Месторождение руд черных металлов

Обновлено: 18.05.2024

Черная металлургия одна из важнейших отраслей хозяйственного комплекса России, служит фундаментом для развития многих отраслей промышленности и в первую очередь машиностроения.

По производству черных металлов Россия занимает 4-е место в мире после Китая (107 млн. т), Японии (105 млн, т) и США (около 100 млн. т) (годовая выплавка стали в Росси составляет примерно 50 млн т, или 7% ее мирового производства).

По экспорту черных металлов Россия занимает 1-е место (около 25 млн т, или более 10% мирового экспорта).

Черная металлургия России отличается сложностью состава, высоким уровнем концентрации и комбинирования производства. Подавляющую часть (около 9/10) чугуна, стали и проката здесь дают крупные предприятия с полным технологическим циклом металлургические комбинаты.

По добыче железной руды лидирует Центрально-Черноземный район (сосредоточивает более 30% общего объема ее добычи в стране), где находится КМА с ее месторождениями и горно-обогатительными комбинатами мирового значения. Далее следует Урал, Северный район, Восточная и Западная Сибирь.

В производстве кокса первый Западно-Сибирский район (Кузнецкий бассейн), затем европейский Север (Печорский бассейн) и Дальний Восток (Южно-Якутский бассейн).

Во всех этих районах добычи железной руды и коксующегося угля возникли мощные (крупнейшие в стране) металлургические комбинаты (Новолипецкий (в Центрально-Черноземном р-не), Череповецкий (в Северном р-не), Магнитогорский, Нижнетагильский, Челябинский и Орско-Халиловский (на Урале), Западно-Сибирский и Кузнецкий (в Западной Сибири)).

Предприятия передельной металлургии в основном ориентированы на районы и центры развитого машиностроения, располагающие крупными источниками вторичного сырья и одновременно являющиеся местами потребления готовой продукции (сталь, прокат). Они созданы

на Северном Кавказе (Красный Сулин, Таганрог),

в Поволжском районе (Волгоград, Набережные Челны, Тольятти и др.),

в Волго-Вятском районе (Нижний Новгород),

в Центральном районе

в Северо-Западном районе (Санкт-Петербург),

на Урале (Екатеринбург, Ижевск и др.),

в Западно-Сибирском районе (Новосибирск),

в Восточно-Сибирском районе (Красноярск, Петровск-Забайкальский и др.)

на Дальнем Востоке (Комсомольск-на-Амуре),

т.е. практически во всех экономических районах страны.

Малая (цеховая) металлургия расположена непосредственно на крупных машиностроительных заводах.

Электрометаллургия ферросплавов из-за высоких расходов электроэнергии (до 9 тыс. кВт-ч на 1 т металла) получила развитие в районах, где производство дешевой электроэнергии сочетается с ресурсами легирующих металлов. (Например: Челябинск на Урале и др.).

Совокупность предприятий черной металлургии (всех типов), расположенных в одном или соседствующих районах, вместе с их сырьевой и топливной базой образуют районы (базы) черной металлургии.

Всего в России выделяют три такие базы Уральскую, Центральную, Сибирскую.

Уральская база (Уральский район) — крупнейший производитель черного металла в стране (около половины производства чугуна, стали и проката). Черная металлургия Урала использует привозное топливо уголь Кузнецкого и Карагандинского (Казахстан) бассейнов, работает на собственном сырье (руды Качканарского и Бакйальского месторождений) и частично использует привозное сырье (руды КМА и Соколово-Сарбайского месторождения Казахстана). Добыча железных руд на собственных месторождениях ведется открытым способом. Большую часть выплавляемого металла здесь дают металлургические комбинаты (Магнитогорский, Челябинский, Нижнетагильский, Новотроицкий). Более, чем в других районах, развита передельная металлургия (Екатеринбург, Ижевск, Златоуст, Лысьва, Серов и др.), электрометаллургия ферросплавов (Серов, Челябинск) и трубопрокат (Первоуральск, Каменск-Уральский). Ведется выплавка природно-легированных металлов (Новотроицк, Верхний Уфалей). На Урале производится самый дешевый металл в стране. Более половины металлопродукции из черных металлов Урал экспортирует за рубеж.

Центральная база (Центрально-Черноземный, Центральный и Волго-Вятский район) работает на железных рудах КМА, ресурсах металлического лома и привозного топлива уголь Печорского, Кузнецкого и Донецкого (Ростовская область) бассейнов.

Курская магнитная аномалия (КМА) крупнейший железорудный бассейн страны, служит источником сырья не только для заводов Центра, но и Северного и Уральского районов, а также поставляет руду на экспорт. Большая часть руды добывается открытым способом. Наряду с богатыми рудами в большом количестве добывают и относительно бедные железом железистые кварциты (со средним содержанием железа около 32%). Добыча железной руды обходится дешевле, чем в других районах. Созданы крупнейшие в стране и в мире горно-обогатительные комбинаты (Лебединский, Михайловский, Стойлинский ГОК).

Для добычи глубокозалегающих запасов действуют Губкинский и Яковлевский рудники. Заводы полного цикла Новолипецкий и Новотульский, производят большую часть чугуна, стали и проката. Развита электрометаллургия (Оскольский электрометаллургический комбинат в Старом Осколе Белгородской области с технологией прямого восстановления железа из металлизованных окатышей), передельная металлургия (заводы «Серп и Молот» и «Электросталь» в Москве и Московской области, заводы в Нижнем Новгороде, Выксе и Кулебаках в Волго-Вятском районе) и малая металлургия (Москва). Осуществляется выплавка чугуна и доменных ферросплавов (заводы в Туле и Липецке), производство холоднокатаной ленты (Орловский сталепрокатный завод).

Сибирская база (Западно-Сибирский, Восточно-Сибирский и Дальневосточный район). Сырьевой базой служат железные руды Горной Шории, Хакасии, Ангаро-Илимского, Ангаро-Питского и Алданского бассейнов. Топливная база Кузбасс и Южно-Якутский бассейн. Работают крупные горно-обогатительные комбинаты (Коршуновский и Рудногорский в Иркутской области). Производство металла представлено Кузнецким и Западно-Сибирским металлургическими комбинатами (оба находятся в Новокузнецке), передельными заводами (Новосибирск, Гурьевск, Красноярск, Петровск-Забайкальский, Комсомольск-на-Амуре), заводами ферросплавов (Новокузнецк).

Сибирская база самая молодая из баз страны, находится в процессе формирования. Перспективы ее развития связаны со строительством металлургических заводов в Восточной Сибири (Тайшет) и на Дальнем Востоке.

Новая металлургическая база начала формироваться и в Северном районе, а именно в г. Череповце, где находится один из крупнейших металлургических комбинатов в стране. Череповецкий металлургический комбинат использует железную руду Кольского полуострова (Ковдорский и Оленегорский ГОКи) и Карелии (Костомукшский ГОК) и коксующийся уголь Печорского бассейна. В Санкт-Петербурге имеется передельный завод.

Черная металлургия России испытывает дефицит в марганцевых рудах, крупные запасы и добыча которых сосредоточены в СНГ на Украине (Никопольское, Большое Токмакское месторождения) и в Грузии (Чиатурское месторождение). Эти же страны Содружества выделяются и производством черных металлов, представленным крупными комбинатами в Кривом Роге, Днепропетровске, Днепродзержинске, Запорожье, Донецке, Мариуполе (на Украине) и в Рустави (Грузия), а также заводами ферросплавов в Запорожье (Украина) и Зестафони (Грузия).

Цветная металлургия включает в себя производство цветных, благородных, редких металлов и их сплавов.

По объему производства выделяется выплавка алюминия (более 45% годовой выплавки цветных металлов мира), меди (25%), цинка (16%) и свинца (11%). Значительным является производство никеля, олова, магния, кобальта, вольфрама, молибдена.

Цветную металлургию отличают некоторые особенности, сказывающиеся на размещении.

1. Высокая материалоемкость производства, делающая невыгодным отрыв переработки от мест добычи исходного сырья. Процентное содержание большинства цветных металлов в рудах невелико (обычно от долей процента до нескольких процентов), что предопределяет «привязку» рудообогатительных предприятий к местам добычи сырья.

2. Высокая энергоемкость производства, делающая эффективным развитие отрасли у источников дешевого топлива и электроэнергии. Поскольку производство (выплавка) металлов из обогащенного сырья требует больших затрат энергии, стадии обогащения и металлургических переделов в цветной металлургии зачастую оказываются территориально разобщенными.

3. Комплексный характер используемого сырья. Многие руды цветных металлов по своей природе полиметаллические, т.е. содержат несколько металлов, С целью их полного извлечения (использования) в цветной металлургии эффективным является производственное комбинирование.

4. Широкое использование в производстве ресурсов вторичного сырья (из лома выплавляют 25-30% меди и алюминия, до 40-50% свинца). Размещение отраслей цветной металлургии по этой причине во многих случаях ориентировано на ресурсы вторичного сырья (металлолома).

Разные отрасли металлургии имеют свои особенности размещения.

Ведущей отраслью цветной металлургии (по объему производства и использованию изделий) в современном мировом хозяйстве является алюминиевая промышленность. Среди других отраслей цветной металлургии эта отрасль отличается наибольшей сложностью производства.

Производство алюминия разделяется на несколько стадий.

Первая стадия добыча сырья (бокситы, нефелины, алуниты) ориентируется на богатые месторождения.

Вторая стадия производство окиси алюминия (глинозема) будучи материалоемкой и теплоемкой, тяготеет, как правило, к источникам сырья и топлива.

Третья стадия электролиз окиси алюминия ориентируется на источники дешевой электроэнергии (крупные ГЭС и ТЭС).

Основным сырьем для выработки глинозема являются бокситы, мировая добыча которых составляет примерно 150 млн т в год. Подавляющая часть добычи и экспорта бокситов приходится на Австралию (почти треть мировой добычи), Гвинею, Ямайку, Бразилию, Китай, Индию, Россию, Суринам, Грецию, Венесуэлу, Казахстан. Большая часть сырья (примерно 2/3) перерабатывается в глинозем на месте в Австралии, Бразилии, России, Казахстане и др. Часть сырья (примерно 1/3) экспортируется в страны, где для производства окиси алюминия есть минеральное топливо (местного или поставляемое со стороны) США, Канада, Украина, Ирландия, Сардиния (Италия) и др.

Производство металлического алюминия получило преимущественное развитие в странах, располагающих крупными источниками дешевой энергии, большими гидроресурсами и мощными ГЭС (США, Россия, Канада, Бразилия, Норвегия и др.), богатых природным газом (Ирак, Бахрейн, ОАЭ, Нидерланды, Великобритания и др.) или каменным углем (Австралия, Индия, Китай и др.). В некоторых старых, традиционных центрах выплавки алюминия (Франция, Австрия, Венгрия и др.), где энергия дорогая, его производство сильно сократилось и постепенно сходит на нет. Крупнейшие производители алюминия в мире Россия, США, Япония, Германия, Италия.

Медная промышленность в своем размещении в основном ориентируется на ресурсы меди (природное и вторичное сырье). Невысокое содержание металла в медных концентратах (от 8 до 35%), относительно небольшая энергоемкость их переработки (в сравнении с выплавкой алюминия) делают выгодным размещение производства (выплавки) меди в местах добычи и обогащения, медных руд. Поэтому места добычи и выплавки меди оказываются часто территориально совмещенными. Главные районы добычи меди находятся в Северной и Латинской Америке (Чили, США, Канада, Перу, Мексика), Африке (Замбия, Заир), СНГ (Россия, Казахстан), Азии (Япония, Индонезия, Филиппины), Австралии и Океании (Австралия, Папуа-Новая Гвинея).

Главные медедобывающие страны выделяются и по выплавке меди, ведущее место принадлежит США, Чили, Японии, КНР, Канаде, России. Часть добываемой руды в виде концентратов и черновой меди вывозится в другие страны (из Папуа и Филиппин в Японию, из стран Латинской Америки в США, из стран Африки в Европу, из России и Казахстана в Европу и Китай). Почти 1/5 мировой выплавки меди базируется на ресурсах металлолома. Медеплавильная промышленность Великобритании, Франции, Германии, Бельгии и других стран выпускает только вторичный металл.

Цинковая и свинцовая промышленность обычно имеет общую сырьевую базу полиметаллические руды. Страны, располагающие наиболее крупными месторождениями полиметаллов (США, Канада, Мексика, Перу в Северной и Латинской Америке, Ирландия и Германия в Европе, Россия и Казахстан в СНГ, Китай, Япония, Австралия), выделяются и по их добыче. По размерам выплавки свинца и цинка ведущие позиции в мире занимают такие страны как США, Япония, Канада, Австралия, Германия, Франция, Италия. Очень крупным производителем свинца и цинка является Китай. Россия в мировом производстве цинка и свинца не входит в десятку ведущих стран.

Для современной географии отрасли характерна территориальная разобщенность мест добычи и обогащения свинцовых и цинковых руд и металлургических их переделов. Например, Ирландия, добывающая цинковые и свинцовые руды, мощностей по их выплавке не имеет, в то время как в Японии, Германии, Франции размеры выплавки металла значительно превосходят размеры добычи цинка и свинца этих стран. Наряду с влиянием других факторов, это объясняется возможностью использования дальнепривозного сырья, так как транспортабельность цинковых и свинцовых концентратов в силу высокого содержания в них металла (от 30 до 70%) исключительно велика.

Размещение оловянной промышленности. Большую часть (около 2/3) добычи и выплавки олова дают страны Юго-Восточной Азии и, прежде всего Малайзия. Крупные размеры добычи и выплавки олова имеют также Боливия, Россия, Китай.

В мировом производстве цинка, свинца и олова так же, как и в медной промышленности, велика доля вторичного сырья (металлолома). Особенно это характерно для цветной металлургии развитых стран, где вторичное сырье обеспечивает 50% выплавки свинца, 25% цинка и олова.

Черные металлы: месторождения, хранение. Металлургия черных металлов

Металлы - это никогда не теряющие своей актуальности материалы. Они широко применяются в быту и в промышленности. Конечно, сегодня придумали массу различных альтернативных веществ, на основе которых получают материалы, не уступающие по качеству металлам. Однако полностью заменить их невозможно. Сложно представить себе заборы и ворота, решетки, крышки люков, инструменты и многое другое из чего-то иного.

Хотя пластик, стекло, силикон, полиэтилен и полипропилен прочно вошли в современную жизнь человека, сложно заменить фундаментальные части конструкций, многочисленные детали автомобилей и других транспортных средств на любую альтернативу металлам. Ее просто нет.

Металлы в Периодической системе

В Периодической системе химических элементов металлы занимают лидирующее положение. Из известных на сегодня 117 позиций к металлам относится более 90. Все эти элементы имеют ряд характерных особенностей, которые позволяют относить их к группе металлов:

Способны проводить электрический ток.
Обладают теплопроводностью.
Ковкие, пластичные, поддаются прокатке в листы и проволоку (не все).
Обладают серебристым блеском (кроме меди и золота).

Помимо общих свойств каждый подобный элемент обладает и рядом специфических, что и делает его таким востребованным.

Типология

Все металлы как простые вещества можно также разделить на три класса:

Черные.
Цветные.
Драгоценные.

К цветным металлам относятся все, кроме драгоценных и железа. То есть это медь, ртуть, палладий, хром, никель, цинк, магний, кальций, алюминий, свинец, олово и так далее.

К драгоценным металлам относят следующие:

Черные металлы - какие к ним относятся?

В данный класс входят:

железо и все его сплавы;
марганец;
хром;
ванадий;
титан;
актиноиды и уран (торий, плутоний, нептуний и другие);
вольфрам;
щелочные металлы.

То есть из всего многообразия данных веществ на долю черных металлов приходится меньшая часть. Причем в основном не самые распространенные (за исключением железа) находятся в земной коре и недрах.

Но несмотря на то что черные металлы представлены таким немногочисленным количеством элементов, они очень распространены и объемны в производстве и переработке. Масса изделий, деталей, принадлежностей изготовлена именно из железа и его сплавов.

Металлургия черных металлов достаточно обширна и востребована во всем мире. Добыча и обработка железа - одна передовых технических и экономических задач многих стран мира, в том числе и России.

Месторождения черных металлов на планете

Железо по масштабам добычи стоит на первом месте среди всех металлов. Его массовое содержание в природе, в том числе и в земной коре, исчисляется биллионами. При этом, по данным специалистов, человек на сегодняшний день разведал только сто миллиардов тонн.

Если говорить о мировых месторождениях черных металлов, в первую очередь железа, то следует заметить, что они есть на всех континентах, во всех частях света, кроме точек крайнего Севера. При этом распределение по странам примерно следующее (в порядке убывания):

Россия (около сорока процентов всех мировых запасов);
Бразилия;
Австралия;
Канада;
США;
Китай;
Индия;
Швеция.

Месторождения в России

В России черные металлы содержатся практически во всех масштабных федеральных округах.

Уральский федеральный округ - 14%.
Сибирский округ - 13%.
Дальневосточный - 8%.
Северо-Западный федеральный округ - 4%.
Приволжский - 0,5%.

В каждом из перечисленных округов находится предприятие, на котором осуществляется металлургия черных металлов. Россия занимает явное лидирующее положение в мире по данному показателю, и, судя по запасам, так будет продолжаться еще очень продолжительное время.

Добыча материала

Производство черного металла сопряжено с несколькими сложными стадийными процессами. Во-первых, черные металлы не встречаются в самородном виде, а входят в состав соответствующих руд (марганцевых, железных и так далее). Поэтому прежде чем получить металл, необходимо извлечь из земли горную породу - руду.

Этот процесс осуществляется горнодобывающей промышленностью. При этом руды, содержащие железо, могут быть богатыми и насыщенными или же скудными на металл. Поэтому после извлечения пласта руды ее кусок берется на химический анализ. Если количественное содержание металла составляет свыше 57-60%, то работы продолжаются. Если же ниже, то прекращаются либо перемещаются на другую территорию для поиска более богатой руды. Иначе этот процесс просто экономически нерентабелен.

Следующий этап, который включает в себя производство черного металла, - это обработка извлеченной руды на специальном заводе. Такой процесс носит название металлургии. Он может быть нескольких видов:

Гидрометаллургия - в основе техники извлечения и обработки руды лежит использование воды. При этом в процессе выщелачивания металлы из состава руды переходят в раствор, а оттуда методом элетролиза извлекаются в чистом виде. Энергетически и материально данный способ более дорогой, поэтому применяется только для особых металлов.
Пирометаллургия - в основе техника использования огня. Процессы термической обработки руды в доменных печах с использованием коксованного угля. Самый распространенный способ обработки руды и извлечения металлов. Используется в черной металлургии.
Биометаллургия. Основана на действии живых организмов, только начинает вводиться в практику, разрабатывается биотехнологами. Суть состоит в способности некоторых микроорганизмов извлекать в процессе жизнедеятельности металлы из состава руд.

Обработка

На перерабатывающем предприятии добытые руды, содержащие черные металлы, подвергаются тщательной обработке. Все эти процессы отражены в представленной ниже таблице.

Отделение части руды, содержащей металл, от пустой породы. Может происходить одним из трех способов:

магнитный (базируется на ферромагнитности железа);
гравитационный (база - разные плотности пустой и богатой породы);
флотационный (основан на применении воды с пенообразователем).

Получают три типа обработанной руды:

аглоруда (испеченная высокими температурами без доступа воздуха);
сепарированная (очищенная сепарацией);
окатышная (масса, содержащая флюсы железа).

Вот таким образом происходит получение железа и его сплавов. При этом максимум материальных затрат уходит на подготовку и использование кокса (угля). Именно он является для железа восстановителем, топливом, источником тепла, поставщиком углерода. Поэтому в описанном процессе используется довольно большое его количество, отсюда и высокие денежные расходы.

Условия хранения

К черным металлам, прежде всего, относится железо и его сплавы. Следует понимать, что это очень коррозионно нестойкий материал. Поэтому хранение черного металла требует соблюдения определенных правил, особенно если речь идет не о конструкциях и изделиях, а о так называемом ломе черных металлов (отходы, поломанные изделия, листы, прутья, арматуры и так далее):

Помещение, в котором находится материал, должно быть полностью закрыто от доступа влаги (дождя, снега). Чем меньше влаги, тем дольше срок хранения.
Территория склада должна быть большой, нельзя хранить листовые структуры черных металлов впритык друг к другу, поскольку это спровоцирует раннюю коррозию.
Весь имеющийся материал следует рассортировать по маркам и размерам.

При соблюдении этих нехитрых правил можно будет максимально долго сдерживать процессы разрушения структуры металлов.

Сплавы черного металла

К таковым принято относить сплавы железа, которые подразделяются на несколько типов:

Сталь. Черный металл, сплавленный с углеродом, дает такой результат.
Чугун. Начальный чугун, который получается в доменных печах при обработке руды, совершенно непригоден в качестве материала для производства приборов и предметов хозяйственного назначения. Он слишком хрупкий. Его нужно подвергнуть дальнейшей обработке в виде насыщения железом и углеродом, чтобы получился отличный прочный материал. Также добавляют другие элементы с целью повышения коррозионной стойкости и улучшения технических характеристик.
Ферросплавы (силикокальций, феррохром, ферросилиций, силикомарганец). Основное назначение данных сплавов - улучшение технических характеристик конечного материала.

Сталь

Главное место среди всех сплавов черных металлов отводится стали. Сегодня научились добиваться очень значимых результатов в производстве этого материала с заранее заданными важными свойствами. Такого рода сплав - самое важное для промышленности, что дали черные металлы. Какие стали выделяют?

Низкоуглеродистые - используются для производства различных инструментов.
Нержавеющие (из них делают трубы, тугоплавкие детали, режущие инструменты, сварная аппаратура и так далее).
Феррито-хромовые.
Мартенситно-хромовые.
Легированные.
Никелевые.
Хромовые.
Хром-ванадиевые.
Вольфрамовые.
Молибденовые.
Марганцевые.

По названиям очевидно, что именно эти компоненты добавляются в смесь железа и углерода в определенном соотношении. Это влияет на существенное изменение свойств получаемых материалов.

Вторичные металлы

К сожалению, как бы нам ни хотелось, вещи не могут служить вечно. Со временем все приходит в негодность - ломается, бьется, стареет и выходит из моды. Так происходит и с конструкциями из черных металлов. Стальные, чугунные и другие изделия, запчасти просто перестают быть нужными.

Тогда их сдают на специальные предприятия, занимающиеся обработкой пришедшего в негодность сырья. Теперь это металлы черные вторичные. Именно так называются вышедшие из строя и ненужные в быту металлические изделия из черных металлов.

Те предприятия, которые осуществляют сбор лома, должны соблюдать определенные правила по его хранению, вывозу и продаже. Законодательством нашей страны по этому вопросу установлен ГОСТ. Черные металлы, так же, как и цветные, находятся под строгим контролем закона.

Вторичные металлы можно переработать и снова пускать в производство. Именно для продажи в таких целях и скупают черный лом металлов посредники-предприниматели.

Сегодня к черным металлам относятся с должным уважением, они занимают лидирующие позиции на рынке соответствующих изделий.

Использование в машиностроении

Стальные и чугунные предметы, детали, различные приспособления находят самое широкое применение в машиностроении. Они востребованы не только на автомобильном, но и на химическом, авиационном производстве, а также в кораблестроении. Все это благодаря особой прочности данных материалов, их термостойкости и коррозионной устойчивости. Черные металлы становятся базовым материалом для выпуска многих типов изделий. Среди наиболее распространенных следующие:

боковые крышки редукторов;
подшипники;
клапаны;
фитинги;
втулки;
трубы;
цилиндры автомобилей и других транспортных средств;
зубчатые колеса;
звенья цепей на тракторах;
тормозные барабаны;
каретки;
кожухи и так далее.

Этот список можно продолжать бесконечно, потому что изделий из черных металлов и их сплавов действительно много.

Применение в других отраслях промышленности

Можно назвать несколько основных сфер, в которых находят применение черные металлы:

Химическая промышленность.
Машиностроение.
Производство мебели специального назначения.
Выпуск посуды.
Производство конструкционных деталей.

Это, конечно, далеко не полный список, а лишь самые распространенные области, на долю которых приходится подавляющее большинство продуктов черной металлургии.

ЧЁРНЫЕ МЕТАЛЛЫ — душа и тело современной промышленности

Медицине известен печальный и трогательный факт. Студент-химик решил подарить любимой девушке кольцо. Не простое, а из железа собственной крови. Парень делал себе кровопускания, а из крови выделял железо. Только ему не удалось подарить уникальное кольцо — студент умер от малокровия, так и не набрав нужного количества черного металла.

Железо и вся таблица Менделеева

К черным металлам относятся железо и произведенные из него сплавы. По некоторым классификациям сюда же относят ванадий, хром, марганец. Вот вам весь список черных металлов. Удивительно, что среди употребления людьми огромного количества других металлов 90% составляют черные (правда, в основном в виде сплавов).

А вот историки этому не удивляются. Они знают, какими темпами развивалось человечество. Сравните сами.

Первая стадия — первобытно-общинный строй. Начался он примерно 200 000 лет назад (как минимум) и делится на 3 стадии:

Каменный век. Начался с возникновения человека разумного (то есть, когда люди догадались использовать камни и дубинки как орудия). Медленно, со скрипом продолжался до III тысячелетия до нашей эры.
Бронзовый век (длился до начала I тысячелетия до нашей эры). Люди начали использовать цветные металлы. Цивилизация уже не ползла, а рысцой продвигалась к следующему этапу.
Железный век. По разным классификациям он начался в начале I тысячелетия до нашей эры. В принципе, он продолжается и сейчас, хотя историки неофициально называют наше время ранний пластиковый век.

Сравните, как жил человек в каменном веке, и как живет сейчас. И весь взлет цивилизации — за счет металлов.

Познавательно: в эпоху поздней бронзы железные изделия были редкостью. Их стоимость в 35-40 раз превышала стоимость таких же серебряных изделий.

Где добывают руду черных металлов

К железным рудам относятся железняки — красный, магнитный, бурый. Это магнетит, гематит, лимонит. Бурые железняки привлекательны примесями ванадия, кобальта, марганца, никеля и других металлов.

Российские железорудные месторождения

Россия обладает крупнейшими железорудными запасами в мире, хотя содержание железа на тонну добытой руды наша страна уступает некоторым странам. Огромное и уникальное по содержанию железа (до 60%) месторождение гематита расположено в Курской области. Это знаменитая Курская магнитная аномалия.

Бесценная копилка минералов, Каменный Пояс, имеет магнетитовые месторождения (горы Магнитная, Благодать, Высокая). Есть магнетит на Кольском полуострове и в Сибири.

Крупнейшие залежи лимонита (бурого железняка):

Орско-Халиловское (Урал);
Керченское (Крым);
Байкальское.

Добывают руду открытым (в карьерах) или закрытым (в шахтах) способами.

Переработкой руды в железо занимаются на металлургических комбинатах.

Что производят из черных металлов

Само железо не пользуется спросом. Оно пластично, хорошо поддается ковке и прокатке, у него хорошие электро- и теплопроводность. Но все его привлекательные качества меркнут перед одним большим «но» — оно ржавеет.

В Дели (Индия) уже 1600 лет стоит железная колонна. И не ржавеет. Много версий выдвинули ученые по этому поводу, но до сих пор непонятно, отчего она не заржавела за полторы тысячи лет.

А вот сплавы черных металлов (чугун и сталь) необходимы экономике любой страны.

Основной помощник в превращении железа в сплавы — углерод.

Чугуны могут быть:

Сталь содержит гораздо меньше углерода:

низкоуглеродистая сталь (содержание С менее 0,25%);
углеродистая (в ней углерода от 0,25 до 0,6%);
высокоуглеродистая (тут содержание углерода от 0,6 до 2,15%).

Углерод не все, что нужно хорошей стали или качественному чугуну. Небольшие добавки марганца, меди, ванадия хрома и других металлов придают сплавам требуемые качества. Это могут быть термостойкость, устойчивость к коррозии (ржавчине), хорошая ковкость, упругость металла.

Морская вода — настоящая жидкая руда. В ней около 80 элементов таблицы Менделеева. Если извлечь из океанов все железо, то на долю каждого жителя Земли придется 35 тонн. За все время цивилизации произвели всего по 6 тонн на человека.

Делаем железо из руды, чугун из железа, сталь из чугуна

Этими сложными вещами занята черная металлургия.

Она (вернее люди, в ней работающие) добывает руду, обогащает ее, затем выплавляют в доменных печах. Получившийся в процессе плавки чугун в сталеплавильных печах превращают в стали.

А дальше сталь отправляют в прокат на прокатные станы. Они разные, и форм проката много. Из проката получают листы стали, швеллеры, рельсы, уголки.

Применение чермета

Черные металлы используют во многих отраслях промышленности. Причиной такой популярности являются их основные свойства — дешевизна, высокая прочность, универсальность качеств.

Ни одна промышленность не живет без черных металлов и их сплавов.

Производство стали в мире растет, и большую долю металла потребляют «азиатские тигры».

Металлолом чермета

Черный металлолом — это все металлическое, сделанное из железа и его производных. Все, что люди сделали, попользовались и выбросили за ненадобностью. От громадных списанных кораблей (жители портовых городов видели ржавые остовы бывших красавцев) до кусков ржавых труб — все это различные виды лома.

Современное развитие экономики диктует бережное отношение к материальным ресурсам. Поэтому вторичная переработка лома черных металлов, использование того, что раньше считалось мусором, выгодна для развития хозяйства страны. И экология при этом «говорит спасибо», ведь становится меньше свалок, сохраняются природные ресурсы. Они на нашем земном шарике хоть велики, но не безграничны.

Покупаем металлолом черных металлов

Лом нержавейки достаточно дорогой. В зависимости от содержания никеля стоит от 42 до 52 рублей за килограмм.

Лом черного металла гораздо дешевле, от 11 до 14 рублей за кг.

Строгие потребители металлолома

При приеме лома черных металлов его потребители-покупатели — металлурги — предъявляют к нему определенные требования.

Заготовка металлолома производится практически в каждом населенном пункте. И поверьте, туда до сих пор попадает лом еще советских времен.

Существует государственный стандарт на вторичные черные металлы.

Классификация металлолома

Чермет по ГОСТу делится на 2 группы по содержанию углерода. Это стальной лом и чугунный лом.

Наличие легирующих добавок делит металлолом на две категории — легированные и углеродистые. В свою очередь легированные по содержанию элементов имеют 67 групп.

Показатели качества лома также отслеживаются потребителем, и подразделяются на 28 видов.

Какая польза в сборе металлолома

Россия производит немного стали, зато металлолома потребляет от 20 до 30%.

Лом черного металла подразделяется на:

чугунный лом (отходы литья, стружка);
железный лом (изделия, окончившие срок службы; отходы литья, стружка);
нержавеющий лом (испорченные, непригодные изделия; отходы от металлообработки).

Сфера применения вторичных черных металлов широка. Основных причин тут две — это дешевле, чем плавить железо из руды и занимает меньше времени. К тому же люди, временно оставшиеся без работы, могут заработать на кусок хлеба сбором металлолома. Это их маленький бизнес.

В советские времена металлолом собирали пионеры. И хотя притащить заржавевший трактор им было не под силу, но приличную часть металла на утилизацию детишки отправляли. В этом можно найти скрытую пользу. Пока дотянешь кусок металла до места, сил на драки и разборки, которыми печально известны многие подростки, уже не оставалось. Вот и подумаешь, не возродить ли полезное начинание по сбору металлолома…

Мне 42 года и я специалист в области минералогии. Здесь на сайте я делюсь информацией про камни и их свойства — задавайте вопросы и пишите комментарии!

Черная металлургия: cырье для производства черных металлов и сплавов

Для производства металлов необходимы следующие материалы: руда, топливо, флюсы, огнеупорные материалы.

Для производства металлов необходимы следующие материалы:

руда;
топливо;
флюсы;
огнеупорные материалы.

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.

Сырьевая база чёрной металлургии РФ

Дополнительная информация

В свою очередь принадлежность добывающих и обогатительных мощностей к разным вертикально-интегрированным холдингам ограничивают использование железорудного сырья на географически близкорасположенных металлургических комбинатах. В обзоре приведены качественные характеристики основных производителей железорудного сырья РФ и Казахстана.

Оленегорское месторождение

Оленегорское месторождение магнетитовых кварцитов (31…33 % Fe) расположено в Мончегорском районе Мурманской области. Рудное тело, находящееся на глубине 1…15 м, имеет мощность до 315 м и состоит из магнетитовых и гематитовых кварцитов (соотношение магнетит/гематит в среднем для месторождения составляет 3:1). Руда относится к средне- и легкообогатительным.

Месторождение разрабатывает Оленегорский ГОК, входящий в «Северсталь». Разработка ведётся открытым способом. С 2006 года разрабатывается новый подземный рудник. Обогащение ведётся по магнитно-гравитационной и магнитной схемам. Оленегорский ГОК (ОАО «Олкон») производит железорудный концентрат с содержанием железа 65,5…66,5 %. В 2011 г. Олкон произвёл 4350 тыс. т товарного концентрата. Практически весь производимый концентрат поставляется внутри холдинга на Череповецкий металлургический комбинат. Структура поставок Оленегорского ГОКа приведена на рис. 1 и 2.

Ковдорское месторождение

Ковдорское месторождение магнетитовых руд расположено на Кольском полуострове. Мощность рудного тела при протяжённости 500. 600 м и ширине 400. 800 м составляет 150. 200 м. Кроме магнетита и магнезиоферрита руды содержат оливин и апатит, что обусловливает необычно высокое содержание в них фосфора и оксида магния. Использование концентратов сухой магнитной сепарации этих руд (фракцией 6 %) возможно лишь в смеси с обычными концентратами, пустая порода которых имеет кислый характер и компенсирует избыток магнезии.

Ковдорский ГОК входит в состав компании «Еврохим» и разрабатывает открытым способом Ковдорское железорудное месторождение комплексных бадделеит-апатит-магнетитовых руд, содержащих 11. 29 % железа. Руды обогащаются комбинированным магнитно-гравитационно-флотационным способом. Ковдорский ГОК производит товарные концентраты: магнетитовый (63. 64 % железа), апатитовый и бадделеитовый. В 2011 г. Ковдорский ГОК произвёл 5700 тыс. т товарного концентрата. Единственным потребителем железорудного концентрата Ковдорского ГОКа в РФ является Череповецкий металлургический комбинат («Северсталь»), 55% магнетитового концентрата экспортируется (рис. 3).

Костомукшское месторождение

Костомукшское месторождение магнетитовых руд расположено в Карелии. Железистые кварциты (30. 32 % Fe) залегают здесь полосой протяжённостью 12 км (ширина до 3 км, мощность от 40 до 350 м). Основной рудный минерал — магнетит. Весь производимый концентрат магнитной сепарации используется на Костомукшском ГОКе (ОАО «Карельский окатыш») для производства окатышей.

«Карельский окатыш» входит в состав «Северстали». ГОК добывает открытым способом железную руду на месторождениях Костомукшское и Корпангское. В 2011 г. производство товарных железорудных окатышей составило 10130 тыс. т. ГОК производит окатыши двух видов – офлюсованные окатыши (модуль основности CaO/SiO2 0,74 и Fe 63,2%) и неофлюсованные окатыши (Fe 65,5%). Около 47% окатышей поставляется внутри группы «Северсталь» на Череповецкий МК, 31% – экспортируется (рис. 4 и 5).

Курская магнитная аномалия

Курская магнитная аномалия (КМА) расположена на территории Курской, Брянской, Харьковской, Белгородской, Орловской и Калужской областей, занимая в общей сложности около 120 тыс. кв. км. Месторождения аномалии протянулись почти на 600 км двумя полосами шириной до 25 км каждая при расстоянии между полосами 50. 60 км. Основная масса рудных тел состоит из бедных магнетитовых кварцитов (32. 40 % Fe), нижняя граница которых не обнаруживается даже при бурении до глубины 2. 3 км. Кварциты обогащают магнитной сепарацией (в концентрате содержится 65. 68 % Fe). Выше кварцитов располагаются скопления богатых руд (50. 61 % Fe), представленные главным образом гематитом и мартитом. Характерно значительное разнообразие минералогического состава руд, содержащих также бурый железняк, сидерит, тюрингит и шамозит, кальцит и кварц. Богатые руды разрабатываются на Стойленском, Лебединском и Михайловском рудниках-разрезах. Для КМА характерна огромная высота крыши над рудными телами, достигающая 100. 600 м. Состав пустой породы руды (сложные алюмосиликаты) затрудняет получение качественного агломерата, вынуждая увеличивать расход топлива на спекание. Руда КМА характеризуется высокой восстановимостью. Содержание фосфора и серы в ней невелико. Перспективные запасы КМА оцениваются в 300. 350 млрд. т.

Михайловский ГОК

Лебединский ГОК

Лебединский ГОК, также входящий в «Металлоинвест», занимается открытой разработкой Лебединского и Стойло-Лебединского месторождений. В 2011 г. производство товарной продукции составило 16850 тыс. т (концентрат – 69%, окатыши – 31%). Основными потребителями железорудного сырья являются Новолипецкий МК и входящий в «Металлоинвест» Оскольский электрометаллургический комбинат, экспорт составляет 51% от объёма производства по итогам 2011 г. (рис. 8 и 9).

Стойленский ГОК

Стойленский ГОК входит в состав НЛМК. Стойленский ГОК разрабатывает одноименное месторождение. В 2011 г. производство железорудного концентрата (89% от объёма производства) и аглоруды составило 14900 тыс. т. Основной объём продукции ГОКа поставляется внутри группы на Новолипецкий МК. Часть продукции (10% по итогам 2011 г.) экспортируется (рис. 10 и 11).

Качканарское месторождение

Качканарское месторождение бедных (16. 17 % Fe) титано-магнетитовых руд расположено на Северном Урале недалеко от ст. Выя Свердловской железной дороги. Большие запасы руды, лежащей у поверхности земли, позволяют считать это месторождение основной рудной базой северного и центрального Урала. После обогащения магнитной сепарацией измельчённой до 0,2 мм руды получают концентрат, содержащий до 62 % Fe. Пустая порода концентратов характеризуется основностью (СаО + MgO) / (SiO2 + Al2O3) = 0,6. 0,7.

Основным горнодобывающим предприятием в регионе является Качканарский ГОК, входящий в «Евраз». Он разрабатывает Гусевогорское месторождение и производит агломерат и окатыши в соотношении 37% и 63% соответственно. В 2011 г. производство составило 9500 тыс. т. Основные потребители продукции ГОКа – входящие в «Евраз» металлургические предприятия Нижне-Тагильский МК и Западно-Сибирский МК. Экспорт составляет 9% по итогам 2011 г. (рис. 12 и 13).

Месторождения Среднего и Южного Урала

На Среднем и Южном Урале сосредоточено несколько месторождений и ГОКов.

Высокогорский ГОК

Высокогорский ГОК разрабатывает подземным способом Высокогорское, Лебяжинское и Естюнинское месторождения. В 2011 г. произведено 2370 тыс. т железорудного сырья в виде концентрата (61% от объёма производства) и агломерата (31 %). Весь объём поставляется в РФ на Челябинский МК, Нижне-Тагильский МК и Западно-Сибирский МК (рис. 14).

Бакальское РУ

Бакальское месторождение бурых железняков и сидеритов расположено недалеко от г. Златоуста на Южном Урале. Эти руды отличаются чистотой по сере и фосфору. Характерным является также высокое содержание марганца в руде. Поскольку в них содержится магнезиальная пустая порода сидеритов, то эти руды используют в качестве источника магнезии. Содержание железа в руде не превышает 35%, для увеличения содержания применяется обжиг в шахтных печах, после чего содержание Fe поднимается до 47%. Производство железорудного сырья по итогам 2011 г. составило 1350 тыс. т. Вся продукция реализуется на российские металлургические предприятия (рис. 15).

Богословское РУ

На территории Южного Урала находится несколько месторождений железных руд и несколько рудоуправлений. Наиболее крупным из них является Богословское, на долю которого приходится 1300 тыс. т производства концентрата в 2011 г. Весь объём отгружается в РФ, основными потребителями являются Нижнесерьгинский МЗ и Магнитогорский МК (рис. 16).

Месторождения Сибири

Наиболее крупное горнодобывающее предприятие на территории Сибири – Коршуновский ГОК. В 2011 г. Коршуновский ГОК произвёл 4540 тыс. т концентрата. Коршуновский ГОК входит в состав группы Мечел. Товарный концентрат по итогам 2011 г. поставлялся на Челябинский МК и Западно-Сибирский МК. Экспортируется до трети от общего объёма производства (рис. 17 и 18).

Месторождения Казахстана

Кустанайская группа месторождений магнетитовых руд включает в себя Соколовское, Сарбайское и Качарское месторождения. Магнетитовые руды (43. 47 % Fe) содержат до 4 % S в составе пирита и пирротина. Добычу ведут открытым способом. После магнитной сепарации концентрат содержит >65 % Fe и до 0,4 % S. Большая часть серы удаляется в ходе агломерации руд и производства окатышей. Руды этого района являются основной рудной базой Казахстана и Южного Урала. Природная основность руд составляет 0,3. 0,5.

Кустанайская группа месторождений оолитовых бурых железняков представлена Лисаковским и Аятским месторождениями. Руды (35. 42 % Fe) залегают здесь на поверхности земли, имеют низкое содержание железа, высокую пылеватость, высокое содержание фосфора (до 0,4 % Р) и плохую обогатимость. Высокое содержание глинозёма создаёт трудности при организации шлакового режима доменных печей. Гравитационное обогащение и магнитная сепарация руды позволяют получать концентрат с 49 % Fe. После магнетизирующего обжига получают концентрат с 60 % Fe.

Близость расположения казахстанских ГОКов к металлургическим комбинатам Южного Урала способствует поставкам железорудного сырья в РФ из-за низкой стоимости логистических затрат.

Соколовско-Сарбайское ГПО

Структура поставок Соколовско-Сарбайского ГПО

Качество железорудного сырья

Качество железорудной продукции, используемой на металлургических комбинатах РФ, приведено в табл. 1 и 2.

Таблица 1. Качество железорудных концентратов

Таблица 2. Качество железорудных окатышей

Неделин Сергей Васильевич Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Железорудная база металлургических предприятий РФ отличается своим разнообразием. Большое количество месторождений и горно-обогатительных комбинатов со своими природными и технологическими особенностями значительно расширяет продуктовую линейку железорудного сырья. В свою очередь принадлежность добывающих и обогатительных мощностей к разным вертикально-интегрированным холдингам ограничивают использование железорудного сырья на географически близкорасположенных металлургических комбинатах. В обзоре приведены качественные характеристики основных производителей железорудного сырья РФ и Казахстана.

Читайте также: