Түрлі түсті металлургия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

 

 

Тақырыбы: Түрлі  түсті металлургия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Металлургия (грек. metallurgeo – металл өңдеймін) – ғылымның, техниканың, өнеркәсіптің кеннен немесе басқа да материалдардан металл алу процестерін, сондай-ақ металл қорытпаларға олардың химиялық құрамы мен құрылымын өзгерту арқылы қажетті қасиеттер беру процестерін қамтитын саласы.

Түсті металлургия: кешен ішіндегі кешен

Дүние жүзінде 70-тен астам түсті металл балқытылады. Оларды 14 сала өндіреді. Олардың барлығы қосылып, түсті металлургияны құрайды.

Түсті металдардың көп бөлігі аз уақыттан бері ғана пайдаланыла бастады. Ғылыми-техникалық революцияның нәтижесінде кеңінен қолданысқа түсті. Реактивті ұшақтар, ғарыш кемелерін, атом реакторларын жасау үшін ерекше қасиеттері бар, мүлдем жаңа конструкциялық материалдар қажет. Ондай қасиеттер тек түсті металдарда ғана бар.

Бұл «түсті біртектілерде» өндірістің сан алуан қажеттіліктеріне жарайтын металдар бар.

Қорғасын, никель және қалайы жемірілмейді (коррозия), титан ыстыққа төзімді келеді, ал күміс, мыс және алюминий жоғары электр өткізгіштігімен ерекшеленеді. Сондықтан олардың колданылу аясы өте ауқымды: медициналық аспаптар мен материалдардан бастап күрделі электроника мен ядролық техника осы металдардан жасалады. Және әр металл «өз кәсібін тапқан». Мысалы, алюминий «қанатты» металл болса, қалайы «консерві құтыларының металы» болып саналады.

Көптеген түсті металдардан  сапасы жөнінен бастапқы материалдардан да асып түсетін қорытпалар жасалады. Мыстың қалайымен (қола), мырышпен (жез), никельмен (мельхиор), алюминиймен (дюралюминий) қорытпалары бүрыннан қолданылып келсе, ал берилий қоласы XX ғасырдың екінші жартысында пайда болды.

Түсті металдар өздерінің  «салмақ дәрежелері» бойынша  да ерекшеленеді. Мысалы, 2008 жылы галийдің өлемдік деңгейдегі қорытпалары алюминий 40 млн тоннамен өлшенеді.

Республика Кеңес Одағының түсті металлургиясының ірі базасына айналды.

 

Қазақстан металдар тізімі

Егемендік алған жылдарда жаңа өндірістер мен тұтас зауыттар пайда болды. Бұл Қазақстанның түсті металлургиясы біздің еліміздің өнеркәсібі мен әлемдік түсті металлургиядағы алдыңғы орнын сақтап қалды.

Осыған орай түсті, ауыр, сирек кездесетін және басқа да металдар металлургиясын ажыратуға болады.

Ауыр металдар өндірісінің географиясы: шикізат көздеріне бағытталуы

Ауыр металды кендердің  қурамы өте көп болып келеді. Оларды тиімді пайдалану үшін шикізатты  кешенді өңдейтін комбинаттар құрылған. Шымкентте қорғасыннан баска 14 түрлі өнім алынады.

Ауыр металдарға күкірт ілесіп жүреді. Оның кендегі мөлшері 40%-ға дейін жетеді (Шығыс Қазақстандағы Николаев кеніші). Балқыту кезінде улы күкіртті газ пайда болады. Газды бөліп алып, оны күкірт қышқылына айналдырады. Бұның қоршаған ортаға тигізер зияны мол.

Ауыр металдардың тағы бір ерекшелігі - құрамында пайдалы компоненттердің аз болуы. Сондықтан балқыту зауыттары шикізат көзіне таяу орналасады. Бұл - оларды орналастырудағы негізгі принцип.

Ондай кендерді байыту үшін, әр компонентті біртіндеп ала отырып көп кезеңді флотация қолданады. Концентратты арнаулы пештерде балқытып, тазартылмаған металл алады. Оны шақпақтап (зиянды қоспалардан тазартып), таза шақпақталған металл алады.

Біздің елімізде ауыр түсті металдарды - мыс жөне қорғасын-мырыш (полиметалл) өндірісі салалары шығарады.

Концентраттағы металдың аз мөлшері (20-30%) мен энергияны аз қажет етуіне байланысты, мыс өндірісінің зауыттары шикізатқа таяу салынады. Мыс қоры Қазақстанның барлық аудандарында бар, ең үлкендері Орталық пен Шығыста.

Қазіргі кезде елімізде мыс негізінен Жезқазған мен Балқаштың кен-металлургиялық комбинаттарында (КМК) өндіріледі. Бұл қос кәсіпорында мыс алудың барлық сатылары бар.

Қорғасын және мырыш өнеркәсібінің ортақ шикізат базасы - полиметалл кендері бар. Ұзақ уақыт бойы олардың қоры жөнінен Шығыс пен Оңтүстік алда болды. Шығыстың кенінде қорғасынға қарағанда мырыш көп. Керісінше, Оңтүстіктің кенінде мырышқа қарағанда, қорғасын көп. Қорғасын, мырыш өнеркәсібінде концентраттың құрамында металл көбірек болады (45-65%).

Біздің еліміздегі полиметалл ендірісінің  басты ауданы - Кенді Алтай.Мұнда 3 ірі орталық бар - Зырян, Риддер жөне Өскемен.Олардың арасында өзіндік «еңбек бөлінісі» қалыптасқан. Оны Өскемен СЭС-ның арзан қуатына байланысты орналастырған. Бірақ ол қорғасын өндірісімен құрамдастырылған.

Риддерде қорғасын мен мырыш  өнеркәсібінің барлық кезеңдері— кенді  өндіруден бастап, металл жөне қорытпа  алуға дейінгі кезеңдер түгел  бар. Еліміздің оңтүстігіндегі полиметалл өнеркәсібінің ірі орталығы- Шымкент. Мұнда да Өскемендегі сияқты «өндірістің жоғарғы қабаттары» жолға қойылған.

Жеңіл металдар металлургиясы: Қуат көздеріне бағытталуы

Ауыр металдарға Қарағанда жеңіл металдар кендерінде пайдалы компоненттер көп болады. Бұл - тасымалдауға қолайлы шикізат.

Бірақ оны өңдеуге  орасан көп мөлшерде электр қуаты қажет. Мысалы, 1 т алюминий мен магнийге 15 мың кВт/cas электр қуаты жұмсалса, титанға - 40 мың кВт/сағ энергия керек. Сондықтан жеңіл металдар шығаратын зауыттар арзан энергия көздеріне жақын орналасады. Бұл - оларды орналастырудың негізгі принциптері.

Біздің елімізде жеңіл  металдарды алюминий мен титан-магний өнеркәсіптері өндіреді.

Жеңілдігі мен жоғары электр өткізгіштігіне байланысты ол шаруашылықта кеңінен қолданылады.

Магниттік қасиеттерінің  болмауы, әсіресе, авиация, электроника және кеме жасауда, ал улы болмауы — тамақ өнеркәсібі үшін құнды болып саналады. Алюминийдің жемірілімге төзімді болуы - көлік пен құрылыс үшін тамаша сапалы өнім болып табылады.

Оны алатын шикізат құрамында  алюминий тотығы (глинозем) бар боксит. Боксит Арқалық және жоғарғы Тобыл аудандарында өндіріледі.

Алюминий өндіру 2 кезеңнен тұрады. Бірінші кезең - бокситтен  алюминий оксидін алу - материалды көп  қажет ететіндіктен (1 т дайын  өнімге 5 т кен), әдетте, шикізат көзіне таяу орналасады. Ол көп мөлшерде су мен жылу қуатын қажет етеді. Сондықтан алюминий оксиді зауыты Павлодарда салынған. Павлодар алюминий зауыты (ПАЗ) - әлемдегі ірі зауыттардың бірі.

Екінші қуатты көп қажет ететін кезең - алюминий оксидінен алюминий алу. Павлодарда Ақсу МАЭС-інің арзан электр қуатына бағытталып алюминий зауыты салынған.

Титан жеңіл, өте берік, жемірілмейтін  металл. 10 жыл бойы теңіз суында жатқан титан табақшасының ешбір өзгеріссіз қалғандығы туралы дерек белгілі. Титаннан реактивті ұшақтардың двигательдері, кемелер мен сүңгуір қайықтардың кораптары мен химиялык құрал-жабдықтар шығарады.

Металды титан кендерінен (кұмнан) алады. Біздің елімізде онын, 3 кен орны бар. Сәтбаев байыту фабрикасының концентраты  қазірдің өзінде өңделуде.

Титанды магниймен тотықсыздандырады. Сондықтан осы металдар өндірісін бір кәсіпорында - комбинатта біріктіреді. Титан-магний комбинаты Өскемен қаласында жұмыс істейді. Ол - әлемдегі өзі сияқты кәсіпорындардың ішінде қуаты жағынан ең ірісі. Комбинаттың ең негізгісіне - титан өндіру жатады.

Магний өндірісі көбінесе негізгі  өнім алуға бағытталған. Бірақ ол дайын өнім - магнийді де шығарады.

Магниймен басқа металдарды да (мысалы, хром, берилий) тотықсыздандырады. Оның жеңіл әрі берік қорытпаларын зымыран, ұшақ және аспап жасауда қолданады. Магнийді күшті жасанды жарық көзі ретінде фотография мен аспап жасауга (фейерверктер мен «бенгал шамдарына» және т.б.) пайдаланады.

Бағалы және сирек кездесетін металдар

Алтынды Батыстан басқа елдің барлық бөлігінде өндіреді. Оны жеке кендер мен ауыр металдармен серіктес ретінде алып, Өскемен мен Балқашта шақпактайды. Барлық күмісті серіктес күйінде алады. Оның 2/3 бөлігін Жезказған кен ор- ны береді.

Қазақстанның барлық зауыттары  сирек кездесетін металдарды өндіреді. Бұлардың барлығын да ілеспе түрінде  алады. Сонымен қатар Өскемендегі  Үлбі металлургия зауыты сияқты арнаулы маманданған кәсіпорындар да бар. Олар тантал мен бериллий қорытпаларын «атом металы» ретінде шығарады.

Қазақстанның металлургиялық базалары

Ортақ шикізат немесе отын қорларын пайдаланатын зауыттар тобын металлургиялық база деп атайды. Қазакстанда үш металлургиялық база бар.

Ең «көнесі» - Шығыс базасы. Ол үшін кәсіпорындарды шикізатпен қамтамасыз етіп, «өндірістің жоғарғы қабаттарын»  «тұрғызып» қалыптастыруды қамтамасыз ету, яғни прокат, қорытпа, түсті металдардан дайын өнімдер шығару маңызды. Қалыптасқан екінші Орталық базасының мамандануы кеңейіп келеді. Бұл жерде мырыш өндірісі де пайда болды. Жаңа зауыттардың - қорғасын, ферроқорытпа және болат балқыту зауыттарының құрылыс жобалары зерттелуде. Жұмыс істеп тұрған кәсіпорындардың шикізат мәселелерін шешуді қажет етеді. Ондай өткір мәселе Балқаш КБК-да қалыптасқан.

Ең жас, жаңадан қалыптасып келе жатқан Солтүстік металлургия базасының болашағы зор. Қазір Ақтөбе облысында алюминий зауыты мен жаңа мыс КБК салынуда. Қалайының, никельдің, сапалы болаттың домна процесінсіз өндіріс құруды қолға алуда.

Металлургия және қоршаған орта

Металлургия табиғат  кешендерінің барлық құрамдас бөліктеріне  әсерін тигізеді. Тау-кен өнеркәсібі топырақ қабатын бұзып, тұтас ландшафттарды «жалмап кояды». Жер бетінде алып карьерлер мен жер астында ірі үңгірлер пайда болуда. Олар басып қалу мен антропогендік жер сілкінісі қаупін тудырады. Көп жерлерді қалдықтар: бос жыныстар мен байыту қалдықтары, металлургиялық қождар (шлактар) алып жатыр.

Егер осы қалдықтарды  тегістеп жайса, еліміздің аумағының  қалыңдығы 2 мм болатын қабат жауып  кетер еді! Бұзылған жерлерге көп  шығынды қажет ететін қалпына  келтіру (рекультивация)* шаралары қажет.

Металлургия зиянды заттардың  көп мөлшерін атмосфераға шығарады. Әсіресе, қалдық газдар (күкіртті жәнө т.б.) кұрамында металы бар тозаң және басқа элементтер аса қауіпті. Сонымен, түсті металлургия - Қазақстан өнеркәсібінің негізгі салаларының бірі. Өндірістің аяқталған циклі ауыр металдар металлургиясында қалыптасқан, ал жеңіл түсті металдар арзан энергия кездеріне таяу орналасады.^[1]

 

Тусті Металлургия Өнеркәсібі – темірден басқа барлық металдарды кентастық шикізатты байытудан дайын өнім алуға дейінгі өндіріс сатысын қамтитын кешен. Тусті Металлургия Өнеркәсібі-нің негізін физик. және хим. қасиеттерімен ерекшеленетін жеңіл

 

алюминий

(алюминий, магний, бариллий, литий, т.б.), ауыр (мыс, никель, қорғасын, қалайы, мырыш, т.б.), баяу балқитын (вольфрам, молибден, ниобий, тантал, хром, цирконий, т.б.), асыл немесе құнды ( алтын, күміс, платина және платиналы металдар), шашыранды (галлий, индий, таллий), сирек кездесетін (скандий, иттрий, лантан, лантаноидтар) және радиоактивті (технеций, франций, радий, полоний, актиний, торий, протактиний, уран және трансурандық элементтер), жер қыртысында орналасқан металдар құрайды. Сондай-ақ Тусті Металлургия Өнеркәсібіне алмас, электрондар, кейбір хим. қосылыстар (сирек кездесетін элементтердің тотықтары, күкірт қышқылы, тыңайтқыштар, химикаттар, т.б.) өндірісі де кіреді. Азия құрлығының таулы қыратты аймақтарында түсті металдардың, алмастың ірі кен орындары бар. Австралияда Тусті Металлургия Өнеркәсібі қорғасын, мырыш, мыс, алтын, күміс кен орындары аясында дамыған. Африка құрлығы бойынша кобальт пен мыстың аса ірі қоры Замбия мен Конгода, алмас, платина, алтын кендері Оңт. Африка Республикасында, уран Нигерия мен Намибия жерінде орналасқан. Америка құрлығында түсті металдардың бай қоры түсті металлургияның дамуына айтарлықтай септігін тигізді. Мұнда Чили мыс белдеуі (Анд мыс белдеуі) Чили, Перу, Мексика аумағынан өтіп, Солт. Америка кордильерасымен жалғасып жатыр, осыған орай ірі монополистік компаниялар (Анаконда, Кеннеконт, Коппер, Нью Верде) жұмыс істейді. Еуропа құрлығында түсті және сирек металдардың бай қоры Орал, Батыс Еуропа, Кавказ және Скандинавия өңірлерінде Тусті Металлургия Өнеркәсібі-нің дамуына жол ашты. Қазақстан Республикасында Тусті Металлургия Өнеркәсібі ұлттық шаруашылықтың жетекші салаларының бірі. Республика аумағында түсті металдар өндіру ерте заманнан-ақ пайда болған. 3 мың жылдан астам уақыт бұрын Атасу маңында мыс қорытатын пештер болған, ал Алтай тауларында қорғасын, күміс кендерінің қазылған орындары көп кездеседі. Жоңғар Алатауының теріскейінде – Текеліде кен қазылған, мұның өзі сол кездері жергілікті тайпалардың түсті металдар өндірісімен айналысқанын дәлелдейді. Қазақстанда 19 ғ-дан бастап кен з-ттары жұмыс істей бастады. Осы ғасырдың аяқ кезінде кен орындарын молынан игеру мақсатымен күрделі қаржысы бар түрлі қоғамдар құрыла бастады. 1858 ж. күміс, қорғасын кендеріне негізделген Николаевск з-ты іске қосылды. 1889 ж. өнеркәсіптік қоғам үлгісіндегі Воскресенск кен з-ты құрылды. 20 ғ-дың 20-жылдары Жезқазған, Нілді (Успенск), Риддер кен орындары мен з-ттары өнім бере бастады. 1921 ж. Риддер кенішінде алғашқы кен өнімі берілсе, 1927 ж. тұңғыш қорғасын алынды. Сол жылдары Қарсақпай мыс қорыту з-ты да қайтадан іске қосылды. Бұл кезеңде түсті металлургия өнімдерін шығару қарқын алды: 1928 ж. 7,3 мың мыс кентасы өндіріліп, оның көлемі 1932 ж. 147,5 мың т-ға өсті, ал жалпы өнім 26,2 млн. сомға жетті. 1937 ж. республикада Тусті Металлургия Өнеркәсібі саласы бойынша 20 ірі кәсіпорын жұмыс істеді. Олардың қатарында Шымкент қорғасын з-ты, Ащысай полиметалл және Лениногор комб-тары болды. Соғыс жылдары Қазақстанның Тусті Металлургия Өнеркәсібі саласы майдан арсеналдарының біріне айналды. Осы кезеңде 25 кеніш, шахта, кенжарма, 11 байыту ф-касының жаңа құрылыстары жүргізілді, сонымен қатар республика аумағына КСРО-ның еур. бөлігінен көшірілген әр түрлі 150 кәсіпорын орналастырылып, Қазақстанның Тусті Металлургия Өнеркәсібі қуатты өндіріске айналды. Бұл кезеңде Мырғалымсай-Березовск кеніштері алғашқы өнімдерін берсе, Текелі қорғасын-мырыш комб-ның 1-кезегі пайдалануға берілді, Белоусовск және Березовск байыту комб-тары іске қосылды. 1943 ж. Ақшатау вольфрам комб. өнім бере бастады. Шымкент қорғасын з-тының қуаты едәуір ұлғайтылды. Қазақстанда соғыс жылдары жауға атылған 100 оқтың 86-сы Қазақстан металынан құйылды. 1955 ж. қызыл мыс қорыту 3,1 есе, тазартылған қорғасын өндіру 5,9 есе өсті. Қазақстанның Тусті Металлургия Өнеркәсібі-нде озық технол. үдерістер мен жаңа техника түрлерін игеріп, өндіріске енгізу кеңінен қолға алынды. 1965 ж. Мырғалымсай кенішінің кеншілері көлбей үңгілеу бойынша шыңтасты 10 м2 кеңдікте тік жарып, 1237,6 м жерді 31 күнде үңгіп шығып, рекорд жасады. Ал өскемен қорғасын-мырыш комб-нда мырыш концентраттарын “қайнаған қабатта” күйдіру әдісін игеру жабдықтардың жұмыс өндірімділігін 3 – 4 есе өсірді. 
Жалпы жер асты жұмыстарында өздігінен жүретін жоғары өндірімді жабдықтар кеңінен пайдаланыла бастады. 9-бесжылдық кезінде түсті металлургия саласында жаңа техниканы енгізу жөнінде 500-ден астам өте маңызды шаралар жүзеге асырылып, өндіріске жұмсалатын шығын көлемі 75 млн. сомға кемітілсе, еңбек өнімділігі 7,5%-ға өсті. Осы жылдары кешенді түрде механикаландырылған цехтар саны 5,7 есе көбейіп, автоматты басқару жүйесінің алуан түрі молынан пайдаланылды, 50-ден астам автоматтандырылған телімдер жұмыс істеді. Қазіргі таңда Қазақстанның Тусті Металлургия Өнеркәсібі 50-ге жуық түсті, сирек, асыл металдар өндіреді, осы металдардың негізінде 70-ке жуық бұйым түрлерін шығарады, олар шетелдерде жоғары сұранысқа ие және әлемнің 30-дан астам еліне экспортқа шығарылады. Түсті металлургия құрылымының 47%-ы қорғасын-мырыш, 30%-ы мыс, 8%-дайы алюминий өнеркәсібінің үлесіне тиеді, ал 15%-ы басқа салалардың (алтын өнеркәсібінің, титан-магний, вольфрам, молибден, сирек металдар өнеркәсібінің) үлесінде. Қорғасын-мырыш өнеркәсібі Шығыс, Оңт. және Орт. Қазақстанда, мыс Орт. және Шығыс Қазақстанда орналасқан. Алтайдағы металлург. қайта өңдеу кәсіпорындарының екеуі өскемен қорғасын-мырыш комб-нда. Металлургия з-ттарын кентаспен және концентраттармен қамтамасыз ететін 8 кен байыту комб. – Ащысай полиметал комб. (Кентау), Шалқия кеніші (Қызылорда обл.), Шығыс Қазақстан мыс-хим., Зырянов қорғасын, Ертіс полиметалл комб-тары (Шығыс Қазақстан обл.) Жәйрем және Қарағайлы кен байыту комб-тары (Қарағанды обл.), Текелі қорғасын-мырыш комб. (Алматы обл.) жұмыс істейді. Мыс өндіретін, қорытатын кәсіпорындар Орт. және Шығыс Қазақстанда шоғырландырылған. Олар Жезқазған, Саяқ, Қоңырат кеніштерінің кентастары мен Алтайдың мыс концентраттарын пайдаланады. Олар – Балқаш және Жезқазған кен металлургия комб-тары, Ертіс мыс қорыту з-ты. Павлодар алюминий з-ты Қостанай мен Ақмола облыстарында өндірілетін боксит кентастары негізінде жұмыс істейді. “Қазақмыс”, “Қазақмырыш” сияқты корпорациялар нарық талабына сай көп салалы, түпкі өнім шығаратын кен металлургия кәсіпорындарын біріктіреді. Қазақстанда дұрыс экон. саясат жүргізілуі нәтижесінде республикада Тусті Металлургия Өнеркәсібі-нің қуатты әлеуеті қалыптасты: түсті металдарды өндіру көлемінің соңғы он жыл бойына серпінді қарқынмен өсуі байқалды. 
Қазіргі таңда кен өндіруді, концентратты қайта өңдеуді және түрлі өнім (катодты мыс, қорғасын, т.б.) шығаруды ұлғайту мақсатымен түсті металлургияда жыл сайын миллиардтаған теңге инвестиция жұмсалады. Жаман Айбат және Артемьевск кеніштерін салуға алғашқы кезеңде 8,2 млн. доллар қаражат жұмсалды.