Металлургический комплекс

Это совокупность отраслей, охватывающих все стадии технологических процессов: от добычи и обогащения сырья до получения продукции в виде черных и цветных металлов и их сплавов. В его состав входит черная и цветная металлургия. Металлургический комплекс представляет собой взаимообусловленное сочетание следующих технологических процессов:

• добычу и подготовку сырья к переработке (добычу, обогащение, агломерирование, получение необходимых концентратов и др.);

• металлургический передел - основной технологический процесс с получением чугуна, стали, проката черных и цветных металлов, труб и др.;

• производство сплавов;

• утилизацию отходов основного производства и получение из них вторичных видов продукции.

Практически все предприятия металлургического комплекса были приватизированы в начале 1990-х гг., что привело почти к двукратному сокращению выпуска с 94 млн т в 1988 г. к началу нового века, однако затем ситуация стабилизировалась и в 2013 г. было выпущено 94 млн т. (во многом благодаря экспорту, на который пришлось около половины выпуска). На размещение металлургических предприятий оказывают влияние: особенности используемого сырья (руды); применяемый для получения металла вид энергии; география сырьевых и энергетических источников; обеспеченность территории транспортом.

В территориальной структуре народного хозяйства России металлургический комплекс имеет районообразующее и комплексообразующее значение. Современные крупные предприятия металлургии по характеру внутренних технологических связей представляют собой металлургическо-энергохимические комбинаты (кроме собственно металлургического производства, могут включать сернокислотное производство, тяжелый органический синтез по производству бензола, аммиака и другой химической продукции, производство строительных материалов (цемента, блочных изделий), а также фосфорных и азотных удобрений и т.п.).

Черная металлургия включает предприятия и организации по добыче и переработке рудных и нерудных материалов; производству чугуна, стали, проката, труб, металлических изделий (метизов), ферросплавов, огнеупоров, кокса, ряда видов химической продукции; заготовке и переработке лома и отходов черных металлов. Основа черной металлургии - металлургический передел: чугун - сталь - прокат. Остальные производства являются смежными, сопутствующими: добыча и обогащение руд (железных, марганцевых, хромитовых), коксование угля (практически полностью проводится на металлургических комбинатах), добыча вспомогательных материалов (флюсовых известняков, магнезита), производство огнеупоров, выпуск металлических изделий производственного назначения (метизов).

Сырьевую базу отрасли составляют железорудная продукция, нерудные материалы и огнеупоры, коксующийся уголь, лом и отходы черных металлов. Россия - один из крупнейших производителей и потребителей товарных железных руд.

Черная металлургия имеет следующие особенности сырьевой базы:

- относительно большое содержание полезного компонента в сырье (от 17 в сидеритовых рудах до 53-55% в магнетитовых железняках);

- разнообразие сырья в видовом отношении, что дает возможность использовать различные технологии и получать металл с самыми разными свойствами;

- различные условия добычи (как шахтная, так и открытая, на долю которой приходится до 80% всего добываемого в черной металлургии сырья);

- использование руд, сложных по своему составу.

Балансовые запасы железных руд в России составляют 56 млрд т.

Одной из особенностей размещения металлургических предприятий является его неравномерность. В географии черной металлургии можно выделить особые районы размещения, получившие название «металлургические базы».

Крупнейшей из них является Курская магнитная аномалия (КМА, чуть менее 32 млрд т). Основные месторождения Михайловское, Лебединское, Стойленское, Яковлевское, вблизи которых размещены крупнейшие горно-обогатительные комбинаты (ГОК).

Запасы уральских месторождений во многом исчерпаны, а разрабатываемые сегодня Качканарское и Бакальское месторождения по балансовым запасам существенно меньше КМА (9,3 млрд т).

В Западной Сибири расположены месторождения Горной Шории - Темиртау, Таштагол; месторождения Горного Алтая. В Восточной Сибири находится Ангаро-Илимский железорудный бассейн с крупными месторождениями Коршуновским и Рудногорским, а также Ангаро-Питский бассейн. Балансовые запасы сибирских месторождений превышают 7 мдрд т, дальневосточных - 4,5 мдрд т (Гаринское, Кимканское, Таежное месторождения), кольских - 2,8 мдрд т (Костомукшское, Ковдорское и Оленегорское).

На территории РФ выделяют три основные металлургические базы: Центральную, Уральскую и Сибирскую. Каждая из них имеет свои особенности.

Так, Уральская металлургическая база является старейшей и самой крупной по объемам выпуска. В основном она использует сырье, завозимое из КМА и северного Казахстана. Крупнейшие центры: Магнитогорск, Челябинск, Нижний Тагил, Екатеринбург, Серов, Златоуст и др.

Центральная металлургическая база включает предприятия полного металлургического цикла - Новолипецкий металлургический комбинат» (НЛМК) в Липецке и Новотульский завод в Туле, металлургический завод «Свободный Сокол» в Липецке, «Электросталь» под Москвой. Развита малая металлургия на крупных машиностроительных предприятиях. Действует Оскольский электрометаллургический комбинат по прямому восстановлению железа (ОАО ОЭМК) в Белгородской области.

В зону влияния и территориальных связей Центра входит и металлургия Севера европейской части России. Здесь крупными предприятиями являются Череповецкий металлургический комбинат в Вологодской области, Оленегорский и Ковдорский горно-обогатительные комбинаты в Мурманской области, Костомукшский горно-обогатительный комбинат (ныне - «Карельский окатыш») в Карелии.

К основным предприятиям Центральной металлургической базы также относятся Щелковский металлургический завод (Щелмет); ОАО Лебединский (ЛебГОК), ОАО Михайловский (МГОК), Стойленский (СГОК) горно-обогатительные комбинаты.

Металлургическая база Сибири находится в процессе формирования. На долю Сибири и Дальнего Востока приходится 21% общероссийских запасов руд, примерно 1/5 производимых в стране чугуна и готового проката и 15% стали. Основой формирования Сибирской металлургической базы являются железные руды Горной Шории, Хакасии, Ангаро-Илимского железорудного бассейна, а топливной базы - Кузнецкий каменноугольный бассейн. Современное производство представлено двумя крупными предприятиями черной металлургии: Кузнецким металлургическим комбинатом (КМК) и Западно-Сибирским металлургическим комбинатом (ЗСМК).

В результате интеграционных процессов на российском рынке сформированы металлургические компании (объединения, холдинги и т.д.), в которые входят предприятия, размещенные в пределах различных металлургических баз. К ним относятся компания «Евраз», «Металлоинвест», «Северсталь», Трубная металлургическая компания, Объединенная металлургическая компания, Промышленно-металлургический холдинг и др. На российском рынке черных металлов им принадлежит 90% производства продукции.

Россия обладает крупнейшими в мире подтвержденными запасами железной руды (16,9% мировых). Стоит отметить, что в СНГ сформировался своеобразный грузопоток железной руды. Казахстан поставляет железную руду на металлургические комбинаты Урала из-за истощения местных месторождений и Западной Сибири, поскольку они еще при строительстве в советский период изначально были ориентированы на месторождения этой страны. Россия из Центра экспортирует руду на Украину, а Украина экспортирует свою железную руду в страны Восточной Европы.

Цветная металлургия - комплексная, базовая отрасль промышленности, поставщик качественных конструкционных материалов, а также сырья для химической промышленности. Отрасль включает добычу и обогащение руд, выплавку цветных, благородных, редких металлов и их рафинирование, производство сплавов и проката, передел вторичного сырья, а также добычу алмазов.

Цветные металлы по их физическим свойствам и назначению делятся на несколько групп:

- тяжелые - медь, свинец, цинк, олово, никель;

- легкие - алюминий, магний, титан, литий и др.;

- малые - висмут, кадмий, сурьма, мышьяк, кобальт, ртуть;

- легирующие - вольфрам, молибден, тантал, ниобий, ванадий;

- благородные - золото, серебро, платина и платиноиды;

- редкие и рассеянные - цирконий, галлий, индий, таллий, германий, селен и др.

Цветная металлургия России выпускает около 70 различных видов металлов. Такой полный набор производства имеют только США, Германия и Япония.

Особенности сырьевой базы цветной металлургии:

- крайне низкое в количественном отношении содержание полезных компонентов в сырье (медные от 1 до 5%, свинцово-цинковые от 1,5 до 5,5% и т.д.), т.е. для получения одной тонны меди требуется переработать около 100 тонн руды;

- исключительная многокомпонентность сырья (например: уральские колчеданы содержат медь, железо, серу, золото, кадмий, серебро и другие, в общей сложности до 30 элементов);

- высокая топливоемкость и энергоемкость сырья в процессе его обработки.

В размещении предприятий черной и цветной металлургии существуют некоторые различия. Руды цветных металлов имеют более низкое содержание металла, поэтому цветная металлургия, особенно производство тяжелых металлов, ориентируется в основном на сырьевые базы. Для получения легких металлов требуется много электроэнергии и воды. В связи с этим предприятия, выплавляющие их, как правило, сосредоточиваются вблизи крупных гидроэлектростанций.

Цветная металлургия имеет межотраслевые связи с машиностроением, химической промышленностью, промышленностью строительных материалов и другими отраслями. Например, химическая промышленность использует различные соединения серы, образующейся при обжиге цветных металлов, и производит серную кислоту и серу, а на их основе - фосфорные удобрения. Некоторые заводы цветной металлургии в отходах дают хлор, являющийся сырьем для химической промышленности, а также хлористый калий - высококонцентрированное удобрение. Переработка нефелинов сопровождается получением в отходах кальцинированной соды, поташа и цемента, что включает в сферу технологических связей промышленность строительных материалов.

К основным отраслям промышленности цветной металлургии относятся: алюминиевая; медеплавильная, или медная; свинцово-цинковая; никель-кобальтовая; оловодобывающая; золотодобывающая; алмазодобывающая.

Необходимо отметить, что в размещении цветной металлургии обычно не выделяют четко ограниченных ареалов размещения (или металлургических баз). Это объясняется двумя причинами: во-первых, цветная металлургия имеет сложную отраслевую структуру; во-вторых, во многих подотраслях существует территориальный разрыв между добычей и обогащением сырья и выплавкой готового металла. В связи с этим охарактеризуем размещение цветной металлургии по основным отраслям.

Алюминиевая промышленность. Алюминий обладает высокими конструкционными свойствами, легкостью, достаточной механической прочностью, высокой тепло- и электропроводностью, что обеспечивает его применение в машиностроении, строительстве, производстве товаров народного потребления. Алюминиевые сплавы (дюралюминий, силумин и др.) по механическим свойствам не уступают высокосортным сталям.

Основным сырьем для производства алюминия являются бокситы, также используются нефелины и алуниты, являющиеся комплексным сырьем. Технологический процесс складывается из двух основных стадий: производства глинозема и металлического алюминия. Территориально эти процессы во многих случаях разобщены, так как первая стадия материалоемкая и тяготеет к источникам сырья, а вторая ориентируется в своем размещении на источники дешевой энергии.

Благодаря значительной электроемкости, производство металлического алюминия независимо от качества исходного сырья, почти всегда располагается вблизи источников дешевой электроэнергии, среди которых первостепенную роль играют мощные гидроэлектростанции. Здесь использование привозного глинозема (около 2 т на 1 т алюминия) оказывается экономически более выгодным по сравнению с передачей электроэнергии или эквивалентного количества топлива в районы производства дешевого глинозема.

В России все центры производства металлического алюминия (за исключением уральских) в той или иной мере удалены от сырья, находясь вблизи гидроэлектростанций (Волгоград, Волхов, Кандалакша, Надвоицы, 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).

Алюминиевая промышленность среди остальных отраслей цветной металлургии выделяется наиболее крупными масштабами производства. Самые мощные предприятия по глинозему действуют в Ачинске, Краснотурьинске, Каменском-Уральском и Пикалево, по алюминию - в Братске, Красноярске, Саяногорске и Иркутске (Шелехове). В Восточной Сибири производится почти 4/5 общего объема производства алюминия в стране.

Отечественный рынок алюминиевой продукции представлен «Объединенной компанией Российский алюминий» («ОК РУСАЛ»). Объединенная компания построена по дивизионном принципу, что стало результатом выделения отдельных видов производства и направлений деятельности в самостоятельные бизнес-единицы. Так, в алюминиевый дивизион входят алюминиевые заводы: Красноярский (КрАЗ), Братский (БрАЗ), Саяногорский (САЗ), Новокузнецкий (НкАЗ), Хакасский (ХАЗ), Иркутский (ИркАЗ), Кандалакшский (КАЗ), Надвоицкий (НАЗ), Волховский (ВАЗ), Волгоградский (ВГАЗ), Богословский (БАЗ), Уральский (УАЗ). В составе дивизиона также находятся российские предприятия порошковой металлургии, криолитовые заводы, предприятия Украины, Швеции, Нигерии, Китая. Глиноземный дивизион образован Ачинским глиноземным комбинатом (АГК), Бокситогорским глиноземным заводом (БГЗ), Николаевским глиноземным заводом (НГЗ) в Украине, предприятиями Гвинеи, Ирландии, Италии, Австралии. Упаковочный дивизион включает четыре предприятия: САЯНАЛ (г. Саяногорск, Хакассия), Фольгопрокатный завод «АРМЕНАЛ» (г. Ереван), Уральская фольга (г. Михайловск Свердловской области), РУСАЛ - Саянская фольга (производственно-торговая фирма в г. Москве).

Ключевая роль в решении задач по проведению масштабной модернизации и внедрению современных производственных практик отведена Инженерно-технологическому центру (ИТЦ), входящему в состав инжинирингово-строительного дивизиона.

Медная промышленность. Медь обладает высокой электропроводностью и ковкостью, находит широкое применение в машиностроении, особенно в электротехнической промышленности, сооружении линий электропередачи и связи, а также в производстве сплавов с другими металлами. Из-за относительно низкого содержания концентратов она располагается в районах, имеющих сырьевые ресурсы (исключая рафинирование чернового металла). Основным типом руд, используемых сейчас в России для производства меди, являются медные колчеданы, которые представлены в основном на Урале (Красноуральское, Ревдинское, Блявинское, Сибайское и другие месторождения). Важным резервом служат медистые песчаники, сосредоточенные в Восточной Сибири (Удоканское месторождение). Встречаются также медно-молибденовые руды.

Основной район производства меди - Урал, для которого характерно преобладание металлургического передела над добычей и обогащением. В связи с этим здесь вынуждены использовать привозные (большей частью казахстанские) концентраты.

Характерна широкая утилизация отходов в химических целях. На медеплавильных предприятиях сернистые газы служат исходным сырьем для производства серной кислоты, а на ее основе и привозных апатитовых концентратов производятся фосфатные удобрения.

В дальнейшем намечено вовлекать в оборот новые источники сырья для производства меди. Для освоения уникального Удоканского месторождения в Восточной Сибири создана одноименная горная компания (УГК) с участием американо-китайского капитала. Месторождение, являющееся третьим по величине в мире, расположено недалеко от станции Чара на Байкало-Амурской магистрали.

Рафинирование как заключительная стадия производства меди практически не связана непосредственно с сырьевыми базами. Фактически оно находится либо там, где есть металлургический передел, образуя специализированные предприятия, либо комбинируется с выплавкой черного металла, либо размещается в районах массового потребления готовой продукции (Москва, Санкт-Петербург, Кольчугино и др.). Благоприятным условием служит наличие дешевой энергии (на 1 т электролитической меди расходуется 3,5-5 кВт/ч).

Никель-кобальтовая промышленность. Никель, обладающий высокой твердостью, является легирующим металлом и используется в качестве защитного покрытия металлических изделий. Никель входит в состав ценных сплавов с другими цветными металлами. Кобальт, добываемый из никелевых руд, используется для получения кобальтовых сплавов (магнитных, жаропрочных, сверхтвердых, коррозийностойких).

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 видов: сульфидные (медно-никелевые), которые известны на Кольском полуострове (Никель) и в низовьях Енисея (Норильск), и окисленные - на Урале (Верхний Уфалей, Орск). Особенно богат сульфидными рудами Норильский район. Здесь выявлены новые источники сырья (Талнахское и Октябрьское месторождения), что дает возможности 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 другие 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 осуществляется в г. Никель. Комбинат «Североникель» (Мончегорск) завершает металлургический передел.

К основным предприятиям никель-кобальтовой, медной и медно-никелевой промышленности относятся ПАО «Горнометаллургическая компания «Норильский никель» (ПАО «ГМК «Норильский никель»), являющаяся крупнейшей в России и одной из крупнейших в мире компаний по производству драгоценных и цветных металлов, и Уральская горнометаллургическая компания (ОАО «УГМК»).

Свинцово-цинковая промышленность. Свинец и цинк применяются в промышленности, строительстве и на транспорте. Цинк используется для защиты от ржавчины железного листа телеграфных проводов, труб и других изделий, он входит в состав сплавов. Свинец применяется в электротехнике.

В основе производства лежит комплексная переработка полиметаллических руд. Возможность получать концентрат руд с высоким содержанием металла (60-70%) обусловливает территориальный разрыв производственного цикла. Характерной чертой свинцово-цинковой промышленности выступает территориальная разобщенность обогащения и металлургии, а, несмотря на комплексный состав сырья, далеко не везде свинец и цинк в чистом виде получают одновременно.

По степени законченности технологического процесса можно выделить следующие районы:

• Забайкалье - по производству свинцовых и цинковых концентратов без металлургического передела;

• Дальневосточное Приморье (Дальнегорск) - производство металлического свинца и цинковых концентратов;

• Кузбасс (Белово) - производство металлического цинка и свинцовых концентратов;

• Северный Кавказ (Владикавказ) - совместный передел свинца и цинка;

• Урал (Челябинск) - производство металлического цинка из привозных концентратов.

Свинцово-цинковая промышленность утилизирует производственные отходы. В первую очередь это имеет отношение к цинку, который получают преимущественно гидрометаллургическим способом, т.е. путем электролиза раствора сернокислого цинка. Необходимая в данном случае серная кислота образуется из сернистых газов (отход при обжиге цинковых концентратов). Сернокислотное производство имеют в своем составе комбинат «Электроцинк» (Владикавказ) и другие предприятия.

Оловодобывающая промышленность. Олово является компонентом многих сплавов, например, подшипниковых, типографских, служит защитным покрытием (лужение), идет на изготовление белой жести для консервных банок.

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 части сырья рассредоточена по мелким месторождениям, а с другой - продукты обогащения обладают высокой транспортабельностью.

Основные ресурсы олова находятся в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке. Здесь действуют Шерловогорский, Хрустальненский, Солнечный и другие горно-обогатительные комбинаты.

К основным предприятиям оловодобывающей и свинцово-цинковой промышленности относятся Новосибирский оловянный комбинат (ОАО «НОК»), являющийся вертикально интегрированной компанией «от горы до металла», и Ярославский горно-обогатительный комбинат.

Золотодобывающая промышленность. Золотодобывающая промышленность - одна из старейших в России. Россия по производству золота находится на пятом месте в мире после ЮАР, США, Канады и Австралии. В настоящее время доля российского золота в мировой добыче составляет около 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.

Запасы российского золота к настоящему времени существенно сократились. 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 дают Урал (5%), Западная Сибирь и Север европейской части.

Алмазодобывающая промышленность. Алмазы - одна из важных доходных статей отечественного экспорта. Ежегодно от их продажи страна получает около 1,5 млрд дол. В настоящее время почти все отечественные алмазы добываются в Якутии. В двух алмазоносных районах бассейна реки Вилюй действуют несколько рудников, в том числе такие известные, как «Юбилейный» и «Удачный» (85% общего объема добычи). На территории восточных районов страны алмазы найдены также в Восточной Сибири (Красноярский край и Иркутская область). Акционерная компания «АЛРОСА» - один из мировых лидеров в области разведки, добычи и реализации алмазов, производства бриллиантов. АК «АЛРОСА» добывает 97% всех алмазов России. Доля компании в мировом объеме добычи алмазов составляет 25%.

Весьма перспективна северо-западная часть Русской платформы. Здесь обнаружено так называемое Зимнебережное кимберлитовое поле (в районе Архангельска) с несколькими кимберлитовыми трубками и жилами. Потенциально алмазоносными являются также Ленинградская область (между Тихвином и Лодейным полем) и Карелия.

Проблемы развития и размещения цветной металлургии являются едиными для всего металлургического комплекса и сводятся к необходимости укрепления сырьевой базы, совершенствованию добычи и комплексного использования руд, производству особо чистых и специальных материалов, высокостойких твердых сплавов, экономичных видов проката, создания замкнутых технологических схем с многократной переработкой промежуточных продуктов, более полного вовлечения в оборот лома и отходов.