Магний.
Сравнительно недавно в промышленности стал применяться магний. Значительная часть получаемого магния во время второй мировой войны шла на изготовление зажигательных снарядов, бомб, осветительных ракет и других боеприпасов. Главная область его применения в мирное время – производство легких сплавов на основе магния и алюминия (магналин, дуралюмин). По своим физическим свойствам магнийалюминиевые сплавы – литейные (4-13% магния) и деформируемые (1-7% магния) прекрасно подходят для получения кованых деталей и фасонных отливок в разных отраслях машиностроения и приборостроения. В 1935г. мировое производство магния составило 1,8 тыс.т. В 1943 – 238 тыс.т, в 1988 – 364 тыс.т. . Кроме того, в 1995г. было произведено около пяти млн.т соединений магния. Практически неограниченны и приурочены ко многим районам земного шара запасы сырья, пригодного для получения магния и его многочисленных соединений. Широко распространены в природе содержащие магний доломит и эвапориты (карналлит, бишофит, каинит и др.). Установленные мировые запасы магнезита оцениваются в двенадцать миллиардов тонн. Брусита – в несколько миллионов тонн. Соединения магния в природных рассолах могут содержать миллиарды тонн этого металла. В 1995 г. около сорока одного процента мирового производства металлического магния и двенадцати процентов его соединений приходится на долю США. Турция и КНДР крупные производители металлического магния. Крупные производители соединений магния – Россия, Китай, КНДР, Австрия, Турция и Греция. В США металлический магний производится в штатах Техас, Юта и Вашингтон. Оксид магния и другие его соединения получают из морской воды в Калифорнии, Флориде, Делавэре, и Техасе. Из подземных рассолов в Мичигане. Также путем переработки оливина в Северной Каролине и Вашингтоне. Неисчерпаемые запасы магнезиальных солей заключены в рапе залива Кара-Богаз-Гол.Медь
Один из самых распространенных и наиболее ценный цветных металлов и наиболее ценный это медь. Электротехническая промышленность является крупнейшим потребителем меди. Она использует медь для силовых кабелей, телеграфных и телефонных и проводов, а также в генераторах, электродвигателях и коммутаторах. Применяется медь ещё в автомобилестроении и строительстве. Она расходуется на производство бронзы, латуни и медно-никелевых сплавов. Для получения меди наиболее важным сырьем является халькопирит и борнит (сульфиды меди и железа), халькозин (сульфид меди). Также самородная медь. В первую очередь окисленные медные руды состоят из малахита (карбоната меди). Часто обогащается на месте добытая медная руда. Затем рудный концентрат направляется на медеплавильный завод. Далее – на рафинирование для получения чистой красной меди. Распространенный и дешевый способ переработки многих медных руд – гидрометаллургический: жидкостная экстракция и электролитическое рафинирование черновой меди. В пяти регионах мира преимущественно распространены медные месторождения. Они находятся: в Скалистых горах США; докембрийском (Канадском) щите в пределах штата Мичиган (США) и провинций, Онтарио, Квебек и Манитоба (Канада); на западных склонах Анд, особенно в Перу и; Чили на Центрально-Африканском плато – в медном поясе Замбии и Демократической Республики Конго. Также в России, Узбекистане, Казахстане и Армении. В 1995г основные производители меди: Чили – 2,5 млн. т, США – 1,89 млн. т, Канада -730 тыс. т, Индонезия -460 тыс. т, Перу 405 тыс. т, Австралия 394 тыс. т, Польша – 384 тыс. т, Замбия – 342 тыс. т, Россия – 330 тыс. т. Медные руды в США добываются в основном в Аризоне, Нью-Мексико, Мичигане, Юте и Монтане. Добывается и перерабатывается 77 тыс. т медной руды в сутки на крупнейшем руднике Бингем-Каньон штата Юта. Главная отрасль горнодобывающей промышленности Чили это добыча меди. Там сосредоточено примерно двадцать два процента ее мировых запасов. На месторождении Чукикамата добывают больше всего медной руды. В пустыне Атакама на севере страны открыто в 1981г самое крупное в мире неразрабатываемое меднорудное тело Эскондида (с запасами руды 1,8 млрд. т при содержании меди 1,59%).Свинец
При изготовлении автомобильных аккумуляторов и присадок тетраэтилата свинца к бензину главным образом используется свинец. В последнее время применение токсичных свинцовых присадок сокращается. В связи с ограничениями на использование этилированного бензина. Около четверти добываемого свинца расходуется на нужды связи, строительства, электронной и электротехнической промышленности, на изготовление боеприпасов, красителей (свинцовых белил, сурика и др.), хрусталя и свинцового стекла и керамических глазурей. Свинец применяется в антифрикционных сплавах, в качестве балластных грузов или гирь, в керамическом производстве, для изготовления типографских шрифтов. Из него делают трубы и контейнеры для радиоактивных материалов. Для защиты от ионизирующего излучения свинец является основным материалом. Повторному использованию подлежит большая часть свинца. Исключение составляют стеклянные и керамические изделия, химикаты и пигменты. Могут покрываться в значительной степени за счет переработки металлолома потребности в свинце. Галенит (свинцовый блеск), представляющий собой сульфид свинца – главный рудный минерал свинца. Он часто содержит также примесь серебра, которое извлекается попутно. Образуя полиметаллические руды галенит обычно ассоциирует со сфалеритом – рудным минералом цинка и нередко с халькопиритом – рудным минералом меди. В сорока восьми странах ведётся добыча свинца. В 1995г ведущие производители мировой добычи являются Австралия – 16% , Китай – 16%, США – 15%, Перу – 9% и Канада 8%. Добыча ведется в значительных объёмах также в Казахстане, России, Швеции, Мексике, ЮАР и Марокко. В США, в 1995г, основной производитель свинцовой руды – штат Миссури. Где в долине реки Миссисипи восемь рудников дают 89% общей добычи свинца в стране. Другие районы добычи – штаты Колорадо, Монтана и Айдахо. Запасы свинца на Аляске связаны с серебряными, цинковыми и медными рудами. В Канаде большая часть разрабатываемых месторождений свинца находится в провинции Британская Колумбия. Свинец всегда ассоциирует с цинком в Австралии. Основные месторождения находятся – Брокен-Хилл (Новый Южный Уэльс) и Маунт-Айза (Квинсленд). В Казахстане имеются крупные свинцово-цинковые месторождения. Это Рудный Алтай, Казахский мелкосопочник. Также имеются в Узбекистане, Таджикистане, Азербайджане. Основные месторождения свинца в России сосредоточены на Алтае, в Забайкалье, Якутии, Приморье, на Северном Кавказе и Енисее.Цинк
Цинк известен с древности, синевато – белый металл. Он широко применяется для производства латуни и других сплавов. Также цинк применяется для цинкования – нанесения гальванических покрытий, предохраняющих от ржавления поверхности стальных и железных листов, труб, проводов, металлических сеток, фасонных соединительных деталей трубопроводов. Его соединения служат пигментами, люминофорами и т.д. Основной минерал цинковых руд является сфалерит (сульфид цинка). Он часто ассоциирует с галенитом или халькопиритом. Канада занимает первое место в мире по добычи и запасам цинка. В 1995г это составило 16,5% мировой добычи, 1113 тыс. т. Значительные запасы цинка сосредоточены: в Китае – 13,5%, Австралии – 13%, США- 10%, Перу -10% и Ирландии около трёх процентов. В пятидесяти странах ведётся добыча цинка. Цинк извлекается в России из медноколчеданных месторождений Урала. Также из полиметаллических месторождений в горах Южной Сибири и Приморья. Крупные запасы цинка сосредоточены в Рудном Алтае (Восточный Казахстан – Лениногорск и др.), на долю которого приходится более пятидесяти процентов добычи цинка в странах СНГ. Также в Азербайджане, Узбекистане (месторождение Алмалык) и Таджикистане добывают цинк. В США штат Теннеси занимает ведущее место по добычи цинка – 55%. За ним следуют штаты Нью-Йорк и Миссури. Другие значительные производители цинка являются Монтана, Колорадо, Айдахо и Аляска. Важнейшие цинковые рудники в Канаде находятся в Британской Колумбии, Квебеке, Онтарио, Манитобе и Северо-Западных Территориях.Никель
Для получения никелевой стали используется около 64% всего производимого в мире никеля. Из никелевой стали станки, инструменты, броневые листы и плиты, посуду из нержавеющей стали и другие изделия. Шестнадцать процентов никеля расходуется на гальванические покрытия (никелирование) стали, латуни, меди и цинка. Девять процентов – на суперсплавы для турбин, авиационных креплений, турбокомпрессоров и т.п. Никель применяется при чеканке монет. Например, американская пятицентовая монета содержит двадцать пять процента никеля и семьдесят пять меди. В соединениях с серой и мышьяком никель присутствует в первичных рудах. Во вторичных месторождениях (корах выветривания, латеритах) образует рассеянную вкрапленность водных никелевых силикатов. На долю России и Канады приходится половина мировой добычи никеля. Крупномасштабная добыча ведется также в Австралии, Новой Каледонии, Индонезии, ЮАР, в Китае, на Кубе, Доминиканской Республике и Колумбии. Занимающей первое место по добыче никелевых руд (22% мировой добычи) в России, основная часть руды извлекается из медно-никелевых сульфидных месторождений района Норильска (Таймыр)и отчасти района Печенги (Кольский п-ов). Также на Урале разрабатывается силикатно-никелевое месторождение. Канада, прежде производившая восемьдесят процентов никеля в мире за счет одного крупнейшего медно-никелевого месторождения Садбери (пров.Онтарио). Ныне уступает России по объему добычи. Никелевые месторождения в Канаде также разрабатываются в Манитобе, Британской Колумбии и других районах. Месторождения никелевых руд в США отсутствуют. Никель извлекают в качестве побочного продукта на единственном заводе по рафинированию меди. Также вырабатывают из скрапа (металлолома).Кобальт
Для промышленных и авиационных газотурбинных двигателей кобальт составляет основу сплавов исключительно высокой прочности (суперсплавы). Также для изготовления мощных постоянных магнитов. Оцениваются примерно в 10,3 млн. т. мировые запасы кобальта. Добывается большая часть в Конго (ДРК) и Замбии. Значительно меньше в Канаде, Австралии, России (на Урале), Казахстане, на Украине. Кобальт не производится, хотя его непромышленные запасы (1,4 млн. т) имеются в Миннесоте (0,9 млн. т), Айдахо, Калифорнии, Миссури, Монтане, на Аляске и Орегоне.Олово
Для изготовления белой (луженой) жести используется олово. Эта жесть (сталь, покрытая тонкой пленкой олова) идеально подходит для хранения пищевых продуктов из-за нетоксичности. В США двадцать пять процентов олова расходуется на изготовление консервных банок. Есть ещё другие аспекты применения олова – припай, изготовление шпатлевок, бронзы, баббитов, оловянной фольги и других сплавов. Главный, до недавнего времени – единственный, рудный минерал олова – касситерит (оловянный камень). Он встречающийся главным образом в кварцевых жилах, связанных с гранитами. Также в аллювиальных россыпях. На россыпные месторождения Юго-Восточной Азии приходится почти половина мировой добычи олова. Пояс протяженностью 1600 км и шириной до 190 км от о.Банка (Индонезия) до крайнего юго-востока Китая. Одним из крупнейших мировых производителей олова является Китай. В 1995 г составило 61 тыс. т. Далее идут Индонезия – 44 тыс. т, Малайзия -39 тыс. т, Боливия – 20 тыс. т, Бразилия – 15 тыс. т и Россия – 12 тыс. т. Добыча ведется в значительных масштабах также в Австралии, Канаде, Конго (ДРК) и Великобритании.Молибден
В производстве легированных сталей для станкостроения, нефтегазовой, химической и электротехнической промышленности и транспортного машиностроения применяется молибден. Он также применяется для производства броневых плит и бронебойных снарядов. Молибденит (сульфид молибдена) главный рудный минерал молибдена. Он мягкий черного цвета с ярким металлическим блеском. Этот минерал часто ассоциирует с сульфидами меди (халькопирит и др.) или вольфрамитом, реже – касситеритом. По выпуску молибдена занимают США, занимает первое место в мире. Добыча в 1995г выросла до 59 тыс. т (1992 – 49 тыс. т). В Колорадо (на крупнейшем в мире руднике Хендерсон) и Айдахо добывают первичный молибден. Молибден в качестве побочного извлекают продукта в Аризоне, Монтане, Калифорнии, и Юте. По добыче делят второе место Чили и Китай – по 18 тыс. т. На третьем месте Канада – 11 тыс.т. На эти три страны приходится восемьдесят восемь процентов мирового производства молибдена. В Забайкалье, Кузнецком Алатау и на Северном Кавказе добываются в России молибденовые руды. Небольшие месторождения медно-молибденовые имеются в Армении и Казахстане.Вольфрам
В состав сверхтвердых износостойких инструментальных сплавов, в основном в форме карбида входит вольфрам. В нитях накаливания электроламп он используется. Вольфрамит и шеелит – главные рудные металлы. В Китае сосредоточено сорок два процента мировых запасов вольфрама (в основном вольфрамит). Россия занимает второе место по производству вольфрама (в форме шеелита). В 1995г составило 4,4 тыс. т. На Кавказе, в Забайкалье и на Чукотке находятся основные месторождения. В Канаде, США, Германии, Турции, Казахстане, Узбекистане, Таджикистане. В США имеются крупные месторождения. Также действует один вольфрамовый рудник в Калифорнии.Висмут
Для производства легкоплавких сплавов используется висмут. В ядерных реакторах жидкий висмут служит теплоносителем. В медицине, оптике, электротехнике, текстильной и других отраслях промышленности применяются соединения висмута. В основном попутно при выплавке свинца получают висмут. Минералы висмута являются сульфид висмутин, самородный висмут, висмутовые сульфосоли. Они присутствуют в рудах меди, молибдена, серебра, никеля и кобальта, в некоторых месторождениях урана. Непосредственно из висмутовой руды добывают висмут только в Боливии. Мировые лидеры в 1995г по производству висмута являются Перу – 1000 т, Мексика – 900 т, Китай – 700 т, Япония – 175 т, Канада – 126 т. Значительные запасы висмутовой руды обнаружены в Таджикистане и Узбекистане. В значительных количествах висмут извлекают из полиметаллических руд в Австралии. Висмут в США получают только на одном заводе по рафинированию свинца в Омахе штат Небраска.Сурьма
Сурьма блестящий серебристый хрупкий металл. Сурьма используется в полупроводниках, в химической промышленности, при изготовлении керамики и стекла. Она применяется в качестве отвердителя свинца в автомобильных аккумуляторах. Основная область применения сурьмы – антипирены (антивоспламенители) – составы (преимущественно в форме оксида Sb2O3), понижающие горючесть древесины, тканей и других материалов. Антимонит (стибнит), сульфид сурьмы главный рудный минерал очень часто ассоциирующий с киноварью (сульфидом ртути), иногда с вольфрамитом (ферберитом). Мировые запасы сурьмы, оцениваемые в шесть миллионов тон. Они сосредоточены главным образом в Китае (52% мировых запасов). Ттакже в Боливии, Киргизии и Таиланде (по 4,5%), ЮАР и Мексике Залежи сурьмы в США встречаются в Айдахо, Неваде, Монтане и на Аляске. Промышленные месторождения сурьмы в России известны в Республике Саха (Якутия), Красноярском крае и Забайкалье.Ртуть
Единственный металл и минерал жидкий при обычной температуре. Он затвердевает при температуре 38,9 C. Термометры, барометры, манометры и другие приборы в которых используется ртуть. Она используют в электротехнической аппаратуре – ртутных газоразрядных источниках света: люминесцентных светильниках, ртутных лампах. Также для изготовления красителей, в стоматологии и прочее. Киноварь, сульфид ртути ярко-красного цвета, единственный рудный минерал ртути. После ее окислительного обжига в дистилляционной установке происходит конденсация паров ртути. Очень токсичны ртуть и особенно ее пары. Гидрометаллургический способ, менее вредный, применяется для получения ртути. Киноварь переводится в раствор сульфида натрия, после чего ртуть восстанавливается до металла алюминием. Мировое производство ртути составило 3049 т в 1995г. Выявленные ресурсы ртути оценивались в 675 тыс. т. Главным образом – в Испании, Италии, Югославии, Киргизии, на Украине и в России. Крупнейший производитель ртути это Испания -1497 т. Далее Китай -550 т, Алжир -290 т и Мексика – 280 т. Получения ртути главный источник служит месторождение Альмаден на юге Испании. Оно известное уже почти две тысячи лет. Некоторое количество ртути извлекают в качестве побочного продукта при добыче золота в Юте и Неваде. В США киноварь добывается на одном руднике в Неваде. Небольшие месторождения на Чукотке, Камчатке и Алтае имеются в России. Издавна разрабатываются месторождения Хайдаркан и Чаувай в Киргизии.Горное дело подразумевает использование недр нашей Земли. Люди добывают из нее различные полезные ископаемые, которые необходимы для использования в качестве топлива или сырья. Эта область возникла еще в глубокой древности и развивалось согласно социально-экономической ситуации на земле. Люди совершенствовали орудия, с помощью которых можно было добывать полезные ископаемые, методы обнаружения месторождений, а также придумывали все новое применение найденных материалов. Площадь исследования источников сырья постоянно увеличивалась и распространялась на разные страны. С каждым периодом люди усовершенствовали свои навыки, орудия, развивая тем самым местность, на которой они проживали, а также их социально-экономический статус.
Одним из важных и необходимых полезных ископаемых является металл, который входит в состав руд. Металлы обладают несколькими свойствами: они твердые и плотные (за исключением ртути), являются проводниками электричества и тепла, а также звука. Температура плавления и кипения твердых металлов довольно высока (от 28 до 3000 ºС и выше). Имея такой полезный набор свойств, они находят широкое применение в различных сферах человеческой деятельности. Их используют для изготовления электрических кабелей, ювелирных изделий, посуды, различных деталей в строительстве, а также в авиационной и автомобильной промышленности. И это не полный список сфер, где люди используют металл. Главным преимуществом таких изделий являются прочность, а также его способность принимать любую форму под воздействием давящего на него инструмента.
Строение металлов
Все металлы состоят из частиц, между которыми существует химическая связь. Количество электронов между ними очень мало и на внешних оболочках они имеют очень слабую связь с ядром. Атомы этого материала расположены в определенном порядке и образуют собой кристаллическую решетку. Если через каждый атом мысленно провести линию, то в итоге мы получим набор правильных геометрических фигур. Но что касается расстояния между ними, то оно не одинаково, и зависит это от самого металла, его температуры, а также давления.
Типы металлов
Согласно их промышленному употреблению, металлы делятся на черные и цветные. Как это видно из названия, различаются они по цвету. Но кроме цветовых оттенков они имеют другие отличительные свойства: черные металлы более твердые и плотные, цветные же пластичнее и мягки по своей структуре. К первой группе относятся железо, его сплавы, а также марганец и иногда хром. Они используются в промышленности более чем на 90%, в отличие от цветных. Из черных металлов в основном изготавливают чугун и сталь. Для их изготовления используется сплав железа и углерода, но в разных пропорциях. Сталь содержит меньше углерода, чем чугун, не более 2,14 %. Но это процентное соотношение может варьироваться. Иногда нужно произвести сталь с содержанием углерода меньше, чем 1%. В таком случае на производстве данную смесь кипятят до тех пор, пока углерод не испарится до нужного количества.
К цветным относятся все остальные нежелезные металлы. К таковым относятся медь, алюминий, никель, свинец, цинк, олово и многие другие. Кроме того, цветные металлы подразделяются на две группы: легкие и тяжелые. Производство и тех, и других подразумевает затрату энергии. На легкие ее требуется гораздо больше. К легким обычно относят магний, алюминий, титан, а к тяжелым - свинец, олово, медь, никель, цинк. Так как способ производства данных материалов различается, то и промышленность было решено поделить на тяжелую и легкую металлургию. Причем заводы первой отрасли располагаются непосредственно около источника добычи подобного сырья, а второй - находятся у источников недорогой энергии.
Месторождения руд в России
Наша страна занимает первое место по запасам железной руды. В России существует множество месторождений этого сырья. Таковыми областями являются Курская аномалия, которая является самым мощным в мире железорудным бассейном, Карельское и Костомукшское месторождения, гора Магнитная (Челябинская область), Кузбасс, Красноярский край и др. В данных районах в основном добывают ископаемые для черной металлургии. Что касается цветной, то их месторождения сосредоточены на Уральском районе, Северный Кавказ, Дальний восток, Западная и Восточная Сибирь. Как правило, базы по переработки подобного сырья расположены вблизи от каждого месторождения.
Способы добычи руд
Для изготовления металла используются различного типа руды. Для каждого вида такого сырья в природе существуют разные руды. Есть руда медно-никелевая, железная, свинцово-цинковая и другие. Кроме того, например, из железной руды добывается не только железо, но и другие металлы, так как в ней могут содержаться их примеси.
Так как металлы добываются в природе из руд, то для установления их нахождения используются несколько способов добычи: открытый(карьерный) и подземный (шахтный). Иногда можно встретить комбинированный подход - открыто-подземный. Открытые горные работы ведутся на поверхности земли под открытым небом. Прежде чем приступить к самой добыче, производится подготовка горных пород к выемке. При данном процессе происходит отделение этих пород от массивов, а затем происходит рыхление. Если добыча осуществляется из скал, то в ход идут буро-взрывные работы. Для взрыва используются грамониты, гранулированные аммиачно-селитренные гранулиты и водонаполненные ВВ. Затем добытую массу грузят в транспортные средства с помощью различных подъемно-транспортных механизмов и транспортируют, а используемая земля рекультивируется.
Подземные горные работы осуществляются без нарушения поверхности земли. Они проводятся в ее недрах. Несмотря на популярность использования открытых работам, подземная добыча остается важным способом нахождения полезных ископаемых. Сначала месторождение вскрывают, затем, как и при открытых работах происходит подготовка ископаемых к выемке. После всего этого осуществляются очистные работы, которые заключаются в выемке сырья валовым способом, либо по отдельности, что называется селективной выемкой. Таким образом полезные ископаемые добываются из недр земли.
Кроме тяжелой техники в современном мире для добычи металлов используются компьютерные технологии, с помощью которых становится возможным планировать, проектировать все виды будущих работ.
Обработка металла
Когда местонахождение устанавливается, добытые руды подвергаются обогащению. Это способ разделения образований на металлы и минералы. Затем полезные ископаемые сортируются по качеству. После процесса обогащения, из руды извлекается металл при помощи электролитического и химического восстановления. Далее металлы обрабатываются и нередко шлифуются до блеска.
Все побочные мероприятия с сырьем проводятся на специальных металлургических комбинатах. Таковых предприятий в России очень много. Существуют главные комбинаты, а также их филиалы, расположенные как вблизи основного завода, так и вдалеке, в других регионах. Каждая крупная промышленность разделена на несколько цехов, в которых с металлом производят различные действия. Сначала его обрабатывают и прессуют в большие слитки. В другом цехе его прокатывают до размера меньше. После того, если металл идет, например, на изготовление проволоки, его прокатывают до такого диаметра, чтобы он соответствовал заказанным требованиям. Затем его отправляют в специальные лаборатории для исследования качества. В этих лабораториях специалисты исследует химический состав продукта с помощью спектрального оборудования. Материал проверяют на прочность, испытывают на растяжение, пластичность, разрушение, на изгиб, перегиб, осадку, оправку и многое другое. Если обнаружен брак, то металл такого рода не используется. Для деталей, проволоки, запчастей и прочего используют только качественный продукт без примесей. Далее этот материал отправляется в другие цеха на изготовление всего возможного, где он может понадобиться. Так как в России большие запасы железной руды, то обработанный материал распространяется не только по нашей стране, но и по другим странам. Этот продукт очень популярен, ведь его используют в изготовлении большинства станков, оборудований, машин и прочего.
Современная ситуация на рынке металлургии
Если обратиться к конкретным предприятиям, то можно заметить, что их работа не всегда стабильно направлена лишь в одну сторону. Многое зависит от запасов руды и от потребности людей. Так, например, в местах, где большие запасы руд исчерпаны, нередко предприятиям приходится закрываться из-за отсутствия нужды в них.
Кроме того, бывают случаи, когда какой-либо завод решают перепрофилировать. Так, например, планировали сделать с Надвоицким алюминиевым заводом. Но, из-за нестабильной ситуации на рынке алюминиевой фольги, данный проект был отложен.
Ситуация на рынке по мимо всего прочего влияет не только на объем производства продукции, но и на себестоимость изготавливаемых материалов. Примером может послужить предприятие «Березитовый рудник», расположенный в Амурской области. На данный момент заводы вынуждены снижать себестоимость золотодобычи, но, при этом им удается сохранить свою финансовую устойчивость. Кроме того, в планах данного предприятия расширение своего производства. Данная компания желает заняться резкой металла посредством лазерных оборудований.
Что касается добычи некоторых видов металлов, например, золота, то в нынешнем году, в России добыча данного сырья увеличилась в разы. Главными районами с богатым запасом желтого металла названы Красноярский край и Кемеровский регион. Данный материал был получен не только путем добычи, но и во время изготовления других металлов, посредством переработки лома и отходов.
Как правило, развивающиеся отрасли, в которых нуждается страна и весь мир в целом, не стоят на месте. Многие компании расширяют свое производство и строят новые предприятия. Одной из таких компаний на современном этапе является ОАО «Атомредметзолото» (АРМЗ), которая планирует начать добычу свинцово-цинковых руд в 2019 году. Это предприятие имеет намерение направить свои силы на арктическом архипелаге Новая Земля. Планируется также начать строительство комбината, который будет перерабатывать добытый материал.
Таким, образом, добыча металла является самой важной отраслью в нашем мире. Этот материал используется с давних времен и не прекращает быть популярным, ведь изделия из металла окружают каждого из нас. Поэтому горное дело является ведущей областью в изготовлении многих продукции.
Для удовлетворения потребностей в цветных металлах необходима, с одной стороны, развитая металлургическая промышленность, способная осуществлять производство цветных металлов в необходимом ассортименте и с требуемым качеством. С другой стороны, необходима сырьевая база, обеспечивающая металлургическую промышленность соответствующим сырьём и энергоносителями. Основным сырьём для получения цветных металлов являются руды.
Руда – минеральное образование с содержанием металлов или полезных минералов, обеспечивающая техническую возможность и экономическую целесообразность их извлечение. Минералы, содержащие извлекаемые (полезные) металлы называют рудными, остальные – пустая порода. Обычно руду называют по получаемому из неё основному металлу, например, медная, железная и т.д. Однако простых руд, содержащих только одно полезное ископаемое, в природе почти не существует.
Рудное месторождение, как правило, состоит из нескольких полезных минералов, в свою очередь, содержащих 2÷5, а иногда более 10 ценных элементов. В зависимости от химического состава рудных минералов руды называют самородными, сульфидными, окисленными. Под окисленными рудами подразумевают не только оксиды, но и кислородосодержащие минералы, например, силикаты, карбонаты, нитраты. По содержанию металлов руды делят на богатые, бедные и забалансовые (непромышленные).
Руды различают по принципу образования в земной коре — генезису: магматические, пегматические, гидротермальные и т.д.; по физическим характеристикам — форме рудных тел, крупности, текстуре; структурным особенностям и другим признакам. Минимальное содержание металла в добываемой руде не остается постоянным, а зависит от уровня развития техники в данной отрасли металлургии и потребности в данном металле. Так, до недавнего времени считалось, что минимальное содержание меди в руде должно быть выше 1%. Однако с развитием методов обогащения и потребностей этот минимум в настоящее время снижен до 0,5÷0,8 %.
По химическому составу руды подразделяют на следующие виды:
- Самородные — основной металл присутствует в свободном состоянии;
- Окисленные — основной металл находится в виде соединения с кислородом, карбоната, гидрата и др.
- Сульфидные — основной металл находится в виде сульфидного соединения.
К типичным представителям руд первой группы (самородных) относятся золотосодержащие.
- россыпные — золото встречается в свободном виде среди обломков рыхлых отложений (песков) являющихся результатом разрушения первичных горных пород;
- коренные — золото находятся в свободном или связанном состоянии в твёрдых кристаллических породах, таких как кварц, гранит, порфир и др.
Из окисленных руд после процессов обогащения и металлургических переделов получают: никель, алюминий, титан, вольфрам, уран, ниобий, тантал и др.
Россия располагает крупными запасами руд цветных металлов. Отличительной их особенностью является многокомпонентность и чрезвычайно низкий процент содержания в них металла. Поэтому руды почти всех цветных металлов подвергаются обогащению. По запасам руд цветных металлов Россия занимает ведущее место в мире. Ценность запасов руд цветных и редких металлов составляет 1,8 трлн. долл. США. Основные запасы размещаются на территории Урала, Западной и Восточной Сибири, Дальнего Востока и других регионов страны.
Месторождения медных руд . По разведанным запасам медных руд Россия занимает 3-е место в мире и уступает США и Чили. Медные ресурсы разведаны в 120 месторождениях. Медь является важнейшим цветным металлом. Она отличается малым содержанием металла в руде (1-2%) и залегает часто в сочетании с цинком, свинцом, золотом, серебром. Крупные месторождения железных руд разведаны в Восточной Сибири, на Урале и Северном Кавказе.
На Урале наиболее крупные месторождения - Деггярское, Красноуральское, Кировоградское, Ревдинское - расположены в Свердловской области. В Челябинской области находится Карабашское месторождение, в Оренбургской - Гайское, Блявинское.
В Республике Башкортостан наиболее богатыми месторождениями являются Сибай, Учалинское. На Северном Кавказе - Урупское и Худесское в Ставропольском крае.
Месторождения имеются в Западной Сибири, на Алтае. Самые крупные запасы медных руд сосредоточены в Восточной Сибири в комплексных медно-никелевых рудах Норильского, Октябрьского и Талнахского (Красноярский край) и медистых песчаных рудах Удоканского (Забайкальский край) месторождений. Удоканское месторождение является самым крупным месторождением медных руд в России (запасы на 1,2 млрд.т.). Запасы медно-никелевых руд имеются на Севере, в Мурманской области.
Месторождения полиметаллических руд. Полиметаллические свинцово-цинковые руды России сосредоточены в Восточной Сибири - Нерчинская группа (в Забайкалье), Западной Сибири - Салаирская группа (Алтайский край), Горевское месторождение в Красноярском крае, на Дальнем Востоке - Тетюхинская группа (Приморский край).
Месторождения никеля и кобальта. Главные месторождения руд никеля размещены на территории Мурманской области (Каула), Оренбургской (Буруктальское) и Челябинской (Черемшанское) областей, Красноярского края (Норильское, Талнахское).
Основная масса производимого в стране кобальта получается переработкой комплексных руд.
Месторождения олова. Главный район размещения месторождений олова - Дальний Восток. Наиболее крупные месторождения расположены в районах хребтов Малый Хинган и Сихотэ-Алинь, Южном Приморье и бассейне р. Яна.
Месторождения легких металлов. Из легких металлов в промышленности важную роль играют алюминий и магний. Ведущая роль в промышленном производстве принадлежит алюминию , сплавы которого находят широкое применение в авиационной и космической промышленности. Магний широко используется в пиротехнике, фотоделе, в авиационной и атомной промышленности, а также в черной и цветной металлургии. Для получения алюминия используют три основных вида исходного сырья - бокситы, нефелины и алуниты.
Бокситы представляют собой осадочную породу, которая содержит глинозем, кремний и закись железа. Содержание глинозема в бокситах колеблется в пределах 40-70%. Месторождения бокситов расположены на Урале (в Свердловской области, - Северо-Уральское, в Челябинской области - Южно-Уральское), на Северо-Западе (в Ленинградской области - Тихвинское), на Севере (в Архангельской области - Северо-Онежское), а также в Восточной Сибири (в Красноярском крае и Республике Бурятия).
Нефелины встречаются во многих районах страны. Крупнейшим месторождением, находящимся в Мурманской области, является Хибинское апатитонефелиновое (запасы - 60 млн т), в Западной Сибири (Кемеровская область) - Кия-Шалтырское месторождение), в ряде районов Восточной Сибири - месторождения в Иркутской области и Республике Бурятия.
Залежи магниевых руд (магнита) осваиваются на Урале (Сатка) и в Восточных Саянах.
Месторождения благородных металлов и алмазов. К благородным металлам относятся золото, серебро, платина, палладий, иридий, осмий и рутений. Российская Федерация является одним из крупнейших производителей драгоценных металлов и драгоценных камней. Страна занимает пятое место в мире по добыче золота, на ее территории насчитывается около 1,5 тыс. месторождений золота, а па долю приходится 6-7% объема мировой добычи. Основные месторождения золота встречаются в коренных породах в виде кварцево-золотоносных жил и в россыпях. Они расположены на Урале, в Восточной Сибири (Красноярском крае и Иркутской области), на Дальнем Востоке (в Республике Саха (Якутия) и Магаданской области), а также в Западной Сибири и на Севере страны. Многие месторождения помимо золота содержат серебро, висмут, мышьяк, сурьму и другие элементы.
Российская Федерация занимает второе место в мире (после ЮАР) по производству металлов платиновой группы. Месторождения платиновых руд расположены в Норильском рудном районе в Восточной Сибири, Камчатском и Хабаровском краях, Республике Саха (Якутия), на Кольском полуострове (Мончегорское месторождение), а также на Урале.
Россия располагает крупными месторождениями алмазов. На долю России приходится более 50% мировых запасов алмазов. Их запасы оцениваются в 200 млн карат (карат - единица массы, применяемая при взвешивании драгоценных камней). Наша страна занимает второе место в мире по их добыче после ЮАР. На долю России приходится 20-25% объема мировой добычи. В недрах Якутии содержится 83% разведанных запасов и 38% прогнозных ресурсов запасов России.
Крупные месторождения алмазов сосредоточены в Республике Саха (Якутия) в средней части бассейна рек Лены и Вилюя. По верхнему течению реки Алдан и в бассейне реки Вишера в Пермском крае. Наибольшее промышленное значение имеют кимберлитовые трубки "Мир", "Айхал", "Удачная", расположенные в среднем течении реки Вилюй. Крупные месторождения алмазов разведаны также в Архангельской области, в 100 км севернее Архангельска. Алмазоносные районы разведаны в Ленинградской области и Республике Карелия.
Федеральное государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Сибирская академия государственной службы»
Институт переподготовки специалистов
Курсовая работа
по дисциплине «Экономика Сибири»
Тема: Цветные металлы
(минерально-сырьевой потенциал и его освоение в Сибири)
Студент: Позднякова Л.И.
Преподаватель:,
Новосибирск 2007г
Введение
Руды легких цветных металлов
Руды тяжелых цветных металлов
Руды малых металлов
Руды редких металлов
Заключение
Введение
Цветная металлургия Западной Сибири по удельному весу с черной металлургией составляет лишь 5%. А ее доля в России по производству продукции составляет 4,9%. В последние десятилетие развитие цветной металлургии, а в частности Западносибирской алюминиевой промышленности было связано со строительством мощных гидроэлектростанций на реках Сибири.
В основном вся цветная металлургия базируется на привозном сырье аппатитов и оловянного концентрата из горно-обогатительных комбинатов Дальнего Востока и Восточной Сибири. Разработка местных руд осложнена серьезными проблемами. Во-первых, здешняя руда имеет сложный состав. Разработать технологию для ее использования не просто. Во-вторых, экологическая уязвимость района очень высока.
Алюминиевую промышленность можно назвать единственной индустриальной отраслью, которая выстояла в годы разрушительной и крутой экономической ломки, практически не снизила объемы производства и не только живет, дышит, но и развивается. Это кажется тем более удивительным, что оборонка, потреблявшая львиную долю крылатого металла, резко снизила заказы в связи с крупномасштабными сокращениями производства военной техники, да и многие другие партнеры, не имея денег, не получая поставки с алюминиевых заводов. Казалось, что крах отрасли был неизбежен. Но в жизни все оказалось иначе сегодня по выпуску алюминия Россия по-прежнему прочно удерживает лидирующие позиции в мире, занимая второе место после США.
На предприятиях цветной металлургии Новосибирской области увеличили производство в июне на 66,2%, с начала года на 23,6% по сравнению с соответствующим периодом 1995 года. За полугодие выпуск металлического молибдена увеличился в 1,3 раза, олова в 1,5 раза, добыча золота 1,7 раза. В основном вся цветная металлургия базируется на привозном сырье аппатитов и оловянного концентрата из горно-обогатительных комбинатов Дальнего Востока и Восточной Сибири. Разработка местных руд осложнена серьезными проблемами. Во-первых, здешняя руда имеет сложный состав. Разработать технологию для ее использования не просто. Во-вторых, экологическая уязвимость района очень высока.
РУДЫ ЛЕГКИХ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
Цветные металлы делятся на две основные группы: легкие (алюминий, магний, титан) и тяжелые (медь, цинк, свинец, никель, кобальт). Среди легких цветных металлов по объемам производства и потребления резко преобладает алюминий.
Алюминий. Исходным сырьем для производства металлического алюминия служит глинозем, который получают путем переработки таких полезных ископаемых, как бокситы и нефелиновые руды.
Прогнозные ресурсы бокситов России составляют 290 млн.т (1.5% мировых). Сосредоточены они преимущественно на территории Белгородской (40 %) и Свердловской (34 %) областей, а также Республики Коми (16 %).
По запасам бокситов Россия, значительно уступая лидирующим в этом отношении странам - Гвинее, Бразилии и Австралии занимает сейчас 9-е место в мире. Размещены отечественные запасы бокситов преимущественно на территории Республики Коми (29 %), Свердловской (27%) и Архангельской (23 %) областей.
Качество российских бокситов в основном невысокое. Их кремневый модуль, не превышает 20, поэтому они требуют значительно больших затрат энергии для переработки в глинозем. Только 48 % запасов бокситов в России могут эксплуатироваться рентабельно.
Балансовые запасы бокситов в России учитываются по месторождениям. В семи наиболее важных из них заключено около 70 % запасов, а шесть из этих месторождений обеспечивают свыше 90 % всей отечественной добычи бокситов.
Наиболее качественные из российских бокситов (кремневый модуль 10-20) находятся в Северо-Уральском районе (СУБР) в Свердловской области (месторождение Кальинское, Новокальинское, Красная Шапочка и Черемуховское).
Бокситы Вежаю-Ворыквинского месторождения на Среднем Тимане (Республика Коми) имеют гораздо более низкий модуль (около 6). Однако данное месторождение эксплуатируется открытым способом, обладает значительными запасами, и потому рентабельность добычи бокситов здесь является самой высокой в России.
Обеспеченность добывающих предприятий разведанными запасами в целом по России превышает 140 лет. Вместе с тем для конкретных рудников она заметно ниже. Так, например обеспеченность Северо-Уральского рудника - 55 лет. Средне - Тиманского -50.
Россия является единственной страной в мире, где для производства глинозема используется такое низкокачественное сырье, как нефелиновые руды и концентраты.
Разведанные запасы нефелиновых руд составляют 4,6 млрд т. Активная часть этих запасов, учтенная в семи эксплуатируемых месторождениях Мурманской и Кемеровской областях, равна 2,4 млрд т.
Более 80 % запасов нефелиновых руд находятся в месторождениях Хибинской группы в Мурманской области. Нефелин получается здесь как попутный компонент при обогащении аппатитовых руд.
Объем добычи нефелиновых руд на Кия-Шалтырском месторождении составил в 2001 году около 3,7 млн т, на месторождениях Хибинской группы - 1,0 млн т.
По выпуску глинозема (в 2001 году - 3,0 млн т) Россия занимает шестое место в мире. Весь он производится из отечественного сырья: 60 % - из бокситов на трех заводах в Свердловской и Ленинградской областях, 40 % - из нефелинового концентрата на двух заводах в Красноярском крае и в Ленинградской области.
Потребности российских алюминиевых заводов в глиноземе за счет отечественного сырья покрываются лишь на 45 %. Остальное его количество импортируется из Украины, Казахстана и стран дальнего зарубежья.
Несмотря на острый дефицит сырья, обусловленный отсутствием в России крупных месторождений высококачественных бокситов, отечественная алюминиевая промышленность успешно вышла из кризиса и стала на мировом рынке одним из лидеров. По производству первичного алюминия (в 2001 году - 3,3 млн т) Россия занимает второе место в мире. Выпускается он на 11 заводах, причем большая его часть (83 %) - в Сибирском федеральном округе, где расположены 5 заводов и где имеются дешевые источники электроэнергии (главной составляющей затрат при производстве металлического алюминия).
Титан. Россия обладает крупными запасами титановых руд. Они сосредоточены на 19 месторождениях, из них 7 россыпных. Рентабельными в современных условиях оказываются лишь 68 % разведанных запасов. Основная масса активных запасов титана заключена в Медведевеком коренном месторождении (Челябинская область) и нескольких россыпных месторождениях: Центральном (Тамбовская область), Лукояновском (Нижегородская область), Яреском (Республика Коми), Тарском (Омская область) и Ордынском (Новосибирская область). Все россыпные месторождения являются комплексными и помимо титана содержат промышленное количество циркония.
Ордынское и Тарское месторождения в Сибирском регионе, представленные горизонтальным пластом рудных песков, имеющим мощность около 4 м и залегающим на глубине 60 м (Тарское) и 140 м (Ордынское), обладают огромными запасами и еще большими перспективами по их приросту. Например, лишь на небольшом (5,9 км) разведанном участке Ордынской россыпи прирост запасов двуокиси титана на 1 января 2000 года составил 412,8 тыс. т, двуокиси циркония - 102,6 тыс. т. Главная трудность их освоения заключается в отсутствии проверенной технологии добычи рудных песков с глубины 60-140 м. Использованный здесь в опытном порядке гидроскважинный метод добычи пока не встретил единодушного одобрения специалистов.
РУДЫ ТЯЖЕЛЫХ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
Медь . Прогнозные ресурсы меди России оцениваются в 66,5 млн т. Большая их часть находится в Уральском (32,5 %), Сибирском (21,1 %), Приволжском (17 %) и Дальневосточном (16,4 %) федеральных округах.
По запасам меди (около 9 % мировых) Россия занимает третье место в мире после Чили и США. Примерно 65 % разведанных и 85 % предварительно оцененных запасов сосредоточены в Сибирском федеральном округе. По структуре запасов меди Россия отличается от ведущих стран. Если там основным типом месторождений служит медно-порфировый, то в России - сульфидный медно-никелевый, медно-колчеданный и тип медистых песчаников.
Запасы меди учитываются в России по 124 месторождениям, но более 80 % этих запасов сконцентрированы всего лишь на 12 из них. Важнейшими являются сульфидные медно-никелевые месторождения Октябрьское, Талнах и Норильск-1 в Таймырском АО. На их долю приходится свыше 40 % отечественных запасов меди категорий А + В + d и свыше 60 % - категории С 2 .
Еще одним весьма крупным месторождением меди в России является Удоканское (Читинская область). Оно принадлежит к типу медистых песчаников и заключает в себе 22,3 % всех запасов меди категорий А + В + С\ и 33,2 % - категории С 2 при среднем содержании меди 1,56 %. Данное месторождение находится пока в нераспределенном фонде недр. Его освоение сдерживается отсутствием транспортных путей (строительство железнодорожной ветки к нему должно было быть завершено в 2003 году).
Среди месторождений медно-колчеданного типа, которые распространены главным образом на Южном и Среднем Урале, наиболее значительным является Гайское (Оренбургская область). Оно существенно меньше норильских, тем не менее на его долю приходится 8 % разведанных запасов меди России.
Онлайн калькуляторы
