Металлургическое производство - одно из древнейших; оно возникло на ранних ступенях развития человеческого общества. Человек начал использовать металлы более 6000 лет тому назад. Первыми металлами, вошедшими в обиход человека, были самородные медь и золото, и метеоритное железо, встречающиеся в природе в свободном состоянии. О значении металлов в жизни первобытного человека говорят названия целых исторических эпох: бронзовый, медный и железный века.
В дальнейшем люди стали получать металлы из руд и соединений, используя в начале достаточно примитивные приемы, а в дальнейшем все более усложняя технологические процессы. Потребности в металлах, учитывая их особые свойства и во многих случаях большие преимущества по сравнению с деревянными изделиями, неуклонно и быстро возрастают. Расширяется и число используемых металлов.
В древности были известны восемь металлов: золото, серебро, медь, олово, свинец, железо, ртуть и сурьма. К концу XVIII в. их число увеличилось до 20, а к концу XIX в. - до 50. В настоящее время производится и потребляется около 80 металлов и потребности в них растут несмотря на резкий рост выпуска различных синтетических материалов в несколько последних десятилетий. В наибольших количествах из металлов в настоящее время производится железо (1,63 млрд тонн. стали – 2016 г.). Его выпуск почти в 40 раз превышает выпуск самого распространенного из цветных металлов - алюминия.
Опираясь на данные археологических исследований, можно считать, что первым металлом, которым стал пользоваться человек, была медь. Это связано с тем, что медь встречается в природе в «самородном», т. е. в свободном, не окисленном состоянии. Во-вторых, медь обладает «ковкостью» - пластичностью и может хорошо обрабатываться. В то же время медь имеет достаточно высокую прочность. Орудия труда, изготовленные из меди, обладали значительно лучшими потребительскими свойствами, чем каменные.
Масса наиболее крупного из известных самородков меди составляла около 800 т. Поскольку кислородные соединения меди легко восстанавливаются, а металлическая медь имеет сравнительно невысокую температуру плавления (1083 °С), древние мастера научились плавить медь. Вероятнее всего это произошло в процессе добычи самородной меди на рудниках.
Люди умели плавить медь ещё в 7-6-м тысячелетиях до н.э. Во втором тысячелетии до н.э. человек научился производить сплавы меди с оловом - бронзы, которые имели большую твёрдость, чем медь, а невысокие температуры плавления (<1000°С) позволяли изготовлять необходимые изделия литьём. Не случайно именно бронза определила значительный по продолжительности этап развития человечества - бронзовый век.
Первые попытки производства меди в России относятся к XIII веку (Архангельская обл.). Промышленное производство меди было освоено через три столетия. Первый медеплавильный завод на Урале был построен в 1640 г. Бурный рост выплавки меди в России начинается с 1900 гг.
Кардинально улучшились технико-экономические показатели переработки сульфидных медных руд (а также сульфидных руд других цветных металлов) в результате использования двух технических решений (в конце XIX века):
- флотационного метода обогащения сульфидных руд, благодаря чему стало возможным вовлечение в рентабельную переработку бедных руд (с содержанием металла менее 1%);
- продувки расплавленных штейнов воздухом, обеспечивающим эффективное отделение меди от железа и серы.
Золото в виде песка и самородков добывали в доисторические времена из россыпей путём промывки. По-видимому, более 2000 лет тому назад уже умели разделять золото и серебро воздействием кислот; извлекали золото из руд методом амальгамации (растворением в ртути). Основными центрами добычи золота в древности были Египет, Нубия, Китай, Америка.
Эпоха Возрождения (ХV-ХVI века) характеризуется некоторыми усовершенствованиями в обработке руд и заметным увеличением добычи золота и серебра. В последующий период «всплески» увеличения производства золота были связаны с открытием новых месторождений: богатейшие россыпи в Бразилии (конец ХVII - начало ХVIII вв.), Калифорнии и Австралии (середина XIX в.), крупнейшее в мире месторождение коренных золотых руд в Южной Африке (конец XIX в.), а также месторождения на Аляске и в Индии. В России месторождения золота были открыты в 1732 г. - в Олонецком крае, в 1744 г. - на Урале.
С середины XIX века для извлечения золота из руд используют метод цианирования.
Свинец начали использовать ещё в глубокой древности, поскольку он легко получался и обрабатывался: в Египте - за 7-5, в Финикии - за 2 тысячи лет до нашей эры. Умели добывать свинец из руд греки и римляне.
Цинк. Некоторые монеты, статуи, украшения очень древнего происхождения содержат значительное количество цинка. Но промышленное производство этого металла началось только в ХVIII в. В 1740 г. выдал продукцию первый дистилляционный завод в Англии, а к концу века цинковые заводы появляются в Бельгии, Германии, Испании, Голландии. В Америке предприятия, производящие цинк, возникли примерно на 100 лет позже. Бурное развитие металлургии цинка относится к концу XIX и началу XX столетий.
Никель – единственный «молодой» металл из тяжелых цветных металлов, получивший широкое применение только в конце XIX в. Впервые как химический элемент никель был открыт в 1751 г. и выделен в чистом виде в 1804 г. До 1875 г. он считался ювелирным металлом, стоил дорого и производили его в очень небольших количествах. Мировое производство никеля в 1875 г. составляло всего около 500 т, а затем начало быстро расти.
В России первое месторождение никелевых руд было открыто на Урале в 1854 г. На базе этих руд вначале удалось получить никелевый чугун (20 % Ni), а затем и металлический никель; в период с 1874 по 1878 г. было получено около 17 т никеля.
Широкое развитие никелевой промышленности за рубежом связано с открытием больших месторождений окисленных никелевых руд в Новой Каледонии и сульфидных медно-никелевых руд в Канаде.
Второй (после железа) металл по масштабам производства и применения – алюминий – имеет непростую историю. Долгое время ученые не могли получить его в чистом виде из-за высокой прочности оксида Al2O3, который не удавалось восстановить. И лишь в 1825 году датскому ученому Эрстеду удалось получить металлический алюминий. Производство алюминия химическими методами существовало до 1890 г., было получено всего около 200 т металла. В конце 80-х годов XIX века химические методы были вытеснены электролитическим способом, который был одновременно предложен в 1886 г. во Франции и США. И в 1888 г. началось промышленное производство алюминия методом электролиза глинозема в криолитовом расплаве. Этот метод применяется повсеместно до настоящего времени.
Большая часть остальных металлов (редких) была открыта в XIX веке. Однако из-за сложности их получения и отсутствия потребителей эти металлы не производились в промышленных масштабах до начала XX столетия.