Металлургический комплекс России

1. Черная металлургия
2. Цветная металлургия

В металлургический комплекс входят черная и цветная металлургия, охватывающие все стадии технологических процессов: от добычи и обогащения сырья до получения готовой продукции в виде черных и цветных металлов и их сплавов. Металлургический комплекс – это взаимообусловленное сочетание следующих технологических процессов:

1. добыча и подготовка сырья к переработке (добыча, обогащение, агломерирование, получение необходимых концентратов и др.);
2. металлургический передел – основной технологический процесс с получением чугуна, стали, проката черных и цветных металлов, труб и др.;
3. производство сплавов;
4. утилизация отходов основного производства и получение из них различных видов продукции.

Спецификой металлургического комплекса являются несопоставимый с другими отраслями масштаб производства и сложность технологического цикла. Для производства многих видов продукции необходимо 15–18 переделов, начиная с добычи руды и других видов сырья. При этом передельные предприятия имеют тесные связи между собой не только в пределах России, но и в масштабах стран Содружества.

Черная металлургия

Роль и значение черной металлургии определяются в первую очередь тем, что она служит фундаментом для развития машиностроения.

Черная металлургия охватывает весь процесс: от добычи и подготовки сырья, топлива, вспомогательных материалов до выпуска проката с изделиями дальнейшего передела.

В ее состав входят: добыча, обогащение и агломерация железных, марганцевых и хромитовых руд; производство чугуна, доменных ферросплавов, стали и проката; производство электроферросплавов; вторичный передел черных сплавов; коксования угля; производство огнеупоров; добыча вспомогательных материалов (флюсовых известняков, магнезита и др.); выпуск металлургических изделий производственного назначения. В этом комплексе стержнем служит собственно металлургический передел (чугун-сталь-прокат). Остальные производства – смежные, сопутствующие.

По уровню концентрации производства черных металлов Россия опередила многие промышленно развитые страны, в том числе США. Свыше 3/4 чугуна и 2/3 стали, примерно 3/5 проката выпускается у нас предприятиями с ежегодной производительностью более 3 млн т каждое.

На восьми самых крупных предприятиях – Магнитогорском, Нижнетагильском, Челябинском и Орско-Халиловском (Урал), Череповецком (Север), Новолипецком (Центрально-Черноземный район), Западно-Сибирском и Кузнецком (Западная Сибирь) комбинатах – производится 9/10 всего чугуна, свыше 4/5 стали (в том числе вся конвертерная и более 4/5 разливаемой на МНЛЗ) и свыше 4/5 проката. Эти предприятия перерабатывают более 9/10 железной руды и 2/5 вторичного сырья.

Характерно также сильно развитое производственное комбинирование. Особенно большую выгоду дает комбинирование металлургического передела с коксованием угля. В России свыше 95 % всего кокса выпускается металлургическими заводами. Современные крупные предприятия черной металлургии по характеру внутренних технологических связей представляют собой металлурго-энергохимические комбинаты.

Комбинаты – основной тип предприятий черной металлургии большинства индустриально развитых стран. В России предприятия с полным циклом дают примерно 9/10 чугуна, стали и проката. Кроме того, есть заводы, выпускающие чугун и сталь или сталь и прокат (включая трубные и метизные заводы), а также раздельно чугун, сталь и прокат.

Все предприятия без выплавки чугуна относятся к так называемой передельной металлургии. Особое положение по технико-экономическим параметрам занимают предприятия с электрометаллургическим производством стали и ферросплавов. Наконец, выделяется «малая металлургия» (производство стали и проката на машиностроительных заводах).

Черная металлургия с полным технологическим циклом служит важным районообразующим фактором. Кроме многочисленных производств, возникающих на основе утилизации разного рода отходов при выплавке чугуна и коксовании угля, она притягивает к себе сопутствующие отрасли.

Наиболее типичные спутники черной металлургии

1. тепловая электроэнергетика, прежде всего установки, которые входят в состав металлургических комбинатов и могут работать на побочном топливе (излишки доменного газа, кокс, коксовая мелочь);
2. металлоемкое машиностроение (металлургическое и горное оборудование, тяжелые станки, металлоконструкции, локомотив и др.).

Основные ресурсы железных руд сосредоточены в пределах КМА (21,6 млрд т), где находятся такие месторождения мирового значения, как Лебединское, Стойленское, Михайловское и Яковлевское. Великие железорудные ресурсы Урала (почти 7,5 млрд т), в пределах которого особенно выделяется Качканарская группа месторождений (3,5 млрд т).

На третьем месте – Восточная Сибирь (5,3 млрд т) с Коршуновским и Рудногорским месторождениями в Ангаро-Илимском бассейне и Абаканской группой месторождений. Затем идут Дальний Восток (4,5 млрд т), Северный район (2,8 млрд т), где известны Ено-Ковдорское, Костамукшское и другие месторождения, и Западная Сибирь (1,8 млрд т).

Наиболее значительные ресурсы марганцевых руд представлены в Западной Сибири (Усинское месторождение), а хромитовых руд – на Урале (месторождение Сараны).

Черная металлургия с полным технологическим циклом тяготеет в зависимости от экономической целесообразности к источникам сырья (Урал, центральные районы европейской части) и топливным базам (Кузбасс) или, наконец, к пунктам, находящимся между ними (Череповец).

Передельная металлургия ориентируется в основном на источники вторичного сырья (отходы металлургического производства, отходы от потребляемого проката, амортизационный лом) и на места потребления готовой продукции, поскольку наибольшее количество металлического лома накапливается в районах развитого машиностроения. Еще теснее взаимодействует с машиностроением малая металлургия.

При всех изменениях, происшедших в размещении производства в связи с освоением новых источников сырья и топлива в разных районах страны, Урал продолжает сохранять позиции крупнейшей металлургической базы России. Второе и третье места делят Центр и Сибирь с Дальним Востоком. На четвертом месте находится Северный район.

Урал производит почти 1/2 чугуна, стали и проката в стране. Черная Уральская металлургия пользуется привозным топливом (кузнецкий и карагандинский уголь), частично работает на сырье, поступающем из Казахстана (соколовско-сарбайская руда), а также КМА. Укрепление сырьевой базы здесь связано с освоением титаномагнетитов (Качканарское месторождение) и сидеритов (Бакальское месторождение), на которые приходится 3/4 запасов железных руд. Титаномагнетиты уже вовлечены в разработку (Качканарский ГОК).

При значительном развитии передельной металлургии, что обусловливает заметное (1,5 раза) превышение выплавки стали над производством чугуна, главную роль играют предприятия с полным циклом. Они расположены в основном вдоль восточных склонов Уральских гор. На западных склонах в большей мере представлена передельная металлургия.

Концентрация производства достигает здесь высокого уровня. Преобладающую часть черных металлов дают предприятия-гиганты (в Магнитогорске, Нижнем Тагиле, Челябинске, Новотроицке), которые возникли в годы индустриализации. Вместе с тем на Урале сохранилось много мелких заводов (хотя и реконструированных), выпускающих свыше 1/10 чугуна и стали и более 1/5 всего проката.

Обращает на себя внимание качественный профиль уральской металлургии, который во многом зависит от спецификации сырьевых ресурсов.

Видное положение занимают здесь производство ферросплавов доменным (Чусовой) и электрометаллургическим (Серов, Челябинск) способами, трубопрокат (Первоуральск, Каменск-Уральский, Челябинск). Кроме того, Урал – единственный район в стране, где выплавляются природно-легированные металлы (Новотроицк).

Центр будучи старым районом черной металлургии, развивался сравнительно недавно в двух не связанных между собой направлениях: с одной стороны, на выплавке литейного чугуна и доменных ферросплавов (Тула), с другой – на производстве стали и проката главным образом из металлического лома (Москва, Электросталь, Нижний Новгород и др.). Крупных размеров здесь всегда достигала «малая металлургия».

В настоящее время Центр – одна из основных металлургических баз страны. Он дает более 2/5 всей железной руды в стране, а по производству черных – находится на одном уровне с Сибирью и Дальним Востоком. Ликвидирован имевшийся ранее в Центре разрыв между отдельными стадиями технологического процесса в результате выпуска передельного чугуна. Строительство, последующая реконструкция и расширение предприятий полного цикла (Новолипецкий и Новотульский заводы) дали возможность резко уменьшить здесь роль обособленных переделов по стали и по чугуну и тем самым создать комбинированное производство.

Уровень комбинирования в черной металлургии Центра пока значительно ниже, чем на Урале. Заводы полного цикла выпускают немногим более 1/2 всего чугуна и около 2/3 стали и проката.

Черная металлургия Центра полностью зависит от привозного топлива (донецкий уголь или кокс). Ресурсы сырья, представленные месторождениями КМА, практически не ограничивают производство. Большое значение имеет металлический лом.

Почти вся железная руда разрабатывается открытым способом. Наряду с богатыми рудами в массовом количестве добывают железистые кварциты (Лебединский, Стойленский и Михайловский ГОКи). Осваивается Яковлевское месторождение богатых руд. КМА служит источником сырья не только для заводов Центра, она дает его и ряду предприятий Урала, а также Севера.

В пределах КМА возникло производство металлизированных окатышей. На этой основе развивается электрометаллургия без доменного передела (Оскольский комбинат). Создано производство холоднокатаной ленты (Орловский сталепрокатный завод).

Сибирь (вместе с Дальним Востоком) как металлургическая база находится в процессе формирования. Она несколько уступает Центру по выплавке чугуна и стали, но превосходит его в отношении проката. Современное производство представлено здесь двумя мощными предприятиями с полным циклом – Кузнецким металлургическим комбинатом и Западно-Сибирским заводом (Новокузнецк) – и несколькими передельными заводами (Новосибирск, Гурьевск, Красноярск, Петровск-Забайкальский, Комсомольск-на-Амуре), а также заводом ферросплавов (Новокузнецк).

Сырьевой базой служат железные руды Горной Шории, Хакасии и Ангаро-Илимского бассейна (Коршуновский ГОК). Топливная база – Кузбасс.

Северный район в качестве металлургической базы начал формироваться в связи с созданием Череповецкого металлургического комбината, который как предприятие полного цикла действует с 1960 г. Комбинат использует железную руду Кольского полуострова (Ковдорский, Оленегорский ГОКи), Карелии (Костамукшский ГОК) и коксующийся уголь Печорского бассейна.

За пределами металлургических баз расположены сравнительно крупные предприятия передельной металлургии на Северном Кавказе (Красный Сулин, Таганрог), в Поволжье (Волгоград). Новый передельный завод действует и на Дальнем Востоке (Комсомольск-на-Амуре).

Цветная металлургия

Цветная металлургия включает добычу, обогащение, металлургический передел руд цветных, благородных и редких металлов, в том числе производство сплавов, прокат цветных металлов и переработку вторичного сырья, а также добычу алмазов. Участвуя в создании конструкционных материалов все более высокого качества, она выполняет существенные функции в условиях современного научно-технического прогресса.

В связи с разнообразием используемого сырья и широким применением цветных металлов в современной промышленности цветная металлургия характеризуется сложной структурой.

По физическим свойствам и назначению цветные металлы условно делятся на четыре группы: основные, к которым относятся тяжелые (медь, свинец, цинк, олово, никель), легкие (алюминий, магний, титан, натрий, калий и др.), малые (висмут, кадмий, сурьма, мышьяк, кобальт, ртуть); легирующие (вольфрам, молибден, тантал, ниобий, ванадий); благородные (золото, серебро и платина с платиноидами); редкие и рассеянные (цирконий, галлий, индий, таллий, германий, селен и др.).

В состав цветной металлургии России входят медная, свинцово-цинковая, никель-кобальтовая, алюминиевая, титаномагниевая, вольфрамомолибденовая, твердых сплавов, редких металлов и другие отрасли, обособляющиеся в зависимости от вида выпускаемой продукции, а также золотообрабатывающая. По стадиям технологического процесса она делится на добычу и обогащение исходного сырья, металлургический передел и обработку цветных металлов.

Для цветной металлургии характерна организация замкнутых технологических схем с многократной переработкой промежуточных продуктов и утилизацией различных отходов. В перспективе эта тенденция усилится. Одновременно расширяются пределы производственного комбинирования, что дает возможность кроме цветных металлов получать дополнительную продукцию – серную кислоту, минеральные удобрения, цемент и др.

Вследствие значительной материалоемкости цветная металлургия ориентируется главным образом на сырьевые базы. При этом обогащение непосредственно «привязано» к местам добычи руд цветных и редких металлов.

Руды цветных металлов отличаются крайне низким содержанием полезных компонентов. Типичные руды, используемые для производства меди, свинца, цинка, никеля, олова, имеют всего несколько процентов, а иногда и доли процента основного металла.

Руды цветных и редких металлов по составу многокомпонентные. В этой связи огромное практическое значение имеет комплексное использование сырья.

Последовательный и глубокий металлургический передел с неоднократным возвращением в голову технологического процесса промежуточных продуктов и всесторонняя утилизация отходов для наиболее полного извлечения полезных компонентов обусловливают широкое развитие внутри цветной металлургии производственного комбинирования.

Эффективность комбинирования, основанного на комплексной переработке руд цветных и редких металлов, исключительно велика, если учитывать, что, во-первых, большинство из сопутствующих элементов не образует самостоятельных месторождений и может быть получено только таким путем, а во-вторых, сырьевые базы цветной металлургии часто расположены в пределах слабо освоенных территорий и поэтому требуются дополнительные затраты на промышленную разработку.

Комплексное использование сырья и утилизация производственных отходов связывают цветную металлургию с другими отраслями тяжелой индустрии. На этой основе в отдельных районах страны (Север, Урал, Сибирь и др.) формируют целые промышленные комплексы.

Особый интерес представляет комбинирование цветной металлургии и основной химии, которое появляется, в частности, при использовании сернистых газов в процессе производства цинка и меди. Еще более сложные территориальные сочетания разных производств возникают при комплексной переработке нефелинов, когда из одного и того же сырья извлекаются в качестве готовой продукции алюминий, сода, поташ и цемент и, таким образом, в сферу технологических связей цветной металлургии попадает не только химическая промышленность, но и промышленность строительных материалов.

Заметную роль помимо сырья в размещении цветной металлургии играет топливно-энергетический фактор. С точки зрения требований, предъявляемых к топливу и энергетике, в ее составе различают топливоемкие и электроемкие производства.

Сырьевой и топливно-энергетический факторы неодинаково влияют на размещение предприятий разных отраслей цветной металлургии. Больше того, в одной и той же отрасли их роль дифференцируется в зависимости от стадии технологического процесса или принятой схемы получения цветных и редких металлов. Поэтому цветная металлургия отличается большим числом вариантов размещения производства по сравнению с черной металлургией.

Медная промышленность из-за относительно низкого содержания концентратов приурочена (исключая рафинирование черного металла) к районам, располагающим сырьевыми ресурсами.

Основной тип руд, используемых сейчас в России для производства меди, – медные колчеданы, которые представлены в основном на Урале (Красноуральское, Ревдинское, Блявинское, Сибайское, Гайское и другие месторождения). Важным резервом служат медистые песчаники, сосредоточенные в Восточной Сибири (Удоканское месторождение). Встречаются также медно-молибденовые руды.

В качестве дополнительного сырья используют медно-никелевые и полиметаллические руды.

На Урале обособляются друг от друга предприятия по производству черновой меди и ее рафинированию. К первым принадлежат Красноуральский, Кировоградский, Среднеуральский, Карабашский и Медногорский медеплавильные, ко вторым – Кыштымский и Верхнепышминский медеэлектролитные заводы.

Свинцово-цинковая промышленность характеризуется более сложными структурно-территориальными признаками по сравнению с медной промышленностью.

В целом она приурочена к районам распространения полиметаллических руд – Северному Кавказу (Садон), Кузбассу (Солаир), Забайкалью (Нерчинские месторождения) и Дальневосточному Приморью (Дальнегорск).

Однако вследствие того, что свинцовые и цинковые концентраты обладают довольно высоким содержанием полезных компонентов, а следовательно, и транспортабельностью (в противоположность медным концентратам), обогащение и металлургический передел часто отрываются друг от друга. Так, на Урале, специфика сырьевой базы которого состоит в наличии медно-цинковых руд, для производства цинка (Челябинск) используются не только местные концентраты, но и поступающие из других районов страны. Аналогичные случаи бывают и при выплавке свинца.

Характерной чертой свинцово-цинковой промышленности выступает территориальная разобщенность обогащения и металлургического передела. Другая важная особенность отрасли состоит в том, что, несмотря на комплексный состав сырья, далеко не везде свинец и цинк в чистом виде получают одновременно. По степени законченности технологического процесса выделяются следующие районы:

1. по производству свинцовых и цинковых концентратов без металлургического передела – Забайкалье;
2. по производству металлического свинца и цинковых концентратов – Дальневосточное Приморье (Дальнегорск);
3. по производству металлического цинка и свинцовых концентратов – Кузбасс (Белово);
4. по совместному переделу свинца и цинка – Северный Кавказ (Владикавказ);
5. по производству металлического цинка из привозных концентратов – Урал (Челябинск).

Никель-кобальтовая промышленность наиболее тесно связана с источниками сырья, что обусловлено низким содержанием промежуточных продуктов (штейн и файнштейн), получаемых в процессе переработки исходных руд.

В России эксплуатируются руды двух типов: сульфидные (медно-никелевые), которые известны на Кольском полуострове (Никель) и в низовьях Енисея (Норильск), и окисленные – на Урале (Верхний Уфалей, Орск, Реж). Особенно богат сульфидными рудами Норильский район. Здесь выявлены новые источники сырья (Талнахское и Октябрьское месторождения), что дает возможность еще больше расширить металлургический передел по никелю.

Норильский район – крупнейший центр комплексного использования медно-никелевых руд. На действующем здесь комбинате, который объединяет все стадии технологического процесса – от сырья до готовой продукции, производятся никель, кобальт, платина (вместе с платиноидами), медь и некоторые редкие металлы. Путем утилизации отходов получают серную кислоту, соду и другие химические продукты.

Для Кольского полуострова, где расположено несколько предприятий никель-кобальтовой промышленности, также характерна комплексная переработка исходного сырья. Добыча и обогащение медно-никелевых руд и производство файнштейна осуществляются в Никеле. Комбинат «Североникель» (Мончегорск) завершает металлургический передел. Утилизация отходов позволяет дополнительно получать серную кислоту, минеральную вату и термоизоляционные плиты.

Оловодобывающая промышленность в противоположность никель-кобальтовой представлена территориально разобщенными стадиями технологического процесса. Металлургический передел не связан с источниками сырья.

Он ориентирован на районы потребления готовой продукции или расположен на пути следования концентратов (Новосибирск). Это обусловлено тем, что, с одной стороны, добыча сырья часто рассредоточена по мелким месторождениям, а с другой – продукты обогащения обладают высокой транспортабельностью.

Основные ресурсы олова находятся в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке. Здесь действует Шерловогорский, Хрустальненский, Солнечный, Эссе-Хайский и другие горнообогатительные комбинаты. Завершается строительство первой очереди Депутатского ГОКа (Якутия).

Особыми чертами характеризуется география производства легких цветных металлов, в первую очередь алюминия.

Алюминиевая промышленность использует сырье более высокого качества, чем остальные отрасли цветной металлургии. Сырьевые ресурсы представлены бокситами, которые добываются на Северо-Западе (Бокситогорск) и Урале (Североуральск), а также нефелинами – в Северном районе, на Кольском полуострове (Кировск), в Восточной Сибири (Горячегорск). Новый центр по добыче бокситов формируется в Северном районе (Северо-Онежское месторождение). По составу бокситы являются простым, а нефелины – комплексным сырьем.

Технологический процесс в алюминиевой промышленности складывается из двух основных стадий: производство глинозема и производство металлического алюминия. Территориально эти стадии могут находиться вместе, как, например, на Северо-Западе или Урале. Однако большей частью даже в пределах одного и того же экономического района они разобщены, потому что подчиняются влиянию разных факторов размещения. Производство глинозема, будучи материалоемким, тяготеет к источникам сырья, а производство металлического алюминия, как энергоемкое, ориентировано на источники массовой и дешевой электрической энергии.

Оптимальными для производства глинозема следует считать районы, где наряду с алюминиевым сырьем встречаются известняки и дешевое топливо. К ним относятся, в частности, Ачинско-Красноярский в Восточной Сибири и Североуральско-Краснотурьинский на Урале.

Центры производства глинозема расположены на Северо-Западе (Бокситогорск – тихвинские бокситы, Волхов и Пекалево – хибинские нефелины), на Урале (Краснотурьинск и Каменск-Уральский – Североуральские бокситы) и в Восточной Сибири (Ачинск – кия-шалтырские нефелины). Следовательно, глинозем получают не только у источников сырья, а и в стороне от них, но при наличии известняков и дешевого топлива, а также при выгодном транспортно-географическом положении.

На первом месте по производству глинозема находится Урал (более 2/5 общего выпуска), затем идут Восточная Сибирь (свыше 1/3) и Северо-Запад (более 1/5). Но отечественное производство обеспечивает только половину имеющихся потребностей. Остальное количество глинозема экспортируется из ближнего зарубежья (Казахстан, Азербайджан и Украина), а также из Югославии, Венгрии, Греции, Венесуэлы и других стран.

В России все центры производства металлического алюминия (за исключением уральских) в той или иной мере удалены от сырья и находятся вблизи гидроэлектростанций (Волгоград, Волхов, Кандалакша, Надвойцы, Братск, Шелехов, Красноярск, Саяногорск) и отчасти там, где действуют крупные энергетические установки на дешевом топливе (Новокузнецк).

Совместное производство глинозема и алюминия осуществляется в Северо-Западном районе (Волхов) и на Урале (Краснотурьинск и Каменск-Уральский).

Самые мощные предприятия по глинозему действуют в Ачинске, Краснотурьинске, Каменск-Уральском и Пикалеве, по алюминию – в Братске, Красноярске, Саяногорске и Иркутске (Шелехове). Таким образом, по производству металлического алюминия резко выступает вперед Восточная Сибирь (почти 4/5 общего объема производства в стране).

Заключительная стадия технологического процесса в цветной металлургии – обработка металлов и их сплавов – приближена к районам потребления и находится обычно в крупных промышленных центрах. Районы потребления притягивают к себе и переработку вторичного сырья – важного дополнительного ресурса в увеличении производства цветных металлов, дающего возможность получать готовую продукцию с гораздо меньшими затратами.

Золотодобывающая промышленность – одна из старейших в России. В 1993 г. произведено 132,1 т золота, что обеспечивает нашей стране пятое место в мире после ЮАР, США, Канады и Австралии.

В настоящее время доля российского золота в мировой добыче составляет порядка 8 %.

По разведанным запасам, которые оцениваются не менее чем в 5 тыс. т, Россия значительно уступает только ЮАР, но превосходит Австралию и Канаду и находится на одном уровне с США. Отечественные месторождения представлены россыпными, коренными (рудными) и комплексными (золото в сочетании с медью, полиметаллами и др.). Основные запасы сосредоточены в коренных месторождениях, затем идут комплексные и, наконец, россыпные.

Между тем наиболее интенсивно всегда разрабатывались россыпные месторождения: их освоение требовало меньших средств и времени по сравнению с коренными. Сейчас на их долю приходится около 3/4 суммарной добычи.

Основная масса отечественного золота добывается на Дальнем Востоке (2/3 общего количества) и в Восточной Сибири (свыше 1/4). На Дальнем Востоке 2/3 всей добычи сосредоточено на приисках Якутии (30,7 т) и Магаданской области (28,2 т). В Восточной Сибири также добыча на 2/3 концентрируется в Иркутской области (11,7 т) и Красноярском крае (10,8 т).

Остальное количество золота дает Урал (5 %), где прииски возникли много раньше, чем в других районах России, Западная Сибирь и север европейской части.