География черной и цветной металлургии

Металлургический комплекс - это совокупность отраслей, охватывающих все стадии технологических процессов: от добычи и обогащения сырья до получения продукции в виде черных и цветных металлов и их сплавов. В его состав входит черная и цветная металлургия. 90% всех металлов, применяемых в современном производстве, - черные металлы, то есть железо и сплавы, получаемые на его основе. Однако общая численность цветных металлов гораздо больше (их более 70), они обладают более ценными свойствами. Цветная металлургия имеет огромное значение для отраслей, обеспечивающих развитие научно-технического прогресса в народном хозяйстве.

Металлургический комплекс представляет собой 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:

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

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

Предприятия неполного цикла или «малой металлургии» называются передельными, представлены в виде отдельных подразделений по производству литейного чугуна, стали или проката в составе крупных машиностроительных предприятий страны.

На размещение металлургических комбинатов большое влияние оказывают:

- особенности используемого сырья (руды);

- применяемый для получения металла вид энергии;

- география сырьевых и энергетических источников;

- обеспеченность территории транспортными путями.

В размещении предприятий черной и цветной металлургии существуют некоторые различия. Руды цветных металлов имеют более низкое содержание металла, поэтому цветная металлургия, особенно производство тяжелых металлов, ориентируется в основном на сырьевые базы. Для получения легких металлов требуется много электроэнергии и воды. Поэтому предприятия, выплавляющие их, как правило, сосредотачиваются вблизи крупных гидроэлектростанций.

В территориальной структуре народного хозяйства России металлургический комплекс имеет районообразующее и комплексообразующее значение. Современные крупные предприятия металлургии по характеру внутренних технологических связей представляют собой металлургическо-энергохимические комбинаты. (Комбинирование - это соединение на одном предприятии нескольких взаимосвязанных по технологическому процессу производств, иногда относящихся к разным отраслям промышленности).

Кроме основного производства в составе металлургических предприятий создаются производства на основе утилизации разного рода вторичных ресурсов, сырья и материалов (сернокислотное производство, тяжелый органический синтез по производству бензола, аммиака и другой химической продукции, производство строительных материалов – цемент, блочные изделия, а также фосфорных и азотных удобрений и т.п.).

Черная металлургия

Черная металлургия России включает предприятия и организации по добыче и переработке рудных и нерудных материалов; производству чугуна, стали, проката, труб, метизов, ферросплавов, огнеупоров, кокса, ряда видов химической продукции; заготовке и переработке лома и отходов черных металлов; ремонту механического и энергетического оборудования; транспортировке внутризаводских грузов, а также научные и проектные организации.

Особенность отрасли – относительно жесткая привязка предприятий с полным металлургическим циклом к источникам сырьевых ресурсов или центрам металлопотребления. Предприятия отрасли размещены в двадцати регионах РФ, из которых в десятку ведущих входят Вологодская, Челябинская, Липецкая, Свердловская, Белгородская, Кемеровская, Белгородская, Курская и т.д. Более 70% предприятий являются градообразующими и существенно влияют на экономику и социальную стабильность регионов.

Основа черной металлургии – металлургический передел: чугун – сталь – прокат. Остальные производства являются смежными, сопутствующими: добыча и обогащение руд (железных, марганцевых, хромитовых), коксование угля (практически полностью проводится на металлургических комбинатах), добыча вспомогательных материалов (флюсовых известняков, магнезита), производство огнеупоров, выпуск металлических изделий производственного назначения (метизов).

Сырьевую базу отрасли составляют: железорудная продукция, нерудные материалы и огнеупоры, коксующийся уголь, лом и отходы черных металлов. Россия – крупнейший производитель и потребитель товарных железных руд.

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;

- разнообразие сырья в видовом отношении, 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.

Более 70% разведанных запасов и около 80% прогнозных ресурсов железных руд сосредоточено в европейской части страны. Металлургические предприятия Урала, Сибири и дальнего Востока, имеющие 65% всех производственных мощностей испытывают острый дефицит в местных товарных железных рудах.

Предприятия Белгородской и Курской областей обеспечивают более 50% добычи руды в стране, а железорудные месторождения северного региона – предприятия Мурманской области и республики Карелия – до 25%. Основной объем потребления приходится на районы Урала и Сибири.

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.

В настоящее время основной способ выплавки стали – мартеновский. На долю кислородно-конвертерного и электросталеплавительного способа приходится около 30% общего объема производства.

Электрометаллургический комбинат для производства стали из металлизованных окатышей, получаемых методом прямого восстановления железа, действует в Старом Осколе - Оскольский электрометаллургический комбинат.

Группа металлургических предприятий, использующая общие рудные или топливные ресурсы и обеспечивающая основные потребности экономики страны в металле, называется металлургической базой. На территории России выделяют три основные металлургические базы: Центральную, Уральскую и Сибирскую. Каждая из них имеет свои особенности по обеспеченности сырьем, топливом, электроэнергией, набору и мощности производств; они отличаются по структуре и специализации производства, мощности его организации.

Металлургические базы России

Одной из особенностей размещения металлургических предприятий является его неравномерность, вследствие чего металлургические комплексы располагаются "сгустками".

Группа металлургических предприятий, использующая общие рудные или топливные ресурсы и обеспечивающая основные потребности экономики страны в металле, называется металлургической базой. На территории России выделяют три основные металлургические базы: Центральную, Уральскую и Сибирскую. Каждая из них имеет свои особенности по обеспеченности сырьем, топливом, электроэнергией, набору и мощности производств; они отличаются по структуре и специализации производства, мощности его организации.

Уральская металлургическая базаявляется самой крупной в России и уступает по объемам производства черных металлов лишь Южной металлургической базе Украины в рамках СНГ. В масштабах России она занимает первое место и по производству цветных металлов. На долю Уральской металлургии приходится 52% чугуна, 56% стали и более 52% проката черных металлов от объемов, производимых в масштабах бывшего СССР. Она является старейшей в России. Урал пользуется привозным кузнецким углем. Собственная железорудная база истощена, поэтому значительная часть сырья ввозится из Казахстана (Соколовско-Сарбайское месторождение), с Курской магнитной аномалии и Карелии. Развитие собственной железнорудной базы было связано с освоением Качканарского месторождения титаномагнетитов (Свердловская область) и Бакальского месторождения сидеритов (Челябинская область), на которые приходится более половины запасов железных руд района. Крупнейшими предприятиями по их добыче являются Качканарский горно-обогатительный комбинат (ГОК) и Бакальское рудоуправление. На Урале сформировались крупнейшие центры черной металлургии: Магнитогорск, Челябинск, Нижний Тагил, Екатеринбург, Серов, Златоуст и др. В настоящее время 2/3 выплавки чугуна и стали приходится на Челябинскую и Оренбургскую области. Металлургия Урала характеризуется высоким уровнем концентрации производства, особое место занимает Магнитогорский металлургический комбинат. Он является самым крупным по выплавке чугуна и стали не только в России, но и в Европе.

Урал является одним из главных регионов производства стальных труб для нефтепроводов и газопроводов, крупнейшие предприятия размещены в Челябинске, Первоуральске, Каменск -Уральске.

Основными предприятиями Уральской металлургической базы являются следующие: ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ММК), Челябинский металлургический комбинат (компания Стальная группа «Мечел»), Чусовской металлургический завод (ЧМЗ), Губахинский коксохимический завод (Губахинский кокс).

Центральная металлургическая база– район интенсивного развития черной металлургии, где сосредоточены крупнейшие запасы железных руд. Развитие черной металлургии базируется на использовании крупнейших месторождений железных руд КМА, а также металлургического лома и на привозных коксующихся углях – донецком, печорском и кузнецком.

Интенсивное развитие металлургии Центра связано с относительно дешевой добычей железных руд. Почти вся руда добывается открытым способом. Крупные разведанные и эксплуатируемые месторождения КМА расположены на территории Курской и Белгородской областей (Михайловское, Лебединское, Стойленское, Яковлевское и др.). Затраты на 1 тонну железа в товарной руде почти наполовину ниже, чем в Криворожской руде и ниже, чем в карельской и казахстанских рудах. В целом добыча сырой руды составляет около 80 млн. т., т.е. 40% российской добычи.

Центральная металлургическая база включает крупные предприятия полного металлургического цикла: Новолипецкий металлургический комбинат (г. Липецк) и Новотульский завод (г. Тула), металлургический завод «Свободный Сокол» (г. Липецк), «Электросталь» под Москвой (передельная качественная металлургия). Развита малая металлургия на крупных машиностроительных предприятиях. Действует Оскольский электрометаллургический комбинат по прямому восстановлению железа в Белгородской области (ОАО «ОЭМК»).

В зону влияния и территориальных связей Центра входит и металлургия Севера европейской части России, на которую приходится более 5% балансовых запасов железных руд РФ и свыше 21% добычи железной руды. Здесь действуют достаточно крупные предприятия: Череповецкий металлургический комбинат (Вологодская область), Оленегорский и Ковдорский горно-обогатительные комбинаты (Мурманская область), Костомукшский горно-обогатительный комбинат (Карелия). Руды Севера при невысоком содержании железа (28-32%) хорошо обогащаются, почти не имеют вредных примесей, что позволяет получать высококачественный металл.

К основным предприятиям Центральной металлургической базы также относятся Щелковский металлургический завод (Щелмет); ОАО Лебединский (ЛебГОК), ОАО Михайловский (МГОК), Стойленский (СГОК) горно-обогатительные комбинаты.

Металлургическая база Сибиринаходится в процессе формирования. На долю Сибири и Дальнего Востока приходится примерно пятая часть производимых в России чугуна и готового проката и 15% стали. 21% общероссийских запасов приходится на Сибирь и Дальний Восток. Основой формирования Сибирской металлургической базы являются железные руды Горной Шории, Хакасии, Ангаро-Илимского железнорудного бассейна, а топливной базы – Кузнецкий каменноугольный бассейн. Современное производство представлено двумя крупными предприятиями черной металлургии: Кузнецким металлургическим комбинатом (ОАО КМК) и Западно-Сибирским металлургическим комбинатом (ЗСМК).

Получила развитие передельная металлургия, представленная несколькими передельными заводами (Новосибирск, Гурьевск, Красноярск, Петровск-Забайкальский, Комсомольск-на-Амуре). Добывающая промышленность осуществляется несколькими горнообогатительными предприятиями, находящимися на территории Кузбасса, в Горной Шории, Хакасии (Западная Сибирь) и Коршуновским ГОКом в Восточной Сибири.

Черная металлургия Сибири и Дальнего Востока еще не завершила своего формирования. Поэтому на основе эффективных сырьевых и топливных ресурсов возможно в перспективе создание новых центров, в частности Тайшетского завода на кузнецких углях и ангаро-илимских рудах, а также Барнаульского (Алтайский край) металлургического завода. На Дальнем Востоке перспективы развития черной металлургии связываются с формированием Южно-Якутского комплекса, в составе которого предполагается создание предприятий полного цикла.

В результате интеграционных процессов на российском рынке сформированы металлургические компании (объединения, холдинги и т.д.), в которые входят предприятия, размещенные в пределах различных металлургических баз. К ним относятся «Евраз Групп С.А.», холдинг «Металлоинвест», компания «Северсталь», Трубная металлургическая компания, Объединенная металлургическая компания, «Промышленно-металлургический холдинг (КОКС)» и др.

Цветная металлургия

Цветные металлы делятся по их физическим свойствам и назначению делятся на несколько групп:

- тяжелые – медь, свинец, цинк, олово, никель;

- легкие – алюминий, магний, титан, литий и др.;

- малые – висмут, кадмий, сурьма, мышьяк, кобальт, ртуть;

- легирующие – вольфрам, молибден, тантал, ниобий, ванадий;

- благородные – золото, серебро, платина и платиноиды;

- редкие и рассеянные – цирконий, галлий, индий, таллий, германий, селен и др.

Цветная металлургия России выпускает около 70 различных видов металлов. Такой полный набор производства имеют три страны мира – США, Германия, Япония.

Особенности сырьевой базы цветной металлургии:

- крайне низкое в количественном отношении содержание полезных компонентов в сырье (медные от 1 до 5%, свинцо-цинковые от 1,5% до 5,5% и т.д.). Т.е. для получения одной тонны меди требуется переработать не менее 100 тонн руды;

- исключительная многокомпонентность сырья (например: уральские колчеданы содержат медь, железо, серу, золото, кадмий, серебро и другие, в общей сложности до 30 элементов);

- высокая топливоемкость и энергоемкость сырья в процессе его обработки.

Особенностью цветной металлургии является высокая энергоемкость сырья в процессе его подготовки к металлургическому переделу и переработке. В связи с этим различают топливоемкие и электроемкие производства. Высокая топливоемкость характерна, например, для производства никеля, глинозема из нефелинов, черновой меди. Повышенной электроемкостью отличается производство алюминия, магния, кальция, титана и др. В целом по отрасли доля топливно-энергетических затрат составляет от 10 до 50-65% общих затрат на 1 тонну производимой продукции. Эта особенность производства обуславливает размещение отраслей цветной металлургии в регионах, наиболее обеспеченных электроэнергией.

Основные отрасли цветной металлургии:

- алюминиевая промышленность;

- медеплавильная или медная промышленность;

- свинцово-цинковая промышленность;

- никель-кобальтовая промышленность;

- оловодобывающая промышленность;

- золотодобывающая промышленность;

- алмазодобывающая промышленность.

Необходимо отметить, что в размещении цветной металлургии обычно не выделяют четко ограниченных ареалов размещения (или металлургических баз). Это объясняется двумя причинами: во-первых, цветная металлургия имеет сложную отраслевую структуру; во-вторых, во многих подотраслях существует территориальный разрыв между добычей и обогащением сырья и выплавкой готового металла.

Алюминиевая промышленность. Алюминий обладает высокими конструкционными свойствами, легкостью, достаточной механической прочностью, высокой тепло- и электропроводностью, что обеспечивает его применение в машиностроении, строительстве, производстве товаров народного потребления. Алюминиевые сплавы (дюралюминий, силумин и др.) по механическим свойствам не уступают высокосортным сталям.

Основным сырьем для производства алюминия являются бокситы, также используются нефелины и алуниты, являющиеся комплексным сырьем. Технологический процесс складывается из двух основных стадий: производства глинозема и производства металлического алюминия. Территориально эти процессы во многих случаях разобщены, так как первая стадия является материалоемкой и тяготеет к источникам сырья, а вторая – ориентируется в своем размещении на источники дешевой энергии.

В России все центры производства металлического алюминия (за исключением уральских) в той или иной мере удалены от сырья, находясь вблизи гидроэлектростанций (Волгоград, Волхов, Кандалакша, Надвоицы, Братск, Шелехов, Красноярск, Саяногорск) и отчасти там, где действуют крупные энергетические установки на дешевом топливе (Новокузнецк).

Совместное производство глинозема и алюминия осуществляется в Северо-Западном районе (Волхов) и на Урале (Краснотурьинск и Каменск-Уральский).

Алюминиевая промышленность среди остальных отраслей цветной металлургии выделяется наиболее крупными масштабами производства. Самые мощные предприятия по глинозему действуют в Ачинске, Краснотурьинске, Каменском-Уральском и Пикалево, по алюминию – в Братске, Красноярске, Саяногорске и Иркутске (Шелехове). В Восточной Сибири производится почти 4/5 общего объема производства алюминия в стране.

Отечественный рынок алюминиевой продукции до 2007 г. был представлен двумя компаниями: «СУАЛ-холдинг» (группа СУАЛ) и «Русский алюминий» («РУСАЛ»).

В 2006-2007 гг. произошло объединение алюминиевых и глиноземных активов Компании РУСАЛ, занимавшей третье место в мире по производству алюминия, Группы СУАЛ, входившей в десятку ведущих мировых производителей алюминия, и швейцарской компании Glencore, и создана крупнейшая в мире алюминиевая корпорация «Объединенная компания Российский алюминий» (ОК РУСАЛ).

Главная особенность компании вертикальная интеграция в составе производственного цикла последовательных технологических переделов по добыче и переработке сырья, выпуску первичного металла, а также полуфабрикатов и готовой продукции из алюминия и его сплавов.

Медеплавильная или медная промышленность. Медь обладает высокой электропроводностью и ковкостью, находит широкое применение в машиностроении, особенно в электротехнической промышленности, сооружении линий электропередачи и связи, а также в производстве сплавов с другими металлами.

Медная промышленность из-за относительно низкого содержания концентратов приурочена (исключая рафинирование чернового металла) к районам, располагающим сырьевыми ресурсами.

Основной тип руд, используемых сейчас в России для производства меди, медные колчеданы, которые представлены в основном на Урале (Красноуральское, Ревдинское, Блявинское, Сибайское, Гайское и другие месторождения). Важным резервом служат медистые песчаники, сосредоточенные в Восточной Сибири (Удоканское месторождение). Встречаются также медно-молибденовые руды. В качестве дополнительного сырья используют медно-никелевые и полиметаллические руды.

Основной район производства меди – Урал, для которого характерно преобладание металлургического передела над добычей и обогащением. Поэтому здесь вынуждены использовать привозные (большей частью, казахстанские) концентраты.

На Урале функционируют предприятия по производству черновой меди и ее рафинированию. К первым принадлежат Красноуральский, Кировоградский, Среднеуральский (Ревда), Карабашский и Медногорский медеплавильные, ко вторым – Кыштымский, Верхнепыменский медеэлектролитные заводы.

Характерна широкая утилизация отходов в химических целях. На медеплавильных предприятиях Красноуральска, Кировограда и Ревды сернистые газы служат исходным сырьем для производства серной кислоты. В Красноуральске и Ревде на основе серной кислоты и привозных апатитовых концентратов производятся фосфатные удобрения.

В дальнейшем намечено вовлекать в оборот новые источники сырья для производства меди. Для освоения уникального Удоканского месторождения в Восточной Сибири создана одноименная горная компания (УГК) с участием американо-китайского капитала. Месторождение третье по величине в мире – расположено недалеко от станции Чара на БАМе.

Рафинирование как заключительная стадия производства меди непосредственно мало связана с сырьевыми базами. Фактически оно находится либо там, где есть металлургический передел, образуя специализированные предприятия, либо комбинируясь с выплавкой черного металла, либо в районах массового потребления готовой продукции (Москва, Санкт-Петербург, Кольчугино и другие). Благоприятным условием служит наличие дешевой энергии (на 1т электролитической меди расходуется 3,5 – 5 кВт/ч).

Никель-кобальтовая промышленность. Никель, обладающий высокой твердостью, является легирующим металлом и используется в качестве защитного покрытия металлических изделий. Никель входит в состав ценных сплавов с другими цветными металлами.

Кобальт, добываемый из никелевых руд, используется для получения кобальтовых сплавов: магнитных, жаропрочных, сверхтвердых, коррозийностойких.

Никель-кобальтовая промышленность наиболее тесно связана с источниками сырья, что обусловлено низким содержанием промежуточных продуктов (штейн и файнштейн), получаемых в процессе переработки исходных руд. В России эксплуатируются руды двух видов: сульфидные (медно-никелевые), которые известны на Кольском полуострове (Никель) и в низовьях Енисея (Норильск), и окисленные – на Урале (Верхний Уфалей, Орск, Реж). Особенно богат сульфидными рудами Норильский район. Здесь выявлены источники сырья (Талнахское и Октябрьское месторождения), что дает возможности еще больше расширить металлургический передел по никелю.

Норильский район – крупнейший центр комплексного использования медно-никелевых руд. На действующем здесь комбинате, который объединяет все стадии технологического процесса – от сырья до готовой продукции, производится никель, кобальт, платина (вместе с платиноидами), медь и некоторые другие редкие металлы. Путем утилизации отходов получают серную кислоту, соду и другие химические продукты.

ОАО "Горно-металлургическая компания "Норильский никель" - крупнейшая в России и одна из крупнейших в мире компаний по производству драгоценных и цветных металлов. На его долю приходится более 20% мирового производства никеля, более 10% кобальта и 3% меди. На отечественном рынке на долю ОАО "ГМК "Норильский никель" приходится около 96% всего производимого в стране никеля, 55% меди, 95% кобальта.

Свинцово-цинковая промышленность ориентируется на сырьевую и топливную базу: Кузбасс - Салаир, Забайкалье – Нерчинск, Дальний Восток – Дальнегорск и др. Развита оловянная промышленность на Дальнем Востоке: Шерловогорский, Хрустальненский, Солнечный ГОК.

Алмазодобывающая промышленность. Алмазы - одна из важнейших доходных статей отечественного экспорта. Ежегодно от их продажи страна получает около 1,5 млрд дол. В настоящее время почти все отечественные алмазы добываются в Якутии. В двух алмазоносных районах бассейна реки Вилюй действуют несколько рудников, в том числе такие известные, как «Юбилейный» и «Удачный» (85% общего объема добычи). На территории восточных районов страны алмазы найдены также в Восточной Сибири (Красноярский край и Иркутская область). Акционерная компания «АЛРОСА» – один из мировых лидеров в области разведки, добычи и реализации алмазов, производства бриллиантов. АК «АЛРОСА» добывает 97% всех алмазов Российской Федерации. Доля компании в мировом объеме добычи алмазов составляет 25%.

Перспективы развития металлургического комплекса намечены в федеральных программах: "Развитие рудной базы цветной металлургии", "Национальная программа развития металлургии России".