Металлургическая промышленность ее сырье полезные ископаемые
С развитием металлургической отрасли, ее продукция постепенно вытеснила древесину в некоторых строительных производствах, сильную конкуренцию цементу составило более прочное соединение — железобетон. Черная металлургия относится к отрасли тяжелой промышленности и тесно взаимодействии с другими отраслями. Например, сырьевая база опирается на горнодобывающую промышленность, поэтому металлургические предприятия находятся вблизи от месторождений. Сейчас происходит укрупнение комбинатов, поэтому многие из них имеет завершенный основой цикл.
Железная руда – это основной вид сырья для выплавки. Наибольшая ее часть (около 85%) добывается в карьерах. В Индии, к примеру, этот процент равен 100%. Марганцовые месторождения также разрабатываются открыто. Хромовая руда добывается только в шахтах. Железная, марганцевая и хромовая руды являются главным сырьем в металлургической промышленности при производстве чугуна, стали и ферросплавов.
Залежи сырья, необходимого для производства металла, располагаются по всему миру. При этом они могут иметь абсолютно разные характеристики и различное содержание полезных компонентов. В связи с чем такое сырье может потребовать дополнительного обогащения и переработки. Взаимоотношения между производителями металлов и поставщиками сырья претерпели большие изменения из-за географического перераспределения собственников самых крупных залежей и рядя других причин. Исторически сложилось, что поставщики железных руд располагаются в развивающихся странах, а производители металла – в развитых.
Продукты черной металлургии принимают участие во внешней торговле, причем экспортируются как конечные продукты, так и само сырье. Их роль в мировом экспорте невелика – 3%, что связано со сравнительно невысокой стоимостью этих продуктов. Почти 70% мирового экспорта приходится на Бразилию и Австралию. При этом Бразилия является даже более конкурентоспособной за счет низких цен на продукцию. На долю России хоть и приходится 17% мировых запасов сырья, однако она значительного участия в экспорте и импорте не принимает, потому что ее производство ориентировано на внутренний спрос.
Новичкам достаточно трудно пробиться на сырьевых рынках, ведь сталелитейные предприятия предпочитают сотрудничать с проверенными поставщиками, которые могут заключать договора на поставку сырья по четкому графику на определенное количество лет.
Металлорудное сырье.
Географическое расположение металлорудного сырья сказывается на его импорте и экспорте. Богатые залежи в Австралии, Китае и Бразилии делают эти страны главными экспортерами сырья. На их долю приходиться практически половина мировых запасов железных руд (около 1 млрд. тонн руды). США, Россия, Канада, Венесуэла, Индия, Украина, Казахстан, Франция и Италия добывают руду в достаточном для внутреннего потребления количестве. Несмотря на собственные месторождения ряд стран осуществляет импорт, например, в Китае достаточно развита металлургическая отрасль, и вместе с этим он импортирует сырье.
Коксующиеся угли.
В производстве чугуна важным компонентом является уголь. Кокс, добываемый из коксующегося угля, используется в виде топлива и восстановителя железной руды. Приблизительно равное соотношение руды и кокса (1,5:1,2) требуется для выплавки чугуна. Исходя из этого при расположении сталелитейных предприятий исторически ориентировались на зоны добычи коксующегося угля. Идеальным местом расположения для завода будет в близи залежей железных и марганцевых руд, а также угля. Такие удачные месторождения встречаются достаточно редко, есть они в Австралии, Индии, Китае, Украине и Казахстане. В основном встречаются залежи какого-то одного сырьевого ресурса ,поэтому расположение заводов привязывалось к месторождению железной руды, либо коксующегося угля.
Лом.
За время развития металлургии накопилось большое количество лома черных металлов, который в свою очередь стал важным видом сырья, т.к. он позволяет миновать стадию производства чугуна, что значительно экономит время и деньги. Поэтому большинство сталелитейных предприятий работают исключительно на переплавке лома. Каждая тонна лома позволяет сэкономить равное количество чугуна, а следственно и нужные для его выплавки железо и кокс. Подобные заводы располагают вблизи от портов, так как транспортировка лома осуществляется в основном по морю.
Можно выделить пять принципов, по которым располагаются предприятия черной металлургии:
- Расположение завода зависит от залежей железной руды. Остальное сырье завозят поставщики.
- Рядом с месторождениями угля (кокса).
- Рядом с местами добычи сразу нескольких видов сырья.
- В «припортовой» зоне. Эти заводы ориентированы на экспорт / вывоз конечного продукта и сырья.
- В «припортовой» зоне. Заводы ориентированы на импорт недостающих видов сырья из других стран. Таким образом, располагаются сталелитейные предприятия в странах остро нуждающихся в металле для машиностроения, но не имеющих достаточного количества залежей руд и угля.
Первичное сырье (руды).
Производство цветных металлов характеризуется большим разнообразием, обусловленным разнообразием свойства металлов и их соединений, распространенностью элементов и форм их существования в природе. Однако, в большинстве случаев можно выделить несколько основополагающих стадий, которые в той или иной степени присутствуют в технологической цепочке получения чистых металлов и сплавов из исходного сырья.
В металлургической промышленности используют почти все виды полезных ископаемых. Основным сырьем для получения металлов являются руды, но применяются также горючие полезные ископаемые, огнеупорные и флюсовые материалы.
Рудой называется горная порода, содержащая в своем составе металл или металлы в таких количествах, которые при современном уровне развития обогатительной и металлургической техники могут быть экономически выгодноизвлечены в товарную продукцию.
Как следует из данного определения понятие “руда” имеет геологический, технический и экономический смысл. Минимальное содержание основного металла в руде, позволяющее экономически выгодно извлекать его в товарную продукцию, называется рентабельным минимумом.
Руда состоит из минералов– природных химических соединений. Минералы подразделяют на рудные (ценные)ипустую породу.К пустой породе относятся минералы, не содержащие извлекаемых (полезно используемых) компонентов . Чаще всего породообразующими минералами в пустой породе являются кварц, карбонаты, силикаты.
Понятие “пустой породы” в определенной степени условно. По мере развития металлургической технологии и техники в целом создаются условия для полного использования компонентов пустой породы, например, для получения различных строительных материалов – цемента, шлаковатных изделий, шлакоблоков и т.д.
Состав руды обычно определяют химическим анализом. Однако для практических целей (для дальнейшей переработки руды) важно также знать вид минералов, присутствующих в руде (минералогический состав) и распределение между минералами ценных компонентов перерабатываемого сырья (фазовый или рациональный состав).
В зависимости от вида присутствующих металлсодержащих минералов руды цветных металлов подразделяются на следующие группы:
1. Сульфидные – в них металлы находятся в форме сернистых соединений. Примером таких руд могут служить медные сульфидные руды, медно-никелевые и свинцово-цинковые сульфидные руды.
2. Окисленные – в них металлы присутствуют в форме различных кислородсодержащих соединений (оксидов, карбонатов, гидрооксидов и т.д. К этой группе относятся .например, алюминиевые. окисленные никелевые, оловянные руды, руды ряда редких металлов.
3. Смешанные – в них металлы могут находиться как в сульфидной так и в окисленной форме (медные руды).
4. Самородные – это руды, в которых металлы находятся в свободном состоянии. В самородном состоянии в природе встречаются золото, серебро, медь и платина.
Сульфидные руды по форме размещения в земной коре делятся на сплошные, состоящие почти полностью из сульфидных минералов, и вкрапленные, когда сульфиды в виде мелких включений присутствуют в пустой породе. Вкрапленные руды беднее сплошных.
По числу присутствующих металлов руды классифицируются на монометаллическиеи полиметаллические (комплексные). Большинство руд цв. металлов являются полиметаллическими и содержат как минимум два ценных компонента. Наиболее сложными по составу являются медные, медно-никелевые и свинцово-медно-цинковые. Они содержат до 15 ценных металлов.
Руды цв-х металлов как правило очень бедные и содержат всего несколько %. а часто доли % основного металла. Концентрация ценных элементов спутников обычно во много раз меньше. Однако, многие сопутствующие компоненты по ценности сравнимы и даже превосходят основные компоненты руды. При переработке сложных по составу руд необходимо добиваться комплексного использования всех ее составляющих.
Рентабельный минимум для цв–х металлов постепенно снижается. Так, если в конце 19 в. к категории медных руд относили горные породы с содержанием не менее 1.5 % Cu, то сейчас эта величина снизилась до 0,4-0,5 % и даже менее, в зависимости от местных условий. Снижению рентабельного минимума способствуют развитие и совершенствование обогатительной и металлургической техники и повышение комплексности использования сырья.
Руды, как и другие полезные ископаемые, образуют в земле естественные скопления, кот. называются месторождениями. Содержание ценных компонентов в месторождениях значительно выше их среднего содержания в земной коре. Самым распространенным металлом в природе является алюминий. Более распространенными по сравнению с ним являются лишь кислород (49.5 %) и кремний (27.75 %).
Наиболее редко в природе встречаются полоний и актиний, кварк которых близок к 10-15.
Ряд металлов, например рассеянных, собственных месторождений не образуют. Эти металлы обычно в очень небольших концентрациях присутствуют в виде изоморфных примесей в минералах основных цветных мет.
Запасы цветных металлов в доступных для человека участках земной коры неуклонно истощаются. Однако их природные ресурсы могут быть значительно расширены. Огромными запасами цветных металловобладают моря и океаны. Морская и океаническая вода содержат до 3,5 % растворенных солей. В наибольших концентрациях в ней присутствуют Na, Mg, K и стронций. В морской воде содержатся также Cu, Al, Ni, Au, Ag, редкие и рассеянные элементы. И хотя их концентрация ничтожно мала – запасы практически неисчерпаемы. Со временем человек научится их экономически выгодно извлекать.
Дно морей и океанов покрыто залежами металлсодержащих конкреций – минеральных образований округлой формы вокруг постороннего тела в результате концентрации минеральных веществ из водных растворов.
Вследствие непрерывного образования и роста конкреций запасы элементов в них практически неисчерпаемы.
Вторичное сырье
Помимо рудных источников для получения многих цветных металлов (Al, Cu, Zn, Pb, благородных и ряда других металлов) используют вторичное сырье. К вторичному сырью относят отходы металлообрабатывающей промышленности, бракованные и отслужившие свой срок металлические детали и изделия, различный металлический лом, бытовой утиль и т.д.
Удельный вес вторичного сырья из года в год растет. Вовлечение втор. сырья в цикл металлургического производства позволяет экономнее расходовать природные ресурсы, получать металлы более простыми и дешевыми металлургическими приемами, дополнительно увеличить выпуск металлической продукции, сократить экологический ущерб в расчете на тонну получаемого металла.
Однако, успешное использование втор. сырья зависит от уровня организации его сбора, сортировки, хранения и подготовки к металлургическому переделу. Отсортированные металлические отходы представляют собой материал одного и того же состава и вида. Переработку такого сырья осуществляют, как правило, с получением продукта (металла или сплава) аналогичного перерабатываемому материалу.
В случае несортированного втор. сырья технология его переработки значительно усложняется и удорожается, требует разделения присутствующих ценных компонентов и всегда характеризуется их повышенными потерями.
В перспективе вторичное сырье должно стать основным источником получения некоторых цветных металлов, а за счет переработки рудного сырья будут покрываться лишь дефицит баланса между потреблением и производством металла.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
Для производства металлов необходимы следующие материалы:
- руда;
- топливо;
- флюсы;
- огнеупорные материалы.
Руда
Руда представляет собой полезное ископаемое, добываемое из недр земли. Это горная порода, из которой при данном уровне развития техники экономически целесообразно извлекать металлы. Например, в настоящее время целесообразно перерабатывать руды, если содержание металла в них составляет:
- железа – 20 – 60%;
- меди – 1 – 3%;
- никеля – 0,3 – 1,0%;
- молибдена – 0,005 – 0,02%.
По мере развития техники указанные пределы постепенно снижаются и переработке подвергаются руды с меньшим содержанием полезного компонента.
Руда состоит из минералов, содержащих полезный металл и так называемую пустую породу. Пустая порода может быть:
- кремнистой, представленной кварцем – SiO2;
- глиноземистой, содержащей значительное количество глинозема – Al2O3;
- магнезиальной, содержащей в своем составе соединения магния.
В зависимости от содержания добываемого металла руды бывают богатые и бедные. Бедные руды обогащают, то есть удаляют из руды часть пустой породы, в результате получают концентрат с повышенным содержанием добываемого металла.
Руды обычно называются по одному или нескольким металлам, содержащимся в них. Например, железные, марганцевые, медные, хромоникелевые, железо-ванадиевые и др.
Запасы руд делят в зависимости от степени изученности на несколько категорий, обозначаемых буквами латинского алфавита А, В, С.
К категории А (промышленные запасы) относятся месторождения, по которым проведено разведочное бурение по частой сетке скважин и форма рудного тела выявлена с достаточной точностью. Утверждение месторождения по категории А является основанием для начала строительства металлургического завода.
К категории В (вероятные запасы) относятся месторождения, обуренные по редкой сетке скважин, что делает затруднительным определение точной формы рудного тела. Если месторождение отнесено к категории В, то это может служить основанием для проектирования, но не для строительства металлургического завода.
К категории С (ориентировочные запасы) относят месторождения, форма рудного тела в которых известна лишь в самых общих чертах, по естественным обнажениям или геофизическим данным. Запасы руды по категории С могут использоваться только при перспективном планировании развития металлургии.
Сумма запасов (А + В + С) называется общими балансовыми запасами руд.
Топливо
Топливо в металлургической промышленности используется в виде кокса, природного газа, мазута. Оно служит не только как горючее для нагрева и расплавления материала, но и как реагент в химических реакциях металлургических процессов.
Флюсы
Флюсы представляют собой материалы, загружаемые в плавильную печь для образования легкоплавкого соединения с пустой породой руды и золой топлива. Такое соединение называют шлаком. Он имеет меньшую плотность, чем металл, поэтому располагается над металлом, защищая металл от печных газов и воздуха. Шлак называют кислым, если в его составе преобладают кислотные оксиды SiО2, Р2О5 и основным, если в его составе больше основных оксидов – СаО, MgО.
Огнеупорные материалы
Огнеупорные материалы применяют для изготовления внутреннего слоя (футеровки) металлургических печей. Они должны:
- выдерживать нагрузки при высоких температурах;
- противостоять резким изменениям температур, химическому воздействию шлака и печных газов.
Огнеупорность материала определяется температурой его размягчения.
По химическим свойствам огнеупорные материалы разделяют на:
- кислые;
- основные;
- нейтральные.
Кислые
Кислые – это материалы, содержащие значительное количество кремнезема SiO2. Например, кварцевый песок (95% SiО2), динасовый кирпич.
Основные
Основные – это материалы, содержащие основные оксиды (СаО, MgО). Например, магнезитовые кирпич, порошок.
Нейтральные
Нейтральные – это материалы, содержащие большое количество Al2O3 и Cr2O3. Например, хромомагнезитовые, шамотные кирпичи.
При высоких температурах футеровка печи взаимодействует с флюсами и шлаками. Если в печи, имеющей футеровку, выложенную основным огнеупорным материалом, применять кислые флюсы, то в процессе плавки образуются кислые шлаки, которые, взаимодействуя с основной футеровкой, будут разрушать ее. То же произойдет, если в печи, выложенной огнеупорными материалами из кислых оксидов, применить основные флюсы. Поэтому в печах с кислой футеровкой используют кислые шлаки, а в печах с основой – основные.
Высокой огнеупорностью обладают углеродистые материалы, содержащие до 92% углерода в виде графита. Материалы применяются в виде кирпичей, блоков для кладки лещади доменных печей, электролизных ванн для получения алюминия, тиглей для наплавки медных сплавов.
ПОДЕЛИСЬ ИНТЕРЕСНОЙ ИНФОРМАЦИЕЙ
добыча железной руды
выплавка стали
| МЕТАЛЛУРГИЧЕСКАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ Металлургия является одной из базовых отраслей промышленности и обеспечивает человечество конструкционными материалами, черными и цветными металлами.
В эпоху НТР черная металлургия ориентируется на грузопотоки железной руды и коксующегося угля. В результате в развитых странах произошел сдвиг отрасли к морским портам — в США, Японии, странах Западной Европы. Ведущими странами в производстве металла являются Япония, США, КНР, Россия, Германия, Украина. В то время как в развитых странах выплавка стали либо снижается, либо остается стабильной, в развивающихся странах она увеличивается. Это прежде всего касается Бангладеш, Республики Кореи, Индии, Мексики.
Во второй половине 70-х гг. был взят курс на ресурсосбережение и охрану окружающей среды, выплавка тяжелых металлов в развитых странах стала сокращаться, а в развивающихся — наоборот, увеличиваться. Здесь стали осваиваться не только начальные, но и конечные стадии производственного процесса, налаживается выпуск рафинированной меди. В результате наблюдается территориальный разрыв между производством и потреблением тяжелых металлов. Главные экспортеры рафинированной меди — Чили, Замбия, Народная Республика Конго, Перу, Филиппины, а главные импортеры — США, Германия, Франция, Италия, Япония, Великобритания.
Основные запасы бокситов сосредоточены в Австралии, Гвинее, Бразилии, КНР, Индии, Суринаме. Выплавка же алюминия и других легких металлов очень энергоемкий процесс, который могут себе позволить развитые страны, где имеются крупные источники электроэнергии. Поэтому алюминиевая промышленность характеризуется сильным территориальным разрывом между добычей сырья и его переработкой и потреблением. США, Япония, Германия обеспечивают 80% всей выплавки алюминия и потребляют 70% алюминия. Канада, Норвегия, Исландия, Австралия, Швейцария, Бахрейн, абсолютно не имеющие алюминиевого сырья, выплавляют алюминий, используя дешевую электроэнергию, и полностью его экспортируют. |
