Производство цветных металлов

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Из 107 элементов Периодической таблицы элементов Д.И. Менделеева в промышленности используются 74 элемента - металлы и несколько неметаллов, производимых на металлургических предприятиях. Металлургия - это область науки или промышленности, которая включает в себя различные процессы извлечения металлов из руд и других материалов, а также процессы, улучшающие свойства металлов и сплавов.

§1. Производство меди

Медь встречается в ее естественной форме. В настоящее время медь получают металлургическим способом, отделяя ее от кислорода и серы. Хотя содержание меди в земной коре невелико (0,01%), она не является диффузным металлом и концентрируется в медных рудах, где ее содержание составляет около 5%.
По своим свойствам медь близка к серебру и золоту. Чистая медь обладает рядом ценных технических свойств. Высокая пластичность, высокая электро- и теплопроводность, низкая окислительная способность - все это привело к широкому применению меди. Кроме того, медь является основой основных сплавов - латуни и бронзы. Высокая электропроводность меди определяет ее предпочтительное использование в электротехнике в качестве проводящего металла. После серебра медь занимает второе место по электропроводности.

§2. Производство аллюминия

Алюминий - самый распространенный металл на Земле. Он составляет 8% массы земной коры, присутствует в организме человека, яблоках и воде. Он также был обнаружен за пределами нашей планеты - на Луне и Марсе.
Однако, несмотря на это повсеместное распространение, в природе он не встречается в чистом виде. И производственный процесс намного сложнее, чем у многих других металлов. Как производится алюминий и где он используется - в нашем материале.
В 1825 году датский физик Ханс Эстерд выделил алюминий в своей лаборатории. А в 1854 году этот металл был впервые изготовлен промышленным способом. Для этого французский ученый Анри Этьен Сен-Клер Девиль взял хлорид алюминия и выделил чистый металл, используя натрий.
Изначально производство было невероятно дорогостоящим. Сейчас тонна алюминия на рынке стоит около 3 тысяч долларов, в то время как тройская унция (31 г) золота стоит 1920 долларов. Согласитесь, разница огромная.
В мире существуют сотни алюминиевых заводов, и в каждом доме есть алюминиевая ложка или сковорода. Однако во второй половине 19 века цены на эти металлы были примерно одинаковыми. Так, однажды Дмитрий Менделеев получил от своих британских коллег аналитические весы из золота и алюминия — это был действительно дорогой подарок [13].
Тем не менее, цена на алюминий стремительно падала по мере совершенствования химических методов. И когда француз Поль Эйр и американец Чарльз Холл независимо друг от друга разработали способ получения алюминия методом электролиза, появилась возможность производить металл в больших масштабах. В то же время его стоимость увеличилась в десять раз.
Добыча длительная и сложная.
Бокситы. Алюминий получают из бокситов, которые представляют собой металлосодержащую руду. Его запасы в мире ограничены и распределены неравномерно.
Самые крупные месторождения находятся в Западной и Центральной Африке (32%), Австралии и Индии (23%), Южной Америке и Карибском бассейне (21%).
Чаще всего бокситы добывают открытым способом: специальное оборудование разрезает руду слой за слоем, а затем транспортирует на переработку. Однако бывает, что алюминиевая руда залегает глубоко, тогда строятся шахты для добычи.
Одна из самых глубоких шахт в мире, Черемуховская, глубокая, находится в России, в Свердловской области, и ее глубина составляет 1550 метров.
Глинозем. Руда доставляется на специальные заводы, где начинается второй этап производства - выделение глинозема, то есть оксида алюминия. Для этого используйте метод Байера, изобретенный более ста лет назад.
Гидроксид алюминия, входящий в состав бокситов, растворяется в концентрированной щелочи (каустической соде) под воздействием высоких температур. Затем температуру понижают, и раствор, содержащий соединения алюминия, кристаллизуется, а примеси - нет. Таким образом, балласт отделяется [17].
После этого крупные частицы оксида алюминия промывают водой из раствора, а затем прокаливают (т. е. сушат). Вот как получается глинозем.

§3. Производство никеля

Никель - тяжелый цветной металл. Он был открыт сравнительно недавно. Но в течение короткого времени он активно использовался людьми. Около 50% никеля идет на производство никелевых сталей, чуть более 30% - на производство жаропрочных и цветных сплавов.
Никель используется для изготовления батареек, струн для электрогитар, нержавеющей стали и даже для чеканки монет. Он широко используется в строительстве, производстве посуды, химической промышленности и на транспорте. Короче говоря, никель вносит хороший вклад в экономику страны. Поэтому в этой статье мы рассмотрим крупнейших производителей никеля в России и мировую практику, а также методы и основы получения такого металла [14].
При переработке никеля используется следующее оборудование:
- Прессование (для брикетирования).
- Ленточные машины;
- Конвертер;
Шахтные печи (используются для плавки каменных плит). Это устройство имеет прямоугольное поперечное сечение, высоту 6 метров, ширину 1,5 метра и длину 10-15 метров.
- Дуговые печи (для извлечения никеля);
- Электролизные ванны;
- Расчет сырья;
Количество сырья, необходимого для производства никеля, зависит от возможностей предприятия, на котором планируется переработка сырья. Также учитываются финансовые возможности завода.
- Технология получения никеля;
- Источники получения;
- Никель получают из окисленных никелевых и сульфидно-никелевых руд.
В первой форме никель содержится в виде силикатов. Общая доля никеля здесь составляет от 1 до 7%. Никель в сульфидных рудах содержится в форме никеля NIS.
В сульфидных рудах содержание чистого никеля составляет 0,5-5,5%. Кроме того, сульфидные руды содержат медь (2,5%), платину, кобальт, иридий и некоторые металлы платиновой группы.
Сырье может иметь различный состав. Следовательно, для получения чистого никеля можно использовать различные технологии.
Никель химически больше похож на серу, чем на кислород. Таким образом, процесс получения никеля из пустой породы заключается в том, что сначала никель превращается в камень в форме сульфида, и только затем из камня выделяется чистый никель [14].

§4. Значение цветной металлургии для социально-экономического развития россии и ее регионов

Влияние цветной металлургии на российскую экономику усиливается по мере роста мирового спроса на продукцию этой отрасли. Сталелитейная промышленность России привлекательна с точки зрения обеспечения (продавца) продукции большим количеством квалифицированных кадров, относительно низкими затратами на рабочую силу и богатыми запасами полезных ископаемых.
Цветную металлургию можно назвать одной из важнейших отраслей российской экономики, удовлетворяющей потребности многих других видов промышленного производства (строительство, автомобилестроение, станкостроение и др.).
Относительно высокие (по сравнению с черной металлургией) цены на продукцию и большой потенциал увеличения экспорта привели к значительному вкладу цветной металлургии в промышленное производство, где ее доля достигает 9% от общего объема. Основные доходы от экспортной выручки формируются за счет продажи алюминия, на втором месте - меди, на третьем - никеля.
Экспорт в основном ориентирован на зарубежные страны. Цветная металлургия характеризуется высокими энергетическими затратами в производственном цикле, что обусловлено сложностью процесса извлечения и производства металла. Как потребитель продукции, металлургия потребляет 32% электроэнергии, 25% природного газа, 10% нефти и нефтепродуктов из всей промышленности, ее доля в железнодорожных грузоперевозках составляет 20%. По данным Росстата, в 2023 году в сталелитейной промышленности России было занято 653 000 человек, в том числе 283,5 тыс. в черной металлургии, 184,5 тыс. в черной металлургии. – в цветной металлургии, в сфере добычи и обогащения руд - 176 тысяч человек.
Так, металлургия обеспечивает занятостью около 0,91% экономически активного населения России, в том числе цветная металлургия - 0,24%. Согласно Стратегии развития металлургической промышленности Российской Федерации, среднемесячная заработная плата в сталелитейной промышленности в 2023 году составила 56,7 тыс. рублей, на предприятиях черной металлургии - 53,4 тыс. рублей, в то время как на предприятиях черной металлургии - 4,8 тыс. рублей, а на предприятиях черной металлургии -6,52 тыс. рублей. в цветной металлургии 67 тысяч рублей. [18].


ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе исследования было установлено, что под санкционным давлением коллективного Запада производственная и финансовая деятельность крупных российских сталелитейных концернов, ориентированных на экспорт, находится в шоке. Однако успешное социально-экономическое развитие территорий и местных сообществ в регионах, где создаются предприятия, во многом зависит от них. Крупные металлургические концерны являются важным "поставщиком" налога на прибыль в региональные бюджеты, и слабый рубль в данном случае только помогает. Однако, помимо налоговых вычетов, крупные компании жертвуют крупные суммы на благотворительность, развитие инфраструктуры, спонсирование социально-культурных мероприятий и спортивных клубов и могут участвовать в программе с региональными властями по переселению жителей в более экологически чистые районы.