Производство металлов в современном мире

И вот, кстати, у меня по теме вопрос: а что насчёт производства железа через оксалаты? Щавелевая кислота стоит копейки, оксалат железа осаждается избирательно, восстановление — пиролизом при низкой температуре. Да, в результате — железная пыль, но тут уж можно чего-то придумать ...

Теперь немного о металлоломе.

В далёкие "лихие 90-е" лом чёрного металла никого не интересовал, в отличие от меди и алюминия. Сейчас - собирают даже обрезки и мелочь. В том числе вывозят металл из заражённых территорий Чернобыля, заброшенных военных объектов, заброшенных предприятий. Связано это с ростом минизаводов металлургического проката на 2-5 млн тонн годового производства. Обычно они укомплектованы дуговыми печами, которые работают исключительно на металлоломе. Лишь самые крупные имеют возможность использовать в том числе жидкий чугун, но лишь как примесь, примерно до четверти от загрузки.

Современный металл металлолома очень часто оцинкован, причём ещё по старинке - жидким цинком. Технический жидкий цинк - источник свинца и кадмия в отходах. Новое поколение оцинковки - гальваническое. По идее, в таком случае свинец в пыли дуговых печей должен исчезнуть или сильно уменьшится.

При плавке электрической дугой цинк испаряется (вместе с железом), все пары горят и образуют смешанные оксиды и ферриты. Бороться с этим можно, создавая инертную атмосферу при плавке, но такое делают редко. Второй вариант - уменьшить мощность дуги, при этом угар металла падает, но сильно растёт время плавки и угар электродов. А сейчас наметилась устойчивая тенденция в печи металл только плавить, а потом сливать его на кондиционирование в ковши. (Технология АКП Агрегат-Ковш-Печь) Так что пылим и пылить будем

Возврат алюминия и меди в рецикл в виде металлолома уже давно достиг большой величины, благо эти металлы легко плавятся и выделяются. Сейчас растёт возврат стали и уже доходит до величин, когда металлолома собираемого в стране не хватает для работы завода. Беларусь тому пример, у нас собирают хорошо если половину от требуемой годовой загрузки БМЗ. Остальное - импорт из России.

Рецикл металлолома увеличил потребление ферросплавов, в первую очередь качественного ферросилиция, для раскисления металла после окислительной стадии плавки. В принципе - от электротермического восстановления руды нас отделяет только угар графитовых электродов. Он неприемлемо большой для такого процесса и не может конкурировать по цене с доменной печью.

К вопросу чего ковид неживотворящий делает, т.е. последовавший после него рост цен на сырье. Из моих личных источников - сейчас стали активно восстанавливать (в том смысле, что там идут реальные работы, а не просто чьи то декларации) угробленный в святые 90-е молибдено-вольфрамовый рудник в Тырнаузе (Кабардино-Балкария):

К концу 80-х «ТГОК» становится одним из крупнейших предприятий цветной металлургии в СССР, а добыча руды составляет почти 7 миллионов тонн в год. В 90-х упали мировые цены на сырье. В условиях текущего экономического положения в стране, себестоимость производства оказывается слишком высокой. К 1996 году прекратилась разведка новых запасов руд. ТГОК остался с многомиллионными долгами перед работниками. В 1998 комбинат передали в республиканскую ответственность. Буквально за 3 года всё оборудование будет продано в счёт долгов, оставшийся металл украдут на лом. В 2003 году судебные приставы арестовывают имущество комбината. К 2012 году будут ликвидированы все юридические лица, а рудник останется полностью брошенным на произвол судьбы.

 

В России строится комплекс с дуговыми печами на 1.8 миллиона тонн в год.
Интересно тут (в применении к теме) то, что на входе - полупередел, окатыши от DRI.

Еженедельный научно-популярный журнал «Природа и люди» (№ 16 за 1916 год):

БУДУЩЕЕ МИНЕРАЛЬНЫХ БОГАТСТВ
Научная беседа В. В. РЮМИНА.

Основной закон, впервые понятый нашим великим Ломоносовым и блестяще доказанный Лавуазье, гласит, что ничто в природе не пропадает и не создается вновь, а лишь меняет свой состав и форму. При всем своем могуществе, человек не в силах истребить окончательно, разрушить до полного уничтожения ни одной крупинки вещества. Все железо, например, добытое человечеством с начальных дней культурной жизни и до последнего дня, конечно, осталось на земной поверхности в виде изделий или вернулось в почву в виде ржавчины. Но не надо думать, что это обеспечивает на веки веков человечество рудами железа.
Для техники важно не общее количество металла в земной коре, а лишь доступные залежи их в определенном месте.
«Техника не в состоянии извлекать даже очень дорогие металлы, - не говорим уже о железе, - если их содержание в руде ниже определенной нормы».
Блестящий пример представляет хотя бы досадное неумение наше использовать безграничные запасы золота, пропадающие в растворенном состоянии в водах океана...
Да разве золото растворимо? - может спросить читатель.
Абсолютно нерастворимых тел нет, и химикам, при точных анализах, приходится считаться даже с растворимостью стеклянных колб при кипячении в них совершенно чистой воды. Растворимы все металлы, растворимо и золото, хотя, конечно, растворимость его практически ничтожна. Вы можете десятилетиями вымачивать золотую монету в воде, - и самые чувствительные «химические» весы, колеблющиеся буквально от пылинки, не покажут вам потери в весе монеты! А между тем, такая потеря все же произойдет: спектральный анализ укажет в воде присутствие золота! Морская вода, заключающая целый ряд разнообразнейших химических соединений, содержит и такие, которые способствуют переходу золота в растворенное состояние; сравнительно, она богата содержанием этого драгоценного металла. Досужие математики высчитали, что если принять во внимание всю массу морской воды на земном шаре и процентное содержание в ней золота, то мы все оказываемся миллионерами, лишь не умеющими добыть свои миллионы; на каждого обитателя земного шара пришлась бы очень значительная сумма золотом, если бы извлечь его из морской воды и по братски разделить между всем населением нашей планеты.
Так за чем же дело стало? - скажет читатель.
За тем, что, при таком разжижении раствора, добыча золота из морской воды на рубль обойдется в несколько десятков рублей - и, вместо прибыли, получится один убыток.
Совершенно в таком же положении очутится человечество в отношении добычи железа и всех других металлов, когда природные залежи их будут исчерпаны.
Со дня своего появления на земном шаре, человечество с каждым годом все сильнее и сильнее предается распыливанию металлов и других элементов. Подобно бактериям, люди меняют состав земной коры на доступной им (правда, весьма незначительной) глубине. Истощая залежи и россыпи металлов, переводя их в изделия, человек хотя и способствует обратному переходу этих металлов в почву и морскую воду, но лишает своих потомков возможности снова использовать эти природные богатства; он рассеивает их равномерно по всей земной поверхности и тем совершенно обесценивает их с технической стороны.
Взять, опять-таки, то же самое золото. Долго ли монета, находящаяся в обращении, сохраняет свой первоначальный вес? Золото мягко, и при переходе из рук в руки, лежа в кошельке, скользя по сукну ломберного стола, монета постепенно истирается, и вес ее уменьшается. Ничтожнейшие частицы золота, приставшие к сукну, коже, к рукам, рассеются в пространстве и никогда не создадут породы с количеством золота, достаточным для выгодного получения.
А химические превращения? Ведь фотографы любители буквально истребляют на миллионы рублей золота ежегодно. В фотографическом деле, как знают, конечно, многие из читателей, имеется процесс вирирования отпечатков, - замены некрасивых серебряных солей, образующих снимок, солями золота. В крупных фотографических заведениях растворы, бывшие в деле, и промывные воды, содержащие серебро и золото, сливаются в особые резервуары, а по истечении времени драгоценные металлы снова выделяют из этих растворов. Но тысячи мелких фирм и миллионы любителей просто выплескивают эти золотосодержащие воды в помойку и тем безвозвратно губят часть уже добытого металла для человечества. Столь же окончательно потерянным надо считать для технического круговорота те частицы золота, которые в наших альбомах с фотографиями образуют лица наших друзей и родственников.
Золото, как самый дорогой из распространенных металлов, легко поддается учету, и статистики единогласно указывают, что общее количество золота в обращении и в изделиях в каждый данный момент значительно меньше, чем общее количество металла, добытого за последнее тысячелетие.
А вот еще пример расточительного распыливания элементов. Скажите, куда деваются коробки из-под консервов? Выбрасываются...
Между тем оказывается выгодным собирать их ради того олова, которым они покрыты, и которое дорожает год от года, так как потребление его растет, а добыча почти не увеличивается.
Наконец, вот еще две маленькие справки по отношению к элементам не металлического типа, - так называемым металлоидам. Во-первых, вспомним о сере. Вся извлеченная из земли сера либо сгорает и переходит в сернистый газ, либо перерабатывается в серную кислоту и другие сернистые соединения, опять-таки распыливаемые по всей поверхности земного шара и не могущие в будущем образовать новых залежей серы. Во-вторых, упомянем об известном каждому углероде. Уголь, тысячелетиями образовывавшийся в почве первобытными растениями, сжигается нами и перерабатывается в тысячи химических продуктов. Часть сожженного в углекислый газ углерода, конечно, улавливается растениями и, быть может, когда ни будь снова перейдет в минеральное состояние (хотя и это, по некоторым причинам, весьма сомнительно). Но даже и при таком условии это будет лишь часть всего извлеченного на поверхность углерода. Таким образом, мы видим, что деятельность человека, вопреки интересам будущих его поколений, направлена на равномерное перемешивание состава верхней пленки земной коры, на уничтожение отложений в определенных местах, являющихся кладовыми природы.
Перспективы не радостные! Наступит день, - и, сравнительно, довольно скоро, когда человек останется без золота, олова, меди и железа, без серы, угля и других металлоидов. Все они по-прежнему будут окружать его и в том же количестве, как раньше, - но в иных формах, дразня человека своей распространенностью и в то же время технической недоступностью, как дразнит золотоискателя золото, растворенное в водах океанов...
Возможно, что люди найдут способ значительно углубить теперешние шахты, копи и буровые скважины, не превышающие в данное время глубины двух верст, и тем отсрочат наступление указанного времени распыления элементов. Но такое время все же наступит.
Как бактерии миллионами лет подготовляли плодородную почву, использованную человеком для сельскохозяйственной деятельности, так, быть может, и роль человечества на земном шаре сведется к подготовке почвы для иных существ, - тех, что в непрестанной эволюции жизни сменят нас и будут настолько же выше нас организованы, насколько мы превысили в этих отношениях мир микроскопических организмов, творивших почвенный слой.

Владимир Владимирович РЮМИН, популяризатор технических и естественно-исторических знаний, инженер-технолог, заслуженный преподаватель среднего технического училища в Николаеве. Перу его принадлежит труд «Учение об электричестве и магнетизме» и несколько учебников, принятых в качестве пособий в средних и высших технических школах. Под его редакцией и при ближайшем его участии издано сочинение «Чудеса техники». Издает и редактирует ежемесячный журнал «Электричество и Жизнь».

«Техника-Молодежи» (№1 за 1938 год):

Курская магнитная аномалия
Акад. П. Лазарев

...В заключение мы можем задать себе вопрос: какое же значение имеет исследование курской магнитной аномалии?
Можно было думать, что железа на Земле так много, что открытие новых грандиозных залежей его представляется делом ненужным. Но еще в 1910 г. проф. Лейст показал, что в 1960 или 1970 г. руды будут использованы до конца и к этому времени должен будет наступить железный голод.
Расширение военного строительства вследствие империалистической войны потребовало огромного, непредвиденного Лейстом, количества железа, и срок железного голода приблизился к нам. Это было настолько ясно крупным специалистам в области железной промышленности, что начались даже специальные работы в Германии, имеющие задачей приготовление таких сплавов, которые могли бы заменить железо в промышленности. Открытие курской аномалии сразу позволяет отодвинуть на ряд десятилетий момент наступления железного голода. В Германии есть поговорка: «Кто владеет железом и углем, тот владеет миром». Открытие нашей геологией огромных новых залежей угля и нахождение курской магнитной руды ставят СССР на ведущее место в мире, и мы можем с полной уверенностью смотреть на будущее нашей родины, работающей под руководством ее правительства и партии Ленина — Сталина над осуществлением коммунизма...