Цветная металлургия

1.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ КУЗБАССА
Государственное бюджетное профессиональное образовательное
учреждение
«Прокопьевский горнотехнический техникум имени В.П.
Романова»
(ГБПОУ ПГТ им. В.П.Романова)
Презентация на тему "Цветная
металлургия"
Выполнил: Талипов Макар и
Симоненко Данил

2.

Металлургия делится на
2 типа: чёрная и цветная
• Цветная металлургия это отрасль тяжелой промышленности, занима
ющаяся добычей, обогащением и переработко
й руды цветных металлов. В
основном, цветная металлургия акцентирует
свое внимание на следующих
видах промышленности: медной, никелевой и
алюминиевой. Цветная металлургия включает
добычу, обогащение и металлургический
передел руд цветных, благородных и
редких металлов, в том числе производство
сплавов,
прокат цветных металлов и переработку вторич
ного сырья, а также добычу алмазов.

3.

Цветные металлы находят применение в точном и наукоёмком
машиностроении, обеспечивающем научно-технический прогресс.
Они многообразны, имеют ценные физико-химические свойства и
широко применяются во всех сферах жизни человека.
Виды цветных металлов
Цветная металлургия хорошо комбинируется с другими отраслями. Комбинирование основано на
утилизации отходов при выплавке металлов, поскольку руды цветных металлов отличаются крайне
низким содержанием полезных компонентов. Руды, используемые для производства меди, свинца,
цинка, никеля, олова, имеют всего несколько процентов и даже доли процента основного металла.
По этой причине производство цветных металлов отличается значительной материалоёмкостью и
ориентируется преимущественно на сырьевые базы. Обогащение «привязано» к местам добычи руд
цветных металлов. Конечные стадии многих производств ориентированы на потребителей и
дешёвые источники электроэнергии.

4.

География месторождений цветных металлов
Россия обладает значительными запасами всех основных групп металлов и входит в
десятку ведущих стран по добыче руд и их переработке. Особенное значение имеет
выплавка алюминия, меди и никеля. По запасам и производству перечисленных металлов
Россия входит в первые десятки стран.
Крупнейшие запасы медных руд в нашей стране сосредоточены в пределах Урала,
Кольского полуострова, Норильской группы месторождений, в прибрежных районах
Дальнего Востока. Лидеры по добыче: Красноярский и Забайкальский край,
Оренбургская область.
Крупнейшие запасы бокситов и основная их добыча сосредоточены также в пределах
Урала:
(Североуральский бокситоносный район), Республики Коми, Архангельской области
(Северо-Онежский бассейн). Нефелиновое сырьё добывается в Мурманской и
Кемеровской областях. По производству алюминия выделяются Иркутская область
(более 28%), Красноярский край (25%) и Республика Хакасия (20% российского
объёма выплавки).
В связи с многообразием цветных металлов технологические процессы их выплавки
различаются. Производство меди, никеля, цинка, свинца и ряда других имеет много общего
и включает добычу, обогащение руд, производство чернового и рафинированного металла,
а также утилизацию серосодержащих и иных отходов. Производство алюминия требует
много дешёвой электроэнергии.

5.

Субъект РФ
Название
месторождения меди
Красноярский край
Октябрьское,
Талнахское, Норильск I
Челябинская область
Томинское, Михеевское
Оренбургская область
Осеннее, Гайское,
Левобережное
Забайкальский край
Быстринское,
Удоканское
Республика
Башкортостан
Ново-Учалинское,
Подольское, Юбилейное
Свердловская область
Высокогорское,
Волковское
Мурманская область
Ждановское
Основные
месторождения меди в
России

6.

• Производство глинозёма и
выплавка алюминия
• Основным сырьём для
производства алюминия
являются три группы минералов:
• алюминиевые руды (бокситы);
• нефелины (получают в
результате обогащения
апатитов);
• алуниты.

7.

В местах добычи сырья из бокситов первоначально выделяют глинозём. Потом из него восстанавливают металлический
алюминий в местах расположения крупных электростанций.
Таким образом, в производстве алюминия выделяют две основные стадии:
химико-технологическую — получение чистого оксида алюминия из природного сырья, ориентирующуюся на сырьевые
базы;
электрометаллургическую — электрическое восстановление алюминия из глинозёма в расплаве, ориентирующуюся на
источники дешёвой электроэнергии.
Расход электроэнергии и сырья достаточно велик: на тонну алюминия затрачивается примерно 17 тыс. кВт/ч, из которых
примерно 30% необходимы для плавки алюминия, а 70% — для поддержания раствора в расплавленном состоянии.
Чистый алюминий выливается в специальные «чушки» (большие слитки) различной длины и диаметра в зависимости
от потребностей покупателя и в таком виде продаётся.
Торговля алюминием осуществляется компаниями на международных биржах цветных металлов. Крупнейший и
единственный производитель чистого алюминия в России — холдинг «Объединённая компания «РУСАЛ». Он
обеспечивает 25% мирового экспорта необработанного алюминия и полностью занимает рынок России. Главные центры
— Братский и Красноярский алюминиевые заводы, которые входят в число мировых лидеров по производству
алюминия: из 15 мировых заводов с производственной мощностью 1 млн тонн металла в год

8.

Производство золота
По добыче золота наша страна уступает лишь Китаю и Австралии. Основные
месторождения сосредоточены в районах Сибири и Дальнего Востока. В числе
лидеров по добыче — Красноярский край и Магаданская область, Республика Саха
(Якутия), Хабаровский и Забайкальский края.
Основные
месторождения золота в
России
Субъект РФ
Название месторождения золота
Красноярский край
Благодатное, Олимпиадное
Магаданская область
Наталкинское, Павлик
Республика Саха (Якутия)
Нежданинское, Большой Куранах
Хабаровский край
Албазинское, Малмыжское
Забайкальский край
Быстринское, Итакинское
Амурская область
Албынское, Березитовое, Эльгинское

9.

Основное производство золота связано с
добычей (85%), менее используется вторичное
производство (10%) и получение металла при
попутном производстве (5%).
Крупнейший производитель металла — ОАО
«Красноярский завод цветных металлов
имени В. Н. Гулидова» — составляет 74%
российского производства. Качество
выпускаемых там золотых слитков отвечает
мировым стандартам. В числе прочих
предприятий: АО «Приокский завод цветных
металлов» в Рязанской области (15%), АО
«Новосибирский аффинажный завод» (5%),
АО «Уралэлектромедь» (4%) в Свердловской
области.

10.

Производство свинца, цинка и олова
Сырьевая
база
свинца
—
это
месторождения
свинцово-цинковых
и
полиметаллических руд, доля которых составляет 6%
мировых запасов. Основной центр добычи —
Красноярский край (около 50% запасов), где
разрабатывается гигантское месторождение —
Горевское.
Российская свинцовая промышленность по объёмам
производства металла в концентрате — продукта с
высоким содержанием полезного компонента —
входит в десятку крупнейших в мире. Однако на
сегодняшний
день
в
стране
отсутствует
металлургический передел на крупных предприятиях,
а весь выпускаемый
концентрат поступает на
экспорт. Отечественный металлический свинец
производят из вторичного сырья, например из
аккумуляторного лома и отходов производств цветной
металлургии.
В
числе
наиболее
значимых
предприятий — Рязанский завод по производству и
обработке цветных металлов (ООО «Рязцветмет»),
ООО «Фрегат», ЗАО «Агроприбор» и филиал
«Производство сплавов цветных металлов» АО
«Уралэлектромедь». В последние годы увеличился
импорт готовой продукции.
Динамика российского производства металлического свинца, его экспорта и
импорта
в 2010-2019 гг. тыс. т

11.

Цинковая промышленность России в настоящее
время пока не играет ключевой роли на мировом
рынке — 1,7% мировой добычи и 2%
производства металла, однако имеет важное
значение для развития отечественной экономики.
В структуре потребляемого цинка 54% идёт на
оцинкование, 30% — на производство латунного
проката, почти 14% востребовано в химической
промышленности.
В настоящее время основные центры добычи
цинка в России — Урал, Дальний Восток и
Восточная Сибирь. Лидеры по запасам —
Республика Бурятия (около 48% всех запасов),
Республика Башкирия (11%) и Алтайский край
(8%). Крупнейшее промышленное предприятие по
производству цинка — холдинг
«Уральская
горно-металлургическая компания».
Динамика российского производства металлического цинка, его экспорта и
импорта
в 2010-2019 гг. тыс. т

12.

• Производство титана
• Крупнейшие в стране запасы титана,
составляющие 12% мировых, главным
образом сосредоточены в Республике
Коми (46%), Мурманской области
(21,7%), Забайкальском крае (18%). На
сегодняшний день освоенность
российской сырьевой базы титана
невысокая, в разработку вовлечено около
7% запасов разведанных запасов.
Современные возможности добычи и
переработки комплексных руд,
содержащих титан, ограничены. Поэтому
потребности российской
промышленности во многом
обеспечиваются за счёт импортных
поставок титановых концентратов.
Главное предприятие по производству
титана и продукции из него — ОАО
«Корпорация “Верхнесалдинское
металлургическое производственное
объединение” — АВИСМА», известное
как самый крупный мировой
производитель титана.

13.

• Алмазодобывающая промышленность
• Добыча алмазов — одна из старейших
отраслей горной промышленности, которую
долгое время рассматривали в составе
комплекса цветных металлов. До 50-х годов
ХХ в. страна вынуждена была закупать
алмазное сырьё за рубежом. Открытие
коренных месторождений в Якутии позволило
создать собственную алмазодобывающую
промышленность.
• В настоящее время Россия располагает самой
богатой в мире сырьевой базой алмазов (52%) и
является ведущим поставщиком на мировом
рынке, обеспечивая примерно треть
предложения. Добыча алмазов производится в
двух главных районах — Республике Саха
(Якутии) и Архангельской области. Основная
доля алмазного сырья приходится на отработку
коренных месторождений открытым способом
(64%). Почти 90% всех российских алмазов
добывает группа АЛРОСА.

14.

Чёрная металлургия России
Основные технологические процессы в чёрной металлургии
К чёрным металлам относятся сплавы железа с углеродом — чугун, сталь и полуфабрикатные изделия
из них — прокат, а также марганец и хром, используемые как легирующие элементы. Основные
запасы железных руд России сосредоточены в пределах Центрально-Чернозёмного района в
крупнейших месторождениях Курской магнитной аномалии (более 60 млрд тонн) и Карелии, на Урале
(около 15 млрд тонн) и в бассейнах Западной и Восточной Сибири. География железорудных
месторождений в основном совпадает с географией производства чёрных металлов.
Производством чёрных металлов занимаются крупные предприятия с комбинированным циклом
производств — так называемые комбинаты полного цикла (КПЦ). В России они дают примерно 90%
чугуна, стали и проката. Есть заводы, выпускающие только чугун и изделия из него (доменные
заводы); только сталь и прокат (передельные заводы); трубный прокат (трубопрокатные заводы) или
металлические изделия из него (метизные заводы). Добычей железной руды занимаются горнообогатительные комбинаты (ГОКи). Производство стали и проката на машиностроительных заводах
относится к категории малой металлургии.

15.

Сырьё для производства чёрных металлов
Исходное сырьё для производства черных металлов — железные руды.
Они различаются по происхождению, содержанию железа, количеству
полезных и вредных примесей. Содержание железа может изменяться в
широких пределах — от 16 до 60%. Различают богатые (> 50% Fe),
рядовые (25–50%) и бедные (< 25%) железные руды.
Основные промышленные виды железной руды:
бурые железняки (лимониты) — содержание Fe 55–30% и менее. Требуется
обогащение. Они относятся к числу легкоплавких руд;
красные железняки (гематиты) — содержание Fe 50–60%, иногда
наблюдается значительное количество марганца (до 18%). Относятся к
легкоплавким рудам;
магнитные железняки (магнетиты) — содержание железа от богатых до
бедных руд.
шпатовые железняки (сидериты) — содержание Fe 30–35%. Руда
легкоплавкая.
Россия хорошо обеспечена сырьём для чёрной металлургии. Общие запасы
оцениваются в 256 млрд тонн (26% мировых), в том числе подтверждённые
только 57 млрд тонн (27%). Это первые места в мире. Среднее содержание
железа в рудах — 36%. Это скромные показатели.

16.

Основное топливо для доменной плавки — каменноугольный кокс. В процессе доменного производства используются
флюсы (известняки). Они необходимы для удаления пустых пород. Вспомогательное сырьё — кислород и природный
газ применяются для ускорения плавки. Доменные газы используют в работе котельных и ТЭЦ.
Перед использованием руды подвергают дроблению, обжигу, обогащению — разделению минералов по физическим и
химическим свойствам и агломерации — превращению в куски заданных размеров. Эти операции необходимы для
улучшения качества будущего металла, удаления части вредных примесей.
Обогащение позволяет повысить в руде содержание железа. Этому процессу подвергается около 80% руд. Доменное
производство — процесс получения чугуна в доменных печах. Чугун — сплав железа с углеродом (более 2%). Он
обладает высокими литейными свойствами, твёрдостью при застывании, но хрупок при механической обработке.
Сущность процесса доменной плавки состоит в восстановлении железа из окислов.
Доменная печь (домна) представляет собой шахту круглого сечения высотой до 30–40 м. Объём печи — 3000–4500 м³.
Производительность наиболее крупных доменных печей — 12 тыс. тонн в сутки. Плавка длится 12–14 часов. Каждая
доменная печь работает в среднем до 10 лет. По истечении этого времени она останавливается на капитальный ремонт.
Производство чугуна — один из наиболее энергоёмких процессов в чёрной металлургии: расходуется 50–55% всей
энергии металлургического предприятия, а с учётом подготовки кокса и руды — до 80% энергии, расходуемой на
металлургическом заводе с полным циклом. Доменный процесс очень материалоёмок. Для производства тонны чугуна
расходуется до 1,5–3 тонны железной руды, 0,5–0,7 тонны кокса, 0,25–4 тонны флюсов, 2500–3000 м³ воздуха и
200 литров воды. В связи с этим основные районы размещения доменных заводов — крупные металлургические и
топливные базы.
Всё большую популярность в мире получает бездоменная металлургия (электросталеплавильный способ). Но полностью
избавиться от доменного процесса пока невозможно, так как железные руды имеют разное содержание полезного
вещества. Чаще всего это руды со средним содержанием железа. В России по данной технологии работает Оскольский
электрометаллургический комбинат в городе Старый Оскол Белгородской области

17.

18.

Выплавка стали
Сталь — сплав железа с углеродом,
содержание которого не превышает
2%.
Исходным
сырьём
в
производстве
стали
является
литейный чугун и металлический
лом. Важные характеристики стали:
ковкость,
способность
менять
механические свойства в результате
быстрого охлаждения. На этом
основано
широкое
применение
металла в различных отраслях
экономики.
Использование стали в России

19.

Сталеплавильное производство — второе звено в общем производственном
цикле чёрной металлургии. Сталеплавильное производство включает в себя
два основных технологических процесса — выплавку и разливку стали. В
настоящее время важнейшие способы выплавки стали — кислородноконвертерный и электросталеплавильный процессы.
Кислородно-конвертерный способ впервые был применён в СССР в 1933 г.
инженером Н. И. Мозговым на машиностроительном заводе «Большевик» в
Киеве, но распространение получил после 1950 г. Конвертер представляет
собой грушевидный сосуд ёмкостью от 20 до 350 тонн из стали. Суть способа
— продув через жидкий чугун воздуха (кислорода) в печи-конвертере.
Сталь выплавляется в несколько этапов. Кислородно-конвертерный способ
более производительный: выход металла из 250-тонного конвертера
составляет 400 тыс. тонн в год. Он позволяет снизить себестоимость металла.
Электросталеплавильное производство изобретено ещё в начале XIX в., но
первая электродуговая печь была построена только в 1899 г. французским
технологом и химиком Полем-Луи-Туссеном Эру. Электроплавка позволяет
получать сталь самого высокого качества. Для получения тонны электростали
требуется от 600 до 1000 кВт/ч электроэнергии, поэтому данные производства
приближены к местам производства дешёвой электрической энергии.

20.

Разлив стали и прокатное производство
Готовую сталь из печи сливают в разливочный ковш или миксер, а затем
разливают по изложницам — чугунным и стальным формам конической формы
—
для
получения
слитков.
Более
совершенным
способом
считается непрерывная разливка, для которой используют специальные
машины. Каждая из установок непрерывной разливки стали содержит
несколько кристаллизаторов, куда заливается из ковша сталь и охлаждается с
помощью воды.
Стальной прокат на современных металлургических предприятиях
производится двумя способами. При первом исходным материалом служат
слитки. При втором способе проката исходная заготовка заменяется
непрерывным литьём (разливкой) на специальных машинах. Основные
технологические операции осуществляются на прокатных станах.
Уникальными и самыми большими в РФ являются прокатные станы-5000 на
ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат», ПАО «Ижорские
заводы» (Санкт-Петербург) и АО «Выксунский металлургический завод»
(Нижегородская область). Их продукция используется для производства труб
для нефте- и газопроводов, в судостроении.
Порошковая металлургия — способ производства металлических порошков и
спечённых изделий из них, а также композиций из металлов и неметаллов.
Позволяет получать такие материалы и изделия, которые невозможно получить
путём плавки.

21.

Ведущие компании отрасли
которых приходится около 90% объёмов промышленного
производства отрасли: «Магнитогорский металлургический
комбинат»,
«Северсталь»,
«ЕвразХолдинг»
(ЗападноСибирский, Кузнецкий и Нижнетагильский комбинаты), УК
«Металлоинвест» (Оскольский электрометаллургический
комбинат), «Новолипецкий металлургический комбинат»,
«Мечел».
Три трубные компании: «Трубная металлургическая
компания» (ОАО «Волжский ТЗ», ОАО «Синарский ТЗ»,
ОАО «Северский ТЗ», ОАО «ТАГМЕТ»), «Объединённая
металлургическая компания» (Выксунский металлургический
завод, Альметьевский трубный завод), ЗАО «Группа ЧТПЗ».
Российские
компании
приобретают
добывающие
и
перерабатывающие предприятия за рубежом для укрепления
своих позиций на внешних рынках.

22.

Цветная металлургия России
ИТОГИ
• Главное применение цветных металлов —
наукоёмкое
машиностроение,
обеспечивающее
научно-технический
прогресс.
• Производство
цветных
металлов
отличается
значительной
материалоёмкостью
и
ориентируется
преимущественно на сырьевые базы.
• Россия обладает значительными запасами
всех основных групп цветных металлов и
входит в десятку стран лидеров по их
добыче и переработке. Особенное значение
имеет выплавка алюминия, меди и никеля.
Чёрная металлургия России
ИТОГИ
• К группе чёрных металлов относятся чугун, сталь (сплавы
железа с углеродом), полуфабрикатные изделия из них (прокат),
а также марганец и хром, используемые как легирующие
элементы. Исходное сырьё для производства чёрных металлов
— железные руды. Россия хорошо обеспечена сырьём для
чёрной металлургии.
• Чугун — сплав железа с углеродом (более 2%). Процесс его
получения осуществляется в доменных печах. В последнее
время популярность приобретает бездоменная металлургия.
• Сталь — сплав железа с углеродом, содержание которого не
превышает 2%. В настоящее время важнейшими способами её
выплавки являются кислородно-конвертерный и
электросталеплавильный.
• География предприятий чёрной металлургии связана с
источниками сырья — месторождениями железной руды и
топливных ресурсов.