2. Сировинна база та принципи розміщення кольорової металургії

Розвиток і розміщення кольорової металургії. У добу НТР кольорові метали посідають особливе місце. Нові й новітні галузі промисловості – передусім машинобудування – неможливо уявити без кольорових металів. Це, в першу чергу, радіотехнічна, електротехнічна, авіаційна промисловість, електроніка. Кольорові метали поширені і в старих галузях машинобудування, і в побуті; мають вони й стратегічне значення. Отже, кольорові метали надзвичайно потрібні для високорозвинутого народного господарства.

Однак руд кольорових металів на планеті мало й поділені вони за територією дуже нерівномірно. Лише США та Росія задовольняють свої потреби у кольорових металах за рахунок розробки власних родовищ, а решта країн тією чи іншою мірою залежать від імпортної мінеральної сировини.

Руди кольорових металів мають низку особливостей. З одного боку, вони вирізняються надзвичайно різноманітним комплексним складом: часто-густо з руд кольорових металів можна одержати кілька супутніх корисних компонентів (золото, срібло, кобальт, вольфрам, арсен, сірку тощо). Другою особливістю є порівняно низький відсоток корисної речовини в руді, що рідко перевищує 5–10%. Рудам кольорових металів властива складна форма залягання.

Такі фактори накладають свій відбиток на розвиток й розміщення галузей кольорової металургії. Руди кольорових металів здебільшого розташовані в країнах, що розвиваються, а для виробництва треба чимало енергії, що продукується у промислове розвинутих країнах. Це порушує рівновагу в розвитку кольорової металургії у світі. Під час розміщення підприємств кольорової металургії необхідно враховувати як сировинний фактор на стадії видобутку та збагачення, так і енергетичний під час виплавки металу. Територіальне ці дві стадії рідко збігаються. Глиноземні заводи, центри первинної виплавки міді, свинцево-цинкові виробництва орієнтуються на родовища, а виплавка металу здійснюється поруч енергетичної бази. Це пояснюється технологічними особливостями виробництва кольорових металів. Для одержання 1 т чорнової міді треба 100 т руди, 800 кВтЧгод електроенергії, 2 т палива, 500 м3 води. Натомість продукування цинку, алюмінію характеризується високою електромісткістю: на 1 т алюмінію йде 2 т глинозему, близько 18 тис. кВтЧгод електроенергії, 120 м3 води, 0,2 т палива. Тому алюмінієві й електролітичні цинкові заводи розташовуються біля потужних енергетичних джерел.

Поєднання родовищ мінеральної сировини та енергії особливо сприятливе для підприємств кольорової металургії, але таке трапляється вкрай рідко. Низький вміст корисної речовини у рудах кольорових металів призводить до того, що на порожню породу при перевезеннях припадає 80–90%. Отже, переробляти руди кольорових металів на великій відстані від їхніх родовищ нерентабельне. Тому руди збагачуються на місці видобутку, а чорновий метал виплавляється або там же, або у районах з дешевою електроенергією чи паливом. Рафінування – одержання чистого металу – здійснюється у промислове розвинутих країнах.

Отож, первісна переробка або збагачення руд кольорових металів здійснюється у країнах, що розвиваються, а вторинна переробка або одержання готового металу зосереджена у промислово розвинутих країнах. Щоправда, протягом останніх років у низці країн, що розвиваються, створюється власна переробна промисловість.

Кольорова металургія як багатогалузева промисловість включає: основні кольорові метали (алюміній, мідь, свинець, цинк, олово, ртуть, сурма), шляхетні (золото, срібло, платина), легуючі (хром, титан, нікель, кобальт, вольфрам, молібден, ванадій, тантал, ніобій), рідкі й розпорошені метали (кадмій, індій, телур, галій, талій, селен, германій, цирконій тощо).

Алюмінієва промисловість. Алюміній належить до найбільш легких і «молодих» металів. Промислове виробництво алюмінію розпочалось після 1886 р., коли було відкрито електролізний спосіб розщеплення глинозему на кисень та алюміній. Доти він належав до коштовних металів і був дорожчим за золото. Таку розкіш, як алюмінієві ґудзики, могли дозволити собі лише дуже заможні вельможі, а алюмінієвими ложками замість «простих» срібних користувалися тільки короновані особи. 1855 р. на Всесвітній виставці у Парижі показували зливок алюмінію з пишною назвою «срібло з глини».

Фізико-хімічні властивості алюмінію широко використовуються у промисловості. У світовому виробництві відомо понад 500 тис. виробів з алюмінію та його сплавів. Алюміній займає помітне місце в електротехніці, чорній металургії, авіабудуванні, електропромисловості, електроніці, харчовій, військовій та багатьох інших галузях промисловості, а також у побуті. У земній корі алюмінію майже у 4 рази більше, ніж заліза, у 55 разів більше, ніж свинцю, у 100 разів більше, ніж золота. У природі алюміній – найпоширеніший метал, проте промислова концентрація глинозему зустрічається рідко.

У світі виділяють 4 бокситових провінції: Середземноморську ( родовища Греції, Італії, Угорщини, Франції); Гвінейську (Гвінея, Камерун); Австралійську та Карибську ( Фр. Гвіана, Сурінам, Венесуела, Гайана). Родовища бокситів є приблизно у 40 країнах світу. Проте вони дуже нерівномірно поділені по території планети. Найпотужніші ресурси бокситів мають Папуа-Нова Ґвінея, Австралія, Бразилія, Камерун, Ямайка, Індія, Росія, Казахстан, Ґайана, Сурінам, Китай, США, на які припадає 9/10 світової сировини. Є запаси алюмінієвих руд і в Україні.

Боксити видобуваються у трьох десятках країн, але перед ведуть Австралія, Ґвінея, Ямайка, Бразилія, Венесуела, Китай. Оскільки основні споживачі алюмінієвої сировини – промислово розвинені країни (США, Японія, Китай, ФРН, Франція та інші) – повністю або частково не забезпечені власними ресурсами, а основні видобувні країни не мають алюмінієвої промисловості, – частка експорту в загальному видобутку бокситів дуже велика.

В Україні діє Миколаївський глиноземний завод на австралійських та гвінейських бокситах. Алюмінієві заводи є у Запоріжжі та Броварах.

Міделиварна промисловість. Мідь належить до важких металів і відома здавна. Ще перші цивілізації відомі за назвою «бронзова доба». Бурхливий розвиток міделиварної промисловості починається зі зростанням електроенергетики. Тому найбільшим споживачем міді є електротехнічна промисловість. Мідь і її сплави з цинком (латунь), оловом (бронза) застосовуються у багатьох галузях народного господарства.

Міді у природі порівняно багато. Понад 240 мінералів містять мідь, проте тільки 18 мають промислове значення. Власне, мідь у руді рідко перевищує 1–2% (у давнину розроблялися мідні руди з умістом міді до 20%), і тому ці руди потребують збагачення.

Понад 50 держав має мідну руду. Виділяють 4 мідних пояси: Урало-Казахстанський (Росія й Казахстан), Тихоокеанський (Китай, США, Мексика, Чилі, Перу), Австралійський та район Великих Африканських розломів (Заір, Замбія, ПАР). 

Виробництво міді складається зі збагачення, випалу зі спіканням концентрату, литва та бесемерування. Це й зумовлює розміщення підприємств з видобутку, виробництва та споживання міді.

Виробництво міді потребує великої кількості тепла й енергії і тому воно орієнтоване на паливно-енергетичну промисловість в основному економічно розвинених країн: США, Японії, ФРН, Канади, Росії. Хоча високий попит на цей метал дав змогу розширити його виробництво в Чилі, Китаї та Польщі. Крім того, мідь відіграє величезну роль у найновітніших галузях машинобудування, які розвинуті виключно в індустріальній групі країн. Це Велика Британія, Франція, Італія та інші держави, які не мають мідної руди, проте ведуть перед у споживанні міді.

Свинцево-цинкова промисловість. Свинець і цинк належать до важких металів синювато-білого кольору. Свинець – м’який, ковкий, плавиться при температурі 327 °С, а цинк – крихкий метал, плавиться при температурі 419°°С. Свинець і цинк легко сплавляються з іншими металами.

Ці властивості свинцю й цинку широко використовуються у народному господарстві. Свинець застосовується в електротехнічній промисловості (виробництво кабелю), акумуляторному виробництві, виробництві фарб (свинцеві білила), медичній промисловості, військовій техніці (шрапнелі, осердя в кулях), виготовленні контейнерів для зберігання радіоактивних матеріалів тощо. Основні галузі використання свинцю: виробництво акумуляторів – 30%, тетраетилсвинцю для моторного палива – 20%, кабелю – 10%, білил – 8%, припоїв – 7%, боєприпасів – 3%. Решта 22% йде на виготовлення захисних пристроїв від радіації, друкарських сплавів, використовується у медичній та хімічній промисловості.

Природні сполуки свинцю й цинку досить розповсюджені на нашій планеті. Відомо понад 300 свинецьвмісних мінералів та 50 мінералів цинку. Проте їхня концентрація у мінералах невелика. Крім того, свинець і цинк часто подибуються разом, у вигляді поліметалевих руд, що потребують збагачення з поділом компонентів (флотацією).

Розвідані поклади свинцю й цинку є у 50 державах, – найбільші з них розташовані у Росії, Казахстані, Китаї, США, Канаді, Австралії, Перу, Мексиці, ФРН, КНДР, Болгарії.

Свинець видобувається, виплавляється й використовується понад 2000 років. Інтенсивне виробництво цинку почалось доперва з другої половини XIX ст. Основний видобуток, виплавляння й споживання цих металів зосереджені у кількох країнах. На розвинені країни, що серед них США, Японія, ФРН, Італія, Великій Британія, припадає 65–70% споживання (табл. 6.9). Основними експортерами цинку і свинцю та їхніх концентратів є Австралія, Канада, Перу, Мексика, США та Бразилія. . Основними експортерами цих металів та їхніх концентратів є Казахстан, Росія, Узбекистан, Австралія, Канада, Перу, Мексика, Болгарія.

В Україні цинк виплавляють у Костянтинівці. Поклади поліметалічних руд виявлені у Нагольному Кряжі (Донбас).