"Современное состояние и перспективы
развития цветной металлургии Урала"

Исторически цветная металлургия России развивалась на базе территорий с богатыми месторождениями первичного сырья. Это предполагало существенные внепроизводственные затраты. Основным потребителем продукции цветной металлургии был оборонный комплекс. Все это обусловило активное участие государства в освоении новых месторождений и создании базы цветной металлургии.

Обилие природных ресурсов на Урале позволило вовлекать в оборот все новые месторождения. Комплексной переработке сырья и реконструкции производства практически внимания не уделялось. Обновление мощностей цветной металлургии происходило, в основном, за счет нового строительства при незначительном совершенствовании действующего производства. В связи с этим на многих предприятиях Урала. Соседствуют агрегаты середины 19 века и новейшее самое современное оборудование. Сегодня возникла объективная потребность в изменении экономической политики государства в отношении цветной металлургии, а точнее металлургии в целом.

Так, искусственное разделение задач развития металлургии и отечественной экономики, на мой взгляд, свидетельствует о непонимании роли металлургии в России и игнорировании всего предшествующего опыта развития отрасли. Между тем, исторический опыт показывает, что ведущие позиции на мировом рынке металла сами по себе не гарантируют благополучия металлургического производства. В 18-20 веках Россия занимала лидирующее положение по выпуску цветных металлов, экспортируя более 50% производимого металла. Однако, невнимание к проблемам этой отрасли в конце концов привели к отставанию от стран Европы и Америки.

Аналогичные процессы происходят и в настоящее время, только еще в более обостренном виде.

Экспортные поставки цветного металла превратились в самоцель, не связанную с общими задачами развития страны. При этом игнорируется тот факт, что экспорт металла создает ресурсные ограничения для развития отечественной обрабатывающей промышленности и становится одной из причин, и достаточно значимой, существующего экономического кризиса в России.

Сегодня в России формируется национальная, экспортно-ориентированная структура цветной металлургии. Производители, вернее новые хозяева, ориентированные на экспорт, работают практически на пределе технологических возможностей , грубо говоря, высасывают последние соки из предприятий. Осуществляются проекты, связанные с экспортом цветных металлов, и сокращаются мощности, не имеющие экспортных перспектив.

Практически остановлены производства специальных видов металлопродукции (прокат, высокоточные отливки из цветных металлов, сложные сплавы, фольга и т.д.). наибольший же ввод новых мощностей происходил в алюминиевой промышленности, более 90% продукции которой экспортируется.

На мой взгляд, продолжение экспортно-ориентированной стратегии развития цветной металлургии ведет к ее деградации.
Во всех странах мира, вне зависимости от системы экономической организации, государство создает предпосылки для реализации металлургией удовлетворения потребностей прежде всего своей страны. Это убедительно подтверждается правительственными программами по металлургии стран ЕЭС, США, Японии, развитием цветной металлургии Южной Кореи и стран Юго-Восточной Азии, политикой ряда государств по ограничению экспорта металла.

Наша же цветная металлургия не смогла справиться с вопросами ресурсного обеспечения металлообрабатывающей промышленности страны.

В цветной металлургии резко возросла рентабельность производства, и в течение короткого времени цены металла на внутреннем рынке превысили мировой уровень. В результате, часть потребителей стала закупать импортный металл, а значительная часть металлообрабатывающих предприятий была остановлена.

Дезорганизация работы цветной металлургии как единого народохозяйственного комплекса, выполняющего функцию ресурсного обеспечения отечественных потребителей, способствовала приоритетность интересов отдельных предприятий (под лозунгом "больше самостоятельности"). Отказ от реформирования металлургии по типу отраслей-монополистов, привели к развалу внутриотраслевой кооперации и специализации. Раздельная же приватизация технологически связанных производств только обострила проблему обеспечения потребностей страны в металлопродукции.

Именно на этом фоне я и хотел бы рассмотреть вопросы современного состояния и перспективы развития цветной металлургии.
Анализ развития цветной металлургии мира показывает, что в период 1995-2000г.г. объемы производства в мире увеличились более, чем на 15%. Среднегодовые темпы прироста потребления в мире составили 3,4%. Углубились тенденции международного разделения труда в производстве цветных металлов (продолжилось перемещение металлургического производства в развивающиеся страны), наблюдается рост производственных мощностей, удельное потребление цветных металлов на душу населения в ведущих странах, увеличение объемов переработки низкокачественного и вторичного сырья, повышение спроса на металлы высокого качества и большей готовности.

Как же Уральская цветная металлургия смотрится на этом фоне?

На Урале, также как практически во всех странах мира, вследствие интенсивной разработки месторождений цветных металлов, в значительной степени отработаны запасы богатых и легкообогатимых руд. В переработку вовлекают рудное сырье со сравнительно низким содержанием ценных компонентов, тонковкрапленное и труднообогатимое, а также техногенные образования и лом.
Кроме того, в цветной металлургии России произошли и более существенные изменения: за рубежом оказались более легкообогатимые руды, вследствие чего источниками получения медных концентратов стали колчеданные медно-цинковые, комплексные руды, которые обогащаются с более низкими показателями.

Кроме того, уже сейчас начато вовлечение забалансовых руд, вскрышных пород, лежалых хвостов обогащения, то есть техногенного сырья, из которого получение стандартных монометаллических концентратов сопряжено не только со значительными потерями компонентов, но и высокими затратами на селективное обогащение в связи с применением ряда токсичных и дорогостоящих реагентов при флотации. Уже в настоящее время на большинстве горно-обогатительных комбинатов выпускают, в основном, низкокачественные некондиционные концентраты, а иногда промпродукты, представляющие конгломераты трудноразделяемых флотаций тонковкрапленных минералов. Все это обуславливает технологические и экологические проблемы на металлургических заводах при последующей переработке.

Новое сырье требует нового подхода к переработке. Возникли противоречия, заложенные в самом процессе обогащения. Основное -необходимость очень тонкого измельчения для вскрытия сростков отдельных минералов, а также низкая селективность их разделения известными способами.

Применительно к наиболее распространенным труднообогатимым рудам Урала возможность использования методов, основанных на механическом разделении минералов, исчерпана. Требуются процессы, связанные с частичным или полным разрушением кристаллической решетки минералов (кристаллитов).

В этих условиях, по мере обеднения руд, перспективным направлением развития цветной металлургии в ХХI веке может стать постепенное ограничение роли обогатительного передела и перенос проблемы разделения минеральных комплексов на металлургический передел, использующий химические способы вскрытия минералов.

Например, в зависимости от типа руды задачи передела обогащения можно ограничить отделением полезных компонентов от пустой породы с получением коллективных концентратов или промпродуктов, которые могут быть направлены на пиро- или гидрометаллургические процессы разделения. Поскольку при обогащении по схеме коллективной флотации извлечение металлов существенно выше, чем по селективной, то сквозное извлечение и, соответственно, производство металлов по данной принципиальной схеме переработки возрастет на 5-15%.

В технологии переработки полиметаллических руд целесообразно рассматривать перспективу более тесного взаимодействия двух переделов (обогащения и металлургии) при условии их технического и финансового объединения.

Медно-цинковые руды являются основными источниками меди и цинка для уральских предприятий. Флотационное обогащение их весьма сложно из-за тесного прорастания минералов. Получение коллективного концентрата возможно при помоле до класса - 74 мкм, селекция же этого концентрата возможна только при измельчении до - 44 мкм. Это требует большого объема энергоемкого оборудования, сложных реагентных режимов. Высококвалифицированного обслуживания технологического процесса. Все это в настоящее время создает экономические проблемы на предприятиях.

При обогащении медно-цинковых руд цинковые концентраты получают достаточно высокого качества. Применяемая на фабриках технология селекции с сульфидом натрия и цинковым купоросом способствует активной флотации сульфидов меди. Железа и части сфалерита. Проблемой остается получение качественного медного концентрата. Практически в медном концентрате содержится до 50% пирита, в том числе и в виде тончайших сростков с халькопиритом. Медно-цинковая селективная флотация - низкорентабельный процесс из-за огромных расходов реагентов, образующих нерастворимые осадки, и объемного аппаратурного оформления.

Следует отметить, что процесс обеднения рудного сырья и необходимость вовлечения в переработку труднообогатимых, смешанных и забалансовых руд является объективным фактом, поэтому следует пересмотреть концепцию обогатительного передела, приспособив его не только к сырью, но и к требованиям новых пиро- и гидрометаллургических технологий. При этом уже сейчас необходимо усилить исследовательские работы, направленные на разработку пиро- и гидрометаллургических технологий переработки полиметаллического сырья. Особенно, на мой взгляд, необходимо обратить внимание на гидрометаллургические процессы, например, автоклавные.

• прекращение вредного воздействия металлургического производства на окружающую среду;
  
• повышение комплексности использования рудного сырья и увеличение вовлечения в переработку вторичного сырья, текущих и лежалых металлсодержащих отходов и промпродуктов производства, трудноперерабатываемых и забалансовых руд;
  
• снижение трудовых, энергетических и материальных затрат на производство продукции.

Тенденции технико-экономических показателей производства показывают, что производителя металла больше не могут полагаться только на высокие цены для обеспечения рентабельности и стабильности работы.

В производстве цветных металлов традиционная технология шахтной восстановительной плавки с предварительной агломерацией шихты стала экономически невыгодной при возрастающих затратах на защиту окружающей среды и снижение вредных выбросов в соответствии с требованиями правил по ее охране и государственных законов. Это объясняется значительными затратами на установку и эксплуатацию оборудования по очистке отходящих газов и утилизации сернистого ангидрида.

Решением этой проблемы явились разработки новых высокоэффективных технологических процессов, которые смогут успешно заменить традиционную технологию агломерации - шахтной плавки.

В последние годы в мировой практике получили распространение и продолжают развиваться автогенные процессы прямой плавки сырья тяжелых цветных металлов: КИВЦЭТ, Оутокумпу, Болиден-Кальдо и другие.

Главными конкурентами из них, на наш взгляд, становятся факельная плавка и плавка в жидкой ванне.

Особо хочу остановиться на вопросе использования вторичного сырья. Так, доля вторичного сырья развитых и развивающихся странах в 1995г. составила 42,7%, а к 2000г. - увеличилась до 48%. В России в 2000г. этот показатель составил 29%.

Явное отставание в вовлечении вторичного сырья в производство в Уральском регионе приводит не только к определенному "сырьевому голоду", но и значительно снижает экономические показатели предприятий, а, следовательно, уменьшает поступление денег как в бюджет России, так и регионов.

Понятно, что вопрос достаточно сложный. В некоторой степени это и непроизводственный, а социальный вопрос. Особенно это относится к лому, содержащему медь и алюминий. Однако, опят, накопленный в свердловской области по организации сбора лома цветных металлов и опят нашего Государственного научного центра РФ "Уральский институт металлов", являющегося Уполномоченным органом Правительства по вопросам переработки техногенных образований, показывает, что имеется возможность существенно снизить криминальность этого вида деятельности.

В дальнейшем я хочу остановиться на перспективах развития конкретных производств. Начнем с цинкового производства.

В развитых странах 82% цинка получают гидрометаллургическим путем. Все новые и реконструированные заводы, введенные в строй после 1990г., используют гидрометаллургическую схему. Основными тенденциями в развитии гидрометаллургии цинка является широкое применение автоклавного выщелачивания сложных цинкосодержащих руд, концентратов и полупродуктов, применение глубокой очистки электролита от примесей, увеличение габаритов электродов, переход на 48-72-ч наращивание катодов, полная механизация и автоматизация обслуживания электролизных ванн и сдирки катодного металла, организация выпуска продукции повышенной технической готовности (сплавов, листового проката) на заводах-изготовителях цинка. Крупным достижением стало широкое внедрение гидрометаллургических способов переработки цинковых кеков. Доля этих способов составляет 70% от общей мощности по переработке кеков цинковых заводов.

В России основная доля цинка производится также гидрометаллургическим способом.

Однако, по техническому уровню основных переделов отечественное производство цинка заметно отстает от передовых зарубежных предприятий. Без коренной реконструкции невозможно существенно повысить производительность труда и рентабельность производства цинка.

Одной из актуальных является проблема переработки отходов производства. В настоящее время на предприятиях подотрасли накоплено в отвалах 57 тыс. т цинковых кеков, 1547 тыс. т медистого клинкера, 8716 тыс. т отвального клинкера, 13430 тыс. т различных шлаков, свыше 40 тыс. т низкокачественных свинцовых кеков и другие виды отходов. Наряду с максимальным использованием резервных мощностей на предприятиях подотрасли, наиболее перспективным для решения этой проблемы представляется строительство и освоение новых мощностей по переработке цинковых и свинцовых кеков, клинкера, коллективного медно-цинкового концентрата по технологии, например, плавки в жидкой ванне.

Государственным научным центром РФ "Уральский институт металлов" предлагается решение этой проблемы, которое предусматривает использование принципиально новой технологии получения соединений свинца и цинка из продуктов переработки пылей медеплавильных предприятий и другого подобного сырья, минуя стадию получения металла прямыми гидрометаллургическими методами.

Кроме существенного сокращения затрат на получение конечной продукции, новая технология является, по сравнению с пирометаллургической, экологически более чистой.

Эта разработка, а также новый экономически выгодный способ "холодного цинкования" и ряд других работ представлены на проходящей выставке.

Производство катодной рафинированной меди в 2000г. осуществлялось в 43 странах, в том числе на 31 медеэлектролитном заводе, на 79 заводах с применением пирометаллургической технологии и 22 - с применением только гидрометаллургической технологии. Доля рафинированной меди, выпускаемой по гидрометаллургической технологии, применяемой преимущественно для переработки бедных сульфидных и окисленных медьсодержащих руд, составили в 1998г. 16,4%, в 2000г. - 18,5%. Ожидается, что к концу 2001 года мощности предприятий, работающих по этой технологии составят 3 млн. т катодной меди.

По оценке, мировое потребление меди в 2001г. составят 14,2 млн. т, а а в 2005г. - 16,4-16,7 млн. т, а рост объемов производства будет обусловлен реконструкцией и расширением действующих заводов и строительством новых предприятий, особенно в таких странах, как Чили, Индия, Китай.

Наиболее низкие эксплуатационные затраты среди всех пиро- и гидрометаллургических предприятий мира - на заводах Африки (48,5 долл./т) и Восточной Европы (59,5 долл./т), где затраты на оплату труда (11 и 24,2 долл./т соответственно) и амортизационные отчисления минимальны (6,6 и 6,4 долл./т). Наибольшие эксплуатационные затраты - на медных заводах Японии (187,4 долл./т), затем следуют заводы Западной Европы (152,1 долл./т) и Северной Америки (141,1 долл./т). В странах Северной Америки и Западной Европы - наиболее высокая доля затрат на оплату труда - 39 и 35%, соответственно. К сожалению, данных по предприятиям России получить невозможно.

Основные тенденции, выявившиеся в развитии техники и технологии электролитического рафинирования меди, следующие: интенсификация собственно процесса электролиза преимущественно за счет повышения плотности тока, что приводит к увеличению выпуска готовой продукции без расширения действующих цехов; улучшение качества анодов; совершенствование систем циркуляции электролита; улучшение энергоснабжения; дальнейшие механизация и автоматизация процесса и вспомогательных операций, ведущих к повышению производительности труда; компьютеризация производства.

С целью улучшения качества анодов, особенно их физико-механических свойств (таких, как постоянство массы, качество поверхности и др.) применяют контроль массы при разливке анодов, предварительную правку анодов, фрезерование поверхности контакта, а также производство анодов путем отливки полосы (технология Контиланод).

Принципиально новый способ получения анодов на непрерывной установке Хазелетт методом непрерывного литья и штамповки внедрен на заводах Прескотт (Великобритания), Онахама (Япония), Кидд-Крик (Канада), Сан-Мануэль (США).
Для сборки катодных основ широко применяются автоматические и полуавтоматические линии.

Сдирочные комплексы для осуществления операции сдирки основ с матрицы внедрены в Японии (завод Онахама), Финляндии (Пори), Канаде (Кидд-Крик), Бельгии (Олен) ФРГ (Люнен) и др.

практически все вышеперечисленные технологии и оборудование имеются на самом современном в Европе предприятии по электролитическому рафинированию меди - Кыштымском медеэлектролитном заводе.

Неплохо было бы, если Александр Иванович Вольхин разрешил провести экскурсию на его предприятие.

Хотя на этом предприятии имеются резервы для снижения себестоимости, в частности, на наш взгляд, целесообразно организовать производство анодов на ЗАО "Карабашмедь", что позволит устранить двойное расплавление меди и значительно снизить себестоимость готовой продукции. Это перспектива, но уже сейчас целесообразно производить передув черновой меди на ЗАО "Карабашмедь", что сократит процесс огневого рафинирования почти на 3 часа и позволит увеличить производительность. При необходимости мы готовы дать свои разработки для внедрения.

В заключение я хочу сказать, что настало время решения стратегических задач развития цветной металлургии. Долгосрочное развитие металлургии лишь в малой степени определяется текущей деятельностью предприятий. Более важным являются строительные заделы, объемы разведанных месторождений, геологоразведочных работ, состояния НИОКР, научных заделов. При этом необходимо отметить, что хотя металлургия относится к одной из традиционных отраслей, ее технический облик существенно меняется каждые 20-30 лет. Это особенно актуально для цветной металлургии.

К сожалению, пока принципиально новые проекты в отрасли отсутствуют. На протяжении последних 30 лет в каждой отраслевой программе повторяется необходимость автогенных технологий, непрерывной разливки и т.п. имеющие проектные заделы устарели (более 10 лет с момента разработки), отраслевая база НИОКР, финансируемых менее, чем на 10% от потребности, разрушается, специалисты стареют, а наиболее грамотная и перспективная молодежь уезжает работать за рубеж и там достаточно быстро входят в кагорту ведущих специалистов.

Считаю, что настало время обратить особое внимание на свою отечественную и, в частности, Уральскую металлургическую науку, которая еще 10 лет тому назад считалась ведущей в мире.

И это обращение прежде всего к предприятиям, желающим развиваться не только сегодня, но и в будущем.