На территории России выделяют три металлургические базы – Центральная, Уральская и Сибирская. Эти металлургические базы имеют существенные различия по сырьевым и топливным ресурсам, структуре и специализации производства, мощности его и организации, по характеру внутри- и межотраслевых, а также территориальных связей, уровню формирования и развития, роли в общероссийском территориальном разделении труда, в экономических связях с ближним и дальним зарубежьем. Отличаются эти базы и масштабами производства, технико-экономическими показателями производства металла и целым рядом других признаков.
Уральская металлургическая база является самой крупной в России и уступает по объемам производства черных металлов лишь Южной металлургической базе Украины в рамках СНГ. В масштабах же России она занимает первое место и по производству цветных металлов. На долю Уральской металлургии приходится 52% чугуна, 56% стали и более 52% проката черных металлов от объемов, производимых в масштабах бывшего СССР. Она является старейшей в России. Урал пользуется привозным кузнецким углем. Собственная железорудная база истощена, значительная часть сырья ввозится из Казахстана (Соколовско-Сарбайское месторождение), с Курской магнитной аномалии и Карелии. Развитие собственной железорудной базы было связано с освоением Качканарского месторождения титаномагнетитов (Свердловская область) и Бакальского месторождения сидеритов, на которые приходится более половины запасов железных руд региона. Крупнейшими предприятиями по их добыче являются Качканарский горно-обрабатывающий комбинат (ГОК) и Бакальское рудоуправление.
На Урале сформировались крупнейшие центры черной металлургии: Магнитогорск, Челябинск, Нижний Тагил, Новотроицк, Екатеринбург, Серов, Златоуст и др. В настоящее время 2/3 выплавки чугуна и стали приходится на Челябинскую и Оренбургскую области. При значительном развитии передельной металлургии (выплавка стали превышает производство чугуна) главную роль играют предприятия с полным циклом. Они расположены вдоль Восточных склонов Уральских гор. На Западных склонах в большей мере размещена передельная металлургия. Металлургия Урала характеризуется высоким уровнем концентрации производства. Особое место занимает Магнитогорский металлургический комбинат. Он является самым крупным по выплавке чугуна и стали не только в России, но и в Европе.
Урал является одним из главных регионов производства стальных труб для нефте- и газопроводов. Крупнейшие его предприятия размещены в Челябинске, Первоуральске и Каменск-Уральске. В настоящее время металлургия Урала реконструируется.
Центральная металлургическая база - район раннего развития черной металлургии, где сосредоточены крупнейшие запасы железных руд. Развитие черной металлургии в этом районе базируется на использовании крупнейших месторождений железных руд Курской магнитной аномалии (КМА), а также металлургического лома и на привозных коксующихся углях = донецком, печорском и кузнецком.
Интенсивное развитие металлургии центра связано с добычей железных руд. Почти вся руда добывается открытым способом. Основные запасы железных руд КМА по категории А+В+С составляют около 32 млрд.т. Общегеологические запасы руд, в основном железистых кварцитов с содержанием железа 32-37%, достигают миллиона тонн. Крупные разведанные и эксплуатируемые месторождения КМА расположены на территории Курской и Белгородской областей (Михайловское, Лебединское, Стойленское, Яковлевское и др.). Руды залегают на глубине от 50 до 700 м. Затраты на 1 тонну железа в товарной руде наполовину ниже, чем в криворожской руде и ниже, чем в карельской и казахстанской рудах. КМА – крупнейший район по добыче железных руд открытым способом. В целом добыча сырой руды около 39% российской добычи (на 1992 г.)
Центральная металлургическая база включает крупные предприятия полного металлургического цикла: Новолипецкий металлургический комбинат (г. Липецк), и Новотульский завод (г. Тула), металлургический завод “Свободный сокол” (г. Липецк), “Электросталь” под Москвой (передельная качественная металлургия). Развита малая металлургия на крупных машиностроительных предприятиях. Введен в действие Оскольский электрометаллургический комбинат по прямому восстановлению железа (Белгородская обл.). Сооружение этого комбината – самый большой в мире опыт внедрения бездоменного металлургического процесса. Преимущества этого процесса: высокая концентрация взаимосвязанных производств – от окомкования сырья до выпуска конечного продукта; высокое качество металлопродукции; непрерывность технологического процесса, что способствует соединению всех технологических участков металлургического производства в одну высокомеханизированную линию; значительно большая мощность предприятия, не требующего кокса для выплавки стали.
В зону влияния и территориальных связей Центра входит и металлургия Севера европейской част России, на который приходится более 5% балансовых запасов железных руд Российской Федерации и свыше 21% добычи сырой руды. Здесь действуют достаточно крупные предприятия – Череповецкий металлургический комбинат, Оленегорский и Костомукшский горно-обогатительные комбинаты (Карелия). Руды Севера при невысоком содержании железа (28-32%) хорошо обогащаются, почти не имеют вредных примесей, что позволяет получать высококачественный металл.
Металлургическая база Сибири находится в процессе формирования. На долю Сибири Дальнего Востока приходится примерно пятая часть производимых в России чугуна и готового проката и 15% стали. Эта металлургическая база характеризуется сравнительно крупными балансовыми запасами (по категории А+В+С) железных руд. По состоянию на 1992 г. они оценены в 12 млрд.т. Это составляет примерно 21% общероссийских запасов, в том числе около 13% приходится на долю Сибири и 8% - на Дальний Восток.
Основой формирования Сибирской металлургической базы являются железные руды Горной Шории, Хакасии и Ангаро-Илимского железорудного бассейна, а топливной базой – Кузнецкий каменноугольный бассейн. Современное производство здесь представлено двумя крупными предприятиями: Кузнецким металлургическим комбинатом (с производством полного цикла) и Западно-Сибирским заводом, а также ферросплавным заводом (г. Новокузнецк). Получила развитие и передельная металлургия, представленная несколькими передельными заводами (Новосибирск, Красноярск, Гурьевск, Петровск-Забайкальский, Комсомольск-на-Амуре). Добывающая промышленность осуществляется несколькими горно-обогатительными предприятиями, находящимися на территории Кузбасса, в Горной Шории и Хакасии (Западная Сибирь) и Коршуновским ГОК в Восточной Сибири.
Черная металлургия Сибири и Дальнего Востока еще не завершила своего формирования. Поэтому на основе эффективных сырьевых и топливных ресурсов возможно в перспективе создание новых центров.
.
Экология металлургии
Особенностью отечественного металлургического производства является негативное воздействие на все составляющие окружающей среды. Это загрязнение почв по причине массового складирования отходов, сброс недостаточно обработанных производственных вод в естественные водоемы, а также выбросы в атмосферу большого количества вредных веществ.
Так, например, для металлургических предприятий актуальна проблема переработки техногенных образований. Известно, что для выработки одной тонны стали традиционным способом, в производство вовлекается более трех тонн первичных природных сырьевых ресурсов. Образующиеся после выплавки стали доменные шлаки, накапливаются в отвалах, отнимая при этом городские и сельскохозяйственные земли и создавая дополнительную нагрузку на территорию (так, только на территории металлургических предприятий Уральского региона скопилось свыше 6 млрд. тонн подобных отходов).
Металлургия использует 25% от всей потребляемой российской промышленностью воды. При этом в большинстве случаев, после промышленного использования эта вода не обрабатывается должным образом и загрязненная попадает в поверхностные и грунтовые воды. Тяжелые металлы, нефтеотходы, фенолы и ряд других элементов, присутствующие в сбрасываемой воде, делают ее непригодной для дальнейшего использования, а порой становятся причиной массовой гибели биоресурсов в близлежащих водоемах. Очевидно, что важнейшими пунктами экологических программ металлургических предприятий должно стать сокращение объема забора свежей технической воды и снижение объема сброса производственных вод.
Установлено, что предприятия черной металлургии выбрасывают в атмосферу до 25% металлосодержащей пыли и окиси углерода от общего количества этих веществ, попадающих в атмосферу в результате промышленных процессов. На металлургию приходится распространение в атмосфере почти 50% неутилизируемых промышленностью окислов серы (только предприятиями Заполярного филиала «Норильского никеля» выбрасывается в атмосферу 979 тыс. тонн серы в год). Кроме того, технологический цикл подразумевает выбросы в атмосферу целого спектра токсичных для человеческого организма веществ, включая бензопирен, фториды, соединения марганца, ванадия и хрома. Подобное загрязнение воздуха крайне негативно сказывается на здоровье населения, проживающего в непосредственной близости от металлургических предприятий, многие из которых имеют статус градообразующих.
В настоящее время вопросы экологии находятся в центре внимания руководства и общественных организаций металлургического комплекса, однако на устранение проблем, копившихся десятилетиями, потребуется определенный период времени.
Ухудшение экологической обстановки металлургией небезосновательно связано с загрязнением атмосферы, но его не следует и преувеличивать. В выбросах оксида серы мировой вклад металлургии составляет 15% (более половины из них дает цветная металлургия), столько же - химия, а лидирует энергетика (70%). Аналогичное соотношение характерно и для оксидов азота. Методы очистки газов хорошо разработаны и одинаковы для всех отраслей промышленности, поэтому мы не затрагиваем эти вопросы. Однако металлургия является источником и огромной массы твердых отходов (рис. 1).
Основной путь получения металлов - пирометаллургия, использующая высокотемпературные процессы. Выплавке металла предшествуют обогащение и подготовка руд: агломерация (спекание железорудного сырья) в черной металлургии, плавка на штейн (расплав сульфидов металлов) в цветной металлургии. На каждой операции образуются отходы. Их можно разделить на предшествующие металлургическому переделу и сопутствующие ему.
Обогащение руд приводит к образованию хвостов - дисперсной фракции с низким содержанием основного компонента. Другой пример - красные шламы, отходы переработки бокситов на глинозем Al2O3. Они содержат до 50-60% Fe3O3, а их запасы превышают 150 млн. т. Отходы, сопутствующие металлургическим переделам, включают несколько видов. При выплавке металлов формируются шлаки, основу которых составляют оксиды. Это наиболее массовый вид отходов. Работа металлургических агрегатов сопровождается выносом пыли с отходящими газами. При мокрой газоочистке эта пыль в отстойниках превращается в кашеобразную массу (шлам). При последующих переделах (разливка стали, прокатка) образуются окалина и обрезь (скрап). Основным полезным компонентом отходов металлургии, включая цветную, является железо, и решение ресурсоэкологической задачи их утилизации может быть получено в черной металлургии.