Экологические проблемы черной металлургии
СОДЕРЖАНИЕ
Введение…………………………………………………………………....3
1. Черная металлургия в России…………………………………………………5
1.1 Особенности чёрной металлургии России………………………………5
1.2 Сырьевая база……………………………………………………………...8
1.2.1 Железные руды…………………………………………………………..8
1.2.2 Марганцевые руды………………………………………………………9
1.3 Металлургические предприятия………………………………………...10
2. Экологические проблемы черной металлургии…………………………….13
2.1 Влияние на воздух………………………………………………………..15
2.2 Загрязнение воды…………………………………………………………15
2.3 Отходы в почве…………………………………………………………...16
3. Пути решения экологических проблем черной металлургии……………...19
Заключение……………………………………………………………………….20
Список использованных источников…………………………………………...21
ВВЕДЕНИЕ
Черная металлургия – это одна из важнейших базовых отраслей тяжелой индустрии. Её продукция служит основой развития машиностроения и металлообработки, строительства, а также находит широкое применение во многих других отраслях народного хозяйства. Система производств черных металлов охватывает весь процесс от добычи и подготовки сырья, топлива, вспомогательных материалов до выпуска проката с изделиями дальнейшего передела. В её состав входят: добыча, обогащение и агломерация железных, марганцевых и хромитовых руд; производство чугуна, доменных ферросплавов, стали и проката; производство электроферросплавов; вторичный передел черных металлов; коксование угля; производство огнеупоров; добыча вспомогательных материалов (флюсовых известняков, магнезита и др.); выпуск металлургических изделий производственного назначения. Таким образом, собственно металлургический цикл (чугун – сталь – прокат) обеспечивается целым рядом смежных и вспомогательных производств, необходимых для нормального функционирования всего процесса получения черных металлов.
|
|
|
Черная металлургия России отличается массовостью и высокой концентрацией производства, огромными масштабами использования сырья, топлива и вспомогательных материалов, тесным взаимодействием всех звеньев металлургического передела и его смежников, широкой утилизацией промышленных отходов.
Черная металлургия бывает трех типов:
1. Металлургия полного цикла (характеризующаяся наличием буквально всех стадий производства на едином предприятии).
2. Передельная металлургия (вид производства, при котором одна из стадий выделяется в отдельное производство или же связано с переработкой металлолома).
3. Малая металлургия (это металлургические цеха в составе крупных машиностроительных комплексов).
|
|
|
Отметим, что именно от типа металлургии зависит географическое размещение предприятий. Так в центрах крупных машиностроительных баз размещается малая металлургия.
Передельная металлургия, как правило, связана с переработкой металлолома, поэтому предприятия этой металлургии находятся или в районах концентрации черной металлургии или в районах крупных машиностроительных баз, где в процессе производства остается большое количество металлолома.
ЧЁРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ В РОССИИ
Особенности чёрной металлургии России
Более 90% всех используемых металлов составляют чёрные металлы.
Чёрная металлургия производит более 9% промышленной продукции России.
Чёрная металлургия состоит из горнорудной промышленности, добывающей руды чёрных металлов, доменной металлургии (производство чугуна), металлургии полного цикла (производство чугуна, стали и проката), передельной металлургии (использующей в качестве сырья — металлолом), производства ферросплавов и производства труб.
По добыче железной руды Россия занимает 5 место в мире (около 100 млн. т), уступая Китаю, Бразилии, Австралии и Индии (на 2010 год).
|
|
|
По добыче железной руды среди экономических районов особо выделяется Центрально-Чернозёмный район, где на предприятиях КМА добывают более половины железной руды в нашей стране.
По производству стали Россия занимает 4 место в мире (около 67 млн. т) после Китая, Японии и США (на 2010 год).
Главными металлургическими базами России являются Уральская и Центральная, производящие более 80% всего чугуна и стали в России.
Уральская металлургическая база является самой крупной в России и уступает по объемам производства черных металлов лишь Южной металлургической базе Украины в рамках СНГ. На долю Уральской металлургии приходится 52% чугуна, 56% стали и более 52% проката черных металлов от объемов, производимых в масштабах бывшего СССР. Урал пользуется привозным кузнецким углем. Собственная железорудная база истощена, поэтому значительная часть сырья ввозится из Казахстана (Соколовско-Сарбайское месторождение), с Курской магнитной аномалии и Карелии. Укрепление сырьевой базы связано с освоением титаномагнетитов (Качканарское месторождение) и сидеритов (Бакальское месторождение), на которые приходится 3/4 запасов железных руд. Первые уже вовлечены в разработку (Качканарский ГОК). На Урале сформировались крупнейшие центры черной металлургии (Магнитогорск, Челябинск, Нижний Тагил, Новотроицк, Екатеринбург, Серов, Златоуст и др.). При значительном развитии передельной металлургии главную роль играют предприятия с полным циклом. Они расположены в основном вдоль восточных склонов Уральских гор. На западных склонах в большей мере представлена передельная металлургия.
|
|
|
Концентрация производства на Урале высокая. Преобладающую часть черных металлов дают предприятия – гиганты (Магнитогорск, Челябинск, Нижний Тагил), которые возникли в годы индустриализации в составе Урало-Кузнецкого комбината (УКК). Вместе с тем на Урале сохранилось много мелких заводов (хотя и реконструированных), выпускающих свыше 1/10 чугуна и стали, и более 1/5 всего проката. Видное место занимает производство ферросплавов доменным (Чусовой) и электротермическим (Серов, Челябинский) способами, трубопрокат (Первоуральск, Челябинск). Кроме того, Урал – единственный район, где выплавляются природно-легированные металлы (Новотроицк).
Черная металлургия Урала в настоящее время частично реконструируется (первая очередь сталеплавильного производства на Магнитогорском комбинате и металлургические заводы небольшой мощности).
Центральная металлургическая база – район раннего развития черной металлургии, где сосредоточены крупнейшие запасы железных руд. Центр, будучи старым районом черной металлургии развивался сравнительно недавно в двух, не связанных между собой, направлениях: первое – выплавка литейного чугуна и доменных ферросплавов (Тула, Липецк), второе – производство стали и проката главным образом из металлического лома (Москва, Электросталь, Нижний Новгород и др.).
Черная металлургия Центра полностью зависит от привозного топлива (донецкий уголь или кокс). Ресурсы сырья, представленные месторождениями КМА, практически не ограничивают производство. Большое значение имеет металлический лом. Почти вся железная руда разрабатывается открытым способом. Наряду с богатыми рудами в массовом количестве добывают железистые кварциты (Лебединский, Михайловский и Стойленский ГОКи). Осваивается Яковлевское месторождение богатых руд. КМА служит источником сырья не только для заводов Центра, она дает его и ряду предприятий Урала, Юга, а также Севера. В пределах КМА возникло особенно перспективное здесь производство металлизированных окатышей. На этой основе развивается электрометаллургия без доменного передела (Оскольский комбинат). Создано производство холоднокатаной ленты (Орловский сталепрокатный завод).
На Дальнем Востоке перспективы развития черной металлургии связаны с созданием предприятия полного цикла с использованием коксующихся углей Южно-Якутского бассейна.
Межрайонные связи по черным металлам в значительной мере обусловлены:
разнообразием выпускаемых профилей проката и региональными различиями в структуре их потребления;
высокой территориальной концентрацией производства проката;
территориальная рассредоточенность потребления проката;
несогласованностью в масштабах различных переделов (чугун, сталь, прокат) по металлургическим базам;
отсутствием трубопроката в восточных районах.
В целом показательно, что металлургические базы страны обмениваются между собой различными профилями проката, более того – частично ввозят их из металлопотребляющих районов. В то же время важнейшие металлопотребляющие районы, где размеры потребления намного превосходят масштабы производства, вывозят те или иные профили проката.
Важнейшая перспективная задача – установить необходимые пропорции между стадиями металлического передела по каждой металлургической базе. Существующие территориальные различия с точки зрения комбинирования производства таковы, что по выплавке чугуна и стали на предприятиях полного цикла Урал намного превосходит остальные районы, производящие черные металлы.
1.2 Сырьевая база
1.2.1 Железные руды
В Свердловской области промышленное значение имеют магнетитовые железные руды. Они образовались на контакте осадочных и магматических пород. Содержание железа в них достигает 60%. В области известна целая серия крупных месторождений такого типа, которые объединяются в несколько железорудных районов (гнезд). Это Тагило-Кушвинское гнездо (Высокогорское, Лебяжинское, Евстюнинское, Гороблагодатское и др.); на севере области – Серовское гнездо (Ауэрбаховское, Покровское, Масловское, Воронцовское и др.) и месторождения Ивдельской группы.
Самые знаменитые железорудные месторождения – Гороблагодатское и Высокогорское. Уже четверть века назад стали говорить о том, что запасы железных руд этих месторождений исчерпаны. Но изучение глубинного строения района позволило установить многоэтажность в распространении руд и открыть Северо-Благодатское, Южно-Лебяжинское, Северо-Евстюнинское и Нижнеевстюнинское месторождения. Разведанные на сегодня запасы Евстюнинской группы месторождений достигают 300 млн. т. Это крупнейшие месторождения в Тагильском районе.
Магнетитовые руды Первоуральского и Качканарского месторождений содержат примесь титана, ванадия и некоторых других металлов и соединений. Их часто называют титаномагнетитами. Содержание железа в этих рудах гораздо ниже, всего 17%, поэтому они нуждаются в обогащении. По оценкам специалистов, Качканарское месторождение содержит около 70% запасов железных руд Урала.
Марганцевые руды
Добыча марганцевых руд началась на Урале лишь в годы Великой Отечественной войны, когда от страны были отрезаны месторождения Украины и Грузии. Марганец – металл, крайне необходимый для черной металлургии. Он очищает сталь от вредных примесей, в частности от серы, придает стали прочность – превращает ее в броню. Уральский марганец был открыт на севере области в 1920 г., в районе Ивдель – месторождение Полуночное. Другое крупное месторождение находится южнее, близ станции Марсяты.
В послевоенные годы уральские марганцевые месторождения были законсервированы и находились в таком состоянии до начала 90-х годов. В настоящее время акционерное общество «Российский марганец» начало их разработку. Часть разведанных запасов марганца (по предварительным подсчетам около 2,5 млн. т) залегает близко от земной поверхности, что позволяет добывать его дешевым открытым способом.
Металлургические предприятия
Основную часть чугуна (более 2/3), 85% стали и 2/3 проката Свердловской области производит Нижнетагильский металлургический комбинат (НТМК). Он включает десятки заводов и цехов: доменные и мартеновские печи, кислородно-конвертерный цех, блюминги, коксохимическое и огнеупорное производство, железные рудники. В пределах комбината сформировался законченный цикл «руда-металл-прокат» со многими вспомогательными и обслуживающими производствами. Собственные поставщики железорудного сырья НТМК – Высокогорское и Гороблагодатское рудоуправления. Они разрабатывают месторождения магнитных железняков гор Высокой, Лебяжьей и Благодати, обеспечивая на треть потребности комбината в сырье.
Остальное металлургическое сырье завозится на НТМК главным образом с Качканарского горно-обогатительного комбината (ГОКа) и отчасти из других районов России: с Курской магнитной аномалии и с Кольского полуострова. Коксующийся каменный уголь, необходимый для производства кокса, полностью завозится из Кузбасса и Казахстана. Кузбасс сейчас покрывает 90% потребностей комбината.
Основная продукция НТМК – ванадиевый чугун, сталь и прокат (рельсы, колеса для вагонов и др.), кроме того, он является крупнейшим в мире производителем ванадиевого шлака. Будущее НТМК связывают с выпуском труб большого диаметра для магистральных нефте- и газопроводов. Для этого намечено строительство комплекса толстолистового стана-5 000 и трубосварочного цеха.
Второе по величине и значению в области металлургическое предприятие – Металлургический завод им. А.К. Серова (г. Серов). Это предприятие полного цикла, в составе которого работают доменный, мартеновский, прокатный, литейный, механический цехи. Выплавка металла здесь ведется из руд месторождений северной группы: Ауэрбаховского, Воронцовского, Покровского, Северного и др., а также из привозных концентратов. В окрестностях города Серова добываются вспомогательные материалы: флюсовый известняк, огнеупорные глины, формовочные пески. Серовский завод известен своей высококачественной сталью. Так, из серовской калиброванной стали делают двигатели для автомобилей ВАЗ.
Предприятиями с полным металлургическим циклом являются также Алапаевский и Нижнесалдинский заводы.
В Свердловской области работают и передельные заводы, выросшие на месте старых предприятий. Наиболее крупный из них – Виз-Сталь (Верх-Исетский завод – ВИЗ) в Екатеринбурге. В настоящее время этот завод известен как единственный в России производитель трансформаторной стали. Четыре десятилетия продукцию здесь получали традиционным горячим способом, а с 1973 г. на заводе был введен в строй мощный цех холодного проката.
Важные объекты черной металлургии Среднего Урала – Серовский ферросплавный завод и Ключевской завод ферросплавов (пос. Двуреченск). Их продукция (феррохром, ферросилиций) необходима для получения высококачественных сталей. Особую продукцию выпускает Уральский завод прецизионных сплавов (г. Березовский).
Свердловская область – основной в России производитель труб, на нее приходится треть их российского производства. Одно из крупнейших предприятий страны – Первоуральский новотрубный завод выпускает более 170 типоразмеров труб. Ежегодный объем его производства в конце 80-х годов составлял более 1,5 млн. т труб. Второй по величине, Синарский трубный завод (г. Каменск-Уральский) выпускает стальные и чугунные трубы. Самый молодой из трубных заводов – Северский трубный завод (г. Полевской), как и Синарский, выпускает бесшовные нарезные и сварные трубы для газовой и нефтяной промышленности. Ревдинский метизно-металлургический завод производит такие изделия, как гвозди, шурупы, болты, гайки, канаты, проволоку.
Все предприятия черной металлургии области связаны между собой. В качестве связующего звена выступает ведущее металлургическое предприятие НТМК, которое обеспечивает другие заводы коксом, чугуном, заготовками для проката труб.
Экологические проблемы черной металлургии
Крупнейшая сфера российской промышленности негативно влияет на окружающую среду, загрязняя воздух, воду и почву. Речь идет о черной металлургии. Экологическая проблема с утилизацией отходов в этой сфере до сих пор не решена.
На нынешнем этапе развития народного хозяйства резко обострилась экологическая обстановка во многих районах России, что не может не учитываться в процессе размещения металлургических предприятий. Большое влияние на состояние окружающей среды оказывает металлургический комплекс. Металлургические предприятия являются крупными загрязнителями атмосферы, водоемов, лесных массивов, земель. Чем выше уровень загрязнения окружающей среды, тем больше затрат на предотвращение загрязнения. Рост этих затрат может привести к убыточности любого производства.
На долю предприятий черной металлургии приходится 20–25% выбросов пыли, 25–30% окиси углерода, более половины окислов серы от их общего объема в стране. Эти выбросы содержат сероводород, фториды, углеводороды, соединения марганца, ванадия, хром и др. Предприятия черной металлургии забирают до 20% воды общего ее потребления в промышленности и сильно загрязняют поверхностные воды.
Проблемы размещения данной отрасли особо сложны в связи с тем, что высокий уровень развития производительных сил и новейшие достижения науки и техники делают экономически целесообразным строительство крупнейших предприятий с многогранными тыловыми связями (рудники, известковые карьеры, коксохимические заводы и др.). Каждая из этих особенностей так или иначе влияет на эффективность данной отрасли, но наибольшее значение, как правило, принадлежит сырьевому и топливному факторам, так как черная металлургия весьма материалоемка.
Большая черная металлургия вообще может эффективно развиваться лишь в районах, имеющих для этого природные предпосылки. Несоблюдение данного требования приводит к дефицитности подготовленных руд и качественных коксующихся углей на отдельных предприятиях. На эффективности размещения черной металлургии оказывает воздействие также металлопотребление. Именно близость к крупнейшим металлопотребляющим центрам России служила одним из основных факторов создания в центральных и северо-западных районах металлургии в XVII веке и первой половине XVIII века.
В России имеются огромные запасы черных и цветных металлов. В структуре экономики эта отрасль занимает третье место. В любом крупном городе имеется свое металлургическое производство. Оно вливает в бюджет крупные суммы денег, но вместе с тем активно изменяет экологическую обстановку. И изменение это идет далеко не в лучшую сторону. Радиус выброса вредных отходов даже от небольшого завода составляет примерно 30 км. Действие этих веществ охватывает весь город и прилежащие к нему территории. К самым загрязненным в экологическом плане городам относят Липецк, Магнитогорск, Кемерово, Челябинск. Экологическая проблема черной металлургии заключается и в отсутствии современного оборудования. Более 70% заводов работают по старым технологиям, которые приносят больше убытков, чем доходов. Имеет значение расположение металлургических комплексов. 80% строений находятся в городской черте.
Проблемы металлургического комплекса:
- Острые экологические проблемы;
- Истощение месторождений руд;
- Низкое качество чугуна и стали из-за устаревших технологий и оборудования;
- Дороговизна российского металла;
- Сокращение производства и потребления металлов;
Экологическая проблема заключается не только в отходах. Добыча полезных ископаемых приводит к изменению рельефа земной поверхности. Образуются котлованы, карьеры, искусственные холмы. Из-за этого воздушные потоки меняют свое направление, климат становится другим. Использование воды, почвы, лесов приводит к истощению этих ресурсов. Они возобновляемы, но скорость их восстановления в 10 раз меньше скорости потребления промышленными производствами.
Влияние на воздух
Атмосферный воздух загрязняется от металлургических комплексов оксидом серы и диоксидом углерода. Эти вещества затем возвращаются на землю в виде серного дождя. Из труб доменных печей выделяется оксид азота, сероводород. Заводы используют для производства руду. Чтобы добыть из нее металл, нужно удалить посторонние вещества.
Выделяется значительный объем газов, которые уходят в атмосферу. Наиболее опасными в экологическом плане являются:
- коксохимическое производство – уголь;
- доменные печи – чугун;
- ферросплавовое производство – железо;
- сталелитейная промышленность.
Суммарный выброс вредных веществ достигает 100 тонн в сутки.
Загрязнение воды
Потребление воды металлургическими комплексами — 15-20% от всего промышленного производства. Это самая затратная отрасль. На крупных предприятиях в сутки используется 3 млн кубометров. 40% этой воды — отходы. Сточные воды, которые производства сливают в реки, содержат в себе соли тяжелых металлов. Для организма человека и животных это яд, поражающий почки и печень. Особенность тяжелых металлов — накопление их на дне рек, в водной растительности. Рыбы, живущие в таких водоемах, накапливают в своем теле вредные вещества. Затем они попадают к животным и людям. Это экологическая проблема биосферы.
При производстве угля загрязнение воды обусловлено работой химических цехов. За час образуется 6 кубометров стока, загрязненного аммиаком, цианидами, смолами, бензолом. Все эти вещества являются канцерогенами — способствуют развитию злокачественных опухолей у человека. Рост онкологической заболеваемости напрямую связан с экологическими проблемами в стране.
Отходы в почве
Почву загрязняют твердые отходы металлургической промышленности. Они накапливаются на площадях земли размерами в сотни гектаров. Наибольшее количество твердых отходов образуется при производстве чугуна. На одну тонну металла приходится 400 кг шлаков.
Отходы содержат:
- железо;
- фосфор;
- оксид кальция
Эти вещества проникают в почву под действием осадков, она становится непригодна для сельского хозяйства. Экологическая проблема несет миллионные убытки экономике.
Дата добавления: 2021-03-18; просмотров: 1146; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!