Түсті металлургия

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 өлемдік деңгейдегі қорытпалары галий - 95т, алюминий 40 млн тоннамен өлшенеді. Республика Кеңес Одағының түсті металлургиясының ірі базасына айналды. 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 Қарағанды 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/сағ 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 жасауға (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 Жезқазған кен орны 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. Дереккөздер