Географія. 9 клас. Гільберг

§ 24. Кольорова металургія

Назвіть вироби з міді та алюмінію, які є у вас удома? Як ви їх використовуєте?

ЗНАЧЕННЯ КОЛЬОРОВИХ МЕТАЛІВ. У світі використовують більшість відомих кольорових металів (мал. 68 на с. 124). Вони поширені на Землі нерівномірно. Зокрема, мідь здебільшого видобувають у Чилі, звідки її вивозять до розвинених країн світу.

Мідь переважно застосовують у виробництві електричних виробів і радіотехніки, алюміній — літальних апаратів і легкових автомобілів, титан — тугоплавких сплавів.

Мал. 71. Світове виробництво найуживаніших кольорових металів

За обсягом використання у виробництві лідером є алюміній, друге місце посідає мідь, а третє — цинк (мал. 71).

ЧИННИКИ РОЗМІЩЕННЯ ПІДПРИЄМСТВ ІЗ ВИПЛАВКИ МІДІ, АЛЮМІНІЮ, ТИТАНУ. Ці види кольорових металів мають відмінні технології виробництва, а отже — й чинники розміщення. Основою виробництва міді є пірометалургія — сукупність металургійних процесів, що відбуваються за високих температур (додаток 6).

Багаті мідні руди обробляють поряд із шахтою, звідки їх видобули, безпосередньо для виробництва катодів, шляхом електролізу мінералів міді у водному розчині сірчаної кислоти. Цей спосіб є найменш поширеним у промисловому отриманні міді через незначну кількість родовищ багатих мідних руд у світі.

Розрізняють промислове виробництво чорнової й рафінованої міді. Підприємства з виробництва мідного концентрату розташовані безпосередньо біля родовищ сульфідних руд. Концентрат можна транспортувати на значні відстані. Спочатку з нього виробляють чорнову мідь. У розвинених країнах діють екологічні обмеження на перероблення мідного концентрату в значних обсягах. Тому до них завозять готову чорнову мідь, яку випускають на підприємствах країн, що розвиваються. Це дозволяє також економити значні енергетичні й водні ресурси.

Найбільшим спеціалізованим районом з виробництва мідного концентрату й чорнової міді у світі є Мідний пояс. Він простягається між мідними шахтами, гірничо-збагачувальними комбінатами та підприємствами з виплавки чорної міді на півдні ДР Конго й у центрі Замбії.

Рафінування міді можливе як у місцях видобування сирої руди, так і великих центрах виробництва сірчаної кислоти у провідних державах світу. У цих країнах є значна кількість брухту кольорових металів, що вміщує мідь (мал. 72). Зокрема, 45 % усієї міді, що використовують у Європі, вироблено саме з місцевого її брухту.

Дізнайтеся більше

У ЄС довжина мідних дротів, по яких передають електричний струм, становить 8 млн км.

Мал. 72. Структура світових потоків міді, млн т

Світове виробництва рафінованої міді постійно зростає. Це зумовлено розвитком новітніх видів електричних приладів, виробництва консервів, електроенергетики, у яких широко застосовують мідь та сплави з неї.

Для рафінування міді необхідні значні обсяги електроенергії, тому одним із чинників розміщення підприємств цього типу є їхня наближеність до великих електрогенеруючих потужностей. Важливо зважати на екологічний чинник. Застосування сірчаної кислоти та викиди в атмосферне повітря сполук сірки й насиченої міддю водяної пари є небезпечними для людей. Тому більшість мідеплавильних заводів у розвинених країнах світу розташовані в портово-промислових комплексах. Вони працюють на привізній сировині та на місцевому брухті міді. Наприклад, найбільший у Європі завод з рафінування чорнової міді в м. Гамбург (Німеччина) компанії «Аеробус» має потужності з її виробництва 450 тис. т на рік.

Алюміній — перший у світі за обсягом виробництва кольоровий метал (мал. 71). Його оксид найпоширеніший у земній корі й тому запаси алюмінію найбільші серед інших кольорових металів. Використовують його насамперед у виробництві транспортних засобів.

Виробництво алюмінію здійснюється кількома етапами. Спочатку видобувають боксити чи нефеліни, потім їх перероблюють в оксид алюмінію, з якого вже виробляють первинний алюміній (мал. 73). Розглянемо техніко-економічні особливості кожного з них.

У більшості країн світу основною сировиною алюмінієвої промисловості є боксити. Лише в Росії ведуть промислову переробку нефелінів, що отримують як побічний продукт переробки апатитів.

На першому етапі виробництва алюмінію отримують оксид алюмінію на глиноземних заводах (мал. 73). Під час його виробництва переважно використовують боксити (37,0 %) і прісну воду. Тому сировинний і водний чинники є головними в розміщенні відповідних підприємств (додаток 6). На другому етапі з оксиду алюмінію отримують первинний (сирий) алюміній у формі металу.

З курсу фізичної географії пригадайте, де у світі розміщені родовища бокситів і нефелінів.

Мал. 73. Від бокситу до оксиду алюмінію

На завершальному етапі — рафінування — рідкий алюміній продувають через хлор. Хлорування алюмінію дозволяє вилучити всі домішки та гази, розчинені в алюмінії-сирці. Потім рідкий алюміній витримують у ковші за температури 700-730 °С для вилучення неметалевих домішок і виділення газів з металу. У результаті отримують метал, що на 99,5-99,9 % складається з алюмінію.

Визначальним у розміщенні підприємств з виробництва алюмінію є зосередженість запасів бокситів і наявність значних дешевих електроенергетичних потужностей (додаток 6). Боксити й оксид алю

мінію на переробні підприємства доставляють здебільшого магістральними видами транспорту в межах внутрішніх поставок ТНК, які контролюють алюмінієву промисловість світу.

У розвинених країнах світу більшість підприємств із виплавки первинного алюмінію зосереджена на узбережжі морів та біля великих гідроелектростанцій. Це зумовлено чинниками розміщення.

Україна є шостою країною світу з експорту й посідає 11 місце за виробництвом оксиду алюмінію. Лідером є Китай.

Для потреб електронної промисловості виробляють рафінований (ретельно очищений) алюміній. Вторинний алюміній отримують у результаті переплавки відповідного подрібненого відсортованого ущільненого металевого брухту. Його виробництво значне у провідних країнах світу, у яких регулярно накопичується відповідна вторинна сировина.

Титан називають «космічним» металом. Цей легкий метал використовують в авіакосмічному машинобудуванні переважно у формі сплавів з алюмінієм, ванадієм, залізом. Він витримує високу температуру, тиск, стійкий до корозії. Для виробництва металевого титану придатні лише 6 % титановмісної руди, що видобувають у світі. Більша частина руди йде на виробництво діоксиду титану, який є важливим компонентом білил.

Виробництво титану розділено між промисловими підприємствами на етапах від отримання концентрату до виплавки чистого металу. Основним технологічним процесом є магнієтермічний спосіб. Він дозволяє отримати титанову губку, з якої виплавляють власне титан у зливках або виробляють білила (мал. 74). Їх виробництво потребує значної кількості електричного струму, а також прісної води, тому відповідні підприємства зазвичай розміщують неподалік потужних ГЕС (додаток 6).

З курсу фізичної географії пригадайте, де розміщені родовища ільменітів в Україні.

Дізнайтеся більше

Щороку у світі вставляють ендопротезів із чистого титану загальною вагою 1 тис. т.

Титанову губку після очищення плавлять у вакуумнодугових печах, отримуючи металевий титан у зливках. Для потреб електроніки й ендопротезування виробляють особливо чистий титан (99,999 %). Для цього його переплавляють двічі.

На виробництво одного кілограму титану використовують 30 кВт. Тож вирішальним чинником у розміщенні відповідних підприємств є наявність дешевої електроенергії та незначна віддаленість від основних промислових підприємств-споживачів титану у зливках.

Мал. 74. Технологічна схема виробництва титанової губки й металевого титану

Вторинний титан отримують після переплавки його брухту. Переважно здійснюють переробку виробів з його сплавів із залізом. Визначальними в розміщенні таких підприємств є наявність достатньої сировинної бази, водних ресурсів та екологічний чинник.

Україна посідає четверте місце у світі за обсягом виробництва рутилового й десяте за виробництвом ільменітового концентрату (додаток 7). Єдине в Європі підприємство «Запорізький титано-магнієвий комбінат» виробляє 4 % світового виробництва титанової губки, тоді як більшість вітчизняного рутилового концентрату, придатного для виробництва металевого титану, експортують на переробку. При цьому в м. Запоріжжя лише у 2008 р. розпочали виплавляти металевий титан на промисловій основі.

ЗАПАМ’ЯТАЙТЕ: СТИСЛО ПРО ГОЛОВНЕ

  • Кольорові метали є основою новітніх наукоємних напрямів промислового виробництва.
  • Виробництво кольорових металів потребує значних обсягів електричного струму і прісної води, тому зосереджене біля великих ГЕС.
  • Великі ТНК контролюють увесь процес виробництва більшості кольорових металів.
  • Перші етапи виробництва здійснюють на підприємствах країн, що розвиваються, через велике антропогенне забруднення довкілля.
  • У розвинених країнах світу великого значення набуло виробництво вторинних кольорових металів з відповідного металевого брухту.

Знаю і вмію обґрунтувати

  • 1. Чому виробництво кольорових металів має кілька етапів?
  • 2. Поясніть, чому виробництво алюмінію з бокситів має трансокеанічний виробничий ланцюг.
  • 3. Чому у світі найбільші підприємства з виробництва первинного алюмінію розташовані біля потужних ГЕС?
  • 4. Поясніть, які чинники зумовили те, що одні країни експортують чорнову, а інші — рафіновану мідь.
  • 5. Поміркуйте, які чинники зумовили першість Китаю у виробництві рафінованої міді та первинного алюмінію у світі.
  • 6. Поясніть, чому більшість країн, що виробляють титан у зливках, не виробляють його концентрат.
  • 7. Чи має Україна можливість збільшити виробництво металевого титану?

Працюю з картою

За картами шкільного атласу поясніть невідповідність між виробництвом за країнами світу ільменітової руди й титанових зливків (додаток 7).

Шукаю в Інтернеті

На офіційному сайті Запорізького титано-магнієвого комбінату знайдіть інформацію про технологію виробництва титану та зобразіть її схематично.

Генерую ідеї

Поміркуйте, як будуть виробляти кольорові метали, коли промислові запаси руд, що їх вміщують, вичерпаються. Як це вплине на міжнародні поставки відповідної продукції?