ненамагничиваемых изделий. Суперсплавы на основе никеля (например, инконель) используются при высоких температурах (турбонагнетатели, теплообменники и т. п.). При очень высоких температурах используются монокристаллические сплавы.

Черная и цветная металлургия

В металлургический
комплекс входят черная и цветная
металлургия, охватывающие все стадии
технологических процессов: от добычи
и обогащения сырья до получения готовой
продукции в виде черных и цветных
металлов и их сплавов. Металлургический
комплекс — это взаимообусловленное
сочетание следующих технологических
процессов:

• добыча и подготовка сырья к переработке (добыча, обогащение, агломерирование, получение необходимых концентратов и др.);
• металлургический передел — основной технологический процесс с получением чугуна, стали, проката черных и цветных металлов, труб и др.;
• производство сплавов;
• утилизация отходов основного производства и получение из них вторичных видов продукции.

В зависимости от
сочетания этих технологических процессов
выделяются следующие типы производств
в металлургическом комплексе:

Производства
полного цикла, которые
представлены, как правило, комбинатами,
в которых одновременно действуют все
названные стадии технологического
процесса.

Производства
неполного цикла —
это предприятия, в которых осуществляются
не все стадии технологического процесса,
например, в черной металлургии производится
только сталь и прокат, но отсутствует
выпуск чугуна, или производится только
прокат. К неполному циклу относятся
также электротермия ферросплавов,
электрометаллургия и др.

Черная металлургия

Черная металлургия
имеет следующие особенности сырьевой
базы:

• сырье характеризуется относительно большим содержанием полезного компонента — от 17% в сидеритовых рудах до 53—55% в магнетитовых железняках. На долю богатых руд приходится почти пятая часть промышленных запасов, которые используются, как правило, без обогащения. Примерно 2/3 руд требуют обогащения простым и 18% — сложным методом обогащения;
• разнообразие сырья в видовом отношении (магнетитовые, сульфидное, окисленное и др.), что дает возможность использовать разнообразную технологию и получать металл с самыми различными свойствами;
• различные условия добычи (как шахтная, так и открытая, на долю которой приходится до 80% всего добываемого в черной металлургии сырья);
• использование руд, сложных по своему составу (фосфористые, ванадиевые, титаномагнетитовые, хромистые и т.п.). При этом более 2/3 составляют магнетитовыс, что облегчает возможности обогащения.

Размещение
предприятий черной металлургии полного
цикла зависит от сырья и топлива, на
которые приходится большая часть затрат
по выплавке чугуна, из них около половины
— на производство кокса и 35—40% — на
долю железной руды.

Таким образом,
существуют три варианта размещения
предприятий черной металлургии полного
цикла, тяготеющих либо к источникам
сырья (Урал, Центр), либо к источникам
топлива (Кузбасс), либо находящихся
между ними (Череповец). Эти варианты
обусловливают выбор района и места
строительства, наличие источников
водоснабжения и вспомогательных
материалов.

Большими объемами
производства отличается передельная
металлургия, к которой относятся
сталеплавильные, сталепрокатные и
трубные заводы, специализирующиеся на
выплавке стали из чугуна, металлического
лома, металлизованных окатышей,
производстве стального проката и труб.

Заводы, передельной металлургии создаются
в крупных центрах машиностроения, где
потребности в металле определенных
сортов достаточно велики.

К передельной
металлургии относятся также сталеплавильные
заводы, на которых производится особо
высококачественная сталь для различных
отраслей машиностроения (инструментальная,
шарикоподшипниковая, нержавеющая,
конструкционная и др.).

Источник