Қара металдың минералды-шикізат ресурстары, дәріс

12 Дәріс. Қара металдың минералды-шикізат ресурстары.

12.1 Қара металл кендерінің минералды-шикізат қоры туралы жалпы мәлімет.

Адам өркениеті үшін маңыздылығы жағынан темір ең негізгі металл болып табылады. Қазіргі заманда қоғамдық өндірістегі материалдық қордың көп бөлігі темір мен оның құймалары – шойын мен болаттан тұрады. Олардың жалпы массасы 6 млрд.т. болып машина, ғимарат, көлік құралдары және т.б. пайдаланады. Консрукциялық өндіріс металдарындағы олардың үлесі 95%-дан асады.

Әлемнің темір кенді минералды-шикізат қоры 5-ші геология өндірістік кен орындары түрімен байланысты:

• негізгі темір кені қорын құратын литогрогенді магнетит – герматитивті формаций кен орны (әлемдік қор мен ТМД елдері қорының 70%-ы);
• гидргетит – шамозит – сидеритті кендерінің кен орны;
• контакты – метосоматикалық және гидротермальды – метоматикалық;
• магмотенді ильменит – апатит – магнетитті;
• желден мүжілген темір латерит қабығы.

Темір кенінің ресурстары 130-дан артық елде белгілі және ~1,5 трлн. т. бағаланып, әлемдік расталынған қоры 214 млрд. т. құрайды.

Темір кенін алу 40-тан астам елде жүргізіледі. Барлық алынатын темір алғашқы 4 геолог-өндірістік типтердегі кен орындарынан алынады. 1-ші және 2-ші типтердегі кен орындарынан кен ашық тәсілмен алынса, 3-ші және 4-шіде көбінесе жер астынан алынады.

Расталған қордың көп %-ы мына елдерде:

Ресей – 26,7;                                             АҚШ – 7,5;

Украина – 12,4;                                        Канада – 5,6;

Австралия – 8,4;                                      Бразилия – 5,1.

Марганец маңызды легіндіретін металл болып табылады, оны негізінен металлургиялық өнеркәсіпте пайдаланады. Оның 8%-ын өнеркәсіптің электротехникалық, химиялық және керамикалық салаларында қолданылады.

Марганец кенін оксидтік, карбонаттық, симекаттық және аралас деп бөледі. Тауар кеніндегі өнеркәсіптік қоры 3-ші геолого-өнеркәсіптік тип кен орындарымен байланысты:

• оксидтік, карбонатты және аралас кеннің;
• желден мүжілген латиритті қабықтың кен орны;
• гидротермальды кен орны.

Марганец кенінің әлемдік расталған қорының 90%-ы 1-ші және 2-ші кен орындарында болса, мөлшермен 8%-ы 2-шіде және 2%-ы 3-ші типте.

Марганец кенінің ресурстары 56 елде белгілі және 20 млрд. т. аса бағаланады; бұл елдердегі расталған қоры 5,5 млрд. т. құрайды. Әлемдік расталған қордың ең %-ы көптері:

Украина – 42,0;                                  Габон – 5,0;

ОАР – 20,0;                                         Грузия – 4,0.

Қазақстан – 8,0;

ТМД елдерінде марганец кенінің расталған қоры 3 млрд. т. асады, басты орындарды Украина (Никополь – Большетокман бассейні), Қазақстан (Атасу және Жезді аудандарының кен орындары), Грузия (Чиатур кен орыны) алады.

Хром болаттың қасиетін жақсартатын легіндіргіш металл ретінде көп мәні бар. Хром кені өнеркәсіптің химиялық (14%) және отқа берік (9%) салаларында да қолданылады. Хром және оның қосылыстарын алатын жалғыз өнеркәсіптік кен хромиттер (хромшнинелидтер, хромды темірлер) болып табылады. Олардың құрамында Cr₂O₃ 27-ден 57%-ға дейін бар. Тауарлы хром кені құрамында 40-тан 50%-ға дейін Cr₂O₃ бар. Олардың қатыстары  Сr :Fe > 2,5.  Металлургиялық өнеркәсіпте сонымен қоса хромның темірмен қосылыстарын, ең негізгілері феррохром (55-70% Cr) мен чарж – хром (54% Cr) пайдаланады.

Хром кенінің ресурстары 36 елде белгілі және оны 15 млрд т-ға бағалайды. Хром кенінің расталған қоры ~ 4 млрд. т. құрайды. Оның көп %-ы мына елдерде шоғырланған:

ОАР – 80,0;                                                 Үндістан – 2,5;

Қазақстан – 8,0;                                          Финляндия – 2,0.

Замбабве – 3,0;

ТМД елдерінде хром кенінің расталған қоры 300 млн. т. асады. Оның басым бөлігі Қазақстанда жатса, Ресей мен Украинада шамалы мөлшері бар. Жоғары сапалы кен тобынан тұратын Оңтүстік Кемпірсай кен орны Қазақстанда орналасқан.

Ванадий – феррованадий, кальций ванадаты және ванадий пентаоксиді түрінде шойын мен болатты легіндіру үшін (қолданылатын) қара металлургиядағы (90%-ы қолданылады) ең негізгі қолданылатын металл.

Ванадий кен орнының негізгі түрлері келесілер:

1) мысты ванадий – уранды;

2) ванадийдің негізгі қайнар көзі 1-ші типтегі кен орны, әлемдік қордың 95,8%-ы осында.

Титаномагнетитті және ванадий – уранды кен орнындағы V₂O₅ –тің жалпы қоры ~ 5 млн. т. құрайды. Жеке елдерде олардың таралуы, мың т.:

ОАР – 3850;                                                 Финляндия – 89;

Австралия – 242;                                         Норвегия – 33;

Үндістан – 161;                                            Намибия – 16.

АҚШ – 186;

Ванадий – уран типті кен орнынан АҚШ-та жыл сайын V₂O₅  7 мың т. шейін алынады, ол өнеркәсібі дамыған елдерде алынатын мөлшердің ~ 25%-ын құрайды.

Қара металдар кенін қайта өңдеу технологиясын олардың минералдық және заттық құрамы анықтайды. Кеннің сандық минералды құрамын анықтау қажет. Негізгі және ыңғайы келген компоненттерді анықтау қажет. Негізгі кенді минералды анықтап, құрамы мен байытуы бойынша өзгешеленетін кендер минералдардың түрлілігі мен генероциясын зерттеу қажет.

Темірдің 170 минералы, марганецтің 150 минералы, хромның 30 минералы, ванадийдің 20 минералы белгілі. Олардың көбі 12.1-кестеде берілген.

• -кесте.

Қара металдар кенінің негізгі өнеркәсіптік минералдары

12.2  Қара металлургия тауар өнімдерінің өндірісі және тұтыну туралы жалпы мәлімет.

Тауарлы темір кенінің әлемдік өндірісі мен тұтыну деңгейі 1 млрд. т. тұр. 12.2-кестеде әлемнің басты елдеріндегі темір кені шикізатының өндірісі мен тұтыну туралы мәлімет берілген. Ресей, Бразилия, Үндістан, Украина және Австралия өздерінің өнеркәсіптерін темір кенімен толығымен қамтамасыз етіп, оны экспорттаушы елдер болып табылады.

12.2-кесте.

Тауарлы темір кенінің өндірісі және тұтынуы әлемдік %-дан

Темір кенді өнімді сатудың халықаралық көлемі 400-500 млн. т. деңгейінде тұр. Әлемнің басты елдерінде темір кенді өнімді импорттау және экспорттау туралы мәлімет 12.3-кестеде берілген.

12.3-кесте.

Тауарлы темір кенді өнімнің экспорты мен импорты әлемдік %-дан.

2000 ж. болаттың әлемдік өндірісі рекордтық деңгейге 847,2 млн. т-ға жетті, 1997ж. жасалған рекордтық деңгейден 6%-ға көтерілді. Болаттың жалпы өндіріс көлемінің 70,4%-ы әлемнің ондаған ірі өндіруші елдерінің үлесіне жатады.

12.4-кесте.

Болатты ірі өндіруші елдер млн т.

12.5-кесте

ТМД елдеріндегі шикізаттың маңызды түрлерінің өндіріс көлемі мен қара металлургия өнімдерінің көлемі

ТМД-дағы 8 елде болат өндірісі іске асырылды (Ресей, Украина, Қазақстан, Белорусь, Грузия, Азербайджан, Молдова, Өзбекістан), оларды бастапқылары Ресей, Украина және Қазақстан болып табылады.

Дайын прокаттың сортаменті мен өндіріс динамикасы 12.6-кестеде берілген.

12.6-кесте.

Дайын прокаттың сортаменті

Темір кенді өнімге әлемдегі нарықтың бағасы соңғы жылдары аз мөлшерде өзгерді. Темір кенінің тауарлық сапасына байланысты тоннаның бағасы 17 доллардан 30 долларға дейін тербеліп тұрады, ал темір шекемтас (окатыш) тоннасы 28 доллардан 30 долларға дейін. 2002 ж. әлемдік нарықта металл өнімдерінің бағасы мөлшермен: сортталған болат 210-нан 245 дол, т., катанка 175-тен 190 дол, т., ыстық жазылған бет 190-нан 200 дол, т., тұрды.

Тауарлы марганец кенінің әлемдік өндірісі 21-23 млн. т. құрайды. Өндіруші ірі елдер, әлемдік деңгейдегі алатын %-ы:

Қытай – 22,0;                                          Автралия – 10,0;

ОАР – 15,0;                                               Габон – 9,0;

Украина – 14,0,                                       Үндістан – 8,0.

Бразилия – 10,0;

Марганец құймалары – ферромарганец пен силикомарганецтің әлемдік өндірісі 3,5-4 және 3-3,5 млн. т. құрайды. Айтылған өнімдерді өндіруші бастапқы елдер – Қытай, ОАР, Франция, Жапония, Норвегия, Украина, Бразилия.

Тауарлы марганец кенін негізгі пайдаланушы болып табылатын елдер, әлемдік пайдаланатын:

Қытай – 43,0;                                   Бразилия – 9,0;

ОАР – 10,0;                                      Үндістан – 8,0.

Марганец құймаларын ірі көлемде қолданушылар болат балқыту индустриясы дамыған елдер болып табылады: Қытай – 28%, Жапония – 21%, АҚШ – 18%.

Марганец өнімдерін әлемдік сату көлемі 7-9 млн. т., тауарлы марганец кеніне 75-80% тиеді. Марганец құймаларын бастапқы экспорттаушылар – Норвегия, Қытай, Бразилия, Франция және Автралия.

Марганец кенін негізгі сатып алатын елдер Қытай, Норвегия, Оңтүстік Корея, АҚШ. Марганец құймаларын АҚШ, Германия, Жапония, Оңтүстік Корея, Тайвань, Түркия, Канада әкеледі. Әлемдік нарықта марганец өнімдерінің бағасы (ферромарганец пен силикомарганецтікі) 400-ден 450 долларға дейін.

Тауарлы хром кенінің өндірісі 9-13 млн. т. деңгейінде тұр. Әлемдік деңгейдегі алатын %-ы.

ОАР – 45,0;                                               Түркия – 9,0;

Үндістан – 12,0;                                       Зимбабве – 6,0.

Қазақстан – 10,0;

Әлемдік феррохром өндірісі 3-4,5 млн. т. құрайды. Хром өнімдерінің өндірісі ОАР, Қазақстанда, Үндістанда, Зимбабведе және Финляндияда жүзеге асырылады.

Әлемдік нарыққа 3,5 млн. т-дан 5 млн. т-ға шейін тауарлы хром кені түссе, 3 млн. т. дейін феррохром келеді. Кеннің экспорты ОАР-да, Түркияда, Қазақстанда, Үндістанда жүзеге асырылса, феррохромдікі – ОАР-да, Қазақстанда, Қытайда және Ресейде жүреді. Хром өнімдерін импорттайтын және татталмайтын болат өндіруші елдер: Жапония, АҚШ, Германия, Франция, Италия.

Әлемдік нарықта хром өнімдерінің бағасы тұрақты емес. Татталмайтын болат өндірісінің үлкеюі хромитке сұраныстың көтерілуі мен бағаның жоғарылауына әкеледі – 70-80-нен 140-170 долларға дейін, т.

Әлемнің бастапқы елдерінде ванадий пентаоксидінің (V₂O₅) жылдық өндірісі 37,7 мың т. құрайды, оның ішінде: ОАР – 20; АҚШ – 9,9; Финляндия – 3,3; Норвегия – 2; Намибия – 1; Чили – 1,5.

Ванадийдің негізгі тұтынушылары – АҚШ (барлық тұтынудың 30%-ы), Жапония және Батыс Еуропа елдері. Ванадийды негізгі экспорттаушы – ОАР, 1 кг V₂O₅  бағасы 7-8 доллар тұрады.

Қара металл өндірісінің әлемдік көлемінің мөлшері:

Темір (болат) – 750-850 млн.т;

Марганец – 10-12 млн.т;

Хром – 5-7 млн. т;

Ванадий – 45 мың т.

12.3 Қазақстан Республикасында қара металл өндірісі мен тұтынуы, минералды-шикізат қоры жағдайы мен даму келешегіне талдау.

Минералды-шикізат қорындағы әлемдік темір кені саласындағы бастапқы рөлі 10 елге жатады (Ресей, Украина, АҚШ, Австралия, Үндістан, Канада, Бразилия, Қазақстан, Қытай және ОАР) расталған қордың 72%-ы осы елдердің үлесіне түседі. Зерттелген қордың сандық мөлшері бойынша темір кенінен республика әлемде 8-ші орын алады.

Хром кенінің қоры мен оны алудан әлемде ОАР-дан кейін 2-ші орында тұр. Елімізде әлемдік қордың хром кені бойынша 30%-ы, марганец кенінің 25%-ы және темір кенінің 10%-ы бар. Солтүстік Батыс Қазақстанда пайдалы қазбаны өнеркәсіптік игеру келешегі мен зерттелу жағдайы (Торғай майысқан жері) Урал, Сібір металлургиялық зауыттарында шикізат қорының айтарлықтай кеңейгенін көрсетеді. Бұл ауданда темір кенінің  негізгі орны жатыр. Торғай майысқан жерінің негізгі темір кені белдеуінің кен орны контакто-метасоматикалық типте берілген (Кагар, Давыдов және Введендік) және скарналы (Соколов, Сарыбай, Ломоносов, Адайлық және т.б.), гидросиликатты (Қоржынкөл, Шағыркөл т.б.) және әктасты – скрапты формация типшесінде берілген.

Темірдің буротемірлі кенінің  геологиялық және генезистік ірі кен орындары Лисаков пен Аятқа айтарлықтай түзетулер жүргізіледі. Сонымен Лисаков ГОК-ының шикізат қоры кеннің сомалық баланс қорымен анықталады. 3,4 млр. т. 10 млр. т. қордағы  темірдің мөлшері 37%-ға жететін Аят бассейнінің кендері өнеркәсіптік игеруге алынатын болады.

Кагар кен орындары қордың жедел өсуінің арқасында сахарлы-магнетитті және титан магнетитті кенінің шикізат қоры 4,6-дан 7,6 млрд. т-ға дейін өсті.

Кремний – темір – марганецті формацийдің кен орны Жақсы – Тасобамен марганец кенінің Атасу мен Жезді аудандарындағы кен орындары Қазақстанның металлургиялық өнеркәсібін әлі 20-30 жыл толығымен қамтамасыз ете алады.

Қазақстанда жоғары сапалы хром кенінің сенімді шикізат қоры бар. Молодежное, ҚазССР-не 40 жыл, Миллионное, Алмаз – Гауһарлы, Первомайская деген кен орындары бар.

Металлургиялық өнеркәсіпте ванадийдің қайнар көзі темір кенді – титаномагнетиттер мен ванадийлі кендер болып табылады.

Қазақстанда ванадий кенінің кен орны бар: Роскоэлитті – Баласаусқандық және Жабағылы; ванадий бар темір кен орны – Аят және Лисаков.

Еуразия жерінде Қазақстанның географиялық ерекшелігі есептелген Қазақстан 2030 стратегиясында қара металлургияны 2001-2010 жылдары дамыту туралы жазылған. Соңғы жылдары Қазақстанда тұрақтылық пен өнеркәсіптілік және аграрлық кешеннің тұрақты қалыптасуының басталғаны байқалады. Ол сортталған өнімдердің импорттауын үлкейтті. Сонымен, 2000 жылы көміртектен, төмен легірленген және легірленген болаттан жасалған металл өнімнің 450 мың т. импортталған.

Металл өнімнің өндірісі мыналардан тұрады: 3,69 млн. т. дайын прокат, түрлі маркадағы ферроқұймалар – 960,3 млн. т. Қазіргі уақытта болаттан жасалған барлық сортталған прокат тасылады және 450 мың т. құрайды.

2000 жылда ферросиликомарганецтің импорты ~ 2 млн.т.  құрап, 147,1 мың АҚШ долларына бағаланды. Темір жолдары үшін қара металдан жасалған бұйым көлемі 34,7 мың т. құрап, сомасы 9,5 млн. АҚШ доллары болады. Қара металдан жасалған құбыр көлемі 267,9 мың т. болып, сомасы 208,4 АҚШ доллары болды.

Бүгінгі күні өнеркәсіптік өндіріс құрылымында қара металлургия үлесіне шығарылған тауар өнімінің 11%-ы келеді. Қара металлургия өзінің өнеркәсіптік жоғары концентрациясымен сипатталып темір, хром және марганец кендерін алу және дайындау өнеркәсіптерінде қолданылып тұр. Яғни болат және тегіс прокат, шойын, ақ жесть, кокс, ферроқұймаларын өндірумен.

Металлургиялық өндіріс басым жағдайда, негізгінен балаттан жасалған тегіс прокат шығарады.

Ферроқұйма өндірісіне тауарлы өнім саласының 24%-ы тең келеді. Ферроқұймалар негізінен феррохром мен ферросилицияны шығарады. Ферросилихром  үлесі 67 %-ға тең.

Ферроқұйма өндірісі феррохром өнеркәсібі (Ақтөбе қ.) мен Ақсу ферроқұйма зауытында (Ақсу қ.) жүргізіледі.

Қазақстанның мемлекеттік саясаты озық металлургия кешендерін дамытуға көзделгендіктен өндіріс жоғары технологиялармен қамтылып, импортты ауыстыратын және экспортқа бағытталған өнімдер шығарады.

 Незгізгі әдебиеттер  9 [67 – 71], 11 [13 – 54], 12 [7 – 71] Қосымша әдебиет 19 [68 – 71].

Бақылау сұрақтары:

1. Темір, марганец, хром және ванадий кендерінің қорын әлемдік бағалауы қандай?
2. Темір, марганец, хром және ванадий кендерінің әлемдік расталған қорының көлемі қандай?
3. Қазақстандағы негізгі темір кенінің кен орнын ата.
4. Тауарлы темір және марганец кенінің негізгі компоненттерінің мөлшері қандай?
5. Темір, марганец, хром және ванадий кендерінің негізгі минералдарын ата. Олардың химиялық формуласын жаз.
6. Қазақстандағы жоғарғы сапалы хром кенінің кен орнын ата, ондағы Cr₂O₃ мөлшерінде ата.
7. Темір кенін өндіру мен тұтыну бойынша әлемдегі бастапқы елді ата.
8. Болаттың әлемдік өндірісі қандай? Болат өндіретін ірі елдерді ата.
9. Темір кені, шойын, болат және дайын прокат өндірісінде ТМД елдерінің әлемдік көлемде алатын үлесі қандай?
10. Солтүстік Батыс Қазақстан пайдалы қазбаны өнеркәсіптік игеру келешегі мен зерттелу жағдайын сипатта.
11. Қазақстан Республикасында қара металлургияны дамыту үшін ұстап отырған стратегиясы қандай?
12. Қазақстандағы негізгі қара металлургия өнеркәсіптерін ата, олардың технологиялық бағыттарын сипатта.