Развитие и размещение цветной металлургии

Выделяют несколько групп цветных металлов: легкие (алюминий, магний, титан), тяжелые (медь, никель, олово), малые (ртуть, мышьяк), легирующие (ванадий, вольфрам), благородные и редкие. Цветные металлы редко когда используются в чистом виде, как правило, конечная продукция отрасли представлена различными сплавами.

В России из руд извлекается порядка 74 цветных металлов. Как в мире, так и в России по объемам производства выделяется так называемая «большая шестерка» цветных металлов (более ½ всего производства): алюминий, медь, никель, цинк, олово и свинец. Значительное развитие также получило производство: магния, титана, золота, серебра, вольфрама, молибдена, платины и платиноидов.

На размещение отрасли большое значение оказывают особенности используемого минерального сырья. Среди них:

1. Очень низкое содержание полезного компонента в сырье (очень часто менее 1 %). Например, для получения 1 тонны меди необходимо переработать до 150 тонн руды, 1 тонны олова – 300 тонн. Поэтому начальные стадии передела (обогащение добытых руд) размещаются у источников сырья.

2. Комплексный характер сырья: в рудах цветных металлов помимо основного компонента содержатся сопутствующие. К примеру, медные руды содержат свинец, цинк, золото, серебро, мышьяк и др. Поэтому наиболее эффективной формой организации производства в цветной металлургии является комбинирование на основе полного использования сырья за счет многостадийных переделов.

Поскольку базовые технологии, применяющиеся в России, не отвечают современным требованиям к охране окружающей среды, большинство предприятий отрасли является эколого-опасными, формирующими в зоне своего влияния ареалы с острыми экологическими ситуациями. Весьма показателен пример Карабаша – одного из самых экологически проблемных городов мира.

Алюминиевая промышленность России. В составе отрасли предприятия по добыче алюминий содержащих руд (бокситы, нефелины), глиноземные заводы, заводы по выплавке алюминия, предприятия по производству алюминиевого проката и фольги, сплавов на его основе. По итогам 2008 года в России было произведено почти 4 млн. тонн алюминия – 2 место в мире после КНР.

После распада СССР большую часть глинозема Россия вынуждена импортировать, так как собственное производство покрывает только 40 % потребностей. Основные поставки глинозема осуществляются из таких стран как Казахстан (более 30 %), Украина (более 20 %), Индия (10 %), Гвинея (около 10 %). По оценкам экспертов в себестоимости алюминия транспортные затраты на доставку глинозема например из Гвинеи составляют всего 3 – 5 %. Собственное производство глинозема сосредоточено преимущественно у источников сырья и представлено несколькими предприятиями (табл. 43).

Таблица 43

Российские предприятия – производители глинозёма

Примечание: жирным шрифтом выделены, с указанием ранга, крупнейшие производители глинозёма.

Выплавка первичного алюминия рассредоточена по 11 предприятиям, но самые мощные и современные из них сконцентрированы на юге Восточной Сибири (75 % российского производства) и используют дешевую электроэнергию Ангаро-Енисейского каскада ГЭС: Братский (25 %), Красноярский (25 %), Саянский (15 %) и Иркутский (10 %) алюминиевые заводы. Менее значимы такие центры как Новокузнецк (8 %), Красноуральск (5 %), Каменск-Уральский (3 %), Волгоград, Волхов, Кандалакша, Надвоицы.

85 % - 90 % производимого в стране алюминия экспортируется.

Производство алюминиевого проката тяготеет к ареалам потребления и рассредоточено по следующим центрам: Самара (40 %), Каменск-Уральский (30 %), Белая Калитва (15 %), Ступино (10 %), Красноярск, Михайловский, Санкт-Петербург, Саяногорск. Эти предприятия ориентируются на своих потребителей – предприятия авиационной и автомобильной промышленности.

Выпуск алюминиевой банки организован у главных потребителей (Москва и Санкт-Петербург) в таких центрах как Дмитров, Наро-Фоминск, Всеволжск. Суммарно они дают более 90 % выпуска алюминиевой банки в стране. Новое предприятие этого профиля построено в Челябинской области (Аргаяш).

Обсуждаются перспективы возможного строительства новых заводов по выплавке первичного алюминия в Тайшете (Иркутская область), а также вблизи Рефтинской (Свердловская область) и Троицкой (Челябинская область) ГРЭС.

В производстве алюминия используется криолит, изготавливающийся из флюоритовых концентратов. В России действует 2 криолитовых завода: Кувандыкский (Оренбургская область) и Полевской (Свердловская область).

Медная промышленность России. В составе отрасли предприятия по добыче медь содержащих руд (медистые песчаники, медные колчеданы и порфировые руды) и их обогащению - ГОКи, заводы по выплавке черновой и рафинированной (катодной) меди, комбинаты, объединяющие три выше названные стадии, заводы по производству медного проката (фольги, труб и др.) и переработке медьсодержащего вторсырья.

По итогам 2008 года в России было произведено около 1 млн. тонн рафинированной меди – 5 место в мире после Чили, КНР, Японии и США. 70 % производимой в стране меди экспортируется.

Распределение добычи меди между субъектами России выглядит следующим образом: Красноярский край (64 %), Оренбургская область (12 %), Башкортостан (4 %), Свердловская область (4 %), Челябинская область (3 %), Мурманская область (3 %), прочие регионы – 10 %. В перспективе может начаться освоение крупнейшего медного месторождения глобального значения в зоне БАМа – Удоканского (Читинская область). Его запасы оцениваются в 1, 3 млрд. тонн медной руды (30 % от России).

Поскольку содержание меди в рудах невелико, транспортировка медных руд экономически неэффективна. Это является причиной того, что циклы переработки меди от добычи руды до получения концентрата и выплавки чернового металла обычно территориально локализованы в районах залегания соответствующих руд. Вместе с тем, концентрат меди и черновая медь вполне транспортабельны. Это создает предпосылки для более свободного размещения конечных стадий производственного процесса.

Географическая структура производства черновой и рафинированной меди в России характеризуется наличием одного мощного центра, на долю которого приходится 45 % выпуска продукции (Норильский комбинат, в рамках которого объединены все стадии от добычи сырья до производства рафинированной меди) и обширного ареала относительно маломощных предприятий Урала (55 % выпуска продукции). На Урале территориально обособились заводы по выплавке черновой (Карабаш, Ревда, Медногорск, Сибай и др.) – тяготеют к источникам сырья и производству рафинированной (Верхняя Пышма, Кыштым) меди.

Таблица 44

Предприятия медной промышленности России

Никелевая промышленность России.В составе отрасли предприятия по добыче никель содержащих руд (сульфидные руды) и их обогащению, заводы по выплавке чернового никеля, металлургические комбинаты полного цикла.

По итогам 2008 года в России было произведено около 300 тыс. тонн никеля – 1 место (25 % мирового рынка). Более 80 % никеля экспортируется.

По запасам никелевых руд Россия занимает 2 место в мире (10 %) после Австралии.

Выплавка никеля размещается вблизи мест добычи сырья и его обогащения. Географическая структура производства достаточно проста: 95 % выпуска сосредоточено в Норильске и отчасти на его дочерних предприятиях в Мурманской области (города Никель и Мончегорск. В 2009 году на российских подразделениях компании «Норникель» было произведено почти 240 тыс. тонн никеля. На маломощные предприятия Урала приходится около 10 % производства никеля (Орск, Верхний Уфалей, Реж).

Интересно, что в 1950 году соотношение между Норильском и уральскими заводами в производстве никеля было противоположным: уральские заводы суммарно давали 65 % выпуска никеля. Как видим, производство постепенно сосредотачивается на наиболее передовых в техническом отношении и лучше обеспеченных сырьем предприятиях.

Попутно в Норильске (60 %) и Верхнем Уфалее (40 %) в рамках производственного комбинирования производят металлический кобальт. Руды Норильского района комплексные. Поэтому «Норникель» является одним из крупнейших производителей в мире платины и палладия. Заметим, что кроме Норильского рудного поля, новый ареал добычи платины сформировался в Камчатском крае («Корякгеологодобыча»).

Цинковая промышленность России.В составе отрасли предприятия по добыче цинк содержащих руд (полиметаллические, медные колчедановые и др.) и их обогащению, заводы по выплавке цинка.

По итогам 2008 года в России было произведено около 230 тыс. тонн цинка. Более 50 % цинка экспортируется. На территории России сосредоточено порядка 20 % мировых запасов цинковых руд. Крупнейшие месторождения цинковых руд на территории Бурятии (40 % от российских запасов), но основной район выпуска цинковых концентратов – Урал (75 %).

Руды цинковых месторождений содержат незначительный процент чистого металла (2 – 4 %) и поэтому не транспортабельны. Вот почему их обогащение сосредоточено у источников сырья. Получаемые в ходе обогащения концентраты (содержание металла до 60 %) вполне транспортабельны. Это создает предпосылки для территориального отрыва предприятий по выплавке цинка от источников сырья. Географический нонсенс: до 2007 года Челябинский цинковый завод часть концентрата закупал у предприятия «Дальполиметалл» (Приморский край). По западным меркам с логистической точки зрения транспортное плечо поставок в 7 000 км заведомо неконкурентоспособно.

В России 55 – 60 % цинка производится на заводе в Челябинске, плохо обеспеченным местным сырьем. Цинковые концентраты на переработку в Челябинск поступают с обогатительных предприятий всего Урала, Северного Кавказа, Сибири и некоторых зарубежных стран. Еще одно предприятие по выплавке цинка размещено во Владикавказе – 30 – 40 % (Северная Осетия) и использует местные цинковые концентраты. Цинковый завод в Белово (Кемеровская область) практически утратил производственный потенциал. Предполагается строительство нового цинкового завода в Орске.

Оловянная промышленность России. В составе отрасли предприятия по добыче оловянной руды (касситерит) и их обогащению, комбинат по выплавке олова. По итогам 2006 года в России было произведено около 5 тыс. тонн олова.

Таблица 45

Распределение разведанных запасов олова по регионам России, %

По запасам оловянных руд Россия занимает 2 место в мире после КНР. «Обесценивают» эти запасы особенности географического размещения выявленных месторождений. Более 95 % разведанных и 100 % прогнозных запасов находятся на Крайнем Севере и Дальнем Востоке: в труднодоступных, малоосвоенных районах Якутии, Чукотки, Приморского и Хабаровского краев.

Самые крупные месторождения располагаются в приарктических районах со слабо развитой инфраструктурой. Все это делает разработку собственных коренных и рассыпных месторождений олова нерентабельной. Вот почему речь должна идти об экономически активных и неактивных запасах.

Выплавка олова организована на комбинате в Новосибирске (99 % российского производства). Сюда по железной дороге поступают концентраты с Дальнего Востока и ближнего зарубежья.

Свинцовая промышленность России.Россия по разведанным запасам свинца (около 10 %) занимает 3 место в мире после Австралии и Казахстана. Балансовые запасы свинца распределены по полиметаллическим, золоторудным, оловяным и молибденовым месторождениям. Почти 70 % разведанных запасов свинца сосредоточено на юге Восточной Сибири (Горевское, Холодненское и Озерное месторождения), но основным поставщиком свинцовых концентратов выступает предприятие «Дальполиметалл» - 70 % (Приморский край).

Крупнейшие производства первичного свинца распложены во Владикавказе (Северная Осетия), Верхней Пышме (Свердловская область) и Рудной Пристани (Приморский край). Крупнейший центр производства рафинированного свинца – Владикавказ. Наиболее крупные центры производства вторичного металла из вторсырья (аккумуляторного лома) – Верх-Нейвинск и Рязань. Более 50 % свинца, потребляемого на внутреннем рынке, Россия импортирует из Казахстана.

Титано-магниевая промышленность России. По производству магния Россия на 2 месте в мире после КНР, а по выпуску титана (титановая губка и прокат) на 1 месте в мире. На российских предприятиях в качестве сырья, из которого извлекают магний, используют карналлит. Самые крупные в мире залежи карналлита, на базе которых и развивается российская магниевая отрасль, обнаружены в 1925 г. на Среднем Урале, в пределах Верхнекамского соленосного бассейна. Основным сырьем для производства титана в России служит ильменит. Среднее содержание титана в ильменитовых рудах составляет около 30 %. 90 % ильменитового концентрата Россия импортирует из Украины. В качестве поставщиков концентрата выступают Вольногорский и Иршанский ГОКи. Часть сырья поступает из Индии. В перспективе, возможен переход на поставки титанового концентрата с территорий Тамбовской (месторождение Центральное) и Челябинской (месторождение Суроямское) областей.

С позиций теории штандорта промышленности Альфреда Вебера (1909) титано-магниевую отрасль следует отнести к группе весотеряющих отраслей – производств, сопряженных с большой потерей исходного веса сырья в процессе его многостадийного передела (материальный индекс - К > 1). В своем размещении весотеряющие производства тяготеют к источникам сырья (resource-oriented). Так, для получения одной тонны магния требуется переработать 10 – 12 тонн карналлитовой руды. Впрочем, сырьевой фактор не следует считать ведущим для данной отрасли. Ориентация на местное сырье желательна, но … к месту металлургического передела могут быть доставлены концентраты соответствующих руд.

Поскольку получение магния и в особенности титана сопряжено с огромным расходом электроэнергии, наиболее значимым принципом их оптимального размещения, следует считать приближение к источникам дешевой электроэнергии. Если электроемкость производства магния (по разным источникам – от 18 до 22 тыс. кВт/час на 1 тонну продукции) близка к аналогичному показателю выплавки алюминия (17 тыс. кВт/час), то электроемкость выплавки титана составляет 30 – 60 тыс. кВт/час. Вот почему первое советское титано-магниевое предприятие было размещено близ «Днепрогэса» в городе Запорожье (Украина).

Третий принцип оптимального размещения предприятий титано-магниевой отрасли обусловлен технологической сопряженностью ее составных подотраслей: титановые предприятия либо тяготеют к местам выплавки магния, либо сливаются с магниевыми заводами в единое целое – комбинаты. Получение чернового титана осуществляется металлотермической реакцией – восстановлением тетрахлорида титана в среде аргона. В качестве восстановителя используют магний. Именно поэтому производство титана и магния объединяют в одну отрасль цветной металлургии.

Итак, оптимальным вариантом размещения предприятий титано-магниевой отрасли будет результирующая трех факторов: сырьевого, энергетического и технологического. Это – теория. На практике же нахождение в одной точке экономического пространства и сырья (локализованного ресурса – по Веберу, с приемлемой себестоимостью добычи и обогащения) и источника дешевой электроэнергии (ГЭС, ТЭС на базе углей открытой добычи) случается, но весьма редко. Знакомство с теорией, позволяет перейти к рассмотрению фактической географии отрасли.

Фактическое размещение предприятий отрасли по территории России хоть и не опровергает изложенных выше теоретических основ, но содержит в себе один существенный момент. Первые предприятия авиационной металлургии были размещены вовсе не там, где следует ожидать из предсказаний теории! В 1931 г. вошел в строй действующих магниевый завод в Санкт-Петербурге (позднее был преобразован в НИИ легких металлов), а уже в 1933 в поселке Сетунь (Кунцевский район Московской обл.; в настоящее время – территория Москвы) был пущен завод авиационной металлургии, выпускавший алюминиевые и магниевые сплавы и полуфабрикаты на их основе. Оба маломощных металлургических завода являлись опытными, но именно на них отрабатывались промышленные технологии приемлемые для внедрения в массовое производство.

Магний и особенно титан были выделены химиками из более сложных соединений много позже других их собратьев по таблице Менделеева: магний в 1808, а титан в 1910 гг. Долгое время технологии получения магния и титана высокой степени чистоты оставались неизвестными. Применительно к титану это произошло только в 1925 г. в Нидерландах. Именно поэтому роль стартовой площадки развития отрасли выполнили ареалы высокой технологической культуры и наивысшей концентрации НИОКР в стране. Новаторские металлургические технологии, зародившись в «центре», позднее были переданы на «периферию» (Приднепровье, Средний Урал, Казахстан), отвечающую принципам оптимального размещения отрасли. С позиций теории географического распространения научно-технического прогресса, основы которой заложены трудами Торстена Хагерстранда, подобное взаимодействие между «центром» и «периферий» является диффузией перемещения. При диффузии перемещения изучаемое явление покидает свой первоначальный ареал и перемещается на новые территории.

Все ныне действующие на территории России предприятия титано-магниевой отрасли были созданы в исторически сжатые сроки, во многом продиктованными оборонными задачами. Глубинное, тыловое положение Среднего Урала по отношению к возможному театру военных действий видимо сыграло не последнюю роль в процессе принятия размещенческих решений.

Для магниевой отрасли характерна система размещения, характеризующаяся территориальной общностью, близостью предприятий, занятых добычей и обогащением исходного сырья, получением готовой продукции; для титановой отрасли, наоборот, характерна децентрализованная система размещения, при которой отдельные стадии производства существуют обособленно. Иными словами, объем транспортной работы на единицу однородной продукции в рассматриваемых отраслях различен. Если в магниевой отрасли России «транспортное плечо» измеряется несколькими км., то в титановой превышает 2 тыс. км (с учетом доставки ильменитового концентрата из Украины). В тоже время технологическая сродственность данных отраслей «притягивает» их друг к другу: расстояние от Березников до Верхней Салды составляет около 400 км.

Таким образом, для рассматриваемой отрасли цветной металлургии характерна следующая технологическая цепочка: производство слитков магния (Соликамск, Березники) → производство губчатого титана (Березники) → производство конструкционных титановых сплавов и полуфабрикатов (Верхняя Салда).

По данным из пресс-релиза компании Boeing за лето 2009 года, на ближайшие 30 лет планы развития бизнеса Boeing в РФ составляют около $27 млрд. Они будут вложены в программу сотрудничества с российскими партнерами в области производства титана, проектирование и разработку гражданской авиатехники, а также приобретение различных услуг и материалов.

Золотодобывающая промышленность России. До конца 19 века Россия занимала 1 место в мире по добыче золота. В настоящее время она опустилась на 5 место в мире после ЮАР, США, Канады и Австралии. Запасы выявлены в 35 субъектах федерации, но добыча ведется только в 28.

Таблица 46

Динамика добычи золота в Российской Федерации, кг

Почти 70 % золота добывается из россыпных месторождений и поэтому работа предприятий отрасли носит во многом сезонный характер (в теплый период года). Почти 90 % золота добывается на Дальнем Востоке и Восточной Сибири. Многие десятилетия основным ареалом добычи золота была Якутия и Магаданская область, но с 2003 года лидерство за Красноярским краем (табл. 47).

Таблица 47

Добыча золота ведущими регионами России, кг

Из таблицы следует, что добыча золота существенно сократилась в экстремальных ареалах и возросла в тех регионах, которые отличаются более комфортными природно-климатическими условиями.

Добычное золото с целью получения слитков так называемого банковского золота (999, 9 проба) поступает на аффинажные заводы. В России право осуществлять аффинаж драгоценных металлов имеют 10 организаций. Как видно из табл. 49 в Подмосковье и Москве сформировался наиболее крупный сгусток аффинажных предприятий, максимально удаленных от мест добычи золота. Наиболее мощные заводы функционируют в Касимове (50 %) и Красноярске (25 %).

Таблица 48

Средняя себестоимость добычи золота по основным странам продуцентам в 2005 году, долл./ унц.

Таблица 49

Аффинажные заводы России

В России в 2010 г., по данным аффинажных заводов, было добыто и произведено 201 715 кг золота, из них: собственно добыча – 176 448 кг, попутное и вторичное производство – 12 675 и 12 592 кг соответственно. С учетом экспорта золота в рудах и концентратах (962,4 кг) общая добыча и производство золота в РФ в 2010 г. составили 202 677 кг.

Серебродобывающая промышленность России. Большая часть запасов серебра приурочена к комплексным месторождениям (золоторудным, полиметаллическим, медно-никелевым, медно-колчеданным) и поэтому большая часть добычи этого металла носит попутный характер. Почти 70 % запасов серебра России сосредоточено в Магаданской области (Дукат), на которую приходится более 50 % российской добычи металла. Среди других регионов по добыче серебра выделяются Оренбургская область (10 %), Красноярский край (10 %), Башкортостан (7 %), Свердловская (6 %) и Челябинская (6 %) области.

Только на месторождении Дукат добывается более 600 тонн серебра ежегодно, а общая добыча по стране превышает 1 300 тонн.

Вольфрамо-молибденовая промышленность России. Предприятия отрасли имеют важное оборонное значение, но в период рыночных преоразований отрасль деградировала. Более 80 % сырья для выплавки вольфрама добывается и обогащается в Приморском крае (Приморский ГОК). Выплавка сплавов на основе вольфрама имеется в городах Челябинск, Электросталь, Кировоград, Владикавказ (завод «Победит») и Нальчик.

Основные мощности по добыче и производству молибдена сосредоточены в Читинской области (Жирекенский ферромолибденовый завод).

Мышьяковая промышленность России. Отрасль была представлена до недавнего времени одним единственным в стране и СНГ предприятием – обжиговым заводом в городе Пласт (Челябинская обл.). Используется местное («Южуралзолото») и дальнепривозное сырье. Основная продукция – различные лигатуры. Предприятие не функционирует.

Редкометальная промышленность России. Отрасль представлена такими предприятиями как: Забайкальский ГОК, Малышевское рудоуправление (Свердловская область), Орловский ГОК, «Севредмет» (Мурманская область – Ловозерское тантал-ниобиевое месторождение). Лопаритовый концентрат, производимый «Севредметом» поступает в Соликамск на переработку с целью получения пентоксида ниобия и тантала (большая часть экспортируется).

Отметим, что на Малышевском ГОКе производится бериллиевый концентрат и добываются изумруды (100%). На опытном химическом заводе в Верхней Пышме выпускается ниобий и цирконий. Производство индия сконцентрировано в Челябинске. 100 % борных продуктов России производится в Дальнегорске (Приморский край). 80 % плавикошпатового концентрата выпускается на Ярославском ГОКе (Приморский край).

Алмазодобывающая и гранильная отрасли России. По статистике алмазодобычу относят к цветной металлургии. Добыча алмазов в России ведется с 1955 года, гранильная промышленность – с 1967.

В Сибири обнаружено около 800 кимберлитовых трубок, но только 13 из них имеют промышленное значение (78 % геологических запасов). В Архангельской области – 5 кимберлитовых трубок (22 % геологических запасов). Алмазоносные месторождения Урала россыпные и близки к исчерпанию.

Таблица 50

Основные объекты компании «Алмазы России – Саха»

Ежегодно добывается алмазов в России почти на 3 млрд. долл, а бриллиантов производится только на 0,8 млрд. долл. В 2009 году в стране добыто 34 759 млн. каратов алмазов. 97 % добычи сосредоточено в Якутии (компания «Алроса») – 25 % мирового производства (табл. 50).

В небольших количествах алмазы добываются в Пермском крае (Красновишерск и Александровский район). Новый центр алмазодобычи формируется в Архангельской области (Зимнебережное кимберлитовое поле – на родине М.В. Ломоносова). По мнению геологов перспективны на алмазы некоторые территории Тульской и Ярославской областей.

Крупнейшее гранильное предприятие работает в Смоленске (завод «Кристалл»). Здесь алмазы подвергаются обдирке, огранке, сортировке и инвентаризации. На каждый бриллиант ставится лазерное клеймо с индивидуальным номером. Менее крупные центры огранки алмазов: Москва, Екатеринбург, Пермь («КамаКристалл»).