Алюминий в россии где добывают

Как и где добывают алюминий

Мы часто используем в хозяйстве алюминиевую фольгу, готовим в алюминиевой посуде, пьем газированные напитки из алюминиевых банок. Многие имеют представление о физических и химических свойствах алюминия. Не секрет, что этот легкий серебристый металл сегодня востребован в различных отраслях промышленности от пищевой до космической. При этом мало кто знает, как добывают алюминий в природе, и насколько сложен процесс получения.

Из какого минерала добывают алюминий

Алюминий считается активным металлом. Из-за высокой химической активности его атомы образуют соединения с другими веществами. В чистом виде этот «крылатый металл», в природных условиях, на планете Земля практически не встречается. Основное исходное вещество, которое используется в производстве чистого алюминия — глинозем.

Это сырьё представляет собой технический оксид алюминия Al203 – кристаллический порошок белого цвета. Источник получения исходного материала – алюминиевая руда. В земной коре её около 9 %.

Как добывают алюминий или что скрывает Русал

Виды и свойства алюминиевой руды

Срез боксита

В мире существует несколько видов алюминиевых руд. Мировые производители алюминия чаще используют 3 вида:

• Бокситы;
• Алуниты;
• Нефелиновые сиениты;

Бокситы содержат глинозем в наибольшем количестве, по сравнению с алунитовыми и нефелиновыми породами (от 40% до 60%), поэтому более востребованы в алюминиевом производстве. Эта алюминиевая руда состоит из гидратов оксида алюминия, оксидов железа и кремния. Горная порода считается качественной, если содержит более 50% оксида алюминия.

Бокситы бывают твердыми и рассыпчатыми, плотными и рыхлыми. В зависимости от примесей отличаются по цвету. Красно-кирпичные, рыжие и коричневые «говорят» о наличии оксида железа. Светлые (розовые, серо-белые) свидетельствуют о небольшом содержании окиси железа. Из 4-5 тонн бокситов выходит 2 тонны глинозема и как конечный результат – 1 тонна алюминия.

Бокситную руду перемалывают в порошок, отделяют кремниевые добавки под воздействием пара и получают готовое сырьё для выплавки.

За 130-летнюю историю открытия алюминия, ученым так и не удалось понять происхождение алюминиевой руды, в частности бокситов. Либо это остаточный продукт, который получился после растворения некоторых известняков; либо осадок в результате распада алюминиевых, железных и титановых солей или же боксит образовался под воздействием выветривания, переноса и отложения древних пород.

В отличие от бокситов, на которых базируется вся мировая алюминиевая промышленность, алуниты и нефелины не столь популярны у производителей «крылатого металла».

Алуниты имеют пористую структуру, так как формируются под воздействием гидротермальной и вулканической активности. Содержат в себе до 40% оксидных соединений алюминия и различные добавки.

Нефелины – это щелочные образования, которые возникают по причине высокой температуры магмы. Руда не вызывает особого интереса у добытчиков, так как признана наиболее бедной по содержанию глинозема. Вести её разработку не рентабельно, так как из одной единицы кристаллических образцов выходит лишь 25% глинозема.

Способы добычи алюминия

Алюминий сравнительно молодой металл. Способ получения разработан в 1886 году, а промышленное производство началось только в начале 20 века. С годами технология добычи алюминия совершенствовалась. Современная геологоразведка быстро определяет залежи алюминиевых руд, имея представление о происхождении и условиях формирования, которые влияют на структуру и состав минералов. Если месторождение признаётся рентабельным, определяются способы добычи алюминиевой руды.

При неглубоком залегании алюминиевых пород, добыча ведётся открытым способом. Выбор метода зависит от вида и структуры минералов.

• Кристаллические породы (бокситы и нефелины)– срезают фрезерным методом с помощью карьерного комбайна. В зависимости от модели машины, за один раз можно снять пласт толщиной 60 см. Для безопасности оператора комбайна, толща породы разрабатывается постепенно, образуя полки после полного прохода одного слоя.
• Рыхлые породы (алуниты) – срезают карьерными экскаваторами, сразу же грузят в самосвалы для дальнейшей транспортировки.

Добыча алюминия в России преимущественно ведётся закрытым способом на шахтах. Этим методом добывается 80% общей массы алюминиевой руды в нашей стране.

Транспортировка и обработка

Горно-обогатительные комбинаты, которые осуществляют первичную переработку исходного сырья, как правило, возводят рядом с местом разработки. Для подачи руды на обогащение используются ленточные транспортёры. Если обогатительная фабрика расположена далеко от природного месторождения, сырьё транспортируют самосвалами.

Следующий этап – подготовка породы для переработки в глинозем (оксид алюминия)

1. Руду перемещают в цех подготовки сырья при помощи ленточного транспортёра, где специальные дробильные аппараты разобьют минералы на фракции размером 110 мм;
2. Осуществляют подачу руды и необходимых химических добавок для дальнейшей переработки на второй участок подготовительного цеха;
3. Производят спекание породы в печках.

На данном этапе возможна гидрометаллургическая обработка выщелачиванием. После стадии декомпозиции получают алюминиевую пульпу, которую выпаривают от жидкости, очищают от ненужных щелочей и отправляют на прокалку в печи. В результате такого сложного технологического процесса образуется сухой глинозем – ключевое сырье для получения алюминия путём электролиза.

Производство алюминия, требует расхода большого количества электроэнергии. На этот счёт российская алюминиевая промышленность имеет преимущества. Это сравнительно низкие цены на электроэнергию и близость электростанций к электролизным производствам.

Добыча алюминия в мире по странам

Страны лидеры по добыче алюминия

• Китай – 86,5 млн. тонн;
• Австралия – 81,7 млн. тонн;
• Бразилия – 30,7 млн. тонн;
• Гвинея – 19,7 млн. тонн;
• Индия – 15 млн. тонн.

К списку основных добытчиков алюминиевых руд также относится:

• Ямайка — 9,7 млн. тонн;
• Россия — 6,6 млн. тонн;
• Казахстан — 4,2 млн. тонн;
• Гайана — 1,6 млн. тонн.

Где добывают алюминий в России

Разработка месторождений алюминиевых руд в Российской Федерации ведется преимущественно закрытым способом. Руда залегает глубоко и для добычи приходится строить шахты. Самая глубокая шахта в мире «Черёмуховская-Глубокая» (1550 м.) находится на Урале.

• Главные районы добычи алюминия (бокситы): Северно-Уральский регион; Архангельская, Свердловская, Белгородская и Ленинградская область; Республика Коми (Средне-Таманские месторождения);
• Крупнейшие мировые нефелиновые залежи в Кемеровской и Мурманской области, Кузнецком Алатау, Краснодарском крае, на Кольском полуострове и Урале;
• Запасы алунитов сосредоточены в Амурской области, Забайкалье и Приморском крае.

• Красная Шапочка (Урал) – запасов по оценкам специалистов хватит на 19 лет;
• Горностайское и Горностайско-Краснооктябрьское (Свердловская область) – объемы добычи спрогнозированы на 18 лет;
• Блиново-Каменское и Кургазакское – 10 лет.

Лидирующие позиции по разработке месторождений занимают Южно-Уральские бокситовые рудники, АО «Севуралбокситруда» и «Баксигорский глинозем».

Альтернатива добычи алюминиевых руд в РФ

Несмотря на то, что Россия входит в топ стран по добыче алюминия, занимая 6-8 место по объему извлекаемой породы, приходится ежегодно импортировать из других стран 3 млн. тонн глинозема. Месторождения бокситов в РФ характеризуются низким качеством сырья. Производимого глинозема не хватает для нужд российской алюминиевой промышленности. Кроме того отмечается неразвитость производства алюминиевых сплавов и изделий из вторсырья. Ситуация в отечественной алюминиевой отрасти может в ближайшие годы значительно улучшиться.

• Намечается снижение энергопотребление и экологической нагрузки на окружающую среду посредством внедрения новых технологий по производству алюминия и изделий из него.
• Планируются изменения за счёт ежегодной переработки 600 тыс. тонн алюминиевого лома. Вторичный металл обходится дешевле первичного алюминия, для производства которого требуется затратить 20 тыс. кВт энергии на 1 тонну.
• Ведётся добыча полезных ископаемых на африканском континенте. На сегодняшний день «РУСАЛ» (крупнейший мировой производитель первичного алюминия и глинозема) производит 40% бокситов в республике Гвинея. Владеет компанией бокситов Киндии (3,5 млн. тонн в год), Диан-Диан (3 млн. тонн в год) и боксито-глиноземным комплексом Friguia (2,1 млн. тонн в год). Только один рудник Диан-Диан, имеет доказательные запасы бокситов 564 млн. тонн.

Подводя итоги, следует обозначить, что будущее российской алюминиевой промышленности весьма оптимистично. В ближайшее десятилетие объемы добычи руды и выплавки будут только расти. Наладится изготовление изделий из вторичного алюминия и алюминиевых сплавов.

Источник

Производство алюминия в России

Алюминий – самый распространённый в недрах земной коры металл, занимающий в ней около 8% объёма. Вследствие своей лёгкости, прочности, пластичности, электропроводности, коррозионной стойкости, а также многофункциональности, этот химический элемент невероятно популярен. В настоящее время он находит применение во всех отраслях промышленности. Сплавы алюминия нашли широкое распространение в строительстве, при изготовлении автомобилей, судов, ракет и самолётов, а также в электронике и приборостроении.

В 2019 году общемировая выплавка алюминия составила 64 млн т. Основная заслуга в этом принадлежит Китаю, сумевшему произвести 36 млн т металла. На втором месте по объёмам производства находилась Индия – 3,7 млн т, на третьем Россия – 3,6 млн т (2020 год – 3,755 млн т). Занимавшие длительное время лидирующую позицию США, скатились со своими 1,1 млн т на 9 место.

Алюминий в своём первородном состоянии присутствует во множестве минералов (число которых превосходит 250 наименований). Но отнюдь не все они представляют промышленный интерес. К наиболее перспективным рудам, содержащим в своём составе искомый металл, относятся:

Львиная доля залежей бокситов располагается в странах тропического и экваториального климата: Ямайке, Бразилии, Гвинее, Индии и Австралии. Соотношение выхода из них конечного продукта выглядит следующим образом:

• 4,4 т бокситов → 2 т глинозёма → 1 т алюминия.

Россия, ежегодно добывающая порядка 6,6 млн т алюминиевой руды и занимающая по этому показателю 6-8 место, располагает 50 месторождениями. Однако, несмотря на огромный объём извлекаемой закрытым способом породы (80% её добывается из шахт, глубиной доходящей до 1550 м), качество сырья оставляет желать лучшего. Вот почему приходится делать ставку на импорт и активно заниматься переработкой алюминиевого лома.

Местами расположения отечественных залежей являются Ленинградская область, Республика Коми (средняя часть Тиманского кряжа), на Северном Урале, в Кемеровской области и на Кольском полуострове (крупнейшие мировые нефелиновые залежи). Запасы алунитов на Среднем Урале, в Забайкалье, Амурской области и Приморском крае не разрабатываются по коммерческим соображениям. Гораздо больший интерес в экономическом плане представляют месторождения:

• Красная Шапочка на Урале с возможностью дальнейшей эксплуатации в течение 19 лет.
• Горностайское и Горностайско-Октябрьское – 18 лет прогнозируемой добычи.
• Блиново-Каменское и Кургазское – 10 лет.
• Радынский карьер – 7 лет.

Лидирующие позиции в области добычи алюминиевого сырья в России удерживают: Южно-Уральские бокситовые рудники, АО «Бакситогорский глинозём», АО «Севуралбокситруда». А в список предприятий отечественной отрасли входят:

• Ачинский глинозёмный комбинат,
• Красноярский алюминиевый завод,
• Братский алюминиевый завод,
• Богословский алюминиевый завод,
• Иркутский алюминиевый завод,
• Богучанский алюминиевый завод,
• Саяногорский алюминиевый завод,
• Волгоградский алюминиевый завод,
• Уральский алюминиевый завод,
• Новокузнецкий алюминиевый завод,
• Кандалашский алюминиевый завод,
• Хакасский алюминиевый завод,
• Надвоицкий алюминиевый завод.

В основном все перечисленные организации, а также значительное количество сопутствующих производственных, строительных, инжиниринговых структур, совместно с рядом зарубежных предприятий, входят в крупнейший отраслевой холдинг ОАО «Российский алюминий» (РУСАЛ). За два десятилетия существования он показал свою устойчивость во время прошедших кризисов и нынешних санкций. Учитывая низкий уровень потребления металла на душу населения в России, и кроме того, всё расширяющиеся возможности зарубежного сбыта продукции – факторы, благоприятствующие росту отрасли налицо.

Источник

Алюминиевая руда: серебристый, но не серебро

Алюминий является одним из самых популярных и востребованных металлов. В какой только отрасли его не добавляют к составу тех или иных предметов. Начиная от приборостроения и заканчивая авиацией. Свойства этого легкого, гибкого и неподатливого для коррозии металла пришлись по вкусу весьма многим отраслям производства.

Сам алюминий (довольно активный металл) в чистом виде в природе практически не встречается и его добывают из глинозема, химическая формула которого – Al2O3. А вот прямым путем к получению глинозема является, в свою очередь, алюминиевая руда.

Различия по насыщенности

В основе своей достойными упоминания являются лишь три вида руд, с которыми нужно работать, если вы занимаетесь добычей алюминия. Да, данный химический элемент очень и очень распространен, и его можно найти также в других соединениях (их насчитывают около двух с половиной сотен). Однако, наиболее рентабельной, в силу весьма высокой концентрации, добыча будет именно из бокситов, алунитов и нефелинов.

Нефелины являются щелочным образованием, появившимся вследствие высокой температуры магмы. Из одной единицы данной руды выйдет до 25% глинозема, как основного сырья. Однако, эта руда алюминия считается наиболее бедной для добытчиков. Все соединения, содержащие в себе глинозем в еще меньших количествах, чем имеют нефелины – заведомо признаны нерентабельными.

Алуниты образовались при вулканической, а также гидротермальной активностях. Они в себе содержат до 40% такого необходимого глинозема, являясь «золотой серединой» в нашей троице руд.

То ли они перекочевали с изначального места происхождения и отложились после того, как выветрились древние породы, то ли получились осадком после того, как растворились некоторые известняки, или же вообще стали итогом распада солей железа, алюминия и титана, выпав осадком. В общем, происхождение все еще неизвестно. Но то, что бокситы – самые доходные, это уже точно.

Способы добывания алюминия

Добывают необходимые руды двумя способами.

В плане открытого способа добычи в месторождениях алюминия заветного Al2O3, три основных руды делятся на две группы.

Бокситы и нефелины, как структуры с более высокой плотностью, срезаются фрезерным методом с помощью карьерного комбайна. Конечно, все зависит от производителя и модели машины, но, в среднем, она способна снимать до 60 сантиметров породы за раз. После полного прохода одного слоя делается так называемая полка. Такой метод способствует безопасному нахождению на своем месте оператора комбайна. В случае обвала и ходовая часть, и кабина с оператором будут находиться в безопасности.

Во второй группе находятся алуниты, которые, в силу рыхлости, добывают карьерные экскаваторы с последующей выгрузкой на самосвалы.

Радикально другим способом является пробивание шахты. Здесь принцип добычи идет таким же, как и в угольном промысле. Кстати, самой глубокой шахтой алюминия в России является та, что расположена на Урале. Глубина шахты составляет 1550м.!

Обработка полученной руды

Далее, вне зависимости от выбранного способа добычи, полученные полезные ископаемые отправляются в цеха для переработки, где специальные дробильные аппараты разобьют минералы на фракции, размером примерно под 110 миллиметров.

Следующим этапом идет получение дополнительных хим. добавок и транспортировка к дальнейшему этапу, которым является спекание породы в печах.

Пройдя декомпозицию и получив на выходе из нее алюминатную пульпу, мы отправим пульпу на разделение и осушение ее от жидкости.

На финальном этапе то, что получилось, подвергается очистке от щелочей и снова отправляется в печи. В этот раз – на прокалку. Финалом всех действий станет тот самый сухой глинозем, который нужен для получения алюминия через гидролиз.

Пусть пробивание шахты и считается более тяжелым способом, но оно несет меньший вред окружающей среде, чем открытый способ. Если вы за экологию – вы знаете, что выбрать.

Добыча алюминия в мире

В данном пункте можно сказать, что показатели по взаимодействиям с алюминием во всем мире разделяются на два списка. В первом списке окажутся страны, которые владеют наибольшими природными запасами алюминия, но, возможно, не все из этих богатств успевают обрабатывать. А во втором списке как раз находятся мировые лидеры по непосредственной добыче алюминиевой руды.

Итак, в плане природных (хоть и не везде, пока что, реализованных) богатств ситуация обстоит так:

Эти страны, можно сказать, обладают подавляющим большинством Al2O3 в мире. На их долю приходится 73 процента в сумме. Остальные запасы разбросаны по всему земному шару не в таких щедрых количествах. Гвинея, что расположена в Африке, в глобальном смысле – крупнейшее месторождение алюминиевых руд в мире. Она «отхватила» 28%, что даже больше четверти от общемировых залежей данного полезного ископаемого.

А вот так обстоят дела с процессами добычи алюминиевой руды:

1. Китай – на первом месте и добывает 86,5 млн. тонн;
2. Австралия – страна диковинных животных со своими 81,7млн. тонн на втором месте;
3. Бразилия – 30,7 млн. тонн;
4. Гвинея, будучи лидером по запасам, в плане добычи лишь на четвертом месте – 19,7 млн. тонн;
5. Индия – 14,9 млн. тонн.

Также к данному списку можно добавить Ямайку, способную добыть 9,7 млн. тонн и Россию, с ее показателем в 6,6 млн. тонн.

Алюминий в России

Касаемо добычи алюминия в России, похвастаться определенными показателями могут лишь Ленинградская область и, конечно же, Урал, как истинная кладовая полезных ископаемых. Основной способ добычи – шахтный. Им добывают четыре пятых всей руды страны. В общей сложности, на территории Федерации имеется более четырех десятков месторождений нефелинов и бокситов, ресурса которых точно хватит даже нашим праправнукам.

Однако, Россия также занимается и ввозом глинозема из других стран. Все потому, что местные вещества (к примеру, месторождение Красная Шапочка в Свердловской области) содержат в себе лишь половину глинозема. Тогда как китайские или итальянские породы насыщенны Al2O3­ на шестьдесят и более процентов.

Оглядываясь на некоторые сложности с добычей алюминия в России, имеет смысл задуматься о производстве вторичного алюминия, как это сделали Великобритания, Германия, США, Франция и Япония.

Применение алюминия

Как мы уже оговаривали в начале статьи, спектр применения алюминия и его соединений крайне широк. Даже на этапах извлечения из породы он крайне полезен. В самой руде, например, находятся в малом количестве и другие металлы, вроде ванадия, титана и хрома, полезные для процессов легировании стали. На этапе глинозема тоже есть польза, ведь глинозем используется в черной металлургии в роли флюса.

Сам металл используют в производстве теплового оборудования, криогенной технике, участвует в создании ряда сплавов в металлургии, присутствует в стекольной промышленности, ракетной технике, авиации и даже в пищевой промышленности, как добавка Е173.

Так что, наверняка ясно только одно. В течение еще многих лет потребность человечества в алюминии, как и в его соединениях, не угаснет. Что, соответственно, говорит исключительно о росте объемов его добычи.

Источник