Функції середнього мозку та таламуса. Що таке таламус та гіпоталамус, його вплив на організм людини

Близько 70 елементів таблиці Д. І. Менделєєва становлять кольорові метали, без яких немислимий розвиток галузей промисловості. Кольорові метали широко розрізняються як за властивостями, так і способами отримання. Так, галій та цезій мають температури плавлення 29,8 та 28,5 °С відповідно, тобто їх можна розплавити в руці, а вольфрам плавиться при температурі 3400 °С. Літій, маючи щільність 0,53 г/см 3 не тоне ні в бензині, ні в гасі, а щільність танталу становить 26,6 г/см 3 . Для виробництва кольорових металів застосовуються пірометалургія, гідрометалургія, електроліз, як водних розчинів, і розплавлених солей.

Усі кольорові метали ділять на 5 груп:

1. Тяжкі кольорові метали – це метали, щільність яких перевищує 7 г/см 3 . Типові представники: мідь (8,94 г/см3), нікель (8,92 г/см3), свинець (11,34 г/см3), цинк (7,14 г/см3), олово (7) ,3 г/см 3) та ін.

2. Легкі кольорові метали - алюміній (2,7 г/см3), магній (1,74 г/см3), кальцій (1,55 г/см3), барій (3,75 г/см3), натрій (0,97 г/см 3), калій (0,86 г/см 3) та ін.

3. Шляхетні метали – золото, срібло, платина та метали платинової групи.

4. Рідкісні метали – це метали, Кларк яких становить 10 -10 (кларки елементів – числові оцінкисереднього змісту хімічних елементіву земній корі, гідросфері, атмосфері. Введений А. Є. Ферсманом на честь американського геохіміка Ф. У. Кларка). Типові представники цієї групи металів: титан, індій, реній, галій, волфрам, літій, молібден та ін.

5. Напівпровідникові метали: селен, миш'як, сурма, германій та ін.

Слід зазначити, що наведений поділ умовний. Так, наприклад, титан і літій можуть бути віднесені до легких металів, а практично всі напівпровідникові метали – рідкісні.

2.1. Виробництво міді / Кнорозів, 1974 – с. 69/

Мідь- один з найважливіших металів, що відноситься до I – ї групи Періодичної системи; порядковий номер 29; атомна маса – 63,546; щільність - 8,92 г/см3. температура плавлення - 1083 ° С; температура кипіння – 2595 °С. По електропровідності вона дещо поступається лише сріблу і є головним провідниковим матеріалом в електро- та радіотехніці, які споживають 40-50% всієї міді. Майже у всіх галузях машинобудування використовуються мідні сплави - латуні та бронзи. Мідь як легуючий елемент входить до складу багатьох алюмінієвих та інших сплавів.

Світове виробництво міді в капіталістичних країнахблизько 6-7 млн. т, зокрема вторинної міді близько 2 млн. т. У СРСР виплавка міді кожне п'ятиріччя збільшувався на 30…40 %.

Мідні руди.Мідь зустрічається в природі головним чином у вигляді сірчистих сполук CuS (ковелін), Cu 2 S (халькозин) у складі сульфідних руд (85…95 % запасів), рідше у вигляді окисних сполук Сu 2 Про (куприт), вуглекислих сполук СuСО 3 · Сu(ОН) 2 - малахіт 2СuСО 3 · Сu(ОН) 2 - азурит та самородної металевої міді (дуже рідко). Окисні та вуглекислі сполуки важко піддаються збагаченню та переробляються гідрометалургійним способом.

Найбільше промислове значенняу СРСР мають сульфідні руди, у тому числі отримують близько 80 % всієї міді. Найпоширенішими сульфідними рудами є мідний колчедан, мідний блиск та ін.

Усі мідні руди є бідними і зазвичай містять 1...2%, іноді менше 1% міді. Порожня порода, як правило, складається з пісковиків, глини, вапняку, сульфідів заліза і т. п. Багато руд є комплексними - поліметалевими і містять, крім міді, нікель, цинк, свинець та інші цінні елементи у вигляді оксидів і сполук.

Приблизно 90% первинної міді одержують пірометалургійним способом; близько 10%-гідрометалургійним способом.

Гідрометалургійний спосібполягає у вилученні міді шляхом її вилуговування (наприклад, слабкими розчинами сірчаної кислоти) та подальшого виділення металевої міді з розчину. Цей спосіб, який застосовується для переробки бідних окислених руд, не отримав широкого поширенняу нашій промисловості.

Пірометаллургічний спосібполягає в отриманні міді шляхом її виплавлення з мідних руд. Він включає збагачення руди, її випал, плавку на напівпродукт - штейн, виплавку зі штейна чорної міді, її рафінування, тобто очищення домішок (рис. 2.1).

Мал. 2.1. Спрощена схема пірометалургійного виробництва міді

Найбільш широко збагачення мідних руд застосовується метод флотації. Флотація заснована на різному змочуванні водою металовмісних частинок і частинок порожньої породи (рис. 2.2).

Мал. 2.2. Схема флотації:

а - принципова схема механічної флотаційної машини (варіант);

б – схема випливання частинок; 1 – мішалка з лопатями; 2 – перегородка;

3 – схема мінералізованої піни; 4 – отвір для видалення хвости

(порожній породи); I – зона перемішування та аерації.

Збагачення мідних руд. Бідні мідні руди піддають збагаченню для отримання концентрату, що містить 10...35% міді. При збагаченні комплексних руд можливе вилучення їх та інших цінних елементів.

У ванну флотаційної машини подають пульпу - суспензію з води, тонкоподрібненої руди (0,05...0,5 мм) і спеціальних реагентів, що утворюють на поверхні металовмісних частинок плівки, що не змочуються водою. В результаті енергійного перемішування та аерації навколо цих частинок виникають бульбашки повітря. Вони спливають, витягаючи з собою металовмісні частинки, і утворюють на поверхні ванни шар піни. Частинки порожньої породи, що змочуються водою, не спливають і осідають на дно ванни.

З піни фільтрують частки руди, сушать їх і одержують рудний концентрат, що містить 10...35% міді. При переробці комплексних руд застосовують селективну флотацію, послідовно виділяючи металовмісні частинки різних металів. І тому підбирають відповідні флотаційні реагенти.

Випалення.Рудні концентрати, досить багаті на мідь, плавлять на штейн «сирими» - без попереднього випалу, що знижує втрати міді (у шлаку - при плавці, винесення - з пилом при випаленні); Основний недолік: при плавці сирих концентратів не утилізується сірчистий газ SO 2 забруднює атмосферу. При випаленні бідніших концентратів видаляється надлишок сірки у вигляді SO 2 який використовується для виробництва сірчаної кислоти. При плавці одержують досить багатий міддю штейн, продуктивність плавильних печей збільшується в 1,5...2 рази.

Випалювання роблять у вертикальних багатоподових циліндричних печах (діаметр 6,5...7,5 м, висота 9...11 м), в яких подрібнені матеріали поступово переміщаються механічними гребками з верхнього першого пода на другий - нижче розташований, потім на третій і т.д. .Необхідна температура (850 ° С) забезпечується в результаті горіння сірки (CuS, Cu 2 S та ін). Сірчистий газ, що утворюється, SO 2 направляється для виробництва сірчаної кислоти.

Продуктивність печей невисока – до 300 т шихти на добу, безповоротний винесення міді з пилом близько 0,5 %.

Новим, прогресивним способом є випал у киплячому шарі (рис. 2.3).

Сутність цього способу полягає в тому, що дрібноздрібнені частинки сульфідів окислюються при 600 ... 700 ° С киснем повітря, що надходить через отвори в подіні печі. Під тиском повітря частки обпалюваного матеріалу знаходяться у зваженому стані, здійснюючи безперервний рух і утворюючи шар, що «кипить» («псевдозріджений»). Обпалений матеріал переливається через поріг печі. Відходять сірчисті газиочищають від пилу та направляють у сірчанокислотне виробництво. За такого випалу різко підвищується інтенсивність окислення; продуктивність у кілька разів більша, ніж у багатоподових печах.

Плавка на штейн. Плавку на штейн концентрату найбільше часто проводять у полум'яних печах, що працюють на пилоподібному, рідкому або газоподібному паливі. Такі печі мають довжину до 40 м, ширину до 10 м, площа подини до 250 м 2 і вміщують 100 т і більше матеріалів, що переплавляються. У робочому просторі печей розвивається температура 1500-1600 °С.

При плавці на подині печі поступово накопичується розплавлений штейн - сплав, що складається в основному з міді сульфіду Cu 2 S і сульфіду заліза FeS. Він зазвичай містить 20-60% Сu, 10-60% Fe і 20-25% S. У розплавленому стані (t Пл -950-1050 ° C) штейн надходить на переробку в чорнову мідь.

Плавку концентратів виробляють також в електропечах, шахтних печах та іншими способами. Технічно досконала плавка в електропечах (струм проходить між електродами в шарі шлаку) знайшла обмежене застосування через велику витрату електроенергії. Мідні кускові руди з підвищеним вмістом міді та сірки часто піддають мідносерній плавці у вертикальних шахтних печах з повітряним дуванням. Шихта складається з руди (або брикетів), коксу та інших матеріалів. Бідний штейн, що виплавляється, з 8…15 % Сu збагачують повторною плавкою до 25…4 % Сu, видаляючи надлишок заліза. Ця плавка економічно вигідна, оскільки з пічних газів уловлюють до 90% елементарної сірки руди.

Чорну мідьвиплавляють шляхом продування розплавленого штейна повітрям у горизонтальних циліндричних конверторах (рис. 2.4) з основним футеруванням (магнезит) з масою плавки до 100 т. Конвертор встановлений на опорних роликах і може повертатися у потрібне положення. Повітряне дуття подається через 40-50 фурм, розташованих уздовж конвертора.

Через горловину конвертора заливають розплавлений штейн. При цьому конвертор повертають так, щоб не було залито повітряних фурм. На поверхню штейна через горловину або спеціальний пневматичний пристрій завантажують пісок - флюс для ошлакування оксидів заліза, що утворюються під час продування. Потім включають повітряне дуття і повертають конвертор у робоче становищеколи фурми знаходяться нижче рівня розплаву. Щільність штейна (5г/см3) значно менша за питому вагу міді (8,9 г/см3). Тому в процесі плавки штейн доливають кілька разів: поки не буде використана вся ємність конвертора, розрахована на мідь, що виплавляється. Продування повітрям триває до 30 год. Процес виплавки чорнової міді зі штейну ділиться на два періоди.

У першому періоді відбувається окислення FeS киснем повітряного дуття за реакцією

2FeS + ЗО 2 = 2FeO + 2SO 2 + Q.

Закис заліза FeO, що утворюється, ошлакується кремнеземом SiO 2 флюсу:

2FeO + SiO 2 = SiO 2 ∙2FeO + Q.

У міру необхідності залізистий шлак, що утворюється, зливають через горловину (повертаючи конвертор), доливають нові порції штейна, завантажують флюс і продовжують продування. До кінця першого періоду залізо видаляється майже повністю. Штейн складається з Cu 2 S і містить до 80 % міді.

Шлак містить до 3% Сu та його використовують при плавці на штейн.

У другому періоді створюються сприятливі умови для перебігу реакцій

2Cu 2 S + ЗО 2 = 2Cu 2 O + 2SO 2 +Q;

Cu 2 S + 2Cu 2 O = 6Cu + SO 2 - Q,

що призводять до відновлення міді.

В результаті плавки в конверторі виходить мідь чорнова. Вона містить 1,5…2 % домішок (заліза, нікелю, свинцю та інших.) і може бути використана для технічних потреб. Плавку міді випускають із конвертора через горловину, розливають на розливальних машинах у зливки (штики) або плити і направляють на рафінування.

Рафінування міді - її очищення від домішок - проводять вогневим та електролітичним способом.

Вогневе рафінування ведуть у полум'яних печах ємністю до 400 т. Його сутність полягає в тому, що цинк, олово та інші домішки легше окислюються, ніж сама мідь, і можуть бути видалені у вигляді оксидів. Процес рафінування складається з двох періодів - окисного та відновного.

У окислювальномуперіод домішки частково окислюються вже при розплавленні міді. Після повного розплавлення для прискорення окиснення мідь продувають повітрям, подаючи його через занурені в метал сталеві трубки. Окиси деяких домішок (SbO 2 , PbO, ZnO та ін.) легко виганяються і видаляються з пічними газами. Інша частина домішок утворює оксиди, що переходять у шлак (FeO, Аl 2 Про з, Si0 2). Золото та срібло не окислюються і залишаються розчиненими в міді.

У цей період плавки відбувається також і окислення міді реакції 4Cu+O 2 =2Cu 2 O.

Завданням відновлювальногоперіодом є розкислення міді, тобто відновлення Сu 2 0, а також дегазація металу. Для його проведення окисний шлак повністю видаляють. На поверхню ванни насипають шар деревного вугілля, що оберігає метал від окислення. Потім проводять так зване дражнення міді. У розплавлений метал занурюють спочатку сирі, а потім сухі жердини (жердини). В результаті сухої перегонки деревини виділяються пари води та газоподібні вуглеводні, вони енергійно перемішують метал, сприяючи видаленню розчинених у ньому газів (дражнення на щільність).

Газоподібні вуглеводні розкислюють мідь, наприклад, реакції 4Cu 2 O+CH 4 =8Cu+CO 2 +2H 2 O (дразнення на ковкість). Рафінована мідь містить 0,3 ... 0,6% Sb та інших шкідливих домішок, іноді до 0,1% (Au + Ag).

Готову мідь випускають з печі і розливають у зливки для прокатки або анодні пластини для подальшого електролітичного рафінування. Чистота міді після вогневого рафінування становить 99,5...99,7 %.

Електролітичне рафінуваннязабезпечує отримання найчистішої, високоякісної міді. Електроліз проводять у ваннах із залізобетону та дерева, усередині футерованих листовим свинцем або вініпластом. Електролітом служить розчин сірчанокислої міді (CuSO 4) і сірчаної кислоти, нагрітий до 60 ... 65 ° С, Анодами є пластини розміром 1х1 м товщиною 40 ... 50 мм, відлиті з міді, що рафінується. Як катоди використовують тонкі листи (0,5…0,7 мм), виготовлені з електролітичної міді.

Аноди і катоди розташовують у ванні поперемінно; в одній ванні поміщають до 50 анодів. Електроліз ведуть при напрузі 2…3 і щільності струму 100… 150 А/м 2 .

При пропусканні постійного струму аноди поступово розчиняються, мідь перетворюється на розчин як катіонів Си 2+ . На катодах відбувається розрядка катіонів Cu 2+ +2e → Cu та виділяється металева мідь.

Анодні пластини розчиняються за 20...30 діб. Катоди нарощують протягом 10-15 діб до маси 70-140 кг, а потім витягають з ванни і замінюють новими.

При електролізі на катоді виділяється і розчиняється в міді водень, що викликає крихтування металу. Надалі катодну мідь переплавляють у плавильних печах і розливають у зливки для отримання листів, дроту тощо. При цьому видаляється водень. Витрата електроенергії на 1 т катодної міді становить 200...400 кВт · год. Електролітична мідь має чистоту 99,95%. Частина домішок осідає на дні ванни у вигляді шламу, з якого витягують золото, срібло та деякі інші метали.

2.2. Виробництво алюмінію /Сонців, МіТКМ, с.44/

До групи легких металів, що мають щільність менше 5 г/см, входять Al, Mg, Ti, Be, Ca, B, Zn, К та ін. Найбільше промислове застосування з них мають алюміній, магній, титан.

Алюміній є найпоширенішим металом у земній корі. Він переважно зустрічається у вигляді сполук з киснем та кремнієм алюмосилікатів. Для отримання алюмінію використовують руди, багаті на глинозем AI2O3. Найчастіше застосовують боксити, в яких міститься, %: Аl 2 Про 3 40-60, Fе 2 Про 3 15-30, SiO 2 5-15, TiO 2 2-4 і гідратної вологи 10-15.

Технологічний процес виробництва алюмінію складається з трьох етапів: вилучення глинозему з алюмінієвих руд, електроліз розплавленого глинозему з отриманням первинного алюмінію та його рафінування. Вилучення глинозему зазвичай виробляють лужним способом, які застосовують у двох варіантах: мокрому (метод Байєра) і сухому.

При мокрому методі боксити сушать, подрібнюють і завантажують у герметичні автоклави з концентрованим лугом, де витримують протягом 2-3 годин при температурі 150...250 ° С та тиску до 3 МПа. При цьому протікають реакції взаємодії гідрооксиду алюмінію з їдким натром:

AI 2 O 3 + ДН 2 Про + 2NaOH = Na 2 O AI 2 O 3 + 4Н 2 О.

Розчин алюмінату натрію Nа 2 Про А1 2 Про у вигляді гарячої пульпи йде на подальшу переробку. Оксиди заліза, титану та інші домішки, що не розчиняються в лугах, випадають в осад-шлам.

Кремнезем також взаємодіє з лугом і утворює силікат натрію: SiO 2 + 2NaOH = Na 2 O SiO 2 + 4Н 2 О, який, у свою чергу, взаємодіючи з алюмінатом натрію, випадає в осад, утворюючи нерозчинну сполуку Na 2 O· AI 2 O 3 · 2SiO 2 · 2Н 2 О.

Пульпа після фільтрації та розведення водою зливається у відстійник, де з алюмінатного розчину випадає в осад гідроксид алюмінію:

Na 2 O·AI 2 O 3 + 4Н 2 О = 2NaOH + 2A1 (ВІН) 3 .

Гідроксид алюмінію фільтрують і прожарюють при температурі до 1200 °С в трубчастих печах, що обертаються. В результаті виходить глинозем:

2А1(ОН) 3 = AI 2 O 3 + ДТ 2 О.

Сухий лужний спосіб або спосіб спікання полягає в спільному прожарюванні при температурах 1200 ... 1300 ° С суміші бокситу, соди та вапна, що призводить до утворення спеку, в якому міститься водорозчинний алюмінат натрію:

AI 2 O 3 + Na 2 СО 3 =Na 2 O · AI 2 O 3 + СО 2 .

Вапно витрачається на утворення нерозчинного у воді силікату кальцію СаО SiO2. Алюмінат натрію вилуговують із спеку гарячою водоюі отриманий розчин продувають вуглекислотою:

Na 2 O AI 2 O 3 + ЗН 2 Про + 2 = 2А1(ОН) 3 +Nа 2 3 .

Осад промивають і прожарюють, отримуючи глинозем, як і попередньому способі.

Алюміній отримують електролізом глинозему, розчиненого в розплавленому кріоліті Na 3 AlF 6 . Цей метод було запропоновано у 1886 р. одночасно Ч.Холлом у США та П.Еру у Франції і застосовується досі майже без змін. Кріоліт отримують у результаті взаємодії плавикової кислоти HF з гідроксидом алюмінію з наступною нейтралізацією содою:6HF + А1(ОН) 3 =Н 3 АlF 6 + ЗН 2 О;

H 3 AIF 6 + ЗNа 2 СО 3 =2Na 3 AlF 6 + ЗН 2 О + СО 2 -

Електроліз здійснюють в алюмінієвій ванні електролізері, схема якого наведена на рис. 2.5.

Мал. 2.5. Схема електролізера для алюмінію:

1 - катодні вугільні блоки; 2 - вогнетривка футеровка; 3 - Сталевий кожух; 4 - вугільні плити; 5 - Рідкий алюміній; 6 - металеві стрижні із шинами; 7 – вугільний анод; 8 - глинозем; 9 – рідкий електроліт; 10 - кірка затверділого електроліту; 11 - катодна струмо-підвідна шина; 12 - фундамент

Ванна має сталевий кожух прямокутної форми, А її стіну і подіну виготовляють з вугільних блоків, теплоізольованих шамотною цеглою. У футерування подини вмонтовані сталеві катодні шини, завдяки чому вугільний корпус ванни є катодом електролізера. Анодами служать самопальні, вертикально розташовані вугільні електроди, занурені в розплав. При електролізі аноди поступово згоряють та переміщаються вниз. У міру згоряння вони збільшуються зверху рідкою анодною масою, з якої при нагріванні видаляються леткі і відбувається її коксування. Електроліт нагрівається до температури 930-950 °С. Глинозем, що витрачається у процесі електролізу, періодично завантажують у ванну зверху. Завдяки охолодженню повітрям на поверхні утворюється кірка електроліту. На бічній поверхні ванни утворюється затвердіваючий шар електроліту (гарнісаж), що оберігає футеровку від руйнування і теплоізолюючий ванну. поверхні вугільної подини, що є катодом, іони відновлюються до металу: 2Al 3+ +6e=2al

У міру зменшення вмісту глинозему в електроліті періодично його завантажують у ванну електролізера. Рідкий алюміній накопичується на подіні електролізера та періодично видаляється за допомогою вакуумних ковшів.

Кисневі іони розряджаються на вугільному аноді: 3O 2- 6e= 3/2O 2 окислюють анод, утворюючи СО і 2 , які видаляються вентиляційними пристроями. Електролізні ванни послідовно з'єднують у серії з 100-200 ванн.

Первинний алюміній, отриманий в електролізній ванні, забруднений домішками Si, Fe, неметалевими включеннями (AI 2 O 3 С), а також газами, переважно воднем. Для очищення алюмінію його рафінують або хлоруванням, або електролітичним способом.

Чистіший алюміній отримують електролітичним рафінуванням, де електролітом є безводні хлористі та фтористі солі. У розплавленому електроліті алюміній піддають анодного розчинення та електролізу. Електролітичним рафінуванням отримують алюміній чистотою до 99,996%, що споживається електричною, хімічною та харчовою промисловістю. Ще чистіший алюміній (99,9999%) можна отримати зонною плавкою. Цей спосіб дорожчий за електроліз, мало продуктивний і застосовується для виготовлення.

невеликих кількостей металу у випадках, коли необхідна особлива чистотанаприклад для виробництва напівпровідників.

Металургійний комплекс включає в себе промислові видиекономічної діяльності, продукцією яких є різноманітні метали. Металургія займається не тільки виплавкою металів та виробництвом різних видівметалопрокату, але також видобутком та підготовкою руд, виробництвом допоміжних матеріалів- Вогнетривів, кисню та ін. Тобто до складу металургійного комплексу входять як видобувні, так і обробні види економічної діяльності.

Використовувані нині метали діляться на чорні (залізо, марганець, хром) і кольорові (й інші метали) – відповідно, розрізняють чорну і кольорову металургію. Металургійний комплекс грає велику рольв економіці Російської Федерації загалом та її окремих суб'єктів. На нього припадає близько 12% промислових основних фондів країни, близько 10% виробництва промислової продукції, 6% зайнятих у промисловості. Комплекс відіграє значну роль у зовнішньої торгівліРосії – метали становлять близько 20% обсягу експорту країни у грошах. Тобто чорна та кольорова металургія – це важлива галузь спеціалізації економіки Росії у світовому господарстві, друга за значенням після паливної промисловості.

Металургія включає ряд процесів, основні з яких утворюють головний технологічний ланцюжок: 1) видобуток руд металів; 2) збагачення руд; 3) виробництво (виплавка) чорнового металу – зазвичай з допомогою коксу, тобто. спеціально переробленого кам'яного вугілля; 4) виробництво чистого металу (рафінування); 5) виробництво металевого прокату різних видів (листи, дріт тощо). Крім цього до металургії відноситься виготовлення виробів із металевих порошків, виробництво різних сплавів металів та отримання злитків, виготовлення простих металевих виробів для кінцевих споживачів та інші процеси. При цьому основна частина продукції металургії споживається не населенням, а іншими видами економічної діяльності, перш за все машинобудівним комплексом та будівництвом.

Головними факторами, що визначають територіальну організацію металургії, є:

високий ступіньсировина- та паливоємності. Для виготовлення 1 т сталі витрачається до 7 т сировини та палива. Ще більша витрата сировини та палива у кольоровій металургії. Для виробництва 1 т свинцю або цинку потрібно 16 т руди та 3 т палива; для виробництва 1 т олова потрібно понад 300 т руди та 1 т палива і т.д. Тому переважна більшість великих металургійних підприємств розташовуються поблизу родовищ руди, джерел палива чи з-поміж них;
висока трудомісткість виробництва – зазвичай у великому металургійному заводі працюють 20–40 тис. людина, що з середньому коефіцієнті сімейності дасть чисельність населення міста щонайменше 90 тис. людина. Чорна металургія – трудомістка галузь, ніж кольорова металургія. Тому підтримувати функціонування великих металургійних підприємств можна лише великих містах;
значна енергоємність виробництва. Частка витрат за електроенергію у собівартості сталевого прокату становить 30–40%. Більшість виробництв кольорової металургії є ще енергоємнішими, особливо виплавка алюмінію, титану, магнію. Тому для металургійних підприємств важлива близькість потужних джерелдешевої електроенергії;
значний негативний вплив на довкілля. Металургія – один із найголовніших забруднювачів атмосферного повітряі поверхневих вод. Відходи металургійних підприємств можуть займати великі площі. У результаті майже всі міста - великі центри металургії Росії мають дуже забруднену атмосферу і порушені природні системи у своїх околицях;
високий рівенькомбінування та концентрації виробництва – основна частина продукції виробляється на великих підприємствах-комбінатах. Руди металів часто містять, крім основного, багато супутніх елементів. При цьому на одному підприємстві виробляються різні види продукції, відходи металургійних підприємств використовуються для виробництва хімічних продуктів та будівельних матеріалів. Через війну металургійні підприємства, зазвичай, виробляють великий набір продукції, і як металургійної.

Зменшити значення цих чинників може повсюдне використання технологічних новацій. Застосування сучасних технологій(Конверторного способу отримання сталі, безперервного розливання та ін.) дозволяє значно скоротити споживання сировини і енергії, знизити забруднення навколишнього середовища, збільшити якість продукції, скоротити трудомісткість виробництва. Зрештою інновації можуть різко підвищити економічну ефективністьметалургійного виробництва; забезпечити зростання його конкурентоспроможності на міжнародних ринках металів. Але для цього потрібні дуже значні інвестиції, які окупляться у кращому разі лише через 15–20 років.

Чорна металургіявключає в себе:

- Видобуток руд чорних металів (заліза, марганцю, хрому);
- Їх збагачення;
- Виробництво вогнетривів;
- Видобуток нерудної сировини для чорної металургії;
- Виробництво чавуну, сталі, прокату чорних металів, а також феросплавів, вторинну переробку чорних металів.

Динаміка виробництва основних видів продукції протягом останніх 50 років показано в табл. 4.3.

Таблиця 4.3

Динаміка виробництва чорної металургії у Росії у період 1970–2010 рр., млн т

Технологічним стрижнем чорної металургії металургійний переділ, тобто. послідовний ланцюжок; руда – концентрат – чавун – сталь – прокат. Інші виробництва є суміжними, супутніми; одні з них необхідні або сприяють основному технологічного процесу(Виробництво вогнетривів та ін), інші мають самостійне господарське значення, функціонуючи на базі побічних результатів основного технологічного процесу, відходів сировини і палива (виробництво будівельних матеріалів та ін). Особливо важливе для Росії виробництво сталевих труб, Оскільки трубопроводами транспортується переважна більшість російського експорту – нафту і газу. На території Росії чорна металургія набула значного розвитку з початку XVIII ст., коли реформи Петра I зажадали для оснащення армії, розвитку економіки велика кількість чавуну та сталі. Перші відносно великі підприємства виникли в Тулі та на Уралі, вони працювали на місцевих рудах та деревному вугіллі. У радянський періодбули побудовані нові потужні комбінати на Уралі (біля родовищ руди), у Кузнецькому вугільному басейні, поблизу родовищ залізняку Курської магнітної аномалії (КМА), на півночі європейської частини Росії.

Найбільшими обсягами виробництва чорних металів країни були у 1980-х рр., але це визначалося переважно надмірно високої металоємністю вітчизняного машинобудування. У розвинутих країнах ще з 1950-х років. Використання сталі як конструкційного матеріалу стало скорочуватися. Іншим недоліком розвитку чорної металургії у Росії радянський період було широке використання відсталих технологій. До 1990-х років. головним був мартенівський метод виробництва сталі, якого вже у 1970-ті гг. відмовилися США, Японія та країни Західної Європи через низької якостіотримуваної продукції. Надмірно більшими були втрати металу на стадії переділу "сталь - прокат". Під час кризи початку 1990-х років. обсяги виробництва у галузі скоротилися приблизно 2 разу, але з 1995 р. обсяги виробництва, у чорної металургії стали зростати, значною мірою з допомогою експортних поставок. У Останніми рокамиекспорту надходить близько половини продукції російської чорної металургії. В даний час Росія на світовому ринку сталі та прокату посідає друге місце (після Японії), а за загальним виробництвом чорних металів – четверте місце у світі (після Китаю, Японії та США).

Існує три основні типи підприємств чорної металургії:

1) комбінат повного циклу, де здійснюється повний ланцюжок технологічних процесів, в результаті одержують чавун, потім – сталь, потім – прокат;
2) заводи неповного циклу: доменні заводи (на яких виплавляють чавун), сталеливарні заводи (виплавляють сталь), сталепрокатні заводи (випускають прокат), у тому числі трубопрокатні заводи, заводи з виробництва феросплавів (сплавів чавуну з легуючими металами – мар) ін), електрометалургійні заводи (виробництво сталі та прокату із залізорудного концентрату без стадії чавуну);
3) "мала металургія" – металургійні цехи у складі машинобудівних заводів. При цьому в Росії виробництво сконцентровано на великих комбінатах повного циклу - на 30 підприємствах виробляється більше 3/4 всієї продукції галузі.

Територіальна концентрація виробництва чорних металів у Росії також висока. У найбільшою міроювона проявляється у видобутку залізняку – 2/3 посідає родовища КМА в Білгородській (Лебединський, Стойленське, Яковлівське) і Курській (Михайлівське) областях. По 10–15% залізняку добувається у Північно-Західному (Костомукша та інших.) і Уральському (Качканарское та інших. родовища) федеральних округах. Решта залізниці добувається у Сибірському федеральному окрузі (області Кемеровська, Іркутська та інших. регіони). Виробництво сталі, прокату та сталевих труб по федеральних округах представлено в табл. 4.4. За всіма головними видами продукції лідирує Уральський Федеральний округ. Слабо розвинене виробництво на Північному Кавказі та Далекому Сході, хоча останній має великі запаси металургійної сировини, що дозволяють організувати потужне ефективне виробництво металів.

Таблиця 4.4

Виробництво основних видів продукції чорної металургії у федеральних округах Російської Федерації в 2010 р., млн т

Територіально в Росії можна виділити три основні металургійні бази – групи підприємств, які використовують загальні рудні чи паливні ресурси та забезпечують головні потреби країни у чорних металах.

1. Уральська металургійна база (Свердловська та Челябінська області Уральського федерального округу, прилеглі райони Оренбурзької області, Республіки Башкортостан, Пермського краю) - найстаріша в Росії, на неї припадає близько 1/2 виробництва сталі, прокату та труб. Найпотужніші комбінати повного циклу розташовані в Магнітогорську, Челябінську, Нижньому Тагілі, Новотроїцсі. Найбільші країни трубні заводи перебувають у Челябінську, Первоуральске, Полевському, Каменск-Уральском. Є власні родовища залізняку, але основну масу сировини доводиться завозити з родовищ КМА та з Казахстану. Є невеликі родовища марганцевих та хромових руд, але їх також не вистачає. Коксівне вугілля в основному надходить із Сибіру (Кузнецький басейн). У результаті базу вважатимуться неперспективною, оскільки підприємства не забезпечені ні сировиною, ні паливом, які є основними чинниками виробництва, у чорної металургії.
2. Сибірська металургійна база сформувалася в 1930-ті рр. біля родовищ коксівного вугілля Кузнецького басейну. Головний центр- Новокузнецьк. База найбільш забезпечена сировиною, оскільки має у своєму розпорядженні необхідні родовища залізної і марганцевої руди. Бракує тільки хрому (завозиться з Казахстану). Недоліком бази є територіальна віддаленість від основних споживачів продукції в Росії та зарубіжних країнах, що значно подорожчає вартість продукції для кінцевих споживачів через транспортування порівняно дорогим залізничним транспортом.
3. Центральна металургійна база сформувалася у 1960-ті роки. у європейській частині країни. Головні комбінати повного циклу розташовані в Череповці ("Северсталь") та Липецьку (НЛМК – Новолипецький металургійний комбінат). У Старому Осколі діє потужний електрометалургійний завод, який виготовляє сталь одразу із залізорудного концентрату. На території цієї бази знаходяться найбільші у країні родовища залізняку. Але вугілля доводиться завозити з Кузнецького та Печорського басейнів, а марганець та хром – з інших держав. Тим не менш, ця база є найбільш перспективною, тому що тут розташовані сучасні підприємствапоблизу основної сировинної бази, і навіть порівняно близько від експортних портів та основних споживачів продукції у країні.

Кольорова металургіявключає видобуток руд кольорових металів, їх збагачення, виплавку чорнових металів, рафінування (очищення чорнових металів), виробництво сплавів та прокату, а також видобуток алмазів та інших дорогоцінних каменів. Технологічний ланцюжок у кольоровій металургії, як правило, виглядає таким чином: видобуток руд – збагачення руд (отримання концентрату руд) – плавка у печах збагаченої руди (отримання чорнового металу) – рафінування (очищення від шкідливих домішок, одержання рафінованого (очищеного) металу) – виготовлення різних сплавів та видів прокату.

До складу кольорової металургії входять виробництва, пов'язані з отриманням окремих металів та їх груп: промисловість мідна, свинцево-цинкова, нікелькобальтова, алюмінієва, титано-магнієва, вольфрам-молібденова, а також виробництво благородних, рідкісних металів, алмазів та дорогоцінного каміння. Розподіл кольорових металів за групами показано на рис. 4.1.

Російська кольорова металургія розвивається, в основному, на власній сировинній базі, але забезпеченість галузі різними видами сировини неоднакова, особливо за перспективної оцінки. Наприклад, розвіданих запасів мідних руд за сучасних масштабів видобутку вистачить на 85 років, руд олова – на 55 років, молібденових руд – приблизно 130 років. Бракує в Росії високоякісних бокситів.

За останні 20 років стан сировинної бази кольорової металургії погіршувався, оскільки:

вибуття потужностей з видобутку руди не компенсувалося введенням нових;
спостерігається виснаження запасів руд у багатьох великих родовищах через їхню надмірну тривалу експлуатацію;
скоротилися масштаби геологорозвідувальних робіт;
посилилися екологічні нормативи, що зробило економічно невигідним освоєння деяких родовищ.

Мал. 4.1.

Руди важких металів зазвичай мають низький відсоток вмісту металу в руді, тому їх збагачення обов'язкове. Наприклад, мідні руди містять 5% і менше відсотків міді, а концентраті вміст міді збільшується до 35%. Вміст металу у свинцево-цинкових рудах максимум 5–6%, а концентраті – 78%. Вміст олова в олов'яних рудах – менше 1%, а концентраті – 65%. Отримання концентратів руд кольорових металів дозволяє транспортувати їх на великі відстаніі тим самим територіально роз'єднати процеси видобутку руди та виробництва металів.

Виробництво багатьох кольорових металів потребує великої кількості електроенергії. Особливо висока енергоємність притаманна виплавки легких металів. Так, для виплавки 1 т титану потрібно 30–60 тис. кВтг електроенергії, магнію та алюмінію – 17–20 тис. кВт-год. Тому розміщення підприємств із виплавки легких металів визначається, насамперед, електроенергетичним чинником. Найбільші заводи розміщуються біля потужних ГЕС, які виробляють найдешевшу електроенергію.

Виробництво кольорових металів та дорогоцінного каміння в Російській Федерації сильно монополізовано. На частку 8 компаній, що становлять менше 1% від кількості організацій, що діють у кольоровій металургії, припадає майже половина всього обсягу продукції, що випускається. Компанії "Русал" та "Алроса" забезпечують до 99% російського виробництваалюмінію та алмазів відповідно. Компанія "Норільський нікель" випускає понад 40% російських металів платинової групи, понад 70% міді, близько 90% нікелю. "Русал" та "Норільський нікель" є найбільшими у світі виробниками алюмінію та нікелю відповідно. На зовнішні ринки вони поставляють до 90% продукції, що виробляється. У радянський період ці метали (як і більшість інших кольорових металів) споживалися всередині країни переважно підприємствами військово-промислового комплексу. В даний час попит на кольорові метали всередині Росії невеликий, що і зумовлює більшу залежністьвиробництва кон'юнктури світового ринку металів.

Максимальними обсягами виробництва у російській кольоровій металургії відрізняється алюмінієва промисловість – близько 3 млн. т металу на рік. За обсягами виробництва Росія посідає друге місце у світі (після Китаю). Сировиною для отримання алюмінію в Росії є: а) боксити (родовища у Північно-Західному та Уральському федеральних округах); б) нефеліни (у Північно-Західному та Сибірському федеральних округах). При цьому російською сировиною вітчизняні підприємства забезпечені лише на 40%. З цієї причини в Росії використовуються такі бідні алюмінієм руди як нефеліни, які в інших країнах світу не добуваються. Більшість сировини (бокситів і глинозему) доводиться імпортувати, переважно з Австралії. З алюмінієвих руд спочатку виділяють окис алюмінію - глинозем (Бокситогорськ, Ачинськ та ін. Центри). Розміщення підприємств із виробництва глинозему визначається переважно сировинним чинником, але деякі російські підприємства розташовані біля вже вичерпаних родовищ. Потім глинозем доставляють до районів, де виробляється велика кількість дешевої електроенергії.

Виробництво металевого алюмінію – дуже енергоємне виробництво. Тому більшість алюмінієвих заводів функціонує біля потужних ГЕС. Майже 90% виплавки алюмінію в Росії посідає Сибірський федеральний округ (Красноярськ, Братськ, Саяногорськ, Шелехов, Новокузнецьк). У Красноярському красі будуються нові алюмінієві заводи – у Тайшеті та біля Богучанської ГЕС. Важливі алюмінієві заводи розташовані також у Волгограді, Волхові (Ленінградська область), Надвоїцях (Республіка Карелія), Кандалакші ( Мурманська область), Краснотур'їнському та Кам'янськ-Уральському ( Свердловська область). В останньому регіоні, що відчуває дефіцит електроенергії, виробництво алюмінію найменш ефективно економічної точкизору – воно виникло в роки Великої Вітчизняної війни, коли різко зросла потреба в алюмінії для авіаційної промисловості, економічні чинникибули несуттєві.

Мідна промисловість використовує небагаті руди, тому основні підприємства розташовані біля родовищ руд, що містять мідь. В даний час найбільші родовища за обсягами видобутку знаходяться в районі Норильська (Красноярський край). Велика кількість родовищ, але невеликих, значною мірою вже вироблених, знаходиться на Уралі - біля міст Медногорськ, Гай, Сібай, Карабаш, Красноуральськ, Ревда, Кіровград. У Забайкальському краї знаходяться найбільші за запасами, поки що не розробляються родовища мідних руд (Удоканське та ін), так як вони розташовані в транспортно неосвоєних районах.

В даний час уральські заводи – Медногорський в Оренбурзькій області, Карабаський у Челябінській області, Ревдинський, Красноуральський та Кіровградський у Свердловській області – не забезпечуються місцевою рудою та частково працюють на концентратах із Казахстану. Виробляють чернову мідь також у Норильську (Красноярський край) та, в основному з норильського концентрату, у Мончегорську (Мурманська область). Рафінування міді розміщується поблизу виробництв чорнового металу – у містах Норильськ, Мончегорськ, Киштим ( Челябінська область) та Верхня Пишма (Свердловська область).

Виробництво нікелю розміщено біля Росії у тих регіонах, як і мідна промисловість. Найбільші заводи біля великих родовищ перебувають у Норильську. Руди тут видобувають більше, ніж є потужностей з виробництва металу, крім нікелю з руди витягують кобальт, платину та інші метали. Надлишкові мідно-нікелеві концентрати прямують до Мончегорська (Мурманська область), де є і власний невеликий видобуток руди (Псченга). На третьому місці знаходиться Урал з нікелевими заводами у містах Орськ ( Оренбурзька область), Верхній Уфалей (Челябінська область) та Реж (Свердловська область), розташованих біля невеликих родовищ. Перспективною сировинною базою для нікелевої промисловості є Східна Сибірта Далекий Схід.

Свинцево-цинкова промисловість використовує поліметалеві руди, родовища яких у гірських районах. У Росії це Кавказ (Садон), передгір'я Алтаю (Салаїрське та Орловське родовища), Сіхоте-Алінь (Дальнегорськ) та хребти Забайкалля (Нерчинський Завод та ін). Виробництво металів, як правило, прив'язане до родовищ, але одночасно свинець та цинк виробляють лише у Владикавказі (Республіка Північна Осетія – Аланія). У Забайкальському краї виробляють лише свинцеві та цинкові концентрати, які надходять до інших районів країни. У Приморському краї (Дальнегорськ) виробляють свинець та цинкові концентрати, а в Кемеровської області(Білово) – цинк та свинцеві концентрати. Цинк із привізних концентратів (російських, казахстанських та середньоазіатських) виробляють у Челябінську. Російські свинець та цинк, на відміну від алюмінію, міді та нікелю, не користуються попитом на світовому ринку, оскільки використовувані родовища виснажені, застосовуються застарілі технології виробництва.

Олов'яна промисловість в Росії сконцентрована на Далекому Сході, де розташовані основні родовища – Депутатське та Есе-Хайя в Республіці Саха (Якутія), Сонячне в Хабаровському краї, Перевальне та Кришталенське (Кавалерове) у Приморському краї. Найзахідніше родовище олова Шерлова Гора знаходиться вже у Забайкальському краї. Виробництво металевого олова розташоване в Новосибірську шляхом проходження концентратів з районів видобутку (східних) в райони споживання (західні). Російське олово також не має попиту на світовому ринку, тому обсяги його виробництва за останні 20 років сильно скоротилися разом зі скороченням внутрішнього споживання.

Виробництво легуючих металів вольфраму та молібдену прив'язане до родовищ, оскільки вміст металів у руді становить десяті частки відсотка. І вольфрам, і молібден одночасно видобуваються на Джидінському (Республіка Бурятія) родовищі. Крім цього, молібден видобувається в Забайкальському краї та Республіці Хакасія, а вольфрам – у Приморському краї. Російські легуючі метали також не мають попиту на світовому ринку, тому обсяги виробництва за останні 20 років скоротилися майже в 10 разів, багато підприємств (Тирниаузький вольфрамо-молібденовий комбінат у Кабардино-Балкарській Республіці та ін.) нині не діють.

Видобуток та виробництво золота також територіально збігаються через низького змістуметалу у руді. Основні запаси золота біля Росії зосереджено корінних родовищах, та їх освоєння вимагає значних витрат. Тому розробляються в основному розсипні родовища, на освоєння яких потрібно значно менше коштів та часу. Близько 2/3 видобутку золота Росії дає Далекосхідний федеральний округ, у якому найбільше виробляється цього металу Республіці Саха (Якутія), Магаданської областіта Чукотському автономному окрузі. В основному це невеликі копальні, багато з яких розробляються ще з 1930-х років. Але відкриті й великі корінні родовища – Нежданинське та ін. На другому місці з виробництва золота знаходиться Сибірський округ, у якому виділяються Іркутська область(з великими родовищами біля міста Бодайбо) та Красноярський край. На третьому місці – Уральський округз Кочкареким (Челябінська область) та Березовським (Свердловська область) родовищами, найстарішими в Росії, де золото видобувають ще з XVIII ст.

До кольорової металургії відноситься також видобуток алмазів та інших дорогоцінних каменів. Нині 99% видобутку алмазів посідає західну частину Республіки Саха (Якутія), де розташовані родовища Айхал, Ебеляхское та інших. Крім цього є видобуток алмазів північ від Пермського краю. Великі, але поки що не розробляються, родовища відкриті Архангельської області(Ломоносівське та ін.) – їхнє освоєння сповільнилося через зниження світового попиту на алмази після глобальної кризи 2008 р., який у багатьох країнах ще не подолано.

Значна частина алмазів і золота, які видобувають у Росії, надходить зовнішні ринки. Але ці ринки дуже нестійкі, оскільки дорогоцінні метали та каміння мають не тільки промислове, а й велике інвестиційне значення – ціни на них можуть коливатися у межах протягом коротких проміжків часу. p align="justify"> Велика волотильність (нестійкість) світового ринку є серйозною перешкодою для стабільного розвитку російських металургійних компаній.

Російський статистичний щорічник. 2001. М.: Держкомстат, 2001; Російський статистичний щорічник. 2011. М: Росстат, 2011.
Регіони Росії. 2011. М.: Росстат, 2011. С. 506-508.

Кольорова металургія - галузь важкої промисловості, що виробляє конструкційні матеріали. Вона включає видобуток, збагачення металів, переділ кольорових, виробництво сплавів, прокату, переробку вторинної сировини, а також видобуток алмазів. У СРСР вироблялося 7 млн. тонн кольорових металів.

Розвиток НТП потребує збільшення виробництва міцних, пластичних, стійких проти корозії, легких конструкційних матеріалів (сплави на основі алюмінію та титану). Вони широко використовуються в авіаційній, ракетній промисловості, у космічних технологіях, суднобудуванні, у виробництві обладнання для хімічної промисловості.

Мідьшироко використовується в машинобудуванні та електрометалургії, як у чистому вигляді, і у вигляді сплавів – з оловом (бронза), з алюмінієм (дюралюміній), з цинком (латунь), з нікелем (мельхіор).

Свинецьвикористовується у виробництві акумуляторів, кабелів, атомної промисловості.

Цинк та нікельвикористовуються у чорній металургії.

Олововикористовується при виробництві білої жерсті та підшипників.

Шляхетні метали мають високу пластичність, а платина – тугоплавкість. Тому вони широко застосовуються при виготовленні ювелірних виробів та техніки. Без солей срібла неможливо виготовити кіно- та фотоплівку. За фізичними властивостями та призначенням кольорові метали можна умовно поділити на 4 групи.

Класифікація кольорових металів:

Основні

важкі- мідь, свинець, цинк, олово, нікель

легені- Алюміній, титан, магній

малі- миш'як, ртуть, сурма, кобальт

Легуючі – молібден, ванадій, вольфрам, кремній

Шляхетні– золото, срібло, платина

Рідкісні та розсіяні– галій, селен, телур, уран, цирконій, германій

Галузі кольорової металургії:

свинцево-цинкова металургія важких металів

нікель-кобальтова

олов'яна

алюмінієва

титаномагнієва металургія легких металів

Кольорові метали мають прекрасні фізичні властивості: електропровідність, ковкість, плавкість, здатність утворювати сплави, теплоємність.

За стадіями технологічного процесу кольорова металургія поділяється на:

Видобуток та збагачення рудної сировини (ГЗК – гірничо-збагачувальні комбінати). ГЗК базуються біля джерел сировини, тому що для виробництва однієї тонни кольорового металу в середньому потрібно 100 тонн руди.

Передільну металургію. У переділ надходять збагачені руди. У сировини базується виробництва, пов'язані з міддю та цинком. У джерел енергії – виробництва, пов'язані з алюмінієм, цинком, титаном, магнієм. У споживача – виробництва, пов'язані з оловом.

Обробка, прокат, виробництво сплавів. Підприємства базуються у споживача.

Росія має багато видів кольорових металів. 70% руд кольорових металів видобувається відкритим способом.

Специфікаруд кольорових металів полягає в:

а) у їх складному складі (багатокомпонентності)

б) у низькому вмісті корисних компонентів у руді – лише кілька %, іноді частка %:

мідь – 1-5%

цинк – 4-6%

свинець – 1,5%

олово - 0,01-0,7%

Для отримання 1 тонни мідного концентрату використовують 100 тонн руди, 1 тонни нікелевого концентрату – 200 тонн, олов'яного концентрату – 300 тонн.

Всі руди попередньо збагачуються на ГЗК і в металургійному переділі. Там виробляються концентрати:

мідь – 75%

цинк – 42-62%

олово - 40-70%

Внаслідок значної матеріаломісткості кольорова металургія орієнтується на сировинні основи. Оскільки руди кольорових і рідкісних металів мають багатокомпонентний склад, то практичне значення має комплексне використання сировини. Комплексне використання сировини та утилізація промислових відходів пов'язує кольорову металургію з іншими виробництвами. На цій основі формуються цілі промислові комплекси, наприклад Урал. Особливий інтерес представляє комбінування кольорової металургії та основної хімії. При використанні сірчистих газів у промисловості виробляються цинк та мідь.

Чинники розміщення:

сировинний– мідь, нікель, свинець

паливно-енергетичний- титан, магній, алюміній

споживчий– олово

Металургія важких металів (мідь, нікель, цинк, олово, свинець).

Для руд важких металів характерний мінімальний вміст металу в одиниці руди.

Мідна промисловість.

Мідна промисловість приурочена до районів сировини через низький вміст у концентраті, крім рафінування чорнового металу. Основні типи руд:

мідні колчедани- Зосереджені на Уралі. Красно Уральськ (Свердловська область), Ревда (Свердловська область), Гай (дуже високий вміст металу – 4%), Сібай, Баймак.

мідно-нікелеві.Талнахське (північ Красноярського краю). На ньому базується Норільський комбінат.

медисті пісковики.Перспективне родовище – Удоканське Читинської областіна північ від м. Гари.

В якості додаткової сировини використовуються мідно-нікелеві та поліметалічні руди (з них одержують мідь у вигляді штейна).

Виробництво міді розпадається на 2 цикли:

виробництво чорнової мідь (штейну)

виробництво рафінованої міді (очищення методом електролізу)

Медоплавильні заводи знаходяться на:

Урале: Красно Уральськ, Кіровоград, Ревда, Медногорськ, Карабаш.

Електролітні заводи:

Киштим, Верхня Пишма.

На Уралі широко розвинена утилізація виробничих відходів для хімічних цілей: Красно Уральськ, Ревда. Після випалу цинку та міді одержують сірчисті гази. На основі сірчистих газів отримують сірчану кислоту, За допомогою якої на основі привізних апатитів Кольського півострова виробляють фосфатні добрива.

Мідь разом із нікелем виробляється у Норильську з урахуванням Танахського родовища.

Казахстан.Джезказган, Коунрад, Саяк (Джезказганська область), Бозшакуль (у Павлодарській області).

Медоплавильні заводи - Балхаш, Джезказган. Іртиський у м. Глибоке (Східно-Казахстанська область) використовує поліметалеві та мідно-нікелеві руди.

Узбекистан.Алмалик – мідеплавильний завод + родовище.

Нікеле-кобальтова промисловість (виробництво нікелю).

Вона тісно пов'язана з джерелами сировини через низький вміст металу в руді. В Росії - два типи руд:

сульфідні(мідно-нікелеві) – Кольський півострів (м. Нікель), Норильськ

окисленіруди на Уралі

Підприємства:

Урал - Реж (північний Єкатеринбурга), Верхній Уфалей (північний Челябінська), Орськ

Норильськ

Мончегорськ, "Сєверонікель" (використовуються руди Собелівського родовища) - Мурманська область

Свинцево-цинкова промисловість.

Вона використовує поліметалеві руди. Загалом приурочена до руди. Свинцево-цинкові концентрати мають високий вміст корисного компонента (до 62%), а, отже, транспортабельні, тому збагачення і металургійний переділ відриваються один від одного на відміну від мідної промисловості. Так, виробництво цинку в Челябінську ґрунтується на привізних концентратах зі Східного Сибіру та Далекого Сходу.

Свинцево-цинкова промисловість виділяється утилізацією відходів у хімічних цілях. Шляхом електролізу розчину сірчанокислого цинку отримують сірчану кислоту, яку можна також виробляти із сірчистих газів, одержуваних при випалюванні цинкових концентратів. Місце народження:

Садонське (Північна Осетія)

Салаїр (Кемеровська область)

Нерчинські родовища (Читинська область)

Дальнегорське (Приморський край)

Підприємства:

Спільне виробництво свинцю та цинку на місцевому родовищі підприємство “Садонське” у м. Владикавказ

Виробництво цинку із привізних концентратів – Челябінськ (дешева електроенергія – ДРЕС), Білово (на основі Салаїрського родовища). Перевезення на далекі відстані можливе через високий вміст цинку в концентраті – до 62%. Завозиться сировина з Нерчинського родовища

Виробництво металевого свинцю – Дальнегорськ (Приморський край)

Казахстан. Місце народження:

Зарянівське ( В-К область)

Леніногірське (В-К область)

Текелі (Талди-Курганська область)

Ачісай (Чимкентська область)

Підприємства:

Спільне виробництво свинцю та цинку – Леніногірськ (В-К область), Усть-Каменогорськ (В-К область)

Виробництво свинцю – Чимкент

Україна.Виробництво цинку із привізних Садонських концентратів – Костянтинівка. Донбас - електроенергія

Киргизстан.Актюз – видобуток та збагачення поліметалевих руд

Таджикистан.Кансай – видобуток та збагачення руд

Оловодобувна промисловість.

Місце народження:

Шерловська гора (Читинська область)

Хабчеранга (Читинська область)

ЕСЕ-Хайя – у басейні річки. Олена (республіка Саха)

Опромінення (Єврейська автономна область)

Сонячний (Комсомольськ-на-Амурі)

Кавалерове (Кришталеве) – Приморський край

Оловодобувна промисловість роз'єднана за стадіями технологічного процесу. Металургійний переділ не пов'язаний із джерелами сировини. Він орієнтується на райони споживання готової продукції: Москва, Подільськ, Кольчугине (північ Володимирській області), Санкт-Петербургабо розташовані на шляхах прямування концентратів: Новосибірськ. Це зумовлено тим, що видобуток сировини розосереджено по дрібних родовищах, а концентрати мають велику транспортабельність (зміст концентрату – до 70%).

Металургія легких металів (алюміній, титан, магній).

Алюмінієва промисловість.

Виробництво алюмінію розпадається на два цикли :

одержання глинозему (окис алюмінію). Одночасно отримують соду, цемент, тобто відбувається комбінування. хімічною промисловістюіз виробництвом будматеріалів. Виробництво глинозему, будучи матеріаломістким виробництвом, тяжіє до сировини.

До металургії належать:
виробництво металів з природної сировини та інших металовмісних продуктів;
одержання сплавів;
обробка металів у гарячому та холодному стані;
зварювання;
нанесення покриттів із металів.
До металургії примикає та експлуатація машин, апаратів, агрегатів, що використовуються у металургійній промисловості.
З металургією тісно пов'язані коксохімія, виробництво вогнетривких матеріалів.

Металургія поділяється на чорну та кольорову.

Чорна металургія включає видобуток та збагачення руд чорних металів (до чорних металів відносять залізо, решта - кольорові), виробництво чавуну, сталі та феросплавів. До чорної металургіївідносять також виробництво прокату чорних металів, сталевих, чавунних та інших виробів із чорних металів.

До кольорової металургії відносять видобуток, збагачення руд кольорових металів, виробництво кольорових металів та його сплавів.

За основним технологічним процесом підрозділяється на пірометаллургію (плавка) і гідрометалургію (витяг металів у хімічних розчинах). Різновидом пірометалургії є плазмова металургія.

Добувна металургія

Добувна металургія полягає у вилученні цінних металів із руди та переплавленні вилученої сировини в чистий метал. Для того, щоб перетворити оксид або сульфід металу на чистий метал, руда повинна бути відокремлена фізичним, хімічним або електролітичним способом.

Металурги працюють із трьома основними складовими: сировиною, концентратом (цінний оксид або сульфід металу) та відходами. Після видобутку великі шматки руди подрібнюються настільки, коли кожна частка є або цінним концентратом або відходом.

Гірські роботи не обов'язкові, якщо руда та довкілля дозволяють провести вилуговування. Таким шляхом можна розчинити мінерал та отримати збагачений мінералом розчин.

Найчастіше руда містить кілька цінних металів. У такому випадку відходи одного процесу можуть бути використані як сировина для іншого процесу.

Чорна металургія

Чорна металургія служить основою розвитку машинобудування (одна третина відлитого металу з доменної печі йде в машинобудування) та будівництва (1/4 металу йде в будівництво). Основною вихідною сировиною для отримання чорних металів є залізна руда, марганець, вугілля, що коксується, і руди легуючих металів.

До складу чорної металургії входять такі основні підгалузі:

Видобуток та збагачення руд чорних металів (залізна, хромова та марганцева руда);
видобуток та збагачення нерудної сировини для чорної металургії (флюсових вапняків, вогнетривких глин тощо);
виробництво чорних металів (чавуну, вуглецевої сталі, прокату, металевих порошків чорних металів);
виробництво сталевих та чавунних труб;
коксохімічна промисловість (виробництво коксу, коксового газу та ін.);
вторинна обробка чорних металів (обробка брухту та відходів чорних металів).

Металургійний цикл

Власне металургійним циклом є виробництво

1) чавунно-доменне виробництво,

2) сталі (мартенівське, кисневоконвертерне та електросталеплавильне), (безперервне розливання, МНЛЗ),

3) прокат (прокатне виробництво).

Підприємства, що випускають чавун, вуглецеву сталь та прокат, відносяться до металургійних підприємств повного циклу.

Підприємства без виплавки чавуну відносять до так званої передільної металургії. «Мала металургія» є випуском сталі та прокату на машинобудівних заводах. Основним типом підприємств чорної металургії є комбінати.

У розміщенні чорної металургії повного циклу велику роль відіграє сировина і паливо, особливо велика роль поєднань залізних руд і коксівного вугілля.

Кольорова металургія

Кольорова металургія - галузь металургії, що включає видобуток, збагачення руд кольорових металів та виплавку кольорових металів та їх сплавів.

За фізичними властивостями та призначенням кольорові метали умовно можна розділити на важкі (мідь, свинець, цинк, олово, нікель) та легкі (алюміній, титан, магній). На підставі цього поділу розрізняють металургію легких металів та металургію важких металів.

Розміщення підприємств кольорової металургії залежить від багатьох економічних та природних умовособливо від сировинного фактора. Помітну роль, крім сировини, грає паливно-енергетичний чинник.

На території Росії сформовано декілька основних баз кольорової металургії. Відмінності їх у спеціалізації пояснюються несхожістю географії легких металів (алюмінієва, титано-магнієва промисловість) та важких металів (мідна, свинцево-цинкова, олов'яна, нікель-кобальтова промисловості).

Важкі метали

Виробництво важких кольорових металів у зв'язку з невеликою потребою енергії приурочене до районів видобутку сировини.

За запасами, видобутком та збагаченням мідних руд, а також по виплавці міді провідне місце в Росії займає Уральський. економічний район, на території якого виділяються Красноуральський, Кіровградський, Середньоуральський, Медногорський комбінати.

Свинцево-цинкова промисловість загалом тяжіє до районів поширення поліметалевих руд. До таких родовищ належать Садонське ( північний Кавказ), Салаїрське ( Західна сибірь), Нерченське (Східний Сибір) та Дальнегорське (Далекий Схід).

Центром нікель-кобальтової промисловості є міста Норильськ (Східний Сибір) та Мончегорськ (Північний економічний район), а також селище міського типу Нікель (Мурманська область).

Легкі метали

Для отримання легких металів потрібна велика кількість енергії. Тому зосередження підприємств, що виплавляють легкі метали, у джерел дешевої енергії є найважливішим принципом їх розміщення.

Сировиною для виробництва алюмінію є боксити. Північно-Західного району(Бокситогорськ), Урала (місто Североуральськ), нефелін

Кольського півострова(Кіровськ) та півдня Сибіру (Горячегорськ). З цієї алюмінієвої сировини в районах видобутку виділяють окис алюмінію - глинозем. Отримання з нього металевого алюмінію потребує великих витрат електроенергії. Тому алюмінієві заводи будують поблизу великих електростанцій, переважно ГЕС (Братській, Красноярській та ін.)

Титано-магнієва промисловість розміщується переважно на Уралі, як у районах видобутку сировини (Березніковський титано-магнієвий завод), так і в районах дешевої енергії (Усть-Каменогорський титано-магнієвий завод). Заключна стадія титано-магнієвої металургії - обробка металів та його сплавів - найчастіше розміщується у районах споживання готової продукції.

Сплави

Найчастіше використовуються сплави алюмінію, хрому, міді, заліза, магнію, нікелю, титану та цинку. Багато зусиль було приділено вивченню сплавів заліза та вуглецю. Звичайна вуглецева сталь використовується для створення дешевих, високоміцних виробів, коли вага та корозія не критичні.

Нержавіюча або оцинкована сталь використовується, коли важливий опір корозії. Алюмінієві та магнієві сплави використовуються, коли потрібні міцність та легкість.

Мідно-нікелеві сплави (такі, як монель-метал) використовуються в корозійно-агресивних середовищах і для виготовлення виробів, що не намагнічуються. Суперсплави на основі нікелю (наприклад, інконель) використовуються при високих температурах (турбонагнітачі, теплообмінники тощо). За дуже високих температур використовуються монокристалічні сплави.

Види сплавів

За способом виготовлення сплавів розрізняють литі та порошкові сплави. Литі сплави одержують кристалізацією розплаву змішаних компонентів. Порошкові - пресування суміші порошків з подальшим спіканням при високій температурі. Компонентами порошкового сплаву можуть бути не лише порошки простих речовин, а й порошки хімічних сполук. Наприклад, основними компонентами твердих сплавів є карбіди вольфраму чи титану.

За способом одержання заготовки (виробу) розрізняють ливарні (наприклад, чавуни, силуміни), деформовані (наприклад, сталі) та порошкові сплави.

У твердому агрегатному станісплав може бути гомогенним (однорідним, однофазним – складається з кристалітів одного типу) та гетерогенним (неоднорідним, багатофазним). Твердий розчин є основою металу (матрична фаза). Фазовий склад гетерогенного металу залежить від його хімічного складу. У сплаві можуть бути: тверді розчини впровадження, тверді розчини заміщення, хімічних сполук (у тому числі карбіди, нітриди, інтерметаліди…) та кристаліти простих речовин.

Властивості сплавів

Властивості металів та сплавів повністю визначаються їх структурою (кристалічною структурою фаз та мікроструктурою). Макроскопічні властивості сплавів визначаються мікроструктурою і завжди відрізняються від властивостей їх фаз, які залежать лише від кристалічної структури. Макроскопічна однорідність багатофазних (гетерогенних) сплавів досягається за рахунок рівномірного розподілуфаз у металевій матриці. Сплави виявляють металеві властивості, наприклад: електропровідність та теплопровідність, відбивну здатність ( металевий блиск) та пластичність. Найважливішою характеристикоюсплавів є зварюваність.

Сплави, що використовуються в промисловості

Сплави розрізняють за призначенням: конструкційні, інструментальні та спеціальні.

Конструкційні сплави:

Стали
чавуни
дюралюміній

Конструкційні із спеціальними властивостями (наприклад, іскробезпека, антифрикційні властивості):

Бронзи
латуні

Для заливання підшипників:

Бабіт

Для вимірювальної та електронагрівальної апаратури:

Манганін
ніхром

Для виготовлення різальних інструментів:

Переможе

У промисловості також використовуються жароміцні, легкоплавкі та корозійностійкі сплави, термоелектричні та магнітні матеріалиа також аморфні сплави.