География 9 класс pdf

Рис. 2. Типы металлургических предприятий

Металлургические комбинаты полного цикла объединяют все стадии металлургического передела (производство чугуна, стали и проката), производство кокса, сопутствующие производства (строительных материалов из шлака, химических продуктов из коксового или доменного газов).

Комбинаты полного цикла создаются в районах, обладающих запасами железных руд, – Липецк (Россия), Запорожье, Кривой Рог (Украина).Приэтомиспользуетсяпривознойкоксующийсяуголь.Они размещаются также вблизи месторождений коксующихся углей

(например, в Новокузнецке, Кузнецкий каменноугольный бассейн; в Макеевке, Енакиево – в пределах Донецкого бассейна). В эти районы завозятся концентраты железных руд.

В размещении комбинатов черной металлургии с полным циклом существенна роль транспортного фактора. Многие предприятия размещают в крупных морских портах, куда доставляют металлические концентраты и каменный уголь. В качестве примера можно привести комбинаты, размещенные на побережье Японии (Кавасаки, Осака), Р. Корея (Кваньянг), США (Балтимор, Бетлехем, Филадельфия), Франции (Дюнкерк), Италии (Таранто), Румынии (Галац). Можно выделить комбинаты, ориентирующиеся на железнодорожные грузопотоки коксующихся углей, концентратов руды, металлолома – Череповец (Россия), Краков (Польша), Кошице (Словакия).

Комбинирование позволяет обеспечивать непрерывность стадий металлургического производства, сокращать транспортные расходы и длительность производственного цикла, эффективно использовать производственные отходы и решать экологические проблемы.

251

Металлургические предприятия с неполным циклом могут включать два передела (производство стали и проката) или один передел (сталелитейное или прокатное производство). К заводам с двумя переделами можно отнести Молдавский металлургический завод в Рыбнице (Приднестровье), заводы в Волгограде, Комсо- мольске-на-Амуре (Россия), с одним переделом – «Уральский трубник» в городе Первоуральске, где осуществляется производство труб.

Предприятия бездоменной металлургии производят сталь непо-

средственно из специальных железорудных концентратов (окатышей). На этих предприятиях, в отличие от комбинатов с полным циклом, отсутствует производство чугуна. Крупнейшее предприятие такого типа размещено в г. Старый Оскол (Белгородская обл., Россия).

Ферросплавные заводы производят сплавы железа с никелем, хромом, марганцем и другими легирующими металлами. Размещены вблизи крупных металлургических баз (например, в Запорожье, Челябинске).

Цеха «малой металлургии» размещены в пределах крупных предприятий машиностроения и производят разнообразный прокат для собственных нужд машиностроительных предприятий. Например, такойцехпущенвэксплуатациювконце2008г.наЗАО«Литмаш»(г.Тирасполь).

Во многих странах возникают разнообразные сочетания металлургических заводов разных типов, формирующихся под воздействием сырьевых и топливных ресурсов. Эти сочетания получили название металлургических баз (районов). Например, в США (Кливленд-Де- тройт-Чикаго), в ФРГ (Рейнско-Вестфальский), в Великобритании (Южный Уэльс), во Франции (Льеж-Леруа). В России выделяют Центральную, Уральскую, Сибирскую базы, на Украине – Донецко-При- днепровскую.

Производство стали. Несмотря на рост производства цветных металлов и их сплавов, пластических масс, композитов и других конструкционных материалов, сталь по-прежнему является основным конструкционным материалом, особенно в машиностроении и строительстве.

Производство стали в долгосрочном периоде имеет положительную динамику. Мировой выпуск стали в 1950 г. составил 189 млн т, в 2000 г. – 849 млн т, а в 2007 г. достиг 1,346 млрд т. Крупнейшими производителями стали являются Китай, Япония, США, Россия, Р. Корея, Индия, Германия, Украина, Бразилия, Италия, Турция, Испания, Франция, Мексика (табл. 2).

252

* Среди других производителей стали в 2008 г. выделялись Индия (57,8 млн т), Украина (38,1 млн т), Италия (30,6 млн т), Турция (26,8 млн т), Испания (18,6 млн т), Франция (17,9 млн т), Мексика (17,2 млн т).

Среди производителей черных металлов особое место занимает Китай, который лидирует среди стран мира с большим отрывом в добыче железной руды, производстве чугуна, стали и проката. Китай оказывает решающее воздействие на динамику объемов производства черных металлов в мире.

По производству стали и проката на одного жителя выделяется и Приднестровье (1,8 т в 2007 г.), которое уступило по этому показателю лишь Люксембургу (более 6 т).

Мировая торговля черными металлами. На мировой рынок пос-

тупают железорудные концентраты, стальной прокат и ферросплавы. Объем экспорта железорудного концентрата превышает 500 млн т. Крупнейшими экспортерами в 2008 г. были Австралия (309 млн т), Бразилия (262 млн т), Индия (101), ЮАР (32 млн т), Канада (26 млн т), Россия (25 млн т). Наиболее крупными импортерами железной руды в 2008 г. были Китай – 444 млн т, Европейский Союз – 166 млн т, Япония – 140 млн т, Р. Корея – 50 млн т.

Основными экспортерами стали в 2008 г. были (млн т): Китай – 69, Япония – 36, Россия, Украина, Германия – по 30, Бельгия – 22, Р. Корея – 19, Италия – 18, Франция – 16. Крупнейшими импортерами стали были (млн т): США – 31, Германия – 27, Р. Корея – 26, Италия – 25.

Вопросы и задания по черной металлургии

1.Какие типы предприятий входят в состав черной металлургии?

2.Каковы основные варианты размещения комбинатов с полным циклом?

3.Почему объем производства стали в мире существенно превосходит объем производства чугуна?

4.В чем отличие бездоменного производства стали от традиционного, какие преимущества при этом достигаются?

5.К какому типу металлургических предприятий относится металлургический завод в Рыбнице?

6.Почему центры черной металлургии Японии, Италии, Р. Корея расположены преимущественно на побережьях этих стран?

253

4.3. Цветная металлургия

Состав. Цветная металлургия объединяет предприятия, занятые добычей руд цветных металлов, их обогащением и выпуском металлических концентратов, производством цветных металлов, их сплавов, а также переработкой этих металлов и сплавов в металлические изделия.

К цветным относят все металлы и сплавы, кроме марганца, хрома, железа и его сплавов. Различают следующие группы цветных металлов:легкие(алюминий,титан,магний),тяжелые(медь,свинец,цинк, никель, олово), благородные (золото, серебро, платина и платиноиды), редкие и рассеянные (цирконий, ниобий, тантал, литий, селен, теллур), радиоактивные – уран, торий (рис. 3, табл. 3).

Частовыделяютособуюгруппуметаллов–легирующие,вкоторую включают ванадий, вольфрам, кобальт, молибден, никель. Их используют в виде добавок при производстве высококачественных сталей.

*Редкими называют металлы, которые производятся в ограниченных масштабах.

Кним относят рассеянные (галлий, гафний, германий, индий, таллий, тантал, теллур, рений, селен, цирконий) и редкоземельные (скандий, лантан и лантаноиды) металлы. Редкие и рассеянные металлы, как правило, содержатся в горных породах в крайне незначительных количествах и поэтому отдельно не добываются. Они извлекаются как примеси вместе с медными, свинцово-цинковыми и другими рудами.

254

Значение цветной металлургии обусловлено особыми свойства-

ми цветных металлов и их сплавов. Одни из них устойчивы против коррозии (олово, свинец, никель), другие – жаропрочны (титан, вольфрам, молибден, цирконий) или обладают высокой электропроводимостью (алюминий, медь, серебро). Некоторые металлы (уран, торий, плутоний) радиоактивны и являются источником атомной энергии. Многие цветные металлы обладают антибактерицидными и антимикробными свойствами (например, серебро).

Цветные металлы широко применяют в машиностроении, химической промышленности, электроэнергетике, строительстве. Во многих случаях они составляют основу высокотехнологических отраслей – электронной и авиакосмической промышленности, атомной энергетики.

Велико значение цветных металлов в производстве вооружений, в медицине (в зубопротезировании, изготовлении медицинских инструментов) и ювелирном деле. Золото, серебро, платина, наряду с промышленным применением, широко используются в искусстве, архитектуре, в культовых объектах, в качестве банковских резервных средств, как средство тезаврации.

В начале XX в. производилось около 2 млн т цветных металлов, в 1950 г. – 6,5 млн т, в 2008 г. – 79,7 млн т, в 2009 г. – 76,4 млн тонн.

Несмотря на высокий спрос и широкий спектр применения, объем производства цветных металлов значительно меньше, чем черных. В 2008 г. объем производства черных металлов в 16,7 раз (в натуральном выражении) превышал выпуск цветных металлов.

Около ¾ производимых цветных металлов (по физическому весу) приходится на алюминий, медь, цинк, свинец, никель, олово (табл. 4). Остальные цветные металлы выпускаются в незначительных количествах. Например, годовое производство золота составляет около 2,5 тыс. т.

Добыча и обогащение руд цветных металлов. Технологический процесс в цветной металлургии включает добычу и обогащение руд, производство черновых и рафинированных (очищенных) металлов, проката.

Для руд цветных металлов характерно низкое содержание металла. Так, для выплавки одной тонны меди необходимо в среднем 100 т

Таблица 4

Динамика мирового производства основных цветных металлов

255

руды, одной тонны олова – 300 т руды. Поэтому после добычи руды

подвергаются обогащению, в результате которого получают концентрат металлический, содержащий основную часть металла, и хвос-

ты, включающие преимущественно пустую породу.

Обогащениерудцветныхметалловвключаетследующиепроцессы:

1)измельчение руд в тончайший порошок (в специальных дробилках и шаровых мельницах);

2)флотацию, которая осуществляется в флотационных машинах, куда из дробильной машины измельченный порошок поступает в виде пульпы. В пульпу добавляют специальные реагенты. При перемешивании образуется пена, с которой на поверхность всплывают металлосодержащие зерна. Поднятую с пеной на поверхность полезную часть руды снимают и сушат, получая концентрат. Для монометаллических руд применяют простую флотацию, для полиметалличексих – селективную (многостадийную).

Вторичное сырье представлено цветным ломом, в котором содер-

жание металлов значительно выше, чем в концентратах. При использованииломадостигаетсясущественнаяэкономияэнергии.Вторичная металлургия – экологически более чистая, чем производство металлов из концентратов.

Производство легких металлов. По объему выпуска среди легких металловвыделяетсяалюминий–прочный,легкийсеребристо-белый металл, обладающий хорошей тепло- и электропроводностью.

Алюминий и его сплавы широко используются в самолетостроении, ракетостроении, автомобилестроении, вагоностроении, судостроении, строительстве, электротехнической промышленности и электроэнергетике, для изготовления химического оборудования, контейнеров, емкостей для хранения топлива, газов. Он применяется и для изготовления посуды, выпуска упаковочных материалов – тары для напитков, фольги.

Производство алюминия включает (рис. 4) добычу алюминиевых руд (бокситов, нефелинов, алунитов), обогащение руд и производство глинозема (Al2O3), выплавку первичного металлического алюминия, производство сплавов алюминия: силумина (Al+Si), дюралюминия (Al+Cu+Mg+Mn) – изготовление из алюминия различных видов проката, литьевых изделий – получение вторичного алюминия из лома.

Главное алюминиевое сырье – бокситы. Подтвержденные мировые запасы бокситов составляют около 27 млрд т, из которых 30% приходится на долю Гвинеи, 18% – Австралии, 8% – Ямайки, 7% – Бразилии, 6% – Индии. В добыче бокситов ведущее место занимает Австралия (62 млн т, или более ⅓ мировой добычи в 2007 г.). Значительны объемы добычи бокситов в Бразилии (25 млн т), Индии (23), Китае (22), Гвинее (19), Индонезии (16), Ямайке (15), России (6), Венесуэле, Суринаме и Казахстане – по 5 млн т.

256

Подготовительная стадия:

производство глинозема (Al2O3)

Основная стадия:

электролиз глинозема в металлический алюминий; производство алюминия из металлического лома; производство алюминиевых сплавов

Завершающая стадия:

прокат алюминия, производство кабеля, производство комплектующих изделий для электротехники

и других отраслей хозяйства

Рис. 4. Схема производственного цикла в алюминиевой промышленности

Так как бокситы характеризуются высокой транспортабельностью, глиноземное производство организовано не только в местах добычи, но и в странах потребления Al2O3. На экспорт поступает ⅓ добываемых бокситов.

Бокситыперерабатываютвглинозем (Al2O3),производствокоторого в мире превышает 60 млн т. Основные производители – Австралия и Китай – по 19 млн т в 2007 г., Бразилия – 7 млн т, США и Ямайка – по 4 млн т, Индия и Россия – по 3 млн т, Венесуэла и Суринам – по 2 млн т.

Для производства чистого алюминия используется электролитический способ, который является электроемким. Поэтому алюминиевые заводы размещаются в районах, обладающих дешевой электроэнергией. Крупнейшие алюминиевые заводы России (Красноярский, Братский, Саянский) и Украины (Запорожье) расположены вблизи крупных ГЭС. Влиянием этого фактора объясняется производство алюминия в Канаде и Норвегии, обладающих дешевой электроэнергией, производимой на ГЭС.

В мире есть примеры размещения алюминиевых заводов близ ТЭС и АЭС. Дешевая электроэнергия ТЭС, использующих отечественный мазут, способствовала размещению производства алюминия в ОАЭ, Иране, Бахрейне. Завод в районе Дюнкерка (Франция) использует электрическую энергию крупнейшей в стране атомной станции – Гравлин.

География производства алюминия. Алюминиевая промыш-

ленность как отрасль возникла лишь в конце XIX в. Вся мировая выплавка алюминия в 1895 г. составляла около 2,5 тыс. т. В 1990 г. было произведено 18,5 млн т первичного алюминия (без учета переплавки алюминиевого лома), в 2000 г. – 24,0 млн т, в 2008 г. – 38,4 млн т. Основными производителями алюминия являются Китай (13,1 млн т в

257

2008 г.), Россия (4,2 млн т), Канада (3,1 млн т), США (2,6 млн т), Австралия (2,0 млн т), Бразилия (1,7 млн т), Норвегия (1,4 млн т).

В мире производится около 10 млн т вторичного алюминия (из металлолома).Впроизводствевторичногоалюминиялидерамиявляются США(40%отмировоговыпуска),Япония,ФРГ,Китай,Италия,Франция, Великобритания.

Крупными поставщиками алюминия на внешние рынки являются Австралия, Россия, Канада, Норвегия, Бразилия.

К производству легких металлов относится выпуск титана и магния, которое характеризуется высокой электроемкостью и размещается в регионах, обладающих источниками дешевой электроэнергии.

Производство тяжелых металлов. Наиболее распространенными металлами этой группы являются Cu, Pb, Zn, Sn. Медь (Cu) – второй среди цветных металлов по объемам производства и потребления. Сплавы меди были основным материалом для производства орудий труда и оружия в бронзовом веке. Медь имеет самую высокую после серебра электрическую проводимость, поэтому ее широко применяют

вэлектроэнергетическом машиностроении. Широко используются в технике и сплавы меди – латунь (с цинком), бронза (с оловом или алюминием), мельхиор (с никелем).

Меднаяпромышленностьобъединяетпредприятияподобычеиобогащениюмедныхруд,производствучерновойирафинированноймеди.

Наибольшие запасы медных руд сосредоточены в Чили (более 20% мировых запасов), Перу, Канаде, США, Австралии, Мексике, в «медном поясе» (Замбия, Демократическая Республика Конго, Зимбабве). В странах СНГ запасами медных руд обладают Россия, Казахстан, Узбекистан и Армения.

В2009 г. в мире было добыто 15,9 млн т медной руды (в пересчете на медь), в том числе в Чили 33,5%, Перу – 8,0%, США – 7,5%, России – 5,3%. В больших объемах медные руды добываются в Австралии, Канаде и Китае.

Медные руды обычно содержат, помимо меди, железо, цинк, свинец, никель, кобальт, молибден и другие элементы. Поэтому при производстве меди получают также цинковый, молибденовый и свинцовый концентраты, золото, серебро, платину, редкие металлы.

Большая часть выплавки черновой меди сосредоточена там, где добывают медные руды – в США, Чили, Китае, Канаде, России. Это объясняется невысокими удельными издержками на топливо на медеплавильных заводах, а также сравнительно низким содержанием меди

вконцентратах, что делает невыгодным их дальние перевозки. Черновая медь подвергается рафинированию – очистке от приме-

сей, в том числе благородных металлов, в результате чего получают чистую медь. Рафинирование меди не всегда связано с сырьевыми базами. Оно может осуществляться в районах потребления готовой про-

258

дукции, в странах, не располагающих сырьевой базой (например, в Японии, Бельгии, ФРГ, Р. Корея), либо комбинируется с добычей медных руд, выплавкой черновой меди (США, Чили, Канада, Австралия, Замбия, ДР Конго, Перу, Мексика). Для рафинирования меди требуется значительное количество энергии, так как чистую (рафинированную) медь получают путем электролиза.

Мировое производство первичной меди в 2008 г. составило 15,7 млн т, в том числе в Чили (5,6 млн т), США (1,3 млн т), Перу (1,2 млн т), Китае (1,0 млн т), Австралии (0,9 млн т), России (0,8 млн т). Производство вторичной меди превышает 4 млн т.

Крупнейшие экспортеры меди (Чили, Замбия, Заир, Перу, Индонезия, Австралия, Мавритания, Папуа-Новая Гвинея) создали для защиты своих интересов Межправительственный совет стран-экспортеров меди – СИПЕК. Кроме них, медь экспортируют Россия, Казахстан, Канада, Австралия.

Свинец. Основные запасы свинцово-цинковых руд сосредоточены

вАвстралии, Китае, США, России, Перу и Мексике. Добыча свинцовых руд в 2009 г. достигла 3,9 млн т (в пересчете на свинец). Ведущие производители – Китай (1,7 млн т), Австралия, США и Перу. В значительных объемах добыча ведется также в Мексике, Канаде, Индии, Швеции, Казахстане, ЮАР.

Мировой экспорт концентратов свинцовых руд в 2009 г. составил 2,6 млн т. Среди основных стран-экспортеров – Перу (19% мирового экспорта), Австралия (17%), США, Россия.

Мировое производство свинца в 2009 г. составило 8,8 млн т. По выплавке рафинированного свинца лидируют Китай, США, ФРГ, Япония, Россия, Великобритания, Бельгия, Республика Корея.

Свинец используется в электротехнической и электронной промышленности, при изготовлении боеприпасов, красителей, свинцового стекла и хрусталя, в строительстве, связи, для изготовления керамических глазурей, типографских шрифтов, в качестве балластных грузов или гирь. Из него делают контейнеры для радиоактивных материалов. Он основной материал для защиты от излучения. Бóльшая часть свинца подлежит повторному использованию, поэтому потребности в свинце покрываются в значительной степени за счет переработки металлолома.

Цинк. Крупнейшие запасы цинковых руд находятся в Австралии, Казахстане, Канаде, Китае, Перу, России, США. Эти страны выделяются и по их добыче. Цинковые концентраты имеют повышенное содержание металла (50–60%). Поэтому производство цинка, для которого требуется много энергии, не ограничивается районами добычи руд. Оно размещается вблизи крупных топливных баз. Например,

вКонстантиновке(Донецкийкаменноугольныйбассейн),Белово(Кузнецкий каменноугольный бассейн).

259

Мировое производство рафинированного цинка в 2009 г. составило 11,3 млн т, в том числе в Китае – 2,8 млн т, Австралии – 1,3 млн т, США – 0,7 млн т. Крупнейшие экспортеры цинка – Канада, Китай, Австралия. Цинк широко применяется для цинкования – нанесения гальванических покрытий, предохраняющих от коррозии поверхности стальных листов, труб, проводов, металлических сеток, а также для производства латуни и других сплавов.

Олово. Половина мировой добычи оловянных руд приходится на «оловянный пояс» – Индонезию, Китай, Малайзию, Таиланд. Они добываются также в Австралии, Боливии, Бразилии, Канаде, России.

Мировое производство рафинированного олова в 2009 г. составило 315 тыс. т. На долю Китая пришлось 37,6%, Индонезии – 32,7%, Пе-

ру – 12,4%.

Для производства тонны олова необходимо более 300 т руды, поэтому производство концентратов олова сосредоточено преимущественно в районах добычи руды. Заводы по производству металлического олова часто размещаются в районах его потребления (например, в Новосибирске).

Олово используется для изготовления белой жести (сталь, покрытая тонкой пленкой олова). Из-за нетоксичности она идеально подходит для хранения пищевых продуктов. В США 25% олова расходуется на изготовление консервных банок. Другие направления применения олова – припай, изготовление шпатлевок, оловянной фольги, бронзы, баббитов и других сплавов.

Никель. Добыча никелевых руд осуществляется в России, Индонезии, Канаде, Австралии, Новой Каледонии, ЮАР, на Кубе, в Китае, Доминиканской Республике и Колумбии.

В производстве никеля лидируют Россия, Канада, Япония, Австралия, Китай, Норвегия, Новая Каледония, Финляндия, ЮАР.

До 75% всего производимого в мире никеля используется для получения нержавеющей стали, около 15% – для получения суперсплавов для турбин. Никель применяется для производства никель-кадмиевых батареек, катализаторов, при чеканке монет.

Производство благородных металлов. К ним относят золото,

платину и платиноиды (иридий, осмий, палладий, родий, рутений), серебро. Благородные металлы получили свое название в связи с красивым внешним видом, особыми свойствами (высокой химической стойкостью, пластичностью, а металлы платиновой группы – тугоплавкостью). Они широко применяются при изготовлении ювелирных изделий, в производстве полупроводников, сложных приборов, зубопротезной технике.

Золото. Мировые разведанные запасы золота на начало 2011г. оценивалисьв51тыс.т,втомчислевЮАР(22тыс.т),США(5,1тыс.т),Ка-

260