чем выделяется алюминиевая промышленность
Алюминий: свойства, производство и применение
Алюминий – металл серебристо-белого цвета, обладающий достаточно низким удельным весом и хорошо поддающийся плавке и механическим воздействиям. По уровню распространённости в природе он занимает третье место, среди всех химических элементов периодической системы Д. И. Менделеева; среди металлов – первое.
Природные соединения алюминия
В чистом виде алюминий почти никогда не встречается (исключение могут составлять лишь особые восстановительные условия, образующиеся, к примеру, при выходе магмы из жерл вулканов). Гораздо чаще в земной коре присутствуют его соединения:
В водоёмах содержание алюминия колеблется в пределах:
Производство алюминия
Алюминий является одним из самых востребованных металлов современной индустрии. Однако для его производства необходимо пройти несколько этапов, затратить значительное количество энергетических, транспортных и сырьевых ресурсов, использовать много персонала.
Добыча бокситов
Основным видом руды для получения алюминия служат бокситы, причём они являются качественными при содержании искомого минерала в 50% и более. В природе бокситы представлены в глиноподобном виде, массой красно-коричневого кирпичного цвета. Промышленное использование определяется морфологией, составом пород, условиями залегания рудных тел месторождений.
Производство глинозёма
Дальнейшим этапом производства алюминия является метод Байера, с помощью которого осуществляется выпуск 90% объёма мирового глинозёма – оксида алюминия Al2O3, представляющего собой порошок белого цвета. Способ достаточно прост и экономичен, но применим лишь для бокситов, отличающихся высоким качеством и малым содержанием примесей (лучше всего для этих целей подходит кремнезём).
Дробление
Прежде всего, добытые бокситы подвергают дроблению, то есть – раздавливания, раскалыванию и ударам с целью получения материала необходимой крупности и затем уже размалываемого с помощью истирания. Это даёт возможность довести материал до раскрытия зёрен искомого компонента, чтобы в дальнейшем сырьё полностью могло отдать находящийся в нём алюминий.
Выщелачивание
После чего раздробленный оксид алюминия растворяют в концентрированной щёлочи. Для достижения максимального эффекта в раствор добавляют известь. В результате данного технологического процесса получается пульпа, содержащая в себе алюминат натрия и посторонние примеси, первоначально входящие в состав боксита – красный шлам. Балласт удаляют, а полезный состав подвергают декомпозиции.
Декомпозиция
Процесс «выкручивания» – выделения кристаллического алюмината натрия в осадок носит название декомпозиции. Достаточно сложная и длительная процедура, включающая в себя разбавление водой с последующим охлаждением раствора в трубчатых теплообменниках, подразделяется на два этапа:
Электролиз
Следующим этапом производства является электролиз, выполняемый при температуре 950 0 C в ваннах с расплавом криолита. Пропускаемый через раствор электрический ток, величиной более 400кА, освобождает алюминий от кислорода. Жидкий металл собирается на дне ванны для дальнейшего использования или – в качестве отправляемых потребителям слитков, или – для изготовления сплавов.
Литейное производство
Использования алюминия в чистом виде затруднено в связи с недостаточной прочностью, поэтому для её увеличения используют примеси. Химические соединения этого металла, полученные в металлургических процессах, подразделяются на два вида сплавов:
Литейные сплавы
Основными добавками (легирующими элементами) при производстве литейных алюминиевых сплавов выступают:
Высокие показатели полученного литья определяются:
По получаемым качествам, алюминиевые сплавы можно классифицировать на три вида:
Прокат
С помощью горячей или холодной прокатки на прокатных станах, алюминию придают форму, удобную для дальнейшего использования. Это может быть фольга, листы различной толщины, шины. В дальнейшем из этих изделий могут быть изготовлены прутки, трубы, разнообразные профили, находящие широкое применение в различных отраслях экономики.
Экструзия
Экструзия – это продавливание размягчённого в результате расплава металла через формирующий профиль. Наиболее наглядно данный процесс демонстрирует обычная бытовая мясорубка. Процесс позволяет уплотнить и повысить прочность материала экструдированного профильного изделия по сравнению с исходным сырьём.
Переработка алюминия
Современные экономические условия и экологические нормы сформировали ряд требований, выполнение которых как нельзя лучше обеспечивает технология переработка отходов алюминия. Дело в том, что металл сохраняется достаточно долгое время, не подвергаясь коррозии, при необходимости – в спрессованном состоянии. Также процесс переработки не требует большого расхода электроэнергии.
Рынок вторичного алюминиевого сырья представлен отходами изделий:
Собранный алюминиевый лом подвергается сортировке, прессованию, высушиванию, плавлению. После чего направляется потребителям.
Сфера применения
В качестве восстановителя
В силу своих химических свойств, алюминий является сильным восстановителем, так как хорошо вступает в реакцию соединения с кислородом. Данное свойство находит применение для восстановления галогенидов и редких металлов.
В чёрной металлургии
Сталелитейное производство использует алюминий и его сплавы в качестве раскислителей, позволяющих не только избавиться от кислорода, но и исключить возможную пористость готовых изделий под воздействием пузырьков окиси углерода. Также в этой отрасли он применяется в качестве легирующих добавок и модификаторов в виде гранул, порошка и пудры.
Сплавы на основе алюминия
Существуют целые серии сплавов на основе алюминия, пользующихся огромным спросом в качестве конструкционных материалов. В основном это – соединения с магнием, марганцем, медью, легируемые в свою очередь магнием, марганцем, железом и кремнием. Алюминиевые сплавы обладают пластичностью, прочностью, технологичностью, устойчивостью к вибрационным воздействиям и коррозийной стойкостью.
Алюминий, как добавка в другие сплавы
Находит применение алюминий и в сплавах других металлов:
Ювелирные изделия
В последнее время серебристо-белый металл вновь, как полтора столетия назад, стал привлекать внимание ювелиров, желающих внести некоторое разнообразие в стандартный набор используемых материалов. Причём не только в качестве дешёвой бижутерии, но и основы драгоценных изделий, а также и самостоятельных изысканных изделий.
Столовые приборы
Алюминиевые столовые приборы в настоящее время не пользуются такой популярностью, как ранее, по причинам вредности для человеческого здоровья и потери своего внешнего вида в процессе эксплуатации. Хотя некоторое количество их присутствует в общепите. Также некоторая утварь, типа ложек, вилок котелков, фляжек используется в качестве армейской посуды и туристского снаряжения.
Стекловарение
В индустрии производства стекла и стеклянных изделий алюминий и его соединения находят широкое применение:
Пищевая промышленность
Помимо пищевой добавки в продуктах питания E173, алюминий входит в состав антацидных средств, предназначенных для обволакивания органов желудочно-кишечного тракта с целью их обезболивания в ряде заболеваний.
Военная промышленность
Благодаря своим свойствам: лёгкости и податливости, алюминий находит широкое применение в конструкциях разнообразного вида вооружений: от пистолетов и автоматов – до танков, ракет и самолётов. Даже такие экзотические для нашего времени изделия, как арбалеты, шпаги, рапиры, сабли не обходятся без данного минерала.
В ракетной технике
Помимо использования алюминия в качестве материала для изготовления ракет, спутников и иных космических летательных аппаратов; порошок из этого металла, а также окислитель на его основе являются важными компонентами твёрдого топлива – горючего для запуска челноков и ракет.
Алюмоэнергетика
Промежуточная роль алюминия для активизации выработки первичных энергоносителей или непосредственно тепловой и электрической энергии проявляет себя в сравнительно новой отрасли – алюмоэнергетике. Именно здесь, в процессе окисления этого уникального минерала производится:
Месторождения в России и мире
50 месторождений алюминиевых руд расположено на территории России. Крупнейшие из них расположены в Архангельской, Белгородской, Ленинградской и Свердловской областях, а также в республике Коми.
Мировые бокситные месторождения располагаются в 7 регионах мира:
Мировые запасы
Доказанные запасы алюминиевых руд оцениваются в 30 млрд. тонн, ресурсные оценки Геологической службы США доводят эту цифру до 75 млрд. тонн.
Страны, добывающие алюминий.
В 2018 году общемировая выплавка алюминия достигла 60 миллионов тонн, распределившись по странам следующим образом:
Алюминий занимает лидирующее положение среди производимых на планете цветных металлов, уступая в общем металлургическом списке лишь стали.
Алюминиевая промышленность
Вы будете перенаправлены на Автор24
Понятие, структура и факторы размещения алюминиевой промышленности
Одной из отраслей цветной металлургии является алюминиевая промышленность. Она включает в себя целый комплекс предприятий по изготовлению алюминия. Алюминиевые изделия занимают первое место по производству и потреблению во всем мире. Основными потребителями данной продукции являются машиностроение, транспорт, строительство, химическая, пищевая и металлообрабатывающая промышленность.
Алюминиевая промышленность – это подотрасль цветной металлургии, которая занимается добычей алюминиевого сырья и производством глинозема (окиси алюминия), а также кристаллического кремния, металлического алюминия и других видов продукции.
Алюминиевым сырьем являются высококачественные кварциты для производства фтористых солей и концентраты плавикого шпата (флюорита). Также для производства глинозема с целью последующего получения из него алюминия применяются бокситы. При изготовлении алюминиевых изделий тратится значительное количество электроэнергии, поэтому алюминиевая промышленность считается одной из наиболее энергоемких отраслей промышленности. Предприятия данной сферы размещаются в районе мощных источников дешевой электроэнергии.
В структуру алюминиевой промышленности входят следующие производства:
На размещение предприятий алюминиевой промышленности влияют несколько факторов, но основными являются сырьевой и топливно-энергетический фактор.
Готовые работы на аналогичную тему
Главным видом сырья, который используется для производства алюминия, являются бокситы. В них содержится до 60% глинозема. Основные месторождения качественных бокситов расположены в семи регионах:
Производство металлического алюминия – это очень энергоемкий процесс. Поэтому при выборе места расположения производственных предприятий ключевым фактором является наличие источников электроэнергии. Обычно заводы строятся рядом с ГЭС. Именно поэтому можно отметить разделение на регионы, в которых происходит добыча сырья, и где происходит непосредственно создание готового продукта.
Мировая алюминиевая промышленность
Продукция из алюминия находится на первом месте по производству и потреблению в мире.
Одна из наиболее динамично развивающих отраслей в мире является именно производство алюминия. Еще в XIX веке был предложен и практически применен метод получения алюминия из глинозема. В этот период алюминий был очень дорогим металлом.
В настоящее время мировой спрос на алюминий постоянно растет. Он необходим транспортной и строительной индустрии. Также этот металл заменяет тяжеловесную сталь при производстве легковых и грузовых автомобилей, а также велосипедов.
Алюминий применяется для изготовления деталей фюзеляжа самолетов, корпусов автотранспорта и поездов, систем кондиционирования, морских судов, космических кораблей и т.д. он незаменим при производстве телекоммуникационных систем и линий электропередач, телевизионных и спутниковых «тарелок».
Широкое распространение алюминий получил и в химической и металлургической промышленности. Он используется для изготовления упаковочных материалов, банок, баллончиков и аэрозолей. Мировые корпорации по производству мобильных средств связи применяют алюминий при изготовлении своей продукции: Samsung, Sony, Lenovo, HTC, и iPhone.
Мировая алюминиевая промышленность представлена двумя группами компаний:
Мировую алюминиевую промышленность контролируют 6 ведущих предприятий. Это свыше 40% производства всего алюминия в мире.
Развитие российской алюминиевой промышленности
Сегодня алюминиевая промышленность в России является самым развитым сектором экономики. РФ занимает второе место в мире по производству алюминия. Ежегодно изготавливается свыше 3 млн. тонн алюминия, большая часть которого экспортируется.
Алюминий активно используется в строительной отрасли благодаря наличию уникальных свойств:
Также алюминий требуют транспорт, электротехника, машиностроение, потребительские товары. Спрос на алюминиевый прокат для производства тары и упаковки, листовой прокат и профильную продукцию растет с каждым годом. В связи с этим происходит распределение произведенного алюминия на внутренний и международный рынок для удовлетворения потребностей всех потенциальных и реальных потребителей.
Но российская алюминиевая промышленность испытывает и ряд проблем в своей развитии:
Для решения указанных проблем необходимо проанализировать сложившуюся экономическую ситуацию в отрасли, оценить состояние политики снабжения и сбыта, провести реструктуризацию бизнес-процессов.
В целях повышения эффективности развития алюминиевой промышленность следует изучить положительный опыт зарубежных предприятий-производителей алюминия.
АЛЮМИНИЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ В СОВРЕМЕННОМ МИРЕ
Спрос на этот «легкий» металл постоянно увеличивается. Значительные объемы алюминия используются на нужды транспортной (в том числе в транспортном машиностроении) и строительной отраслей экономики (разного рода алюминиевая строительная продукция, алюминиевые кровельные материалы и алюминиевая облицовка зданий). Алюминий продолжает заменять тяжеловесную сталь в производстве легковых и грузовых автомобилей, велосипедов.
Из алюминиевых сплавов делают детали фюзеляжа самолетов, части корпусов автомобилей и поездов, детали топливных систем, систем кондиционирования, части моторов, яхты и морские суда, космические корабли и проч. Алюминий незаменим при производстве линий электропередач и телефонных проводов, радиолокаторов, конденсаторов, телевизионных антенн и спутниковых «тарелок». Расширение применения алюминия в электротехнике подтолкнет спрос на алюминиевые полуфабрикаты, такие как алюминиевая проволока, алюминиевые прутки и алюминиевые профили.
Соединения алюминия находят применение в химической промышленности (катализаторы) и в металлургии (сплавы). В сфере упаковки – это пищевая алюминиевая фольга, алюминиевые баллончики для аэрозолей и алюминиевые банки для напитков. Промышленность по производству мобильных средств связи потребляет немалое количество алюминия. Все ведущие бренды – Samsung, Sony, Lenovo, HTC, Xiaome и iPhone – имеют свои собственные алюминиевые смартфоны.
Алюминиевая промышленность включает в себя три основные стадии, составляющие общий производственный цикл: добычу алюминиевыхруд(бокситов,нефелиновиалунитов),производство глинозема и выплавку металлического алюминия, а также производствопрокатаиполуфабрикатов.Всебольшеезначение в последние годы приобретает производство металла из вторичногосырья. Каждая стадия характеризуется разным количеством потребляемой энергии (производство глинозема – большим количеством тепловой, первичного алюминия – очень большим количеством электроэнергии, вторичного алюминия – небольшим ее использованием).
Стадии алюминиевого производства ныне фактически сформировалисьвотдельныеотрасли.Причемобразовалсязначительный территориальный разрыв между производствами (как между добычей руды и производством глинозема, так и между последним и выплавкой готового металла). В настоящее время на мировойрынокпоступаетоколо30%добываемыхвмиребокситов, а также более 50% произведенного глинозема и выплавляемого алюминия. Подобной степени структурно-географического разделенияненаблюдаетсяниводнойдругойотраслиметаллургии.
Производство алюминия – одна из наиболее динамично развивающихся отраслей, хотя возникла она лишь в конце XIX в., когда был предложен и апробирован способ получения алюминия электролизом глинозема, растворенного в криолите. Алюминий был чрезвычайно дорогим металлом. Сегодня он занимает второе место в мире по объемам потребления среди всех металлов, уступая лишь стали.
Список стран крупнейших производителей алюминия в мире, 2013-2014 гг.
Производство алюминия, тыс.тонн
Годовые производственные мощности, тыс.тонн
Бокситы, глинозем и рециклинг. Как и из чего производят алюминий
На фоне новостей о госперевороте в Гвинее, втором мировом поставщике сырья для алюминия, стоит освежить информацию о том, как производится данный металл и какие страны играют ключевую роль на этом рынке.
Производственная цепочка алюминия выглядит следующим образом:
Добыча бокситов
В мире существует несколько видов алюминиевых руд, но основным сырьем для производства являются именно бокситы. Эта порода добывается преимущественно открытым способом с применением мощной карьерной техники. Около 90% мировых запасов бокситов приходится на страны тропического пояса, причем 70% — на 5 стран: Гвинею, Австралию, Вьетнам, Бразилию и Ямайку.
Крупнейшими производителями бокситов являются Австралия, Гвинея и Китай: там сосредоточено 67% всей мировой добычи.
Производство глинозема (Alumina)
Добытые бокситы дробят, обрабатывают щелочным раствором и выделяют из них глинозем — оксид алюминия Al2O3. В бокситах, как правило, содержится от 40% до 60% глинозема. Полученный глинозем выступает ключевым сырьем в процессе электролиза алюминия. Из одной тонны глинозема в среднем получают 0,5 тонны чистого алюминия.
Электролиз и выплавка первичного алюминия
Под воздействием электрического тока связь между атомами алюминия и кислорода в глиноземе распадается. Алюминий осаждается на дне специальной электролизной ванны, а кислород соединяется с углеродом, входящим в состав анодных блоков, и образует углекислый газ. При производстве одной тонны алюминия выделяется 280 тыс. кубометров газа.
Для производства алюминия требуется очень большое количество электроэнергии, поэтому в состав металлургических холдингов часто входят генерирующие активы. В свете популярного в последние годы тренда на ESG при оценке того, насколько «зеленым» является алюминий, принято оценивать выбросы CO2 от сопутствующей производству электрогенерации.
В России, по данным портала «Сайт об алюминии», около 95% алюминиевых мощностей обеспечены относительно чистой гидрогенерацией. Компания РУСАЛ даже предлагает своим покупателям специальный сорт алюминия с низким углеродным следом под товарным знаком «ALLOW». Совокупные выбросы CO2 при производстве 1 тонны такого алюминия составляют всего около 4 тонн.
Одной из революционных технологий в производстве алюминия является использование в электролизе инертного анода. При этом выделяемый из глинозема кислород не соединяется с углеродом и выбросов CO2 практически не образуется. В 2021 г. РУСАЛ начал тестовые поставки алюминия, произведенного с использованием такой технологии.
Крупнейшие компании–производители алюминия в мире
Изготовление конечных изделий
После электролиза остатки примесей из алюминия удаляют методом переплавки. Из готового первичного алюминия отливают слитки, которые впоследствии будут использоваться для изготовления конечных изделий.
Прямоугольные слитки называют слябами. Они применяются для проката в тонкие листы и производства алюминиевой фольги, банок для напитков, автомобильных кузовов и пр.
Цилиндрические слитки алюминия используют для экструзии — выдавливания через отверстие необходимой формы. Так производится большинство алюминиевых изделий.
При производстве изделий в алюминий могут внедряться различные добавки для производства сплавов, обладающих необходимыми качествами. В промышленности используется свыше 100 различных марок алюминиевых сплавов.
По данным statista.com, на азиатский регион приходится около 78% всего потребления алюминия. На европейский регион — чуть более 11%, на США и Латинскую Америку — 9%.
Переработка
Алюминий, в отличие от стали и некоторых других металлов, не подвержен коррозии и не теряет своих свойств в процессе использования. Изделия из него могут подвергаться переплавке и вторичной переработке в новые продукты — рециклингу.
В развитых странах доля переработки в производстве конечных изделий довольно высока и, по всем прогнозам, будет расти и дальше. По оценке информационного издания Алюминиевый вестник, в странах Евросоюза доля вторичного сырья в автопроме и строительстве достигает 90–95%, в алюминиевой банке — 74%, а в целом в упаковке — 60%.
В России собирается и перерабатывается более 600 тыс. алюминиевого лома. В литой продукции доля вторсырья составляет 59%, в экструзии — 39%, в прокате — 15%.
БКС Мир инвестиций
Последние новости
Рекомендованные новости
Ход торгов. Акции Сбербанка и Газпрома вновь подверглись распродажам
Облигации: взгляд на рынок и рекомендации недели
Как прошла первая утренняя сессия на Московской бирже
5 идей в российских акциях: Просадка в IT и не только
Нефть растет на 2,5% в начале недели. Что происходит
Акции Evergrande упали к 11-летнему минимуму. Что происходит с долгом
Аналитики ожидают рекордную прибыль для акций из S&P 500 в 2022
Акции Ozon упали к цене начала торгов на бирже. Что дальше
Адрес для вопросов и предложений по сайту: bcs-express@bcs.ru
* Материалы, представленные в данном разделе, не являются индивидуальными инвестиционными рекомендациями. Финансовые инструменты либо операции, упомянутые в данном разделе, могут не подходить Вам, не соответствовать Вашему инвестиционному профилю, финансовому положению, опыту инвестиций, знаниям, инвестиционным целям, отношению к риску и доходности. Определение соответствия финансового инструмента либо операции инвестиционным целям, инвестиционному горизонту и толерантности к риску является задачей инвестора. ООО «Компания БКС» не несет ответственности за возможные убытки инвестора в случае совершения операций, либо инвестирования в финансовые инструменты, упомянутые в данном разделе.
Информация не может рассматриваться как публичная оферта, предложение или приглашение приобрести, или продать какие-либо ценные бумаги, иные финансовые инструменты, совершить с ними сделки. Информация не может рассматриваться в качестве гарантий или обещаний в будущем доходности вложений, уровня риска, размера издержек, безубыточности инвестиций. Результат инвестирования в прошлом не определяет дохода в будущем. Не является рекламой ценных бумаг. Перед принятием инвестиционного решения Инвестору необходимо самостоятельно оценить экономические риски и выгоды, налоговые, юридические, бухгалтерские последствия заключения сделки, свою готовность и возможность принять такие риски. Клиент также несет расходы на оплату брокерских и депозитарных услуг, подачи поручений по телефону, иные расходы, подлежащие оплате клиентом. Полный список тарифов ООО «Компания БКС» приведен в приложении № 11 к Регламенту оказания услуг на рынке ценных бумаг ООО «Компания БКС». Перед совершением сделок вам также необходимо ознакомиться с: уведомлением о рисках, связанных с осуществлением операций на рынке ценных бумаг; информацией о рисках клиента, связанных с совершением сделок с неполным покрытием, возникновением непокрытых позиций, временно непокрытых позиций; заявлением, раскрывающим риски, связанные с проведением операций на рынке фьючерсных контрактов, форвардных контрактов и опционов; декларацией о рисках, связанных с приобретением иностранных ценных бумаг.
Приведенная информация и мнения составлены на основе публичных источников, которые признаны надежными, однако за достоверность предоставленной информации ООО «Компания БКС» ответственности не несёт. Приведенная информация и мнения формируются различными экспертами, в том числе независимыми, и мнение по одной и той же ситуации может кардинально различаться даже среди экспертов БКС. Принимая во внимание вышесказанное, не следует полагаться исключительно на представленные материалы в ущерб проведению независимого анализа. ООО «Компания БКС» и её аффилированные лица и сотрудники не несут ответственности за использование данной информации, за прямой или косвенный ущерб, наступивший вследствие использования данной информации, а также за ее достоверность.