Статья "Цветная металлургия", к уроку географии в 9 классе
статья по географии (9 класс) на тему

МБОУ Тюменцевская СОШ Тюменцевского района Алтайского края

Соколова Н.В., учитель географии

Статья к уроку по теме: «Цветная металлургия», 9 класс

Цветная металлургия – отрасль тяжелой индустрии, производящая конструкционные материалы. Она включает в себя добычу, обогащение металлов, передел цветных, производство сплавов, проката, переработку вторичного сырья, а также добычу алмазов.

Развитие НТП требует увеличение производства прочных, пластичных, стойких против коррозии, легких конструкционных материалов (сплавы на основе алюминия и титана). Они широко используются в авиационной, ракетной промышленности, в космических технологиях, в судостроении, в производстве оборудования для химической промышленности.

Медь широко используется в машиностроении и электрометаллургии, как в чистом виде, так и в виде сплавов – с оловом (бронза), с алюминием (дюралюминий), с цинком (латунь), с никелем (мельхиор).

Свинец используется в производстве аккумуляторов, кабелей, в атомной промышленности.

Цинк и никель используются в черной металлургии.

Олово используется при производстве белой жести и подшипников.

Благородные металлы обладают высокой пластичностью, а платина – тугоплавкостью. Поэтому они широко применяются при изготовлении ювелирных изделий и техники. Без солей серебра невозможно изготовить кино- и фотопленку. По физическим свойствам и назначению цветные металлы можно условно поделить на 4 группы.

Классификация цветных металлов:

1. Основные

• тяжелые – медь, свинец, цинк, олово, никель
• легкие – алюминий, титан, магний
• малые – мышьяк, ртуть, сурьма, кобальт

1. Легирующие – молибден, ванадий, вольфрам, кремний
2. Благородные – золото, серебро, платина
3. Редкие и рассеянные – галлий, селен, теллур, уран, цирконий, германий

Отрасли цветной металлургии:

Цветные металлы обладают прекрасными физическими свойствами: электропроводимостью, ковкостью, плавкостью, способностью образовывать сплавы, теплоемкостью.

По стадиям технологического процесса цветная металлургия делится на:

1. Äобычу и обогащение рудного сырья (ГОК – горно-обогатительные комбинаты). ГОК базируются у источников сырья, т. к. для производства одной тонны цветного металла в среднем требуется 100 тонн руды.
2. Передельную металлургию. В передел поступают обогащенные руды. У сырья базируется производства, связанные с медью и цинком. У источников энергии – производства, связанные с алюминием, цинком, титаном, магнием. У потребителя – производства, связанные с оловом.
3. Обработка, прокат, производство сплавов. Предприятия базируются у потребителя.

Россия обладает многими видами цветных металлов. 70% руд цветных металлов добывается открытым способом.

Специфика руд цветных металлов состоит в:

а) в их сложном составе (многокомпонентности)

б) в низком содержании полезных компонентов в руде – всего несколько %, иногда и доля %:

• Медь – 1-5%
• цинк – 4-6%
• свинец – 1,5%
• олово – 0,01-0,7%

Для получения 1 тонны медного концентрата используется 100 тонн руды, 1 тонны никелевого концентрата – 200 тонн, оловянного концентрата – 300 тонн.

Все руды предварительно обогащаются на ГОКах и в металлургическом переделе. Там производятся концентраты:

• Медь – 75%
• цинк – 42-62%
• олово – 40-70%

Вследствие значительной материалоемкости цветная металлургия ориентируется на сырьевые базы. Поскольку руды цветных и редких металлов обладают многокомпонентным составом, то практическое значение имеет комплексное использование сырья. Комплексное использование сырья и утилизация промышленных отходов связывает цветную металлургию с другими производствами. На этой основе формируются целые промышленные комплексы, например, Урал. Особый интерес представляет комбинирование цветной металлургии и основной химии. При использовании сернистых газов в промышленности производятся цинк и медь.

Факторы размещения:

• сырьевой – медь, никель, свинец
• топливно-энергетический – титан, магний, алюминий
• потребительский – олово

Металлургия тяжелых металлов (медь, никель, цинк, олово, свинец).

Для руд тяжелых металлов характерно малое содержание металла в единице руды.

Медная промышленность.

Медная промышленность приурочена к районам сырья из-за низкого содержания в концентрате, кроме рафинирования чернового металла. Основные типы руд:

• медные колчеданы – сосредоточены на Урале. Красно Уральск (Свердловская область), Ревда (Свердловская область), Гай (очень высокое содержание металла – 4%), Сибай, Баймак.
• медно-никелевые. Òалнахское (север Красноярского края). На нем базируется Норильский комбинат
• медистые песчаники. Перспективное месторождение – Удоканское в Читинской области севернее г. Гары.

В качестве дополнительного сырья используются медно-никелевые и полиметаллические руды (из них получают медь в виде штейна).

Производство меди распадается на 2 цикла:

• Производство черновой медь (штейна)
• производство рафинированной меди (очищение методом электролиза)

Медеплавильные заводы находятся на:

Урале: Красно Уральск, Кировоград, Ревда, Медногорск, Карабаш.

Электролитные заводы:

Кыштым, Верхняя Пышма.

На Урале широко развита утилизация производственных отходов для химических целей: Красно Уральск, Ревда. После обжига цинка и меди получают сернистые газы. На основе сернистых газов получают серную кислоту, с помощью которой на основе привозных апатитов Кольского п-ова производят фосфатные удобрения.

Медь вместе с никелем производится в Норильске на базе Танахского месторождения.

Казахстан. Джезказган, Коунрад, Саяк (Джезказганская область), Бозшакуль (в Павлодарской области).

Медеплавильные заводы – Балхаш, Джезказган. Иртышский в г. Глубокое (Восточно-Казахстанская область) использует полиметаллические и медно-никелевые руды.

Узбекистан. Алмалык – медеплавильный завод + месторождение.

Никеле -кобальтовая промышленность (производство никеля).

Она тесно связана с источниками сырья из-за низкого содержания металла в руде. В России – два типа руд:

• сульфидные (медно-никелевые) – Кольский полуостров (г. Никель), Норильск
• окисленные руды на Урале

Предприятия:

• Урал – Реж (северней Екатеринбурга), Верхний Уфалей (севернее Челябинска), Орск
• Норильск
• Мончегорск, "Североникель" (используются руды Собелевского месторождения) - Мурманская область

Свинцово-цинковая промышленность.

Она использует полиметаллические руды. В целом приурочена к руде. Свинцово-цинковые концентраты обладают высоким содержанием полезного компонента (до 62%), а, стало быть, транспортабельны, поэтому обогащение и металлургический передел отрываются друг от друга в отличие от медной промышленности. Так, производство цинка в Челябинске основано на привозных концентратах из Восточной Сибири и Дальнего Востока.

Свинцово-цинковая промышленность выделяется утилизацией отходов в химических целях. Путем электролиза раствора сернокислого цинка получают серную кислоту, которую можно также производить из сернистых газов, получаемых при обжиге цинковых концентратов. Месторождения:

• Садонское (Северная Осетия)
• Салаир (Кемеровская область)
• Нерчинские месторождения (Читинская область)
• Дальнегорское (Приморский край)

Предприятия:

• Совместное производство свинца и цинка на местном месторождении предприятие "Садонское" в г. Владикавказ
• Производство цинка из привозных концентратов – Челябинск (дешевая электроэнергия - ГРЭС), Белово (на основе Салаирского месторождения). Перевозки на дальние расстояния возможны из-за высокого содержания цинка в концентрате – до 62%. Завозится сырье из Нерчинского месторождения
• Производство металлического свинца – Дальнегорск (Приморский край)

Казахстан. Месторождения:

• Çаряновское (В-К область)
• Лениногорское (В-К область)
• Тэкэли (Талды-Курганская область)
• Ачисай (Чимкентская область)

Предприятия:

• Зовместное производство свинца и цинка – Лениногорск (В-К область), Усть-Каменогорск (В-К область)
• Производство свинца – Чимкент

Украина. Производство цинка из привозных Садонских концентратов – Константиновка. Донбасс - электроэнегия

Киргизия. Актюз – добыча и обогащение полиметаллических руд

Таджикистан. Кансай – добыча и обогащение руд

Оловодобывающая промышленность.

Месторождения:

• Шерловская гора (Читинская область)
• Хабчеранга (Читинская область)
• ЭСЕ-Хайя – в бассейне р. Лена (республика Саха)
• Облучия (Еврейская автономная область)
• Солнечный (Комсомольск-на-Амуре)
• Кавалерово (Хрустальное) – Приморский край

Оловодобывающая промышленность разобщена по стадиям технологического процесса. Металлургический передел не связан с источниками сырья. Он ориентируется на районы потребления готовой продукции: Москва, Подольск, Кольчугино (север Владимирской области), Санкт- Петербург или расположены на путях следования концентратов: Новосибирск. Это обусловлено тем, что добыча сырья рассредоточена по мелким месторождениям, а концентраты обладают большой транспортабельностью (содержание концентрата – до 70%).

Металлургия легких металлов (алюминий, титан, магний).

Алюминиевая промышленность.

Производство алюминия распадается на два цикла:

1. получение глинозема (окись алюминия). Одновременно получают соду, цемент, т. е. происходит комбинирование химической промышленностью с производством стройматериалов. Производство глинозема, будучи материалоемким производством, тяготеет к сырью.
2. получение алюминия. Производство металлического алюминия, будучи энергоемким производством, тяготеет к источникам дешевой электроэнергии. Для производства 1 тонны алюминия используется 2 тонны глинозема.

Сырьем для производства алюминия служат:

• бокситы
• нефелины и алуниты

Для производства 1 тонны глинозема нужно 2 тонны бокситов, или 4-7 тонн нефелинов, или 15 тонн алунитов. Для выплавки 1 тонны алюминия требуется 20000 кВт/ч.

Характерной чертой алюминиевой промышленности России является ее зависимость от толлинга (производство первичного алюминия из зарубежного сырья).

Месторождения:

• бокситы – Бакситогорск (Ленинградская область), Северо-Онежское - Плесецк (Архангельская область), Североуральск (север Свердловской области)
• нефелины и апатиты в Хибиновских горах (Кольский полуостров), Горячегорск (у г. Ужур), Шалтырское месторождение – Кия (юг Красноярского края)

Предприятия:

• Кандалакша (Кольский полуостров)
• Надвойцы (Карелия)
• Волхов (Ленинградская область)
• Волгоград
• Урал
• Краснотурьинск (север Свердловской области)
• Каменск-Уральский (юг Свердловской области)
• Сибирь
• Новокузнецк
• Саяно-Горск
• Красноярск 75 % российского производства
• Братск
• Шелехов (у г. Иркутск)

Таджикистан. Турсун-Задэ.

Украина. Запорожье.

Армения. Ереван.

Азербайджан. Алунит-Даг – сейчас Гянджа. Сумгаити - предприятие

Титаномагниевая промышленность.

Магний добывается из химического сырья – калийно-магниевых солей. Титан и магний применяются при изготовлении реактивных двигателей, космических кораблей, в судостроении. Производство титана и магния – электроемкое производство, размещающееся совместно на титаномагниевых комбинатах.

Предприятия:

Берязники (Пермь).

Украина. Запорожье.

Казахстан. Усть-Каменогорск.

Золотодобывающая промышленность.

Россия занимает 5-6-ое место в мире по добыче в мире. По разведанным запасам – 5000 тонн – Россия уступает только ЮАР.

Отечественные месторождения представлены рассыпчатыми, рудными и комплексными. Основные запасы сосредоточены в коренных (комплексных) рудных месторождениях. Для разработки рассыпчатых месторождений требуется меньше средств и времени, поэтому они всегда разведывались в СССР, но сейчас истощаются. В перспективе – добыча на коренных месторождения, что требует привлечения капитала.

Создана Российско-Австралийское АО "Лензолото", разрабатывающая прииски Бодайбо. Разрабатывается месторождение Сухой Лог. Основная масса отечественного золота – на Дальнем Востоке (2/3), в Восточной Сибири (1/4), 5% – на Урале.

Алмазодобывающая промышленность.

Россия ежегодно от продажи алмазов получает $1,5 млрд. Сейчас создано крупное АО "АлРоса".

Алмазы добываются более чем в 20 странах. Одни из них – самостоятельные экспортеры, другие выходят на рынок через посредников. Например, Россия – через Южноафриканский картель "Де Бирс". Мировое производство – 100 млн. каратов, из них 50% технические.

Отечественные алмазы находятся в Якутии, например, месторождения Юбилейное и Удачное – 75% добычи якутских алмазов. В Архангельской области залегают кимберлитовые трубки, а также в Красноярском крае и в Иркутской области. Перспективна северно-западная часть русской платформы. В районе Архангельской области находится кимберлитовое поле. По оценкам "Де Бирс" запасы одного из выявленных месторождений – 25 млн. каратов. Потенциальная алмазоносная Ленинградская область и Карелия.