Главные факторы размещения алюминиевой промышленности

Рекуперация энергии в алюминиевой промышленности

Потенциал рекуперации энергии в энергоемких отраслях промышленности огромен.
Особенность производства алюминия в рекуперации, как процесс, позволяющий сохранить часть энергии. В настоящее время высокие затраты на электроэнергию и энергетическая нестабильность привели к сокращению первичного производства этого белого металла в большинстве регионов нашего мира.

Энергетический менеджмент должен изучить способы снижения энергопотребления и общей стоимости, такие как:

1. Искать энергетические добавки к поставляемой по сетям электроэнергии, такие как распределенная генерация и возобновляемые источники энергии, в частности гидроэнергия.
2. Повышение энергоэффективности и снижение затрат.
3. Контроль и управление качеством углерода, кокса, торфяного и древесного дегтя и другого сырья для первичного производства.
4. Улучшенные контрольно-измерительные приборы и системы управления для получения оптимальных электромагнитных эффектов и перемешивания металла для требований подачи глинозема.
5. В будущем алюминиевая промышленность, возможно, потребует замены процессов Байера.

Технологические отходы, особенно те, которые образуются при первичном производстве, могут помочь производителям алюминия минимизировать отходы, устранить потоки отходов и улучшить утилизацию отработанного тепла, особенно из отходящих газов.
Для плавки, затвердевания и рециркуляции, а также для рекуперации энергии альтернативные чистые источники энергии могут помочь промышленности удовлетворить свои энергетические потребности при дальнейшем минимизации ее воздействия на окружающую среду, возможно, используя следующие технологии:

• Комбинированная теплоэнергетика
• Распределенная генерация
• Использование водородного топлива и топливных элементов
• Индукционная плавка с использованием возобновляемых источников электроэнергии.

Что такое выплавка алюминия и как производится этот металл?

Бокситы – основная руда, используемая для производства алюминия. Они содержат 30-60 % от массы глинозема, и извлекаются открытым способом добычи, где слой почвы поверх месторождения глинозема, обычно называемый вскрышным, удаляется. Обычные буровые или взрывные работы не проводятся из-за мягкого характера бокситовых месторождений. Более богатые руды используются в качестве добываемых. Руды более низкого качества могут быть полезны путем дробления, промывки и последующей сушки для удаления отходов глины и кремнезема.
Добытый боксит затем транспортируется на заводы.

Производство металлического алюминия состоит из трёх основных этапов:

1. Добыча бокситов – руда с повышенным содержанием этого металла.
2. Очистка. Производство глинозема из боксита осуществляется методом Байера, при котором боксит переваривается при высокой температуре и давлении в сильном растворе каустической соды. Полученный гидрат кристаллизуют и прокаливают до оксида в печи или кальцинаторе с псевдоожиженным слоем.
3. Восстановление путем электролитического рафинирования. Алюминий получают электролизом из расплавленного оксида алюминия Al2O3. Производство из глинозема до первичного алюминиевого металла использует электролитический процесс Холла–Херулта с использованием углеродных электродов и криолитового флюса для получения металла высокой чистоты (>99,99%).

Общее понятие о хозяйственном комплексе и его структуре

В процессе своего развития человек непрерывно сталкивается с проблемой удовлетворения своих потребностей. Суть проблемы заключается в том, что потребности человека безграничны, а возможности их удовлетворения очень ограничены.

Потребностями называют субъективные ощущения человеком нужды в чем-либо. Средство, способное удовлетворить возникающую потребность называется благом.

Часть благ являются бесплатными – атмосферный воздух, вода из ручья и т.п. Но большую часть благ необходимо создавать (экономические блага). Поэтому они обладают определенной рыночной стоимостью и потребительской ценностью. Равновесный показатель этих величин образует рыночную цену. Экономические блага создаются в процессе труда.

Трудом называется сознательная деятельность человека по созданию материальных или духовных благ. Изготовление (создание) материальных и духовных благ в массовом масштабе называется производством.

Но само производство это только основной процесс. Для его обслуживания требуются также определенные операции и предприятия. Так формируется хозяйственный комплекс (или экономика).

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Экономикой называется совокупность предприятий, взаимодействующих между собой в процессах изготовления, обмена, распределения, реализации и потребления материальных и духовных благ.

Экономика является основой, базисом формирования и развития общества и социально-экономических формаций. Это очень разветвленная и сложная система. Как и любая сложная конструкция, хозяйственный комплекс имеет свое строение (структуру). Экономике свойственны отраслевая и территориальная структуры.

Отраслевой структурой называется разделение хозяйственного комплекса на отдельные отрасли и межотраслевые образования.

Отрасль – это совокупность предприятий и организаций, выпускающих однородную продукцию или выполняющих подобные однотипные операции.

Экономика любой развитой страны имеет разветвленную отраслевую структуру, в которой выделяют несколько основных направлений (макроотраслей), которые в свою очередь делятся на разделы (отрасли более низкого порядка). Так, например, выделяют следующие макроотрасли:

Задай вопрос специалистам и получи ответ уже через 15 минут!

• промышленность;
• сельское хозяйство;
• транспорт и связь;
• строительство;
• непроизводственная сфера.

В промышленности можно выделить крупные блоки отраслей: металлургия, машиностроение, химическая промышленность, энергетика и пр. Металлургию делят на черную и цветную. В цветной металлургии выделяют отрасли в зависимости от производимого металла. Все деление на отрасли относительно условно. В каждой стране возможны свои системы отраслевого деления национальной экономики.

Территориальной структурой экономики называют распределение предприятий по территории страны или региона.

Ответ

На размещение предприятий алюминиевой промышленности оказывает значительное влияние целый ряд факторов. В общих словах можно сказать, что факторы размещения алюминиевой промышленности и черной металлургии достаточно сходны между собой, но на современном этапе их влияние на эти два вида производства значительно различается.

Основным сырьем, которое применяется в производстве первичного алюминия, являются бокситы, в которых содержится более всего оксида алюминия (глинозема) — 35-60%, кроме этого в промышленном производстве получили применение и нефелины — 25-30%, а также алуниты — 20-22%. Основные запасы наиболее качественных бокситов сосредоточены в 7 регионах:

Африка (Центральная и Западная)Южная Америка (Бразилия)Карибы (Ямайка)Страны Океании и юга АзииКитайСредиземноморский регионРоссия (Урал)

При этом более чем 90% этих запасов находится в первых 4 регионах, в то время как промышленное производство первичного алюминия находится на более высоком уровне именно в других странах. Именно это наглядно доказывает влияние следующего фактора, наиболее других определяющего расположение предприятий по производству алюминия.

Само по себе производство металлического алюминия является очень энергоемким процессом. Так для производства всего 1 тонны металла необходимо около 2 тонн бокситов и более чем полтонны угольных анодов. Но это мелочи по сравнению с количеством электроэнергии, ее необходимо более 18 МВт-Ч, именно это и является главным фактором при выборе места расположения предприятий по производству алюминия. Стоимость перевозки сырья, не идет ни в какое сравнение со стоимостью электроэнергии. Красноречиво об этом свидетельствует тот факт, что 75% вырабатываемой Братской ГЭС электроэнергии идет на нужды Братского алюминиевого завода (концерн РУСАЛ).

Именно поэтому уже сейчас четко прослеживается разделение на регионы, в которых происходит добыча исходного сырья, и где происходит непосредственно плавка. Россия тоже не стала исключением. Уверенно удерживая второе место в мире по производству алюминия, отечественная промышленность испытывает огромную потребность в бокситах, почти треть всего объема сырья импортируется. А больше всего предприятий по производству находятся именно в восточных регионах, где существуют огромные генерирующие мощности, использующие энергию рек. Кроме того, производство требует и наличие больших запасов воды, что тоже сыграло свою роль. Но такое распределение существовало не всегда, проследить это можно также на примере России.

Изменения в размещении производящих алюминий предприятий.

Данная отрасль начала свое стремительное развитие еще в период проведения первых пятилеток. Тогда основная масса предприятий располагалась именно у источников недорогой электроэнергии, и частично работало на местном сырье. Такое расположение полностью устраивало всю промышленность, значительно снижались расходы на транспортировку готовой продукции.

В период второй мировой войны большая часть производственных мощностей была перенесена на Урал, причиной в первую очередь стали политические факторы, и это понятно, стране был нужен алюминий на военные цели, тем более в регионе уже разрабатывались местные источники сырья. В послевоенные годы происходит обратный отток на европейскую часть России,факторы размещения алюминиевых предприятий не делись никуда, и опять основным вопросом было наличие дешевой энергии.

Уже во второй половине 20 века началось масштабное освоение Сибири, началось строительство грандиозных гидроэлектростанций, что сразу же сказалось и на размещении основных производственных мощностей алюминиевой промышленности. Наиболее крупные алюминиевые комбинаты расположены в Красноярске, Братске.

В размещении подобных предприятий практически ничего не изменилось и сейчас, правда значительно изменилась политика корпораций. Уже сейчас ощутимый дефицит сырья заставляет, как уже говорилось, импортировать его значительную часть. Именно поэтому алюминиевые гиганты обратили свой взор на иностранные рынки сырья, сейчас обычным делом стало не только вкладывать в них средства, но и выкупать их полностью. Кроме этого, на современном этапе, созданы целые вертикально-интегрированные корпорации, в которые входят и сырьевые месторождения, и генерирующие мощности инепосредственно алюминиевые комбинаты.

На основании выше изложенного можно сделать вывод, основным фактором, влияющим на расположение алюминиевых предприятий, на сегодняшний день является именно энергетический. Наличие источника дешевой электроэнергии покрывает все расходы, связанные с транспортировкой сырья и готового продукта.

Промышленность: классификация и факторы размещения

Раздел ЕГЭ: 4.2. Ведущие страны — экспортеры основных видов промышленной продукции.
Факторы размещения производства

Промышленность — ведущая отрасль мирового хозяйства. Промышленность (от рус. промышлять, промысел) — совокупность предприятий (заводов, комбинатов, фабрик, рудников, шахт, электростанций), занятых производством орудий труда (как для других отраслей народного хозяйства, так и для самой промышленности) и потребительских товаров: добычей сырья, топлива, производством энергии, обработкой материалов и продуктов, произведённых в промышленности или в сельском хозяйстве.

Существует несколько классификаций промышленности:

1. Деление промышленности на группу А и В: промышленность группы А (средства производства) и группы В (предметы потребления).

2. Деление отрасли на тяжелую и легкую.

3. По характеру воздействия на предмет промышленность делится на две группы: добывающая (добыча и подготовка сырья) и обрабатывающая (переработка сырья и выпуск готовой продукции).

4. Отраслевая классификация: электроэнергетика, топливная промышленность, черная металлургия, цветная металлургия, химическая промышлeннoсть, машиностроение и металлообработка, лесная промышленность, прoмышлeнность строительных материалов, легкая промышленость, пищевая промышленность.

Основные факторы, влияющие на размещение отраслей промышленности (факторы размещения):

• территориальный (экономико-географическое положение);
• природно-ресурсный, или сырьевой (степень обеспеченности территории ресурсами);
• транспортный (наличие магистралей и транспортных узлов, с помощью которых можно доставлять грузы);
• трудовые ресурсы (степень обеспеченности рабочей силой);
• наукоёмкое (новые и новейшие отрасли тяготеют к крупным научным центрам);
• экологический (вынос «грязных» производств за пределы зон концентрации населения).

Группировка отраслей по факторам размещения:

• Отрасли, тяготеющие к источникам сырья (ресурсозависимые): чёрная металлургия, топливная промышлeнность, прoмышленнoсть строительных материалов, целлюлозно-бумажная и др.
• Отрасли, тяготеющие к источникам дешёвого топлива и электроэнергии (энергоёмкие): цветная металлургия, химическая промышленость (производство химических волокон, пластмасс, синтетического каучука).
• Отрасли, тяготеющие к районам с трудовыми ресурсами: электротехника, приборостроение, швейная прoмышленность, текстильная, обувная и др.
• Отрасли, ориентированные на потребителя: пищевая промышлeнность, нефтепереработка, электроэнергетика и др.

Тяжёлая промышленность

Тяжёлая промышленнoсть — комплекс отраслей промышленности, производящих преимущественно средства производства: орудия труда, сырьё, топливо.

Энергетика (топливно-энергетическая промышленность, ТЭК) — базовая отрасль тяжёлой промышленности (снабжает другие отрасли ресурсами), основа функционирования производства в любом государстве. Уровень развития энергетики — один из важнейших показателей состояния и развития хозяйства государств, регионов и мира в целом.

Энергетика состоит из двух подотраслей:

• топливной промышленности;
• электроэнергетики.

В смотрели конспект урока по географии «Промышленность: классификация и факторы размещения». Выберите дальнейшее действие:

• Вернуться к Списку конспектов по географии
• Найти конспект в Кодификаторе ОГЭ по географии
• Найти конспект в Кодификаторе ЕГЭ по географии

Факторы размещения химической промышленности

Значительное влияние на размещение предприятий химической направленности проявляют четыре определяющих фактора:

• потребительский фактор;
• сырьевой фактор;
• энерго-ресурсный фактор;
• экологический фактор.

Эта отрасль отличается от прочих тем, что в ней существует возможность создания материалов, которых не существует в природе. По характеристикам материалы могут превосходить продукты природного происхождения. Использование таких материалов позволяет экономить производительный ресурс человека и сырьё.

Рис. 1. Химический комбинат вблизи естественного водоема.

У промышленности химической направленности практически безграничная сырьевая база. Часто эта особенность позволяет получать один и тот же продукт из разных видов сырья.

Теоретически предприятия химической направленности можно создавать практически повсеместно.

Химические технологии довольно разнообразны. Это позволяет использовать перспективу комплексной переработки любого вида сырья.

Рис. 2. Перерабатывающее предприятие.

Структура алюминиевой промышленности [ править | править код ]

Алюминиевая промышленность охватывает следующие основные производства,

• добычу алюминиевых руд;
• производство глинозёма (окиси алюминия) из руд или рудных концентратов;
• производство электродов и анодной массы;
• производство фтористых солей (криолита, фторидов алюминия и натрия);
• выплавку металлического алюминия;
• получение полуфабрикатов из алюминия.

Основным природным сырьём для получения глинозёма с целью последующего получения из него алюминия, являются бокситы. Для производства одной тонны металлического алюминия требуется примерно 1930 кг глинозёма, 50 кг фтористых солей, 550 кг угольных электродов (анодной массы или обожжённых анодов) и до 18 000 квт-ч электроэнергии. Алюминиевая промышленность — одна из наиболее энергоёмких отраслей промышленности, поэтому важнейшим условием её развития является наличие мощных источников дешёвой электроэнергии.

Необходимое оборудование

Для добычи бокситов, преобразования руд в глинозем и извлечения чистого металла требуется следующее оборудование:

1. Механизмы раздачи глинозема: предназначены для транспортировки порошкообразного оксида алюминия внутри цеха и дозированной подачи глинозема к электролизным машинам.
2. Катодная ошиновка: представляет собой гибкие ленты катодных спусков, прикрепленных к стержням катодных шин, выполненных из стальных материалов.
3. Газоочистительные установки: используются для очистки помещения от газов, образующихся во время производства фторида алюминия сухим способом.
4. Монтажное оборудование: краны линейного и технического предназначения.
5. Электролизер: прибор для разделения основных компонентов глинозема при помощи электрического тока во время электролиза.

В зависимости от технологических особенностей производства требуется большое количество барабанных вращающихся печей. Они используются при сухих методах производства

При организации предприятия важно обеспечить оборудование для электролиза глинозема электроэнергией

Особенности производственного процесса

Металлургические заводы относятся к разряду промышленных предприятий, которые подвергают используемое сырьё нескольким этапам обработки. После добычи минеральных образований происходят расплавление чугуна, производство качественной стали и финальная прокатка. Всего существует две разновидности металлургических заводов:

• Производство чугуна, а также стали. В последнем случае речь идет о сплаве железа, состоящего из 2% углерода, марганца, небольшого количества кремния, а также фосфора и серы.
• Изготовление стали и прокат.

Каждый этап производства отличается своей сложностью и повышенной опасностью для рабочих. Чтобы получить качественную сталь, нужно добыть железную руду, известняк, а также уголь. Металлургическая промышленность состоит из нескольких этапов:

• На обустроенных горно-обогатительных комбинатах минералы отделяются друг от друга в зависимости от физических и химических свойств.
• Найденные залежи угля обязательно коксуют.
• В специальных доменных печах плавят чугун.
• Для производства высококачественной стали используются кислородные конвертеры. На многих заводах установлены мартеновские печи.
• На обжимных станках прокатывают полученные слитки из стали. Каждый производственный этап обязательно контролируют, чтобы исключить вероятность наличия брака.
• На финальном этапе мастера выполняют прокатку полупродуктов при помощи различных станков.

Специальное углеродсодержащее топливо необходимо для обеспечения доменного процесса. Эту потребность в полном объёме обеспечивает коксохимическое производство. Большую прибыль государству приносит цветная металлургия. Факторы расположения заводов базируются на залежах ископаемых. Сложнее всего с золотодобывающей промышленностью.

Без наличия мощных энергетических ресурсов изготавливать качественный металлопрокат на серийном уровне просто невозможно. Именно этот фактор постоянно стимулирует дальнейшее развитие электроэнергетики, а также других отраслей экономики страны. Благодаря правильному подходу на территории России в производстве металлопроката задействованы десятки крупных комбинатов и заводов.

Краткое описание

Россия по праву занимает одно из лидирующих мест по изготовлению высококачественной стали. Металлургической промышленности отведена лидирующая роль в сфере валового внутреннего продукта РФ. Единственным крупным конкурентом является нефтегазовый сектор. Регулярный экспорт востребованной продукции из лёгких и тяжёлых металлов гарантирует своевременное зачисление валюты в экономику государства.

Чёрная и цветная металлургическая промышленность постоянно развивается. Стабильно функционирующие предприятия выпускают товары, которые получили большой спрос в различных отраслях. При поддержке чёрной металлургии создаются высокооплачиваемые рабочие места. Металлопрокат является основой строительства и автомобильной промышленности.

Благодаря высоким прочностным характеристикам металлопрокат является наиболее востребованным материалом во многих отраслях. Только тщательное изучение всех аспектов промышленности поможет разобраться в том, каков принцип выбора подходящего места для размещения предприятий цветной металлургии. Факторы, влияющие на итоговую прибыль предприятия, должны быть проанализированы до составления проектной документации.

История [ править | править код ]

В 1854 году французским учёным Анри Этьеном Сент-Клер Девилем (Sainte-Claire Deville), был открыт способ промышленного производства алюминия, основанный на вытеснении алюминия металлическим натрием из двойного хлорида натрия и алюминия NaCl·AlCl₃. За 36 лет его применения, с 1855 по 1890 гг., способом Сент-Клер Девиля было получено 200 т металлического алюминия .

Рост производства был особенно быстрым во время и после Второй мировой войны. Производство первичного алюминия (без учёта производства Советского Союза) составляло только 620 тыс. т в 1939 году. В 1943 году оно возросло до 1,9 млн т. В 1956 году во всем мире производилось 3,4 млн т первичного алюминия, в 1965 году мировое производство алюминия составило 5,4 млн т, в 1980 — 16,1 млн т, а в 1990 — 18 млн т. Производство алюминия в мире в 2007 году составило 37,41 млн тонн (по данным Международного института алюминия (International Aluminium Institute, IAI) и продолжает развиваться очень большими темпами. Применяются Технология Содерберга и другие технологии.

Металлургические предприятия и их специфика

Наибольшей финансовой выгоды можно добиться в том случае, если постараться в одном месте возвести производственные объекты из разных отраслей. Благодаря этому не возникнет вопросов по поводу того, какой следующий шаг предпринять, чтобы металлургические комбинаты смогли сэкономить до 50% на транспортировке сырья. При правильном подходе можно существенно упростить принцип управления промышленным объектом:

• Для слаженной работы электрометаллургических заводов нужен большой запас металлолома и электрической энергии. В 98% всех случаев такие предприятия строят максимально близко к крупным гидроэлектростанциям.
• Большие объёмы воды нужны металлургическим заводам, что обусловлено особенностями технологического процесса. Такие предприятия строятся вблизи рек, озёр, морей.
• Огромное значение имеет экологический фактор. По действующему законодательству запрещено строить металлургические комбинаты возле природоохранных зон. В процессе проектировки учитывается направление ветра в конкретной местности.

По этой причине специалисты проектных институтов стараются разработать новые виды предприятий для производства стали, чтобы они соответствовали всем нормам защиты окружающей среды.

Большим разнообразием обладает цветная металлургия, которая подразделяется на несколько категорий: свинцово-цинковую, медную, титаномагниевую, никелькобальтовую, а также алюминиевую и благородные металлы. Российское производство занимается изготовлением более 70 видов цветных металлов. Около 50% промышленных заводов России специализируются на алюминии.

Для развития чёрной металлургии большое значение имеет то, насколько далеко от крупных морских и речных портов находится производственный объект. Эффективность экспортных поставок будет сведена к минимуму, если нет возможности отгружать изготовляемую продукцию морским транспортом, который является наиболее доступным. Аналогичные требования действуют и в том случае, если речь касается производства меди. Факторы размещения предприятия во многом зависят от близости расположения речной системы.

Методы получения

Оксид алюминия был впервые извлечен из боксита, т. е. из руды. Процесс в котором боксит переваривается под давлением с каустической содой (гидроксидом натрия) называется процессом Байера. Оксид растворяется с образованием алюмината натрия, который отфильтровывается. Этот процесс называется прокаливанием, в результате которого образуется оксид.
При выплавке алюминия в печи происходит процесс электролиза: в печь подается смесь глинозема и криолита. В печи в качестве анодов выступают углеродные стержни, которые опускаются в расплавленную смесь. Электричество проходит между ними, и углеродная футеровка печи действует как катод. Электричество расщепляет оксид на металлический алюминий, который собирается в виде расплавленного слоя в печи.

Фактическое расположение

По причине недостаточной доли полезного компонента в добываемых рудах цветных металлов их транспортировка на большие расстояния будет убыточной. Поэтому заводы должны быть расположены в местах добычи ценных ископаемых. Но даже соблюдение всех правил привело к тому, что крупный производственный объект расположен в неблагоприятных климатических условиях — в Норильске (Заполярный круг).

Во многих случаях разработка месторождения цветного металла связана с некоторыми трудностями. Доступ к востребованным минералам может быть ограждён пустой породой, которую приходится взрывать. Такое производство подразумевает использование различной дорогостоящей техники. Например, транспортёров, экскаваторов, электровозов.

Изменения в размещении производящих алюминий предприятий.

Данная отрасль начала свое стремительное развитие еще в период проведения первых пятилеток. Тогда основная масса предприятий располагалась именно у источников недорогой электроэнергии, и частично работало на местном сырье. Такое расположение полностью устраивало всю промышленность, значительно снижались расходы на транспортировку готовой продукции.

В период второй мировой войны большая часть производственных мощностей была перенесена на Урал, причиной в первую очередь стали политические факторы, и это понятно, стране был нужен алюминий на военные цели, тем более в регионе уже разрабатывались местные источники сырья. В послевоенные годы происходит обратный отток на европейскую часть России,факторы размещения алюминиевых предприятий не делись никуда, и опять основным вопросом было наличие дешевой энергии.

Уже во второй половине 20 века началось масштабное освоение Сибири, началось строительство грандиозных гидроэлектростанций, что сразу же сказалось и на размещении основных производственных мощностей алюминиевой промышленности. Наиболее крупные алюминиевые комбинаты расположены в Красноярске, Братске.

В размещении подобных предприятий практически ничего не изменилось и сейчас, правда значительно изменилась политика корпораций. Уже сейчас ощутимый дефицит сырья заставляет, как уже говорилось, импортировать его значительную часть. Именно поэтому алюминиевые гиганты обратили свой взор на иностранные рынки сырья, сейчас обычным делом стало не только вкладывать в них средства, но и выкупать их полностью. Кроме этого, на современном этапе, созданы целые вертикально-интегрированные корпорации, в которые входят и сырьевые месторождения, и генерирующие мощности и непосредственно алюминиевые комбинаты.

На основании выше изложенного можно сделать вывод, основным фактором, влияющим на расположение алюминиевых предприятий, на сегодняшний день является именно энергетический. Наличие источника дешевой электроэнергии покрывает все расходы, связанные с транспортировкой сырья и готового продукта.