Часть 3 . Металлургия цветных металлов

Значение цветных металлов в жизнедеятельности человечества очень велико и особенно возрастает с развитием новой техники. Развитие реактивной и атомной энергетики, освоение космического пространства, бурный расцвет радиозлектроники не возможен без потребления алюминия, меди, цинка, свинца, олова, никеля, титана, магния и гаммы «редких» металлов и в первую очередь вольфрама, молибдена, полупроводниковых металлов (кремния, германия), «рассеянных» (галлия, индия, селена, теллура) и ряда других.

3.1. Исторические вехи развития производства цветных металлов на Украине

Со времен глубокой древности, за тысячелетия до нашей эры, людям были известны добыча руд, выплавка металлов и изготовление из них различных изделий из цветных металлов. Древняя металлургия была совершенно непохожей на современную по техническому уровню и масштабам. Этот процесс развивался одновременно с общим подъемом производительных сил человеческого общества. В истории первобытного общества выделяют периоды соответственно смене материалов: медного и бронзового (сплав меди и олова) в IVII тысячелетиях до н. э. и железного в конце II - начале I тысячелетия до н. э.

О развитии в древности цветной металлургии на территории Украины свидетельствуют многие исторические документы и археологические материалы. Начало освоения металлургии меди относится к IV тысячелетию до н. э. В начале III тысячелетия до н.э. медь появляется на юге Европы, в Северном Причерноморье и Приазовье, а во II - начале I тысячелетий до н. э. и на территории Восточной Европы. В начале медь использовали в самородном виде, обрабатывая ее ковкой. Позднее было освоено плавление медной руды. Согласно археологическим исследованиям, на территорию Правобережной Украины медь проникла из Передней Азии через Балканы и Прикарпатье. Закавказье было центром, откуда медь шла в Восточную Европу. Медь долгое время оставалась важнейшим материалом для производства различных предметов, она широко применялась для изготовления орудий труда на протяжении всего II тысячелетия до н. э.

В Средней и Восточной Европе, в частности на территории Украины, бронзовый век (следующий за медным) продолжался около тысячи лет, при­близительно с XVII до VIII ст. до н. э.

В степных районах Украины обнаружены остатки многих бронзолитейных мастерских с запасами сырья, литейными формами и готовыми изделиями. Такие мастерские существовали в Днепровском Надпорожье, Нижнем Поднепровье, Южном Побужье и на других территориях. Увеличение потребности в металле привело к развитию горного дела, рудным разработкам в открытых карьерах и подземных шахтах. Остатки раз­работок бронзового века на территории Украины найдены в районе Донбасса. Например, вблизи хутора Калиновского обнаружены брошенные карьеры и шахты глубиной до 30 м. Выплавляли медь и изготовляли медные сплавы вблизи мест добычи руды, ( рис.1.2).

Рис. – Производство меди с применением толстостенных глиняных печей

Продукция распространялась в виде слитков. Многие слитки найдены в Закарпатье, Донбассе, нижнем Приднепровье.

Из археологических источников известно, что одним из важнейших районов бронзолитейного производства в эпоху поздней бронзы являлась территория современной Запорожской области. Определенный интерес представляет находка литейной формы вблизи поселения эпохи бронзы около с. Старая Игрень под Днепропетровском, Цюрупинском, Кардашинкой (район Херсона) и Завадивкой (район Каховки) - X-VIII ст. до н. э. Найдены кинжальчики, которые изготовлялись во многих бронзолитейных мастерских Нижнего Подпорожья.

История цветной металлургии Украины с древнейших времен и до конца 19-го столетия страдает существенным пробелом. Указывается [5] о наличии на территории Украины единственного крупного рудника и завода по получению ртути в Никитовке (Донецкая область).

В дореволюционной России и в том числе на Украине не производилось большинство цветных и редких металлов и существующий спрос на них удовлетворялся импортом из более развитых капиталистических стран, главным образом из Германии, Англии и Франции.

В 1915 г академик В.И. Вернадский с горечью писал: « Мы сейчас находимся в таком положении, что по отношению к целому ряду естественных продуктов мы не знаем- есть ли они у нас, или нет, а если есть, то в каком количестве, так как мы привыкли получать их извне и отвыкли искать их у себя. Такое положение сейчас еще имеет место по отношению к ряду чрезвычайно необходимых металлов: к висмуту, сурьме, вольфраму, молибдену, церию, ванадию и прочим».

Однако предпосылки для создания производства цветных и редких металлов на Украине были. Например, первое указание на присутствие циркона в балке Мазуровой встречается в геологическом описании Мариупольского округа, составленном геологом Иваницким В. в 1883 году.

Первые шаги по созданию науки в Украине связаны с именем академика Вернадского В.И., (рис.1), который по состоянию здоровья переехал в 1917 г. из Москвы в Киев. Здесь он активно участвует в создании Украинской академии наук и избирается ее президентом, где работает вплоть до конца 1921 г. Это была первая национальная Академия наук страны.

Рис. – Вернадский В.И. – первый президент академии наук Украины

В годы третьей пятилетки на Украине начала зарождаться промышлен­ность редких металлов. На базе разведанных запасов циркония (Мазуровское месторождение) в 1939 г. была организована старательская добыча цирконового концентрата, а уже в 1940 г. построена опытная обогатительная фабрика по выпуску цирконового концент­рата из рассыпных руд.

В годы довоенных пятилеток на Украине расширялось производство ртути (Никитовское ртутное предприятие). В апреле 1929 г. в Константиновке началось строительство государ­ственного цинкового завода «Укрцинк» и в ноябре 1930 г этот завод был пущен в производство.

Дореволюционная Россия не имела своей алюминиевой промышленности.

3 сентября 1930 г. в Запорожье в торжественной обстановке были заложены корпуса Днепровского алюминиевого комбината, (рис.1.5). В состав комбината должны были войти три завода: глиноземный, электролитный и электродный.

Рис. – Строительство Днепровского алюминиевого завода

С января 1933 г началась усиленная подготовка к пуску электролизного завода и эта работа увенчалась успехом - 12 июня 1933 г. - были получены первые слитки украинского алюминия.

30 мая 1935 г. состоялся правительственный пуск Днепровского алюминиевого комбината в полном технологическом цикле.

Рис. – Разливка первого ковша алюминия

В годы третьей пятилетки на предприятиях цветной металлургии Запорожья было организовано производства новых видов продукции: металлического кремния и силумина.

С целью производства угольных анодов, подовых блоков для алюминиевых электролизеров и электродной массы для ферросплавных печей в сентябре 1933 г. в составе Днепровского алюминиевого комбината был введен в эксплуатацию комплекс цехов по производству электродной продукции.

В 1940 г. электродный завод Днепровского алюминиевого комбината был выделен в самостоятельное предприятие - Днепровский электродный завод, рис.

Вторым по значению, легким металлом, организация производства кото­рого настоятельно диктовалась потребностью новых отраслей промышлен­ности, был магний.

Строительство ДМЗ началось в 1932 г, а 22 декабря 1935 г. страна получила собственный магний.

Рис. – Строительство Днепровского магниевого завода

В годы третьей пятилетки на Украине начала зарождаться промышленность редких металлов. На базе разведанных запасов циркония в 1939 г. была организована старательская добыча цирконового концентрата, а уже в 1940 г. построена опытная обогатительная фабрика по выпуску цирконового концентрата из рассыпных руд, которая в период войны была разрушена.

По сырьевой проблеме германия значительные работы проводили в ВИМСе, Гиредмета, Укргиредмете, ИТИ. Были детально обследованы все возможные сырьевые источники германия - руда цветных металлов, коксующиеся и энергетические угли, железные руды и отходы различных заводов и электростанций страны.

В 1940 г в Украинском филиале Гиредмета создана полупромышленная установка для извлечения германия из фусов коксохимического производства Донбасса.

В 1922 г. на Украине было только одно предприятие цветной металлургии - Никитовский ртутный комбинат, в конце 1930 г. работало уже четыре, а к началу 1941 г. – восемь предприятий, в том числе такие крупные, как заводы «Укрцинк», Днепровский электродный, Днепровский магниевый и Днепровский алюминиевый.

Начавшаяся в 1941 г. Великая Отечественная война приостановила развитие цветной металлургии в Украине. Все предприятия были демонтированы и вывезены в Сибирь.

После окончания Великой Отечественной войны начался период восстановления предприятий цветной металлургии Украины. Первый по важности из цветных металлов являлся алюминий. Поэтому восстановление цветной металлургии началось Запорожского алюминиевого завода, который дал первую послевоенную продукцию в 1949 г.

Широкий размах поисковых и разведочных работ в 50-е годы принес ряд открытий. В долине p. Ирша были разведаны россыпные месторождения ильменита. В дальнейшем на Волыни была открыта и разведана целая группа месторождений ильменита. По химическому составу ильменит Иршинского месторождения оказался лучшим сырьем для получения пигментной двуокиси титана, производство которой стало быстро развиваться на Украине .

На Побужье геологами были разведаны промышленные запасы силикатных никелевых руд.

Большим достижением геологов Украины является открытие и разведка уникальных комплексных цирконо-рутило-ильменитовых россыпных месторождений в Приднепровье, среди которых на первом месте стоит Малышевское месторождение.

В результате поисков в 1953 году было открыто и разведано крупнейшее Самотканское месторождение, пески которого по структуре и вещественному составу напоминают титано-циркоовые пески Австралии и Флориды (США). Месторождение расположено в благоприятном климатическом районе, пески легко доступны при вскрыше, их значительные запасы с высоким содержанием полезных минералов, многокомпонентность и хорошая обогатимость явились решающим фактором для его эксплуатации.

До 1991 года Украина по значимости ее в развитии цветной металлургии европейской части планеты находилась на передовых рубежах, как по производству так и потреблению целого ряда цветных металлов.

В настоящее время цветная металлургия Украины представлена 52 предприятиями различной формы собственности. На собственном сырье базировалось производство титана, ферроникеля, циркония, гафния, кремния, ртути, урана, германия (уровень 2001 года).

Этому способствовали ряд факторов:

-уникальное географическое расположение страны;

- наличие значительной сырьевой базы на многие цветные металлы;

-развитые отрасли машиностроения (в том числе , авиация и космическая техника), ядерная энергетика, транспорт,

-огромный интеллектуальный потенциал и т.д.

Далее представлены основные предприятия цветной металлургии (часть 3), а также дается краткий обзор производства и потребления ряда металлов (часть 4).

В данном учебном пособии представлен материал по четырем основным производствам Украины: титана, алюминия, меди и магния.