Раздел 1. Общая информация о рассматриваемой отрасли промышленности

Раздел 1. Общая информация о рассматриваемой отрасли промышленности

1.1 Общая информация

Медь имеет очень высокую тепловую и электрическую проводимость и относительно устойчива к коррозии, а также обладает ценными механическими свойствами - ковкостью и тягучестью. Свойства меди определяют ее применение.

Медь является одним из базовых металлов на Лондонской бирже металлов (ЛБМ). В связи с этим производство меди базируется на стандарте медных катодов класса А (содержание меди - 99,95 %), определенном терминологией ЛБМ. В европейском стандарте на медные катоды EN 1978 [2] используется обозначение марки Cu-CATH-1, или, в соответствии с новой европейской буквенно-цифровой системой обозначений, CR001A. В американском стандарте ASTM B115 [3] используется обозначение Cathode Grade 1. С подробной информацией о химическом составе меди можно ознакомиться в документе ЛБМ [4].

В Российской Федерации требования к медным катодам и марки катодной меди установлены в ГОСТ 546-2001 "Катоды медные. Технические условия" и ГОСТ 859-2014 "Медь. Марки" соответственно. Все отечественные марки катодной меди предусматривают чистоту металла не менее 99,95 %.

Переработку медного сырья можно производить как пиро-, так и гидрометаллургическим способом. В мире около 85 % меди производят пирометаллургическим способом. Процесс пирометаллургического производства меди состоит из нескольких переделов (рисунок 1.1):

- добыча и обогащение руды - концентрат;

- производство черновой меди - черновая медь;

- производство рафинированной меди - анодная медь, катодная медь.

Рисунок 1.1 - Доли отдельных компаний в добыче и производстве меди в России

Россия обладает значительной сырьевой базой и занимает 3-е место в мире по запасам после Чили и Перу. Существующие запасы медьсодержащих руд в России оцениваются в 90 млн т (медь в руде) [5].

Добыча и переработка медной руды в России ведется тремя компаниями: "Норильский никель" ("Норникель"), "Русская медная компания" (РМК) и "Уральская горно-металлургическая компания" (УГМК), - обладающими собственной сырьевой базой.

Всего на территории России в 2018 году на месторождениях трех компаний было добыто более 794 тыс. т меди (в руде), из которых 420 тыс. т - на рудниках "Норильского никеля", а 251 тыс. т - на добывающих предприятиях УГМК, остальное - на предприятиях РМК (таблица 1.1).

Таблица 1.1 - Основные месторождения меди [5]

Месторождение		Геолого-промышленный тип	Доля в балансовом запасе Российской Федерации,	Содержание меди в руде	Добыча в 2018 году (по меди), тыс. т
"Норильский никель"
Заполярный филиал и Медвежий ручей	Октябрьское	Сульфидный медно-никелевый	22,1	2,2 %	380,6
	Талнахское		11,6
	Норильск-1		1,8
Кольская ГМК	Ждановское		1,1	0,2 %	15,8
Быстринское		Скарновый медно-магнетитовый	2,3	0,78	19,42
УГМК
Гайское		Медно-колчеданный	5,5	1,3	107
Юбилейное			1,5	1,69	33
Подольское			1,9	2,11	0
Волковское		Ванадиево-железо-медный	1,9	0,64	5,1
РМК
Михеевское		Медно-порфировый	1,7	0,44	89,5
Томинское		Медно-порфировый	1,7	0,47	0
"Байкальская горная компания"
Удоканское		Медистые песчаники	22	1,56	0
ГДК "Баимская"
Песчанка		Медно-порфировый	4,1	0,83	0

Сырьем для производства черновой меди служат концентраты, получаемые путем обогащения медной руды на горно-обогатительных предприятиях, а также вторичные материалы. Перечень горно-обогатительных предприятий и источников, перерабатываемых на них руд приведен в таблице 1.2.

Таблица 1.2 - Горно-обогатительные мощности

ГОК/Предприятие	Сырьевая база	Производительность, млн т руды в год
"Норильский никель"
Талнахская обогатительная фабрика	Месторождение "Октябрьское" (рудники "Октябрьский", "Таймырский"), месторождение "Талнахское" (рудник "Комсомольский"),	10
Норильская обогатительная фабрика	Месторождение "Октябрьское" (рудники "Октябрьский", "Таймырский"), месторождение "Талнахское" (рудник "Комсомольский"), месторождение "Норильск-1" (рудник "Заполярный")	7,5
Обогатительная фабрика (Кольская ГМК)	Месторождения "Ждановское", "Заполярное", "Котсельваара", "Семилетка"	До 8,25
Быстринский ГОК	Месторождение "Быстринское"	10
РМК
Александринская горно-рудная компания	Рудники "Александринский", "Чебачье", "Маукский"	До 0,8
Ормет	Рудники "Джусинский", "Еленовский", "Весенний"	До 0,82 тыс. т
Михеевский ГОК	Месторождение "Михеевское"	До 27
Томинский ГОК	Месторождение "Томинское"	До 28
УГМК
Гайский ГОК	Гайский открытый рудник, Гайский подземный рудник	До 8
Учалинский ГОК	Учалинский подземный рудник, рудник "Узельгинский"	Около 6
Сибайский филиал Учалинского ГОКа	Месторождения "Сибайское", "Камаганское"	До 1,5
Башкирская медь	Месторождения "Юбилейное", "Дергамышское", группа Подольских месторождений	До 1,5
Сибирь - Полиметаллы	Месторождения "Зареченское", "Рубцовское", "Корбалихинское"	До 1,5
Сафьяновская медь	Месторождение "Сафьяновское": карьер - 1,2 млн т/год + подземный рудник (проектная мощность - 500 тыс. т/год)	До 1,5
Северный медно-цинковый рудник "Святогор"	Месторождения "Волковское", "Тарньреское", "Шемурское (проектная мощность рудника - 700 тыс. т/год), "Ново-Шемурское"	До 2,5
Бурибаевский ГОК	Месторождения "Бурибаевское", "Маканское", "Октябрьское"	До 0,4
Урупский ГОК	Месторождение "Урупское"	До 0,15

Важной составной частью поставляемого для рафинирования и последующей обработки меди сырья являются вторичные материалы (лом цветных металлов), содержащие медь. Медь может быть извлечена из большинства изделий, для изготовления которых она применяется, и возвращена в процесс производства без потери качества при вторичной переработке. Практически 100 % вновь образующегося или технологического медного лома перерабатывается; кроме того, согласно некоторым исследованиям, до 95 % медного лома старых изделий поступает на рынок и также перерабатывается.

По экспертной оценке, в Российской Федерации вторичное сырье обеспечивает производство 15 % - 20 % (или 150-160 тыс. т) меди.

Так, ЗАО "Новгородский металлургический завод" (ЗАО "НМЗ"), принадлежащее РМК, работает исключительно на вторичном сырье. Предприятия УГМК и РМК используют как первичное, так и вторичное сырье, предприятия "Норильского никеля" в качестве основного сырья при производстве меди используют только первичное сырье (медный концентрат).

1.2 Производство меди

Территориальное размещение медеплавильных и медерафинировочных предприятий отрасли показано на рисунке 1.2. Перечень производственных предприятий с краткой характеристикой приведен в таблице 1.3.

Рисунок 1.2 - Территориальное размещение предприятий по производству меди

Таблица 1.3 - Общие сведения о предприятиях, производящих медь

Компания			Предприятие	Расположение			Дата ввода в эксплуатацию, год	Производство черновой меди в 2018 году, тыс. т		Производство катодной меди в 2018 году, тыс. т
ПАО ГМК "Норникель"	Заполярный филиал		Медный завод	Норильск			1949	360		353
			Надеждинский металлургический завод 4)				1979
	Кольская ГМК		"Североникель"	Мончегорск			1939	11		83
УГМК		"Уралэлектромедь"			Верхняя Пышма	1934		Не производит	401
					Кировград (филиал ППМ)	Нет данных		72	Не производит
		СУМЗ			Ревда	1940		151	Не производит
		ММСК			Медногорск	1939		47	Не производит
		"Святогор"			Красноуральск	1931		85	Не производит
РМК		"Карабашмедь"			Карабаш	Нет данных		139,35	Не производит
		КМЭЗ			Кыштым	1908 5		Не производит	147
		НМЗ			Великий Новгород	2003		Не производит	44
		Уралгидромедь 6)			Полевской	2005		Нет данных

1.3 Потребление меди

Производственные мощности по выпуску рафинированной меди и полуфабрикатов в Российской Федерации превышают внутренний спрос. Об этом свидетельствуют данные экспорта меди за 2018 год: поставки медных катодов на внешние рынки составили 638 тыс. т, а медной катанки - 161 тыс. т (см. рисунок 1.3). Импорт меди присутствует в качестве готовой медной продукции, которой в 2018 году в Российской Федерации было поставлено порядка 40 тыс. т.

Рисунок 1.3 - Импорт/экспорт меди и продукции на ее основе, тыс. т [ФТС]

Рафинированная медь является основным сырьем для производства медных полуфабрикатов. Объем выпуска полуфабрикатов из меди и медных сплавов в 2018 году составил 450 тыс. т (по содержанию меди). Большая часть производства - 88 % - приходится на выпуск медной катанки, 10 % - на выпуск цветного проката и 2 % - на медный порошок (см. рисунок 1.4).

Рисунок 1.4 - Производство полуфабрикатов [ЗАО "Цветметобработка"]

Производство цветного проката ⁷⁾ в 2018 году составило 54 тыс. т (или 46 тыс. т по содержанию меди). В структуре производства основная часть приходится на выпуск латунного проката - 48 % и на медный прокат - 41 %. В структуре медного проката преобладает круглый, на его долю приходится 51 % производства.

Потребителями медных полуфабрикатов являются такие отрасли и сектора, как производство кабельной продукции, производство электрооборудования, машиностроение, транспорт, строительство и др.

1.4 Основные экологические проблемы

В выбросах предприятий цветной металлургии в целом и медеплавильных заводов в частности основные объемы загрязняющих веществ приходятся на такие элементы, как диоксид серы, пыль, оксиды азота, оксид углерода, металлы и их соединения (в зависимости от состава исходного сырья это, прежде всего, кадмий, медь, мышьяк, ртуть, свинец и др.), летучие органические соединения (общие и органический углерод), полихлордибензодиоксины/фураны (ПХДД/Ф).

Исторически наиболее острой экологической проблемой, связанной с производством меди из первичного сырья, являются выбросы диоксида серы, составляющие 75 % - 80 % от общего объема загрязняющих веществ в отходящих газах, образующихся при обжиге и плавке сульфидных концентратов. Эта проблема была эффективно решена, например, на медеплавильных заводах ЕС, и в настоящее время в среднем 98,9 % серы извлекается из выбросов и используется для производства серной кислоты и жидкого диоксида серы. В Российской Федерации также происходит постепенный рост процента улавливания диоксида серы в отходящих газах, выбрасываемых предприятиями цветной металлургии, однако отрасль сохраняет второе место по объемам выбросов этого загрязняющего вещества (см. таблицу 1.4).

Таблица 1.4 - Примерное распределение выбросов диоксида серы по основным отраслям-загрязнителям [6]

Отрасль	Доля, %
Электроэнергетика (тепловые станции)	58,6
Цветная металлургия	18,5
Черная металлургия	17,6
Химическая и нефтеперерабатывающая промышленность	5,3
Всего	100

По выбросам пыли цветная металлургия также является одной из основных отраслей-загрязнителей, хотя здесь ее доля существенно меньше и составляет 2,8 %.

Основные экологические проблемы при производстве вторичной меди также связаны с отходящими газами, образующимися при работе различного типа печей. Например, при наличии небольших количеств хлора во вторичном сырье имеется вероятность образования ПХДД/Ф, в связи с чем предпринимаются усилия по решению вопроса об уничтожении этих опасных соединений.

Все больше внимания как при первичном, так и при вторичном производстве меди уделяется неорганизованным выбросам. Для улавливания неорганизованных выбросов технологических газов необходимо тщательное проектирование технологических установок и процессов.

Используемая при производстве меди вода в основном циркулирует в замкнутых циклах, и сброс промышленных стоков в водные объекты предприятиями отрасли незначителен. В тех случаях, когда такой сброс происходит, в стоках могут содержаться ионы таких металлов, как железо, кадмий, медь, мышьяк, никель, олово, ртуть, свинец, сурьма, цинк. Стоки также могут обладать повышенными значениями показателя кислотности за счет присутствия серной и (существенно реже и в существенно меньших объемах) соляной и плавиковой (фтористоводородной) кислот.

Качество вторичного сырья значительно варьируется, и многие источники не позволяют прямо использовать эти материалы при производстве полуфабрикатов. В этом смысле предприятиям отрасли для получения отсортированного материала необходимой чистоты приходится полагаться на ломозаготовителей, и, хотя для лома существуют согласованные спецификации, качество и чистота лома могут меняться в широком диапазоне. В связи с этим могут быть необходимы дополнительные системы очистки и (или) сокращения выбросов, образующихся при плавке ломов недостаточной чистоты.

Накопленные за многие годы на ряде предприятий отрасли шлаки в последнее время начинают все активнее перерабатываться с целью извлечения полезных компонентов (так, в медеплавильных шлаках содержанием меди может быть сопоставимо с ее содержанием в перерабатываемых рудах). Переработка и использование отвальных шлаков для строительной отрасли нередко ограничиваются экономическими факторами, в частности стоимостью транспортировки до мест конечного потребления таких материалов.