Оценка проектов предприятий горно-металлургического комплекса. Учебное пособие
.pdf
|
|
|
|
Продолжение табл. 1 |
|
|
|
|
|||
Полезное |
Название, тип, марка, |
Область применения |
|||
ископаемое |
характерный признак |
||||
|
|||||
|
|
|
|
Получение фосфорной кислоты, |
|
Фосфатные |
Апатито-нефелиновые |
аммофоса, желтого фосфора |
|||
и фосфоритовые руды |
для использования в металлургии, |
||||
руды |
Cа5(PO4)3(F, Cl, OH) |
химической промышленности |
|||
|
|||||
|
|
|
|
и сельском хозяйстве |
|
|
Магнетитовая, буроже- |
Исходное сырье для производства |
|||
|
лезняковая, мартитовая, |
чугуна и стали; применяются так- |
|||
|
кварциты железистые. |
же в химической промышленности |
|||
|
Основными железосо- |
и керамическом производстве |
|||
Железные |
держащими минералами |
|
|||
руды |
являются магнетит, |
|
|||
|
гематит, сидерит, лимо- |
|
|||
|
нит, мартит. Титаномаг- |
|
|||
|
нетиты являются рудой |
|
|||
|
для получения ванадия |
|
|||
|
Основные минералы |
Исходное сырье для производства |
|||
|
чугуна и стали, силикомарганца |
||||
Марганце- |
для получения марган- |
||||
и ферромарганца; в производстве |
|||||
вые руды |
ца – манганит МnО(ОН), |
||||
сухих батарей, стекла, керамики, |
|||||
|
пиролюзит МnО2 |
эмали. Оборонная промышленность |
|||
|
|
|
|
||
Хромито- |
Единственная руда для |
Для получения специальных |
|||
получения хрома – хро- |
сплавов и стали различных марок, |
||||
вые руды |
мит FeCr O |
|
хромирования поверхности сплавов |
||
|
2 |
4 |
|
|
|
|
Важнейшая руда для |
В качестве легирующего элемента |
|||
Титановые |
получения титана – |
для сплавов в авиа- и ракетострое- |
|||
руды |
минералы ильменит |
нии, оборонной промышленности |
|||
|
FeTiO3 и рутил TiO2 |
|
|||
|
|
|
|
Вольфрам – для производства спе- |
|
Вольфра- |
Важнейшими рудными |
циальных сталей и сверхтвердых |
|||
момолиб- |
минералами являются |
сплавов; молибден – для производ- |
|||
деновые и |
шеелит Ca(WO4), воль- |
ства покрытий рентгеновских тру- |
|||
молибдено- |
фрамит (Fe,Mn)WO4, |
бок в стекольном и керамическом |
|||
вые руды |
молибденит MoS2 |
производстве, в сплавах для сопел |
|||
|
|
|
|
ракет, лопаток турбин и др. |
|
|
|
|
|
Производство изделий широкого |
|
|
|
|
|
промышленного и сельскохозяй- |
|
Алюминие- |
Основной минерал – |
ственного применения из алюми- |
|||
вые руды – |
глинозем Al O |
ния и сплавов на его основе, в том |
|||
бокситы |
|
2 |
3 |
числе в машиностроении, самолето- |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
строении, ракетостроении, оборон- |
|
|
|
|
|
ной промышленности и др. |
|
21
|
|
Окончание табл. 1 |
|
|
|
|
|
Полезное |
Название, тип, марка, |
Область применения |
|
ископаемое |
характерный признак |
||
|
|||
|
К рудным минералам |
Производство меди и на ее основе |
|
|
относятся куприт Cu2O, |
сплавов, применяющихся в элек- |
|
Медные |
халькопирит CuFeS2. |
тротехническом производстве, |
|
халькозин Cu S, ковел- |
машиностроении и других отрас- |
||
руды |
2 |
|
|
лин Cu2S·Cu2S2, стан- |
лях промышленности и сельского |
||
|
|||
|
нин Cu2FeSnS2, борнит |
хозяйства |
|
|
Cu5FeS4 |
|
|
|
|
Получение свинца и цинка для |
|
|
К основным рудным |
производства аккумуляторов, |
|
Свинцово- |
защиты от радиоактивного излу- |
||
цинковые |
минералам относятся |
чения, предотвращения коррозии |
|
руды |
галенит PbS и сфалерит |
металлов и сплавов, производства |
|
|
ZnS |
сплавов цветных металлов, анти- |
|
|
|
||
|
|
фрикционных сплавов и покрытий |
|
|
|
В серно-кислотном, целлюлозно-бу- |
|
Серные |
|
мажном, кожевенном, стекольном, |
|
Самородный элемент S |
текстильном производствах, для |
||
руды |
|||
|
изготовления резины, медицин- |
||
|
|
||
|
|
ских товаров и др. |
Здесь приведен далеко не полный перечень добываемых твердых полезных ископаемых и областей их использования, но его достаточно, чтобы оценить масштаб недропользования в горнопромышленной отрасли. Развитие в последние годы новых отраслей производства (в частности, в области элек- тронно-вычислительной техники, оптики, современных видов связи и т.д.) влечет за собой как использование новых видов полезных ископаемых, так и применение известных для других целей, что в целом приводит к дальнейшему развитию гор- но-металлургического комплекса.
2.2.Минерально-сырьевой потенциал недр
иего использование
Как уже отмечалось, использование минеральных ресурсов недр Земли является основой всех видов хозяйственной деятельности человека. Оценочный анализ мирового потребления основных видов полезных ископаемых свидетельствует о его непрекращающемся росте за счет как интенсификации работ
22
на эксплуатируемых месторождениях, так и ввода в разработку новых. Только за период с 1970 по 2010 г. добыча угля в мире выросла более чем вдвое, железной руды – в 3,1 раза, медной руды – в 2,4 раза, бокситов – в 7,3 раза.
Ниже приводятся сведения о некоторых важнейших видах твердых полезных ископаемых (ТПИ) по состоянию на конец первого и начала второго десятилетий XXI в.
Уголь. Суммарные мировые геологические ресурсы угля оцениваются приблизительно в 14 810 млрд т, причем на США, Россию, Китай, Индию, Австралию, Южную Африку приходится более 80 % всех доказанных мировых запасов. Имеющиеся открытые данные свидетельствуют, что больше всего угля у США (27,1 %). Здесь необходимо отметить, что к сведениям о запасах и добыче угля и других видов полезных ископаемых, представляемых США и Китаем, надо подходить
снекоторой осторожностью. В первую очередь это вызвано геополитическими мотивами США и существующей до сих пор и усиливающейся в последние годы некоторой традиционной закрытостью экономики Китайской Народной Республики, планомерно решающей долговременные задачи.
Россия обладает запасами, оцениваемыми в 4700 млрд т (17,3 % от мировых), Китай – 12,6 %. На долю США и Китая приходится более 50 % мирового производства и потребления угля, причем часть потребления покрывается за счет экспорта
ссохранением своих запасов. Далее по убывающей в производстве и потреблении идут Австралия, Индия, Южная Африка, Россия, Индонезия, Польша, Германия, Канада.
Преобладающая доля угля потребляется в качестве энергоносителя. До сих пор уголь является основным энергоносителем в производстве электроэнергии в Польше (обеспечивает получение около 96 % электроэнергии), Индии – 81 %, Китае – 79 %, Чехии – 63 %, США – 54 %, Германии – 51 %. В Российской Федерации с развитой сетью гидроэлектростанций, оставшейся от СССР, эта доля гораздо скромнее и составляет около 17 %.
Последние 25–30 лет доля угля в потреблении энергоресурсов мира достаточно стабильна и колеблется около показателя
23
25 %. Рост энергопотребления нашей цивилизацией также стабилен и ежегодно составляет 2,4–2,6 %. Интенсивно развивающиеся Китай и Индия обеспечивает 70 % мирового роста потребления – ежегодный прирост в Китае – 4,3 %, в Индии – 3,4 %.
Опыт развития мировой угольной промышленности и прогнозы показывают, что объемы добычи угля в ближайшие годы будут неуклонно расти (в основном за счет Китая и Индии).
Основные запасы угля и мощности по его добычи в России сосредоточены в Кузбассе и Канско-Ачинском бассейне.
Железная руда. Использование железа (Fe) обеспечило качественный скачок в развитии нашей цивилизации, так как позволило создать первые сложные механизмы, машины. Человечество прошло длинный путь в потреблении от единичных и небольших объемов использования «болотной руды» и метеоритного железа до гигантских карьеров с производительностью в десятки миллионов тонн.
В настоящее время добыча железной руды ведется в 50 странах, причем более 74 % приходится на Бразилию, Австралию, Китай, Россию и Индию. Лидерами являются Китай и Бразилия, отличающиеся не только благоприятными климатическими и геологическими условиями, но и высоким содержанием железа – до 58 % Fe в руде в среднем. Высокое содержание железа в разрабатываемых месторождениях отмечается также в Австралии – 64 %, Индии – 61 %, ЮАР – 63 %.
Российская Федерация, отличающаяся жестким климатом, сложными горно-геологическими условиями разработки и невысоким содержанием Fe (около 36 %), из-за высоких затрат на добычу и обогащение не может на равных конкурировать с такими лидерами, как Австралия и Бразилия. Россия вынуждена проектировать и строить более сложные и дорогие горно-металлургические комбинаты, что, естественно, обусловливает меньшую экономическую эффективность и более тяжелые экологические последствия.
Объемы добычи железной руды определяются уровнем производства стали – рост объемов выплавки металла влечет
24
за собой повышение объемов добычи. 30 % добытой в мире руды потребляет Китай, постоянно наращивая объемы экспорта и добычи. Темпы развития этого государства не обеспечиваются собственной рудой вследствие довольно невысокого содержания железа (33 %) на части месторождений и низкой рентабельности, поэтому основными поставщиками этого ТПИ в КНР являются Австралия, Бразилия и Украина. В последние годы в среднем ежегодно добивается около 2,8 млрд т с постоянной тенденцией роста.
Крупнейший железорудный регион в России – Курская магнитная аномалия (КМА), на территории которой ведут добычные работы Лебединский горно-обогатительный комбинат (ЛГОК), Михайловский ГОК и Стойленский ГОК.
Медь. Медь (Сu) является одним из древнейших используемых человеком металлов, чему способствовало ее проявление в самородном виде. В настоящее время промышленных месторождений такого типа меди в мире нет, разрабатываются мед- но-цинковые, медно-никелевые и тому подобные руды.
Разведанные мировые запасы меди оцениваются приблизительно в 1 млрд т, из них подтвержденных – около 550 млн т. По оптимистическим оценкам на суше может содержаться до 3 млрд т меди и в мировом океане – около 700 млн т. При современном уровне потребления запасов должно хватить на 60 лет.
Основными мировыми производителями меди являются (по убывающей) Чили, США, Перу, Китай, Австралия, Россия, Индонезия, Канада, Замбия, Казахстан, Польша, Мексика. Необходимо отметить, что более 30 % мирового производства приходится на Чили, причем в этой стране и в Перу идет постоянный прирост добычи меди.
Рубеж производства в 15 млн т преодолен в 2005 г., в 2011 г. было добыто более 16,1 млн т меди, крупнейшим потребителем которой является Китай.
Бокситы и алюминий. Более 90 % запасов основного сырья для получения алюминия (Al) – бокситов сосредоточено всего в 18 странах с тропическим и субтропическим климатом.
25
Такое распределение месторождений бокситов объясняется природными особенностями образования этого вида сырья. Поэтому запасы очень ограничены: в мире обнаружено всего 7 бокситоносных регионов: западная и центральная Африка (основные запасы в Гвинее), Южная Америка (Бразилия, Венесуэла, Суринам), Карибский регион (Ямайка), Океания и юг Азии (Австралия, Индия, Китай), Средиземноморье (Греция, Турция) и Урал (Россия).
Основные месторождения бокситов высокого качества с содержанием глинозема более 50 % уже поделены между крупнейшими участниками отрасли. Самые большие запасы бокситов обнаружены в Гвинее (20 млрд т), Австралии (7 млрд т), Бразилии (6 млрд т), Вьетнаме (3 млрд т), Индии (2,5 млрд т), Индонезии (2 млрд т). Наиболее крупными подтвержденными запасами (в сумме 65 % мировых) обладают следующие страны: Гвинея (21 %), Бразилия (15 %), Австралия (11 %), Ямайка (7 %), Камерун (6 %), Мали (4,5 %). Как уже отмечалось, такая концентрация обусловлена климатическими условиями образования этих осадочных пород.
Мировыми лидерами в производстве алюминия являются Китай, Россия, Канада, США, Австралия, Бразилия, Индия. Россия производит около 4 млн т алюминия в год, причем на внутреннее потребление идет в лучшем случае пятая часть, а остальное идет на экспорт. Необходимо также отметить, что алюминий получают из привозного сырья, так как российские нефелиновые сиениты, нефелин-апатитовые породы трудно и сложнообогатимы, а единственный завод в г. Пикалево, построенный для выплавки этого металла из отечественного сырья, был закрыт в начале этого века.
Никель. Этот металл является одним из наиболее востребованных в сталелитейной промышленности и машиностроении, более 60 % производимого никеля (Ni) используется при производстве нержавеющей стали.
К крупнейшим странам – производителям первичного никеля относятся Россия, Япония, Австралия, Канада, Индонезия и Китай. Причем если Китай в 1994 г. произвел 30 тыс. т никеля, то в 2006 г. уже более 100 тыс. т, а сейчас круп-
26
нейшими потребителями этого металла являются Европа (30 % от мирового), Китай (более 21 %), Япония (14 %) и США (14 %). Около 20 % мирового производства никеля принадлежит «Норильскому никелю» в России.
Цинк. Разведанные подтвержденные запасы цинка (Zn) в мире составляют более 350 млн т, при современном уровне потребления их хватит на 25–30 лет. Несмотря на то, что месторождения цинка есть в 70 странах мира, основные запасы находятся в шести: Россия имеет до 14,4 % от мировых запасов, Австралия – 12,4 %, Казахстан – 10,5 %, Канада – 7,6 %, США – 7,4 %, Китай – 5,0 %.
Крупнейшими производителями и экспортерами цинка являются Австралия, Канада и Китай, а крупнейшими потребителями – США, Тайвань и Германия. Объемы мирового производства этого металла постоянно растут – если в 1970 г. они составили 5,95 млн т, то уже к 2011 г. они выросли больше чем вдвое – до 12,4 млн т.
Несмотря на высокие темпы производства, имеется дефицит цинка на мировом рынке, вызванный Китаем и США, где потребление обгоняет производство. Китай по различным оценкам потребляет от 11 до 25 % мирового производства цинка, который в основном используется в оборонной промышленности, строительстве и интенсивно развивающихся автопроме и станкостроительстве.
Серебро. Мировыми лидерами в добыче серебра (Ag) являются Перу, Мексика, Китай, Чили, Австралия, Польша, США, Канада. Запасы серебра на нашей планете составляют 570 тыс. т.
Добыча и производство этого металла в мире постоянно растут, например, если в 1970 г. этот показатель составлял 9,58 тыс. т, то в 2011 г. он вырос до 23,8 тыс. т. Это объясняется широким применением серебра в различных отраслях хозяйствования – ювелирные изделия, сувениры, фотография, телевидение, электронные компоненты, аккумуляторы, катализаторы для химической промышленности, системы очистки воды, сверхэффективные моторы и т.д.
27
Золото. Это один из самых дорогих благородных металлов, достаточно часто встречается в самородном и россыпном виде, поэтому используется с самих древних времен. В России интенсивная добыча золота (Au) началась с XIX в. на Урале и в Сибири.
Разведанные мировые запасы составляют около 100 тыс. т, причем почти 70 % добычи золота приходится на ЮАР, Австралию, США, Китай, Перу, Россию, Канаду, Индонезию. Необходимо отметить, что многие рудники и прииски (даже из стратегических запасов бывшего СССР) в настоящее время или принадлежат зарубежным компаниям, или отданы им в концессию якобы из-за их нерентабельности. В настоящее время первенство по добыче золота начиная с 2009 г. занимает Китай (около 314 т), затем идут Австралия (227 т) и США (216 т). Объемы добычи этого металла постоянно растут: с 1990 г. преодолен рубеж в 2 тыс. т, сейчас ежегодно добывается более 2,5 тыс. т (в 2011 г. добыто 2,7 тыс. т).
Лидерами использования золота в технических целях (электронная, электротехническая, космическая, приборостроительная и тому подобные промышленности) являются Япония, США, Германия. Данные по Китаю весьма противоречивы, так как (по мнению серьезных аналитиков) эта страна значительную часть золота, якобы используемого в ювелирной промышленности, использует в технических целях (на оборонку).
Асбест. Асбест представляет собой тонковолокнистый минерал, который легко распадается на отдельные достаточно прочные и гибкие волокна. Из-за такого внешнего вида и свойств в древности его называли горным льном. Асбест используется для изготовления огнеупорных (до 700–800 °С) тканей, картонов и т.п. Устойчивость к огню зачастую использовалась церковниками многих стран при демонстрации «чуда» нетленности и несгораемости клочков ткани, сделанных из асбестовых волокон, якобы принадлежащих одежде Христа, Девы Марии или каким-либо святым.
Существует две большие группы асбестов: хризотил-асбест и амфибол-асбест. Исследованные мировые запасы асбеста
28
оцениваются в 200 млн т, к которым необходимо добавить порядка 45 млн т предполагаемых запасов. Самое крупное месторождение асбеста расположено в провинции Квебек (Канада). Основными производителями хризотил-асбеста являются Россия (45 %), Китай (15 %), Казахстан (10 %), Бразилия (11 %), Канада (10 %) и Зимбабве (8 %).
В последние десятилетия в мире ведется антиасбестовая кампания с экологических позиций, что вызвало резкий спад его производства с 4,88 млн т в 1980 г. до порядка 2 млн т в последние 20–25 лет. Отчасти экологическая составляющая этой борьбы верна, так как амфиболовый асбест вреден для человека. Волокна такого асбеста, попадая в легкие, способствуют развитию раковых заболеваний, так как не выводятся наружу. Однако производство амфиболового асбеста практически никогда не превышало 5 % от мировых объемов и сейчас прекращено. В основном антиасбестовые атаки спровоцированы конкурентной борьбой на рынке огнеупоров.
Все же в ряде европейских стран введен запрет на асбест; в США также был введен запрет, но в 1991 г. его отменили.
Основными потребителями асбеста являются Китай, Россия, Индия, Таиланд, Бразилия, Средняя Азия, Иран, Вьетнам. Два крупнейших производителя асбеста находятся в России – ООО «Ураласбест» и ОАО «Оренбургские минералы», соответственно около 490 тыс. т и 370 тыс. т.
Фосфаты. Они являются основным сырьем для производства фосфорных удобрений. С 2007 г. в мире наблюдается рост цен на фосфорные удобрения и фосфорную кислоту до 3–5 раз. Это вызвано масштабным увеличением объемов потребления удобрений в Китае, Индии и Бразилии как для производства продуктов питания, так и для получения биотоплива.
Сырьем для производства соединений фосфора служат апатитовые и фосфоритовые руды. Прогнозные ресурсы России, заключенные в этих рудах, оцениваются в 727,5 млн т (в перерасчете на пентоксид фосфора – Р2О5). Почти 65 % ресурсов (471, 2 млн т) составляют фосфоритовые руды. Основные ресурсы апатитовых руд сосредоточены (236,3 млн т) в Мурманской области и Республике Саха (Якутия).
29
Общемировые запасы фосфатных руд оцениваются порядка 19 млрд т, в основном они находятся в Марокко, Китае, России (1,27 млрд т, или 6,7 % мировых) и США. Основными производителями и поставщиками фосфорного концентрата являются Марокко, Россия, Иордания, Китай, Сирия (до начала военных действй), причем наша страна от 80 % и выше производимой продукции экспортирует в ущерб развитию собственного агропромышленного комплекса. В последние годы объемы потребления фосфорных удобрений приобрели тенденции к росту в среднем на 10–15 % в год, но для научно обоснованного поддержания плодородия почв для российского сельского хозяйства необходимо не менее 2–3 млн т в год, а оно получает не более 15–25 % от требуемого. Необходимо также отметить практически неподъемные для отечественных сельхозпроизводителей цены.
Марганец. Рудно-сырьевая база марганца (Mn) в России практически отсутствует, и страна вынуждена закупать этот вид минерального сырья в Украине и Казахстане. В то же время марганец относится к стратегическим видам минерального сырья.
Балансовые запасы марганцевых руд в России колеблются около 250–260 млн т с довольно низким содержанием полезного компонента (в среднем 20 %, в зарубежных странах – 44 %). В последние 20 лет потребности российской промышленности в силикомарганце и ферромарганце удовлетворяются за счет внутреннего производства лишь на треть (25–40 %); основные поставки осуществляются из Украины, Казахстана и Грузии.
Основными потребителями марганца в ближайшие годы (как и сейчас) будут Китай, Индия и страны Ближнего Востока. По прогнозам прирост производства стали в период до 2025 г. в мире составит около 25–42 % (более 17 млн т), причем потребление марганцевых сплавов Китаем вырастет более чем на 80 %.
Марганцевые месторождения России обладают небольшими запасами и расположены в основном в неосвоенных и труднодоступных районах Северного Урала и Сибири (64,2 % – Кемеровская область; 27,2 % – Свердловская об-
30
