Структура металлургии и особенности размещения предприятий черной и цветной металлургии

С древних времен металл является основным конструкционным материалом. В результате научно-технической революции удельный вес металла почти во всех производствах стал уменьшаться, но до сих пор он является одним из ключевых элементов в развитии экономики всех стран.

Металлургия - отрасль промышленности, отвечающая за добычу, обогащение и производства металла, а также за процессы по улучшению свойств металлов и сплавов, заменяя их состав и структуру. Металлургический комплекс - это основа для машиностроения, электроэнергетической и химической промышленности, которые в совокупности обеспечивают развитие научно-технического прогресса. Так как металлургия относится к числу базовых отраслей народного хозяйства, она имеет высокую материалоемкость и капиталоемкость производства. Например, на долю цветных и черных металлов приходится до 90% конструкционных материалов применяемых в машиностроении России, также 14% топлива, 16% электроэнергии, это 25% всех ресурсов расходуемых в промышленности.

Промышленное производство металлов оказывает большое негативное воздействие на окружающую среду выбросами в атмосферу загрязняющих веществ, таких как оксиды углерода, серы, азота. По подсчетам специалистов-экологов ежегодное количество выбросов опасного сернистого газа в атмосферу, при сжигании природного топлива,составляет порядка 100 - 150 млн. тонн. В результате таких выбросов образуются кислотные дожди, наносящие большой вред не только флоре и фауне, но и отрицательно сказывается на состоянии здоровья населения, продолжительности жизни, проживающих в промышленных районах и за его пределами. В целом наблюдается тенденция снижения выбросов металлургических предприятий, за период 2005 - 2015 г.г. количество выбросов всех металлургических предприятий России снизилось на 10,1 % (рисунок 1) [1, 2].

^^^^^ Металлургическое производство

2005 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Год

Рисунок 1 - Динамика выбросов загрязняющих веществ металлургического комплекса России за 2005 - 2015 гг., тыс. тонн

Специалисты-экологи ожидали более резкие спады воздействия на окружающую среду в районах деятельности металлургических предприятий, благодаря конверсии и сокращению объемов выплавки металла. Однако этого не произошло, причиной этому послужила сильная изношенность оборудования и очистных сооружений предприятия.

В целях сохранения и поддержания экологической безопасности современной России, в 1996 г. была опубликована Концепция перехода Российской Федерации к устойчивому развитию, разработанная на основе Указа Президента РФ от 4 февраля 1994 г. «О государственной стратегии Российской Федерации по охране окружающей среды и обеспечению устойчивого развития». Концепция предусматривает реализацию закрепленного вКонституцииРоссийской Федерации права граждан на благоприятную окружающую среду, прав будущих поколений на пользование природно-ресурсным потенциалом в целях поддержания устойчивого развития, а также решение текущих социально-экономических задач в неразрывной связи с осуществлением адекватных мер по защите и улучшению окружающей среды, сбережению и восстановлению природных ресурсов. Концепция была рекомендована регионам страны для конкретизации и исполнения. 19 апреля 2017 данная концепция было отменена, в связи с изданием Указа Президента РФ от 19.04.2017 № 176 «Стратегия экологической безопасности российской федерации на период до 2025 года» [3].

Металлургический комплекс состоит из цветной и черной металлургии, каждая из которых также состоит из ряда отраслей. Предприятия этого комплекса играют районообразующую роль, рядом с такими предприятиями формируются машиностроение, производство стройматериалов, электроэнергетика, химическая промышленность и другие предприятия сопутствующей отрасли.

Черная металлургия представляет собой крупную отрасль, в которую входят добыча сырья, выплавка чугуна и стали, производство проката. Для оптимизации затрат и повышения производительности, производства концентрируются, образуя комбинаты. Крупнейшие комбинаты черной металлургии расположены, в основном, европейской части России в центральном районе, Поволжье, Урале, Кузбассе (Рисунок 2).

Рисунок 2 - Расположение производств черной металлургии России [4].

Самыми крупными центрами черной металлургии, расположеннымивозле крупных месторождений, таких как Курская магнитная аномалия и гора Магнитная, являются Магнитогорский,Череповецкий,Новолипецкий металлургические комбинаты в совокупности составляющие 54,4% от общего производства стали в России. Также предприятия черной металлургии являются одними из основных источников загрязнения окружающей среды и составляют 15-20% от общего объемы выбросов промышленности в России 1,6 млн. тонн в год дисперсных частиц, 7,3 млн. тонн в год газообразных веществ и около 4 млрд. тонн в год сбросов в водоемы. В 8 раз превышено среднее количество общепромышленных выбросов с первого по четвертый классы опасностей. Площади занятых земель демонстрируют тенденцию плавного роста до 2007 г., далее очень сглаженный спад. Можно предположить, что причиной небольшой амплитуды значений была скоротечность кризиса [5, 6].

Рисунок 3 - Динамика отдельных показателей воздействия на окружающую среду черной металлургии с 2000 по 2011 гг. % [6].

В зависимости от производства черная металлургия делится на три типа: металлургия полного цикла (включает в себя все стадии производства), предельная металлургия (включает в себя отдельное производство), малая металлургия (металлургические цеха в машиностроительном комплексе). Размещение предприятий черной металлургии зависит от типа металлургии. Металлургия полного цикла является самым ресурсоемким типом производства, до 90% затрат приходится на топливо и сырье. Поэтому размещать такие предприятия целесообразно непосредственно в районах добычи сырья, недорогого топлива и энергии. По такому же принципу размещается предельная металлургия, сырьем для этих производств таких типов служит металлолом, поэтому они обычно располагаются в тех районах, где находится большая концентрация черной металлургии или крупные машиностроительные комплексы. Ну а малая металлургия располагается в центрах машиностроительных баз.

Цветная металлургия так же как черная металлургия является базовой отраслью страны и поэтому так же является ресурсоемкой, материалоемкой и капиталоемкой промышленностью. Также на предприятиях цветной металлургии применяется производство на основе вторсырья, например производство цемента, серной кислоты, азотных удобрений. Наибольшая концентрация предприятий цветной металлургии наблюдается в северном, уральском и восточно-сибирском районе (рисунок 4)

Рисунок 4 - Размещение предприятий цветной металлургии [7].

Цветная промышленность делится на легкую и тяжелую промышленность. Легкая промышленность включает в себя алюминиевую и титано-магниевую отрасль, а тяжелая - медную, свинцово-цинковую, никель-кобальтовую. В производстве легких цветных металлов необходимо большое количество энергии, так как их получают путем электролиза, поэтому главный фактор размещения производств этой отрасли является дешевый источник электроэнергии. Например, алюминиевый завод РУСАЛ потребляет 11 млн. мВт в год. А для тяжелых металлов главным фактором размещения является доступность сырья, ведь, например, для получения одной тонны чистой меди понадобится около ста тонн медесодержащей руды. Именно поэтому производства легких цветных металлов размещают вблизи электростанций, а тяжелых - в районах добычи руд [7].

Выбросы в атмосферу и сбросы сточных вод в цветной металлургии осуществляется преимущественно при производстве тяжелых цветных металлов. При агломерации сульфидных руд в печах образуются соединения серы, ее содержание в газах зависит от использованного оборудования и технологий. Учитывая, что содержание ее содержание во всех выбросах цветной металлургии составляет 75%, становится актуальным налаживания производства по улавливанию и переработке соединений серы. Суммарные выбросы от стационарных и передвижных источников за период 2010-2014 гг. снизились - на 8,9%.[8].

В черной металлургии географическое положение производств зависит не только от расположения источников сырья или электроэнергии, но и от производственного цикла. В цветной же металлургии главную роль в размещении производств играют два фактора это сырье и электроэнергия. Металлургия в России является самым ресурсоемким и видом промышленности. Доля выбросов металлургии составляет 31,9 процентов от выбросов всей промышленности в стране.