close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

цветмет

код для вставкиСкачать
Цветная металлургия
Цветные металлы можно
разделить на несколько групп
• тяжелые – медь, свинец, цинк, никель,
олово;
• легкие – алюминий, магний, титан;
• малые или младшие – сурьма, ртуть,
кадмий;
• легирующие – вольфрам, молибден,
ванадий, кобальт;
• драгоценные или благородные – золото,
серебро, платина;
• редкие и рассеянные – цирконий, ниобий,
тантал, литий, бериллий, селен, теллур.
Особенности руд цветных
металлов
•
•
•
•
1. они содержат относительно небольшую
долю основного металла.
Содержание меди в рудах очень редко
превышает 5%, свинца до 5%, цинка до 6%,
а молибдена всего 0,004-0,005%.
Исключением являются руды для
производства алюминия, с содержанием до
30% основного металла.
Для получения 1 т металла необходимо
переработать 100-200 т руды
• 2. В рудах цветных металлов наряду с
основным металлом содержатся многие
рассеянные и редкие элементы.
• Имеется большое количество токсичных
веществ, среди которых выделяются сера,
мышьяк, сурьма, селен, теллур и др.
• В ряде случаев токсичными являются и
остаточные цветные металлы (свинец, цинк,
медь, кадмий, ртуть и др.).
• Использовать руды цветных металлов нужно
комплексно, извлекая из них все полезные
компоненты для получения многих продуктов
Существует несколько способов
получения цветных металлов из
руд или концентратов
• – пирометаллургический,
электрометаллургический
• гидрометаллургический.
• Наиболее распространенными и в то же
время неблагоприятными с точки
зрения загрязнения являются первые
два.
Алюминиевая промышленность
Руды
• Бокситы 30-60% Al(OH)3
Al2O3*3H2O*SiO2
• Нефелины 30%
(Na K)2O*Al2O3*2SiO2
• Алуниты 20%
K2SO4*Al2(SO4)3*4Al(OH)3
2 блок
1 блок
Плавиковый шпат
обогащение
Al(OH)3*SiO2
Углеродисты
е материалы
Дозировка и смешение
Глинозем Al2O3
Углеродистая масса
Прессован
ие и обжиг
Na3AlF6
электроды
Электролитическое получение алюминия
Черновой алюминий
электроэнергия
Связующие
вещества
выщелачивание
концентрат
Пр-во криолита
3 блок
рафинирование
Алюминий товарный
формовка
Анодная
масса
Анодная масса
Производство глинозема
• 1. размол бокситов
• 2. глинозем выщелачивают раствором едкого
натра.
• Al(OH)3 + NaOH = Na AlO2 +2H2O,
• 3. Алюминат натрия разлагают в аппаратах,
получая кристаллическую гидроокись Al.
• NaAlO2 + 2H2O = NaOH + Al(OH)3.
• 4. При фильтрации гидроокись Al отделяется
от воды, обезвоживается и превращается в
глинозем в виде белого порошка.
• на 1 т глинозема требуется 2-2,5 т боксита, 70120 т щелочи, более 8 т пара.
Выплавка
Вакуумный ковш
Загрязнение
• 1. твердые (красный шлам, анодная
пена)
• 2. воздух
• - фтористые
• - смолистые
• - бенз(а)пирен
• 3. вода
Продукция завода точных
сплавов Литейный сплав
алюминиево-кремниевой группы
Братский алюминиевый завод
Братская ГЭС
Кремний
• В начале декабря 2006 г. химическая группа
НИТОЛ объявила детали проекта по
созданию на своей площадке в УсольеСибирском производства поликремния —
материала, из которого изготавливаются
солнечные батареи.
• Для финансирования первого этапа проекта
компания разместила облигации на сумму 2,2
млрд рублей. На его реализацию уйдет около
двух лет, вложения должны окупиться еще
через три года
Путь от кремния к солнечной
батарее довольно длинный.
• Металлургический кремний выплавляется из
кремнезема (кварца) примерно так же, как
алюминий из глинозема,
• поэтому в России его выпускают
алюминиевые заводы — в Шелехове и
Каменске-Уральском.
• После обработки хлороводородом кремний
превращается в трихлорсилан,
• который затем подвергается еще одной
реакции, результатом чего является чистый
поликристаллический кремний
Кристаллы кремния
разрезаются на тончайшие
пластины (веферы), из
которых и собирают модули
солнечных батарей
Солнечная энергетика —
интересная отрасль
• Хотя суммарные мощности солнечных
электростанций ничтожны (пиковая
мощность СЭС всего мира не
превышает 6 ГВт — мощности одной
Красноярской ГЭС),
• все больше бизнесменов в западных
странах, принимая во внимание
дорожающие углеводороды и марши
ненавидящих АЭС «зеленых»,
обращаются к солнцу.
• главная проблема в том, что сами батареи слишком
дорогие. Один киловатт мощности СЭС пока
обходится впятеро дороже, чем, скажем, один
киловатт мощности газовой ТЭС
• Однако дороговизна кремниевых пластин не
сдерживает строителей СЭС в Японии, Западной
Европе, США и Австралии. Только за прошлый год
мощность солнечных электростанций по всему миру
выросла на 70%.
• При этом если в Австралии и США на СЭС смотрят
больше как на средство энергоснабжения
изолированных потребителей, то в Европе они
подключены в общую сеть, и «зеленые» добиваются
правительственных субсидий для энергии солнца.
• В Японии, где находится треть мировых мощностей
солнечной энергетики, такая проблема, по слухам,
уже не стоит — стоимость энергии СЭС сравнялась
со средней в стране
• За счет наличия своего сырья и дешевой
электроэнергии НИТОЛ рассчитывает выйти на
рынок с продуктом, себестоимость которого будет
заметно ниже, чем, например, в США. При нынешних
ценах на поликремнии рентабельность этого бизнеса
достигает 50%.
• 1. стремительно расти, а приток в отрасль новых
игроков тормозится большими капитальными
затратами.
• Сооружение завода полного цикла «с нуля» обойдется в
полмиллиарда долларов,
• в западных странах производители токсичного
трихлорсилана находятся под жестким прессингом
экологов.
• Проект НИТОЛа предполагает увеличение производства
трихлорсилана в полтора раза и запуск к 2008 году
производства поликремния мощностью 800 тонн, которое
затем должно вырасти до трех тысяч тонн.
• Дальше, по словам гендиректора компании Дмитрия Котенко,
НИТОЛ может заняться и выпуском кремниевых пластин,
выйдя на рынок продукции с еще большей добавленной
стоимостью. Группа может работать по процессинговой схеме в
Китае или создать собственное производство. Пока же НИТОЛу
нужно на все про все 330 млн долларов, из которых треть он
уже привлек, разместив облигации.
• На реализацию кремниевого проекта уйдет около двух лет,
окупиться он должен еще через три года. К этому времени выручка и рентабельность группы должны вырасти вдвое (см.
график 2). Если, освоив выпуск пол и кремния, НИТОЛ займется
производством пластин-веферов, то выручка группы увеличится
к 2015 еще в 1,5раза
Медь
•
•
•
•
Руды:
1. самородная медь
2. сульфидные СuFeS3 Cu2S
3. окисленные
• 2 способа переработки:
• 1 пирометаллургический
• 2. гидрометаллургический
технология
• 1. обогащение
•
сульфидные - флотация
•
окисленные – отсадка
• 2. обжиг концентрата – удаление серы
• 3. плавка на штейн
• 4. конвертер
• 5. рафинирование
Отражательная печь
4. конвертер
Загрязнение
•
•
•
•
•
•
1. твердые (шлаки)
2. воздух
- сернистые газы
- SO2
- бенз(а)пирен
3. вода - cоли
Нижний Тагил Вид с Выи где находился
Выйский медеплавильный завод на
Лисью гору
Русская металлургическая
компания и ее стратегия
• 1. РУДЫ:
• модернизация предприятия «Ормет» позволила РМК
увеличить производство руды в два раза, до 750 тыс.
тонн в год.
• Приобретение холдингом Александринского
месторождения увеличило объемы добычи медной
руды до 1,2 млн тонн в год.
• На второй квартал 2006 года запланирован ввод в
промышленную эксплуатацию месторождения
«Имени 50-летия Октября» на территории
Казахстана, которое даст холдингу дополнительно
более 2,5 млн тонн медной руды в год.
2. Черновая медь
• Предприятия металлургического
комплекса также реализуют
комплексную программу модернизации,
первые результаты которой —
увеличение объемов выпуска катодной
меди и медной катанки, а также
улучшение экологической ситуации —
видны уже сейчас.
3. Кыштымский медеэлектролитный завод
увеличил выпуск катодной меди на 50% — с 80 до 120 тыс. тонн
продукции в год за счет запуска второго цеха электролиза
в декабре 2005 г.
Так, предприятие «Карабашмедь», находящееся в соседней Челябинской области,
достигло выбросов на уровне предельно допустимых норм впервые за все время
своей работы
В Свердловской обл. Русская медная компания реализовала
несколько крупных инновационных проектов, которые
изменили лицо современной российской цветной металлургии
• В конце прошлого года входящее в РМК предприятие –
«Уралгидромедь» запустило принципиально новый
комплекс по добыче меди гидрометаллургическим
способом.
• Сегодня «Уралгидромедь» — символ инновационного
развития технологий в цветной металлургии.
• Это единственный в своем роде промышленный
комплекс извлечения меди, где нет ни традиционной
добычи, ни обогащения, ни плавки металла.
• Уникальность технологий «Уралгидромеди» в том, что
впервые в мире в одном производственном процессе
объединены:
• 1. подземное выщелачивание руды,
• 2. экстракция меди из раствора
• 3. электровининг — особый вид электролиза.
Инновационный способ добычи меди путем
подземного выщелачивания окисленных руд на
Гумешевском месторождении
• Новый способ добычи отличается не
только технологической
оригинальностью, но высокой
экономичностью и низкой
себестоимостью производства
металла.
• Кардинальные новации случаются в
металлургии не часто, и открытие
промышленного комплекса
«Уралгидромеди» с полным правом
можно назвать знаковым событием в
отечественной цветной металлургии
• Преимущества новой технологии состоят в том, что основные
процессы перенесены под землю и происходят без участия
человека, что резко повышает эффективность производства.
Помимо этого, технология выщелачивания такова, что позволяет
получать высококачественную медь на месторождениях,
отработанных и признанных бесперспективными при добыче
традиционным способом.
• Созданное в Свердловской области производство меди состоит из
двух участков:
• 1. геотехнологического поля, где идет подземный процесс
насыщения водного раствора меди, и
• 2. комплекса экстракции и электровининга, где из полученного
раствора получают высококачественные медные катоды марки
МООК, которые соответствуют требованиям Лондонской биржи
металлов (1МЕ).
• Производственный цикл замкнут: после экстракции меди водный
раствор снова обогащается кислотой и вновь закачивается в
гидротехнологическое поле. При этом на предприятии не образуются
жидкие или твердые отходы — все технологические растворы
постоянно находятся в обороте.
• В создании экспериментального производства
участвовали специалисты «Уралгидромеди» и
компании (Великобритания).
• Общий объем инвестиций в проект промышленного
освоения уникальной технологии превысил $15 млн.
Проектировщиком и подрядчиком Эдуард Россель
заявил, что «только в отвалах и брошенных шахтах
области сегодня сосредоточено около миллиона
тонн меди,
• опыт «Уралгидромеди» восстребован во многих
районах страны и области — в частности, благодаря
гидрометаллургии, брошенные и затопленные
медные месторождения могут получить вторую
жизнь».
• Рядом с «Уралгидромедью» в городе Полевской в
1998 г. по последнему слову техники было построено
еще одно современное предприятие холдинга РМК —
Завод точных сплавов.
• Благодаря уникальной системе контроля качества на
предприятии освоен выпуск более двадцати видов
точных сплавов на алюминиевой и медной основах
по российским, американским и японским
стандартам. Получив все необходимые сертификаты
по европейским стандартам «Завод точных сплавов»
успешно осваивает западный рынок: литейные
сплавы для отливки блоков цилиндров из Полевского
отправляются в Европу, США и Японию для фирм.
• Сегодня объем производства превышает 26 тыс. тонн
алюминиевых и медных сплавов в год.
• Еще одно предприятие холдинга РМК, расположенное в
Свердловской области, — «Ревдинский завод по обработке
цветных металлов» — замыкает производственную цепочку
холдинга и совершенствует процессы производства
продуктов высоких переделов меди. Предприятие является
ведущим в России по выпуску труб и прутков из меди,
никеля и сплавов на их основе.
• Ревдинский завод ОЦМ освоил новую технологию выпуска
сварочных
электродов
из
дисперсно-упрочненных
композиционных материалов на основе порошковой меди.
• Стойкость таких электродов, которые применяются при
контактной точечной сварке, в 4-8 раз выше стойкости
традиционных электродов из литой тянутой бронзы, Также
среди последних инновационных разработок — освоение
выпуска прямоугольных толстостенных труб летом 2005 г.
Благодаря совершенствованию технологии производства
удалось избежать эффекта незаполнения в углах профиля,
тем самым добиться высокого качества и прочности трубы.
Быстринское. Лугокан с кое. Култуминское и Солонеченекое месторождения в
Читинской области сосредоточены 21% разведанных в России запасов меди, 29%
— молибдена и 18% — титана. Кроме того, руды содержат вольфрам, свинец,
олово, цинк, литий, серебро и золото.
Свинец
•
•
•
•
Руды:
1. сернистые PbS
2. углекислые Pb CO3
3. сернокислые PbSO4
• способ переработки:
• 1 пирометаллургический
технология
•
•
•
•
•
•
•
•
1. обогащение - флотация
2. обжиг концентрата – удаление серы
и спекают в куски
3. восстановительная плавка на штейн
- флюсы убирают серу
– водяное охлаждение
4. рафинирование
Ряд последовательных переделов
Загрязнение
•
•
•
•
•
1. твердые (свинцовый кек)
2. воздух
- сернистые газы
- SO2
- медь, олово, мышьяк, золото
• 3. вода - cоли
Свинцовое загрязнение
Стоки свинцового завода в
реку Бадам
Цинк
•
•
•
•
Руды:
1. сернистые ZnS сфалерит
2. углекислые Zn CO3
3. сернокислые PbSO4
• 2 способа переработки:
• 1 пирометаллургический
• 2. гидрометаллургический
технология
•
•
•
•
•
•
•
1. обогащение - флотация
2. обжиг концентрата – удаление серы
и спекают в куски
3. восстановительная плавка на штейн
- флюсы убирают серу
– водяное охлаждение
4. рафинирование
Загрязнение
•
•
•
•
•
•
1. твердые (цинковый кек)
2. воздух
- сернистые газы
- SO2
- оксид мышьяка
- пыль
• 3. вода – cоли, охлаждение, очистка дымовых
газов,
• При гидролизе - растворы
Челябинский электролитноцинковый завод
Никель
• Руды:
• 1. сернистые Ni2S
• 2. окисленные NiSO2
• 2 способа переработки:
• 1 пирометаллургический
• 2. гидрометаллургический
Территория Норильского промышленного района
ГОФ
Талнах
Медный
завод
Каеркан
Огонер
Надеждинский
Металлургический
завод
Норильск
Никелевый
завод
ГОФ
Производственные
территории
занимают более 70%
площади Норильска
«Норильский Никель» - это:
•
•
•
•
Геологическое предприятие;
Четыре закрытых рудника и
один рудник открытых работ;
Три металлургических завода;
Вспомогательные производства
и социальная сфера
• В российском
производстве цветных
металлов доля
компании составляет:
•
•
•
•
90% по никелю;
97% по кобальту;
52% по меди;
94% по металлам платиновой
группы
«Норильский никель»
это:
• 97% объема промышленного
производства;
• 57,6% занятого населения города;
• Самые высокие размеры зарплат (34,2
тыс руб при средней 25,9 тыс руб)
для города –
Норильск - самый грязный город России
Рейтинг «самых грязных» по версии
журнала «Таймс»:
• 1. Сумгаит
(Азербайджан)
• 2. Линфань (Китай)
• 3. Тянжинь (Китай)
• 4. Сукинда (Индия)
• 5. Вапи (Индия)
• 6. Ла-Оройя (Перу)
• 7. Норильск (Россия)
• 8. Дзержинск (Россия)
• 9. Чернобыль (Украина)
• 10.Кабве (Замбия).
Загрязнение почвенного покрова
Естественные ландшафты
техногенные
(вырублены леса, загрязнены почвы)
Cu > ПДК в 200 раз
Почва
S (Надеждинский МЗ - 25 лет)
Ni
В Норильске практически не проводятся работы по
консервации и санированию городских и загородных
земель, интенсивно загрязненных тяжелыми металлами
технология
• 1. плавка в отражательных печах
• Штейн – расплав сульфида Cu, Ni, Fe + шлак
• 2. расплав продувается кислородом,
окисляются Fe и S
• Получаем ФАЙНШТЕЙН - Cu S, Ni S
• 3. ОХЛАЖДЕНИЕ
• 4. ДРОБЯТ, РАЗМАЛЫВАЮТ, обогащение –
флотация РАЗДЕЛЯЮТ Cu S, Ni S
• 5. обжиг концентрата – удаление серы
• и спекают в куски
• 5. восстановительная плавка
• - флюсы убирают серу
• 6. рафинирование ЭЛЕКТРО
Загрязнение
•
•
•
•
•
•
•
1. ТОПЛИВОЕМКОСТЬ НА 1 Т Ni- 50 тут, 3000 кВт*ч
твердые (цинковый кек)
2. воздух
- сернистые газы
- SO2
- оксид мышьяка
- пыль
• 3. вода – cоли, охлаждение, очистка дымовых газов,
• При гидролизе – растворы хлор-ионы, сульфат-ионы,
натрий, гидрооксид натрия
Площадка никелевого завода
Норильский горно-металлургический
комбинат
• МЕДЬ
СВИНЕЦ
Обогащение
(флотация – S
• отсадка
)
–О
Обогащение
(флотация – S
отсадка – О
Обогащение
(флотация – S
отсадка – О
обжиг
(удаление S)
обжиг
(удаление S)
обжиг
(удаление S)
Плавка на штейн
(CuS/FeS)
Восстановитель
ная плавка
ЦИНК
НИКЕЛЬ
Плавка на штейн
Обогащение
Плавка на штейн
(Ni2S+
CuS+FeS)
Конвертор
2Fe+O2= 2FeO
S+O2= SO2
ФАЙНШТЕЙН
Ni+Cu 78%
Флотируют
(разделяют Cu и Ni)
Конвертор (сера
выгорает)
Восстановление
ернового Ni
в электропечах
Электроогневое
рафинирование
Рафинирование
Послед. переделы
Рафинирование
Рафинирование
общие черты для отрасли
•
•
•
•
•
1. ВОЗДУХ:
- канцерогенные вещества: тяжелые металлы.
- пыль
- газообразные вредные вещества (HF, Cl2, мышьяка и др.)
- диоксид серы - цветная металлургия дает около 20% всех
загрязнений атмосферы этими элементом.
• переработка их на серную кислоту.
• 2. Шлаки цветной металлургии отличаются чрезвычайным
• - разнообразием.
• - на единицу выплавляемого металла их образуется больше,
чем при выплавке чугуна и стали (на 1 т чугуна от 0,2 до 1 т
шлаков, при выплавке никеля до 150 т, меди 10-30 т).
• - В состав шлаков кроме оксидов кремния, алюминия, кальция,
магния, железа, марганца входят такие ценные компоненты, как
медь, никель, кобальт, цинк, свинец, кадмий, редкие металлы.
• 3. Стоки:
• - очистка дымовых газов
• - гидрометаллургия
4. при производстве 1 т
ВОДЫ расходуется м3 воды :
•
•
•
•
•
•
•
•
алюминия - 146 м3,
свинца и цинка - 360,
олова – 750,
меди – 775,
титана – 960,
никеля – 2420,
вольфрама – 2470,
молибдена – 2480.
Документ
Категория
Презентации
Просмотров
39
Размер файла
316 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа