Аналитический отчет студенческой сборной России "Metal Cup - 2017"

МОДЕЛЬ ОБЕСПЕЧЕНИЯ 

ПРОМЫШЛЕННОГО РОСТА 

В РОССИИ 

Аналитический отчет студенческой 

сборной России «Metal Cup - 2017»

1 

Центр развития 

профессионального 

образования

Содержание 

1. Состав сборной РФ «Metal Cup - 2017»……………………………….…….3 

2. О чемпионате «Metal Cup»………………………………………..…………….…….5 

3. Об ассоциации МППМ…………………….…………………………..…………….…….6 

4. Слово председателя………………………..……………………………………………….7 

5 ИНДУСТРИЯ ЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ 

5.1 Прорывные технологии…………………………………………………………………10 

5.2 Кадровое обеспечение промышленного роста………………..….13 

5.3 Экологические аспекты устойчивого развития……………..…….14 

6 ИНДУСТРИЯ ЛЕГКИХ МЕТАЛЛОВ 

6.1 Прорывные технологии………………………………………………………..……….16 

6.2 Кадровое обеспечение промышленного роста……………..…….18 

6.3 Экологические аспекты устойчивого развития………………..….19 

7 ИНДУСТРИЯ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ 

7.1 Прорывные технологии………………………………………………………..……….22 

2

Состав сборной Российской Федерации «Metal Cup - 2017» 

АЛЕКСАНДР ВЛАСОВ 

председатель ассоциации 

«МППМ» 

ЯНА МАРЧЕНКО 

руководитель блока 

«Участники» 

ВЛАДИМИР БАЖИН 

эксперт-наставник, заведующий 

кафедрой АТПП СПГУ, профессор, д.т.н. 

СЕРГЕЙ ФЕЙЛЕР 

эксперт-наставник, заведующий 

кафедрой МЧМ СибГИУ, к.т.н. 

АНДРЕЙ ТЮТРИН 

эксперт-наставник, доцент кафедры 

МЦМ ИрНИТУ, к.т.н. 

ДАРЬЯ КИРНОС 

модератор 

КИРИЛЛ НОСКОВЕЦ 


АРТЕМ КОПЦЕВ 


АРТЕМ ФЕДОРОВ 

основной состав, 

студент СФУ 

РОМАН ШЕВЧЕНКО 


студент СибГИУ 

ЕРКЕБУЛАН КУСАИНОВ 

основной состав, 

студент ИрНИТУ 

3

КОНСТАНТИН ХРАМЦОВ 


студент СПТ 

ДЕНИС АВЕРЬЯНОВ 



ДМИТРИЙ БАКУЛИН 



ВЛАДИСЛАВ МЕЛЬНИЧЕНКО 

расширенный состав, 


ДМИТРИЙ АНИСИМОВ 


студент ЧГУ 

ЕВГЕНИЯ ВАСЮКОВА 


студент ЮУрГУ 

СЕРГЕЙ ФЕДОСЕЕВ 


аспирант ЮТИ ТПУ 

СЕРГЕЙ САФОНОВ 


студент СибГИУ 

ТАТЬЯНА ЦВЕТКОВА 


студент ЧГУ 

ПАВЕЛ ГУСЕВ 



ВАДИМ АНТОНОВ 



ЕКАТЕРИНА КОМАРОВА 



ВЛАДИМИР ПОПИКОВ 


студент КрИМТ 

МИХАИЛ ЕРМОЛАЕВ 



4

О Международном чемпионате 

по технологической стратегии 

в металлургии «Metal Cup» 

Международный чемпионат по 

технологической стратегии в металлургии «Metal 

Cup – 2017» – это профессиональное командное 

соревнование молодежных международных 

команд ведущих университетов России, Бразилии, 

Ямайки, Индии по решению актуальных 

отраслевых задач (кейсов) и разработке 

проектных решений в промышленности. 

Чемпионат проводится с целью дальнейшего 

усиления интернационализации высшего 

образования, развития академической 

мобильности и технического профессионального 

образования и обучения, стремления к усилению 

взаимодействия в сфере образования и научных 

исследований в областях, представляющих 

взаимный интерес стран-участниц, а также 

поддержки инициативы в сфере технического 

профессионального образования и обучения в 

области формирования умений и навыков в 

странах-участницах. Главным организатором 

Чемпионата является ассоциация «Молодежная 

площадка профессиональных металлургов». 

Основной используемой технологией 

Чемпионата является кейс-метод, который 

получил широкое применение для решения 

экономических и управленческих задач. В рамках 

чемпионата кейс-метод адаптирован под 

решение инженерных и стратегических задач. 

Кейс, используемый в Чемпионате, представляет 

собой структурированный аналитический обзор 

текущей деятельности предприятия с прямой 

взаимосвязью с реальной рабочей обстановкой 

на производстве. После изучения кейса, 

участникам Чемпионата необходимо изучить 

оценить производственную ситуацию, 

сформировать перечень узких звеньев, 

предложить и обосновать наиболее эффективное 

решение используя инструменты экономического 

анализа. 

Чемпионат имеет два уровня: всероссийский и 

международный. Всероссийский состоит из 15 

отборочных этапов в ведущих технических 

образовательных учреждениях России (СФУ, 

ИрНИТУ, СибГИУ, СПбПУ, МГТУ, ЮУрГУ и др.). 

Международный включает определение состава 

студенческих сборных стран-участниц 

Чемпионата, разработку страновых моделей 

промышленного роста и международную модель 

взаимодействия. Отбор членов сборной России 

проходил в феврале-апреле 2017 года и включал 

5 заочных и финальный этап. По результатам 

отбора были определены 20 лидеров сборной (11 - 

основной состав, 9 - расширенный состав). 

Ключевым результатом проведения 

Чемпионата является построение молодыми 

людьми образа будущего технологического 

развития и взаимодействия стран-участниц до 

2030 года в виде проектной модели, а также 

разработка конкретный проектных решений в 

отраслевых комплексах стран-участниц. 

В результате проведения Чемпионата будет 

организовано международное молодежное 

профессиональное сообщество в рамках странучастниц, 

что укрепит сотрудничество и усилит 

интеграцию для реализации совместных проектов 

развития. 

Организатором чемпионата являются, 

Молодежное правительство Красноярского края, 

ассоциация «МППМ», Сибирский федеральный 

университет при поддержке Администрации 

Губернатора Красноярского края, Правительства 

Красноярского края, министерства 

промышленности, энергетики и торговли 

Красноярского края, агентства молодежной 

политики и реализации программ общественного 

развития Красноярского края. Партнерами 

международного чемпионата являются 

крупнейшие промышленные и инжиниринговые 

компании черной и цветной металлургии 

Российской Федерации и Красноярского края, а 

именно: ОК «РУСАЛ», АО «Полюс», ООО «КраМЗ», 

ООО «КиК», АО «Северсталь», АО «ММК» и другие. 

5

Об ассоциации 

«Молодежная площадка 

профессиональных металлургов 

Ассоциация «Молодежная площадка 

профессиональных металлургов» функционирует 

с 2015 года. Сегодня – это крупнейшее 

молодежное сообщество металлургического 

сектора России, ведущий разработчик и оператор 

крупнейших образовательных и социальных 

проектов в металлургии, а также в смежных 

научных направлениях за Уралом. 

Основной вектор деятельности сообщества 

направлен на формирование и усиление 

кадрового потенциала металлургии за счет 

выявления и поддержки перспективных молодых 

специалистов, развитие инженерного мышления 

и профессиональных компетенций молодежи. 

Миссия сообщества – развитие кадрового 

потенциала металлургической отрасли, через 

разработку и внедрение передовых 

образовательных практик, организацию 

интегрированных коммуникативных форматов 

для молодежи, образования, бизнеса и 

государственной власти. 

Основными направлениями деятельности 

молодежного сообщества являются: 

•формирование положительного имиджа 

инженерных профессий в молодежной среде; 

•ранняя профессиональная ориентация; 

•выявление талантливой молодежи, 

содействие ее профессиональному развитию; 

•содействие в реализации молодежных 

проектных инициатив; 

•создание условий для межотраслевой 

коммуникации специалистов и молодежи; 

•повышение доступности к профессиональной 

литературе. 

Команда МППМ реализует следующие 

проекты: «Международный чемпионат по 

технологической стратегии в металлургии «Metal 

Cup», «Молодежный форум «Команда 

профессионалов», Специализированный центр 

компетенций «Конструирование сплавов и 

материалов» JuniorSkills, Банк проектов, «Школа 

металлургов», «Библиотека». 

Молодежный форум « Команда 

профессионалов» (впервые состоялся в 2016 г. в 

рамках Международного конгресса «Цветные 

металлы и минералы») – это место встречи для 

обмена мнениями, идеями и опытом о создании 

благоприятных условий устойчивого развития 

промышленного комплекса. 

Специализированный центр компетенций 

«Конструирование сплавов и материалов» 

JuniorSkills – это лабораторно-тренировочный 

центр по перспективной металлургической 

компетенции. Центр объединяет в партнерскую 

сеть организации среднего, профессионального и 

высшего образования. Проект реализуется при 

поддержке ЦСП «РУСАЛ». Участники проекта - 

школьники г. Красноярске в возрасте от 10 до 17 

лет, проходят дополнительную образовательную 

программу по металлургии и проходят 

подготовку к региональному чемпионату 

JuniorSkills. 

Школьная лига Кубка Красноярского края по 

решению отраслевых задач «Команда 

профессионалов» – это региональный кейсчемпионат 

среди школьников, в котором в 2017 

году приняли участие 20 команд из 7 

общеобразовательных учреждений г . 

Красноярска. Основное технологией школьной 

лиги является метод кейсов (case study), который 

адаптирована под уровень учеников 8-11 классов. 

Участники чемпионата получают важный опыт 

работы в команде, структурирования 

информации и проектирования решения 

реальных инженерных задач. 

Банк проектов – это онлайн хранилище всех 

разработанных решений кейсов ассоциации, а 

также решений, предложенных участниками 

чемпионата «Metal Cup». 

В Библиотеке ассоциации доступны самые 

актуальные и современные научно-технические 

источники информации для юных металлургов и 

преподавателей. 

6

председатель ассоциации «МППМ» 

АЛЕКСАНДР ВЛАСОВ 

7

Профессиональное сообщество «Молодые металлурги» (МППМ) создано в 2014 

году с целью популяризации металлургических профессий, технического 

творчества, развития инженерного и структурного мышления у молодежи. 

Сегодня МППМ реализует ряд профориентационных и образовательных 

проектов как для школьников, так и для студентов. Ведущим проектом 

сообщества является Международный чемпионат по технологической стратегии в 

металлургии «Metal Cup». Основной используемой технологией чемпионата 

является метод кейсов, или по-другому, решения практических задач реальных 

производственных объектов. Участниками чемпионата могут стать обучающиеся 

вузов, техникумов, колледжей в возрасте от 16 до 30 лет, которые объединившись 

в команды по 4-5 человек должны проявить навыки анализа и синтеза, чтобы 

разобраться в производственной ситуации, а также проектирования и знания 

технологии, чтобы разработать стратегию или проект развития производства. 

Неотъемлемыми элементами «Metal Cup» являются конкуренция среди 

команд и участие представителей производственных компаний в качестве 

экспертов при оценке решений. Обычно на защите проектов присутствует 7-10 

экспертов, что позволяет участникам получить качественную обратную связь и 

заявить о себе, как о перспективном сотруднике. 

Чемпионат является традиционным мероприятием начиная с 2015 года. В 2016 

году состоялся первый Всероссийский чемпионат. Лучшие команды «Metal Cup - 

2016» встретились в финальном этапе в рамках Молодежной площадки VIII 

Международного конгресса «Цветные металлы и минералы» «Команда 

профессионалов» в городе Красноярске. По итогам чемпионата 2016 года было 

приглашено на стажировку более 80 участников, трудоустроено 21, некоторые 

проекты получили поддержку компаний и грантовых фондов на развитие. В 2017 

году количество отборочных этапов увеличилось с 8 до 14, а их участниками стало 

более 1000 человек, приглашения на стажировки получили более 120 человек. 

чемпионата в 2017 году проходит в 14 образовательных учреждениях, Победители 

отборочных этапов чемпионата примут участие во Всероссийском финале. 

Новый формат чемпионата в 2017 году - Международная часть, участниками 

которой стали страны БРИКС и Ямайка. Новый формат направлен на укрепление 

международных контактов и сотрудничества молодых специалистов разных 

стран, дальнейшей интеграции молодежи в рамках развития направления «Новые 

технологии» стран БРИКС и кооперации лучших студентов для разработки 

сложных технологических стратегий развития ключевых инвестиционных 

проектов. 

Ключевым результатом проведения международной части «Metal Cup - 2017» 

является модель промышленного развития и взаимодействия стран БРИКС до 

2030 года, а также неоценимый опыт работы участников и всего оргкомитета с 

иностранными студентами и учеными. 

8

ИНДУСТРИЯ ЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ

ПРОРЫВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 

Человек научился добывать и использовать 

металлы несколько тысячелетий назад. В 

отдаленные времена было известно лишь 

несколько металлов: золото, медь, серебро, 

олово, свинец, железо, ртуть, сурьма. 

Широкому применению в самых 

разнообразных областях техники черные 

металлы обязаны своим высоким механическим 

и физическим свойствам. Преимущественному 

применению черных металлов способствовало 

также большое распространение в природе 

железных руд, и сравнительная простота 

производства чугуна и стали. 

До нашей эры железо получали в обычных 

кострах, а затем в специально устроенных 

плавильных ямах – сыродутных горнах. Из-за 

невысокой температуры в таких горнах можно 

было получать только малоуглеродистое железо, 

притом в тестообразном состоянии. 

Увеличение высоты домницы и интенсивная 

подача дутья привели к повышению температуры 

и более интенсивному развитию процессов 

восстановления и науглероживания металла. 

Позднее был найден способ передела чугуна в 

ковкое железо. Способ получил название 

кричного процесса: чугун переплавляли в 

кричном горне. 

В 1856 г. Г. Бессемером был предложен способ 

передела жидкого чугуна путем продувки его 

воздухом в конвертере. В 1864 г. отец и сын 

Мартены разработали способ производства стали 

в регенеративной отражательной печи, 

получивший название мартеновского процесса. 

В XVIII в. Россия вышла на первое место в 

мире по выплавке чугуна, давая свыше трети 

мирового его производства. В XIX в. Россия 

отстала по выплавке чугуна сначала от Англии, а 

затем и от Франции, Германии, США, Бельгии. В 

1885 г. удельный вес России в мировом 

производстве чугуна составлял только 2,7 %. 

Импорт чугуна в Россию достигал 50 % от его 

внутреннего производства. За период 1885–1900 

гг. удельный вес России в мировой выплавке 

чугуна возрос до 7,2 %, и она заняла четвертое 

место в мире. 

В течение первого десятилетия XX в. рост 

черной металлургии России замедлился 

вследствие экономических кризисов, а отчасти в 

связи с образованием монополий в 

горнозаводской промышленности России. 

Отставание русской металлургии было связано с 

применением ручного труда, к тому же 

уральская металлургия сохранялась как 

древесноугольная, с ее малыми доменными 

печами и малой производительностью заводов. 

В настоящее время на территории России 

выделяют три металлургические базы – 

Центральную, Уральскую и Сибирскую. 

Отличаются эти базы и масштабами 

производства, технико-экономическими 

показателями производства металла и целым 

рядом других признаков. 

Уральская металлургическая база является 

самой крупной в России по производству черных 

и цветных металлов. Собственная железорудная 

база Урала истощена, значительная часть сырья 

ввозится из Казахстана и Карелии. Развитие 

собственной железорудной базы было связано с 

освоением Качканарского месторождения 

титаномагнетитов и Бакальского месторождения 

сидеритов, на которые приходится более 

половины запасов железных руд региона. 

На Урале сформировались крупнейшие центры 

черной металлургии: Магнитогорск, Челябинск, 

Нижний Тагил, Новотроицк и др. Особое место 

занимает Магнитогорский металлургический 

комбинат – самый крупный по выплавке чугуна 

и стали не только в России, но и в Европе. 

Центральная металлургическая база – район 

раннего развития черной металлургии, где 

сосредоточены крупнейшие запасы железных 

руд. Развитие черной металлургии в этом районе 

базируется на использовании крупнейших 

месторождений железных руд Курской 

магнитной аномалии (КМА), а также 

металлургического лома и на привозных 

коксующихся углях – донецком, печорском и 

кузнецком. 

Центральная металлургическая база включает 

крупные предприятия полного 

металлургического цикла: Новолипецкий 

металлургический комбинат, Новотульский завод, 

металлургический завод «Свободный сокол», 

«Электросталь» под Москвой. Сооружение 

Оскольского электрометаллургического 

комбината – самый большой в мире опыт 

внедрения бездоменного металлургического 

процесса. 

10

Металлургическая база Сибири находится в 

процессе формирования. На долю Сибири и 

Дальнего Востока приходится примерно пятая 

часть производимых в России чугуна, готового 

проката и 15% стали. Эта металлургическая база 

характеризуется сравнительно крупными 

балансовыми запасами железных руд. 

Основой формирования Сибирской 

металлургической базы являются железные руды 

Горной Шории, Хакасии и Ангаро-Илимского 

железорудного бассейна, а топливной базой – 

Кузнецкий каменноугольный бассейн. 

Современное производство здесь представлено 

двумя крупными предприятиями: Кузнецким 

металлургическим комбинатом и Западно- 

Сибирским заводом, а также ферросплавным 

заводом (г. Новокузнецк). Получила развитие и 

передельная металлургия, представленная 

несколькими заводами (в Новосибирске, 

Красноярске, Гурьевске). 

Последние десятилетия были очередным 

этапом соперничества традиционной схемы 

металлургии доменная печь – конвертер и 

внедоменного получения металла 

восстановительная печь – электропечь. На наш 

взгляд, во всемирном масштабе следует оценить 

итог этого соперничества как победу 

традиционной схемы. 

Доменное производство обладает тремя 

главными недостатками: экологические 

последствия; необходимость использования в 

качестве топлива лишь каменноугольного кокса; 

возможность использования только кускового 

материала. При этом разработаны различные 

способы получения чугуна, либо продукта 

используемого в качестве чугуна. Они имеют 

разную степень проработанности, некоторые 

дошли до промышленного внедрения, некоторые 

являются лишь лабораторной разработкой. 

ПРОЦЕССЫ МИДРЕКС И КОРЕКС 

Среди процессов бескоксовой металлургии 

наибольшее распространение получили такие 

промышленно освоенные процессы, как Мидрекс 

для производства металлизованных окатышей из 

железорудных окатышей и Корекс для получения 

жидкого чугуна из железорудного концентрата. 

Заводы с использованием процессов 

бескоксовой металлургии, как правило, 

структурируются вблизи от месторождений 

железорудного сырья (ОМК). Вместе с тем, 

полагаем, что даже если плечо доставки 

железорудного сырья находится на уровне 1000 – 

1500 км, это будет достаточно эффективно. 

За счет применения в качестве топлива углей 

практически любой калорийности, в качестве 

сырья – железорудного концентрата, а также 

отходов металлургического производства 

себестоимость 1 т чугуна составляет 200–250 $ 

(стоимость импортируемого чугуна порядка 400 

$/т, плечо доставки – 1000–1500 км). Для 

дальнейшего производства стали в кислородном 

конвертере используется около 80% жидкого 

чугуна и 20% металлолома, что позволяет 

достичь значительной экономии топливноэнергетических 

ресурсов за счет использования 

кислорода. При использовании образующихся 

колошниковых газов (более 2 тыс. м 3 на 1 т чугуна 

с теплотой сгорания 6,7 – 8,0 МДж/м 3 ) 

дополнительно образуется ТЭР на уровне 150 – 

200 тыс. т у.т. 

ПРОЦЕСС ORIEN 

Суть процесса ORIEN заключается в 

восстановлении оксидов железа углеродом. В 

результате перехода из твердого в 

расплавленное состояние восстановление железа 

приобретает жидкофазный характер. Удельная 

скорость при этом составляет более 5 кг/(м³*с), 

что на два порядка превышает аналогичный 

показатель в доменных и шахтных печах. 

Отличительной чертой технологии ORIEN является 

возможность использования некоксующихся 

углей и неокускованного железорудного сырья. В 

качестве восстановительного агрегата в процессе 

O R I E N служит электродуговая печь 

сталеплавильного типа. 

Получаемыми продуктами являются жидкое 

железо прямого восстановления с широкими 

пределами содержания углерода – от 0,05 до 4, 

5%, шлак самородного типа, искусственное 

газообразное топливо энергетического 

назначения, электрическая и тепловая энергия. 

Первое из значений углерода отвечает 

черновому железу, а второе - передельному 

чугуну. 

ПРОЦЕСС РОМЕЛТ 

Процесс «Romelt» был разработан в 1979 году 

и реализован в 1985 году на Новолипецком 

металлургическом комбинате (НЛМК). В 1997 году 

при участии фирмы Samsung Heavy Industries 

была сооружена пилотная установка в городе 

Таеджон (Республика Корея) для отработки 

технологии переработки в печи Ромелт твердых 

бытовых отходов. В 2008 г. на заводе фирмы «AB 

Metals» (г. Балхаш, Казахстан) пущена в 

эксплуатацию маломасштабная (мощностью 32 

тыс. т. чугуна в год) установка Ромелт. На этой 

установке помимо производства товарного 

чугуна успешно осваивается технология плавки 

на штейн местной медной сульфидной руды. 

11

Суть процесса состоит в восстановлении 

оксидов железа шлака углеродом. Ванна через 

боковые фурмы барботируется воздухом, 

обогащенным в отдельных случаях кислородом 

до 80 %. Отходящие из шлаковой ванны газы 

дожигаются над ванной до СО2 и Н2О техническим 

кислородом, за счет чего обеспечивается 

дополнительный приход теплоты в шлаковую 

ванну. 

ПЛАВИЛЬНЫЙ АГРЕГАТ «МАГМА» 

Высокотемпературный многоцелевой 

плавильный агрегат, отличительной 

особенностью которого является инновационная 

система охлаждения с применением 

жидкометаллического теплоносителя. Данный 

подход к охлаждению, широко используемый в 

атомной отрасли, позволил существенно 

улучшить отвод тепла и, соответственно, 

значительно повысыть устойчивость агрегата к 

воздействию высоких температур. 

Рабочая температура в пространстве 

плавильной камеры агрегата составляет до 

1900°С и до 1650°С - в шлаковом расплаве. 

Применение оригинальной системы охлаждения 

позволяет поддерживать температуру корпуса 

плавильной камеры на уровне 500°С. 

В черной металлургии данный агрегат находит 

применение в бескоксовом производстве чугуна 

и переработке лома черных металлов. 

ПРОЦЕСС CONSTEEL 

Является инновационным решением в 

электросталеплавильном производстве, которое 

позволяет значительно экономить энергоресурсы 

и повышает эффективность и экологичность 

производства стали в электропечах. 

Особенностью этой технологии является 

непрерывная подача металлолома по конвейеру 

в электросталеплавильную печь (рисунок 10). 

Таким образом, процесс плавки становится 

фактически непрерывным. При этом 

обеспечивается постоянное плоское зеркало 

металла, над которым горят электроды, а 

расплавление поступающего металлолома 

происходит в ванне жидкого металла, что 

приводит к повышению стабильности процесса. 

Емкость таких печей составляет от 40 до 320 т. 

ДВУХКОРПУСНЫЕ ПЕЧИ 

В первую очередь характеризуются 

повышенной производительностью - время 

плавки сокращается на 40% за счет подогрева 

шихты отходящими газами. 

Вариантом реализации двухкорпусных печей 

является агрегат CONARC (СONverter + electric ARC 

furnance). Помимо одного комплекта электродов 

на нем установлена и фурма для подачи 

кислорода. Преимуществом данного агрегата 

является возможность выплавки стали из 

жидкого чугуна и металлолома (или DRI) 

практически в любых пропорциях. 

Аналогичный принцип использован и в 

агрегате «Arcon-процесс», разработанном 

компанией «Concast Standard AG». Отличием 

является то, агрегат питается постоянным током 

и корпус агрегата фактически соответствует 

корпусу конвертера. 

В целом, комбинация конвертера и дуговой 

печи в одном агрегате дает следующие 

преимущества по сравнению с обычной дуговой 

печью: 

•широкий выбор металлошихты; 

•высокая производительность; 

•низкий расход электроэнергии в результате 

использования химической энергии окисления 

примесей металлошихты; 

•уменьшение требуемой электрической 

мощности; 

•снижение удельного расхода электродов; 

•меньшее влияние на токоподводящие сети, 

возможность работы при маломощных 

электросетях; 

•снижение затрат на электрооборудование. 

АВТОМАТИЗАЦИЯ И РОБОТИЗАЦИЯ 

ПРОМЫШЛЕННОСТИ 

В последние годы в черной металлургии 

большое внимание уделяют созданию полностью 

автоматизированных производственных линий с 

высоким уровнем надежности. Частью этого 

процесса является все более широкая замена 

ручного труда одноцелевыми 

специализированными манипуляторами. Это 

связано не только с увеличением 

производительности, но и с заботой о здоровье 

сотрудников, работающих во вредных цехах. 

Наиболее целесообразен полный отказ от 

ручного труда на опасных участках с помощью 

системы LiquiRob. Примером применения 

системы LiquiRob служит машина непрерывного 

литья на заводе компании Voestalpine Stahl в 

Линце. Все операции на промежуточном и 

сталеразливочном ковшах выполняются двумя 

роботами. 

12

КАДРОВОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННОГО РОСТА 

Для современной черной металлургии в 

условиях повышения требований к квалификации 

персонала подбор и подготовка как рабочих, так 

и руководителей становятся так же важны, как 

развитие технологии, обеспечение производства 

сырьем, материалами и энергоресурсами. При 

этом кадровая политика требует большой 

гибкости и эффективного взаимодействия с 

различными группами населения и 

государственными структурами, так как она 

связана с широким диапазоном сфер жизни: 

образовательной деятельностью, занятостью, 

денежными доходами, организацией быта и 

трудовой деятельности. 

Человеческий фактор влияет на 

технологический процесс и организацию 

производства на металлургических предприятиях 

значительно существеннее, чем в большинстве 

других областей производства. Это связано, 

прежде всего, со сложностью многопередельной 

технологии, многофакторностью 

металлургических процессов, а также с 

обеспечением должного уровня безопасности. 

Внедрение новых технологий требует 

повышения квалификации персонала. При этом 

каждый металлургический агрегат на различных 

предприятиях, несмотря на схожесть основных 

технологических переделов, имеет свою 

уникальность, требующую специфических знаний. 

Автоматизация производства приводит, прежде 

всего, к информационному обеспечению 

обслуживающего персонала, но человек попрежнему 

несет высокую ответственность за 

непосредственное управление механизмами и 

технологическим процессом. 

В связи с этим особую значимость 

приобретают вопросы обучения новых кадров, 

переподготовки/повышения квалификации 

имеющегося персонала с точки зрения, как 

количества обучаемых, так и качества учебного 

процесса, а главное, его результатов. В настоящее 

время наблюдается дефицит качественной 

подготовки основным металлургическим 

специальностям, а также специальностям, 

обслуживающим производства (станочники, 

специалисты криогенного производства, 

конструкторы и т.д.). 

Сохраняется угроза ликвидации аспирантуры 

по металлургическим специальностям, что 

практически остановит развитие прикладных 

научных исследований на производстве. 

Но главная проблема кадрового обеспечения 

металлургии - несоответствие уровня подготовки 

выпускников требованиям современного 

металлургического производства. Нет должной 

прикладной направленности учебного процесса 

на конкретные технические компетенции, на 

качество преподавания. Система 

профессионального обучения значительно 

отстает от уровня развития технологии 

современной металлургии. 

Все это влечет за собой недопустимо высокую 

продолжительность адаптации к производству 

выпускников образовательных учреждений. 

Металлургические компании вынуждены 

заниматься доучиваем на рабочих местах. 

В настоящее время уже происходит снижение 

общего количества обучаемых металлургическим 

профессиям, следовательно, и соответствующих 

специалистов выпускается меньше. Причин тому 

несколько - это и демографический кризис и 

потеря престижности трудоустройства в 

промышленной сфере, в том числе в 

металлургии, и развитие кризиса 

профессионального образования. 

В отдельных специфических профессиях 

недостаток комплектации учебных групп даже 

приводит к закрытию соответствующих кафедр. 

При этом прогнозная потребность в притоке 

нового персонала не снижается. 

По оценкам, в 2020 года выпуск по 

специальности «металлургия черных металлов» 

составит немногим более 25% от уровня 2006 

года. 

В настоящее время получила широкое 

распространение практика создания 

образовательно-производственных региональных 

кластеров. За счет этого в значительной мере 

обеспечивается непрерывность и 

преемственность различных уровней 

образования, решаются проблемы согласования и 

корректировки учебных программ и планов. 

Повышается эффективность производственных 

практик и стажировок обучаемых. 

Металлургические компании готовы 

увеличивать объем инвестиций в поддержку 

образования. Ключевым вопросом является 

разработка и реализация мер государственной 

поддержки этой деятельности, в том числе 

соответствующее стимулирование финансовых 

вложений работодателей в образовательный 

процесс, например, в виде налоговых льгот. 

13

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ 

Черная металлургия России является одним из 

крупнейших потребителей электроэнергии и 

топлива. В ряду основных металлургических 

производств коксохимическому принадлежит 

«ведущее» место по разнообразию и токсичности 

отходов. 

Эффективными мероприятиями для снижения 

выбросов вредных веществ в атмосферу 

являются внедрение установок бездымной 

загрузки угольной шихты, сухого тушения кокса 

(УСТК) и беспыльной выдачи кокса (УБВК), 

которые позволяют уменьшить удельные 

газопылевые выбросы на 5,44 кг/т кокса. 

Сущность бездымной загрузки состоит в большом 

разрежении в загрузочных отверстиях. Подача 

пара осуществляется в газоотводные патрубки на 

машинной и коксовой сторонах коксовых печей. 

Применение бездымной загрузки снижает 

вредные выбросы в 10–15 раз. Эффективность 

локализации и отсоса пылевоздушной смеси 

составляет 90-95%. 

Процесс сухого тушения призван устранить 

недостатки распространенного в 

промышленности мокрого тушения (громадные 

вредные выбросы, сниженная прочность, 

повышенная и непостоянная влажность 

товарного кокса, полная утрата теплоты 

раскаленного кокса). Вредные выбросы стадии 

охлаждения кокса устраняются на 80-90%. Кроме 

того, за счет улучшения качества кокса, удельный 

его расход при выплавке чугуна снижается на 

2,3%. 

Альтернативным путем борьбы с 

газообразными выбросами является технология 

Carbon Clean Solutions позволяет предотвратить 

выброс 60000 тонн CO2 в год и получить на 

выходе кальцинированную соду. Техника работы 

Carbon Clean Solutions предполагает 

использование соли для связывания молекул CO2 

из дымовых газов в котле дымохода. В 

результате удается захватить более 90 % СО2. 

Одним из направлений повышения 

энергосбережения при выплавке стали в 

электропечи, является использование тепла 

отходящих газов. Утилизацию тепла отходящих 

газов можно осуществлять в основном по двум 

направлениям: путем его частичного 

возвращения в технологический процесс при 

предварительном нагреве лома отходящими 

газами и путем использования тепла отходящих 

газов для производства пара или горячей воды. 

Оперируя таким образом с отходящими газами, 

можно полностью скомпенсировать тепловые 

потери и энергетические затраты, связанные с 

газоудалением. 

Суммарное потребление энергии черной 

металлургией в мире в настоящее время 

составляет 26 ЭДж (1 ЭДж составляет 1018 Дж) при 

производстве 1,344 млрд т стали. Для уменьшения 

расхода энергии необходимо сокращать 

количество стадий температурных изменений в 

виде нагрева и охлаждения и максимально полно 

использовать теплоту газов и продуктов. 

Список использованных источников 

1.Основные направления и перспективы развития бескоксовой металлургии на Украине. Канфер В.Д., 

Кульченко В.В., Морозов В.В, // Сборник научных трудов Черная металлургия России и стран СНГ в XXI 

веке. Т о м 2. С. 65 – 67 

2.Тимошпольский В.И. Развитие металлургического комплекса на базе промышленного освоения 

железных руд (для использования в Республике Беларусь. В порядке обсуждения) // Литье и 

металлургия. 2007. № 2. С. 6–17. 

3.Тимошпольский В. И. Современные подходы при проектировании и строительстве металлургических 

заводов последнего поколения В.И. Тимошпольский, И.А. Трусова // Литье и металлургия. 2011. № 4. С. 76 

– 84. 

4.Дорофеев Г.А. К вопросу совершенствования процессов выплавки стали на основе технологии Orien 

Г.А. Дорофеев, В.А. Синельников // Известия Тульского государственного университета. Технические 

науки. 2017. № 1. С. 34 – 31. 

5.Дорофеев Г.А. Энергометаллургический процесс Г.А. Дорофеев, П.Р. Янтовский и др. Режим доступа: 

http://синтиком.рф/energometallurgicheskij-protsess. 

6.Технология «РОМЕЛТ» - металлургический процесс будущего! [Электронный ресурс] Режим доступа: 

http://tyazh.ru/activities/upravlenie_proektami/ 

7.Роменец В.А., Валавин В.С., Усачев А.Б. Процесс Ромелт; под ред. В.А. Роменца. – М.: ИД «Руда и 

металлы», 2005. – 400 с. 

14

ИНДУСТРИЯ ЛЕГКИХ МЕТАЛЛОВ


Первое промышленное производство 

алюминия химическим способом организовал 

Девиль совместно с Мораном и братьями Руссо 

на заводе Шарля и Александра Тиссье в Руане 

(Франция). В то время получение металла из 

глинозема отличалось дороговизной – оксид 

алюминия плавится только при 2050 о С. В 1885 

году француз Эру и американец Холл 

разработали новый способ получения алюминия 

при помощи электролиза. 

Алюминиевый завод Холла «Pittsburgh 

Reduction Company» (Alcoa) в 1888 году 

производил 22,5 кг Al в сутки, а в 1890 - 240 кг. 

В тех же годах австрийский химик Карл Йозеф 

Байер, работая в Санкт-Петербурге, изобрел 

метод получения глинозема из щелочного 

раствора. На данный момент 90% глинозема в 

мире производится методом Байера. 

В 1902 году была образована компания 

«Northern Aluminum Company» - канадское 

подразделение Alcoa, в 1925 переименована в 

Alcan. 

В 1909 Альфред Вильм получил сплав 

дюралюминий, а в 1910 запущен первый 

фольгопрокатный завод в Швейцарии. 

В России бурное развитие производства 

алюминия началось к 1920 году. В этом же году 

группа ученых под руководством норвежца 

Карла Вильгельма Содерберга изобретает новую 

технологию производства алюминия с 

использованием постоянно возобновляемых 

анодов. Производство алюминия в России 

началось с запуска Волховского завода в 1932. 

В 1938 году был введен в эксплуатацию 

Тихвинский (Бокситогорский) глиноземный завод 

мощностью 40 тыс. тонн продукции в год, а в 1939 

году приступил к работе Уральский 

алюминиевый завод, способный производить 70 

тыс. тонн глинозема и 25 тыс. тонн алюминия в 

год. В 1943 году на НкАЗе был получен первый 

сибирский алюминий. В 50-е годы были введены 

в эксплуатацию Кандалакшский (1951 г.), 

Надвоицкий (1954 г.) и Волгоградский (1959 г.) 

алюминиевые заводы, а также Белокалитвинское 

металлургическое производственное 

объединение ( БКМПО, 1 9 5 4 г .), 

специализирующееся на выпуске различной 

продукции из алюминиевых сплавов. В 1960 году 

состоялся запуск Самарского металлургического 

завода – крупнейшего в Европе производителя 

полуфабрикатов и готовых изделий из алюминия. 

В 1959 году был запущен Пикалевский завод – 

комплексное предприятие по переработке 

кольских нефелиновых концентратов. В 1964 году 

приступил к работе Павлодарский завод 

(Казахстан). В 1970 году выпустил первую партию 

продукции Ачинский глиноземный комбинат. 

Постоянное наращивание мощностей в разных 

сферах, дало толчок к наращиванию мощности 

самих электролизеров. 

В 1985 году вступил в строй технологичный и 

оснащенный современным оборудованием 

Саяногорский алюминиевый завод. После него 

был пущен САЯНАЛ. В 2005 году ИТЦ РУСАЛ 

завершил разработку нового электролизера, 

работающего на силе тока 400 кА. 

С 2016 по 2017 произведен запуск РА-550. Пуск 

первого электролизера показал, что новые 

технические решения снимают существовавшие 

ограничения по дальнейшему увеличению 

мощности электролизеров вплоть до силы тока 

свыше одного мегаампера. Благодаря 

компактным размерам РА-550 на площадке, где 

ранее размещалось семь электролизеров С-255, 

теперь можно устанавливать восемь РА-550. На 

данный момент — это самый производительный 

электролизер в России. 

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЕ ПОЛУЧЕНИЕ АЛЮМИНИЯ В 

ВАННАХ С ВЕРТИКАЛЬНЫМИ ИНЕРТНЫМИ 

АНОДАМИ 

Особенностью металлургии легких металлов 

является высокая энергоемкость 

металлургического передела. Основная доля 

использования электроэнергии в отрасли 

приходится на выпуск алюминия (67 - 70%). 

Расходы на электроэнергию составляют до 40% 

себестоимости продукции. При этом остается 

нерешенным ряд ключевых проблем: низкая 

производительность к единице площади, высокий 

уровень выбросов вредных веществ, большие 

трудозатраты 

Резервы для качественного скачка 

действующей технологии Эру-Холла могут быть 

найдены в вертикальной ориентации 

малорасходуемых электродов, что позволит 

увеличить удельную производительность в 

десятки раз. Подавление интенсивного 

взаимодействия продуктов электролиза 

возможно за счет разделения приэлектродных 

пространств слаборастворимым материалом 

(глиноземом). 

16

Удельное сопротивление получившейся смеси 

станет гораздо выше, чем у электролита с 

содержание глинозема 2-6% масс. При этом выше 

станет и гидродинамическое сопротивление, что 

позволит сократить межэлектродное расстояние 

(МПР). Необходимым инженерным решением 

является снижение температуры процесса за счет 

применения легкоплавких электролитов (KF-AlF3). 

Реализация вышеописанного подхода 

позволит воплотить мечту миллионов - получать 

на аноде не CO и CO2, а кислород. Сравнение 

показателей технологий электролиза 

представлено в таблице 1. 

Таблица 1 – Показатели технологий 

Критерий 

Технология 

Эру-Холла 

Электролиз 

суспензии 

Расход электроэнергии, 

кВт/кг 13-17 11 

Производство угольных 

анодов Необходимо Не требуется 

Трудоемкость замены 

анодов Высокая Не требуется 

Выбросы CO, CO2, CF4 Значительные Отсутствуют 

Удельная 

производительность, 

кг/м 3 час 

~1 ~194 

Выход по току, % 88-94 90 

Температура, °C ~960 700-800 

ПРЯМОЕ ПРОИЗВОДСТВО СПЛАВОВ 

Главная проблема производства алюминия с 

использованием инертных анодов - загрязнение 

металла, может стать его главным 

преимуществом. Используя в процессе 

электролиза инертный анод, с заранее 

определенным составом, можно получать 

легированный алюминий, посредством 

растворения анода и перехода примесей в 

катодный металл. Тем самым появляется 

возможность сокращения цепи производства 

алюминия и замены угольных анодов на 

металлические (керметные). 

В условиях производства сплавов электролизом 

могут меняться требования к сырью. Дефицит 

высококачественных бокситов в России, 

использование высококремнистых нефелинов и 

каолинов негативно влияет на общие показатели 

производственной эффективности при 

производстве глинозема. Использование 

загрязненного глинозема в электролизе, 

возможно при условии легирования алюминия до 

конечной или промежуточной марки сплава. 

Альтернативным сырьем для производства 

алюминия может стать другой минерал – кианит. 

Производство алюмокремниевых сплавов 

методом карботермии с предварительным 

обогащением кианитовых руд позволит 

существенно снизить энергозатраты, капитальные 

и эксплуатационные вложения по сравнению с 

традиционным электролитическим способом. 

АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 

Развитие аддитивных технологий несет новые 

возможности для развития областей применения 

металлов. Алюминиевые порошки уже сейчас 

активно используются в 3D-печати для 

изготовления: быстрого прототипов, моделей и 

форм литейного производства, сложных, 

массивных, прочных и недорогих систем, 

протезов и имплантов, строительных конструкций 

и сооружений, компонентов оружия. Таким 

образом, в условиях современной рыночной 

конкуренции, аддитивные технологии 

обеспечивают не только расширение рыночного 

ассортимента, но и улучшают взаимосвязь с 

конечным покупателем. Вместе с клиентами 

создаются уникальные сплавы и изделия для 

использования в различных секторах, расширяя 

сферы применения алюминия. Активное 

внедрение 3D технологии в промышленность 

создаст условия для повышения гибкости 

производственного процесса и быстрой 

адаптации к меняющейся рыночной 

конъюнктуре, что в современном мире 

необходимо для конкурентоспособности. 

ПЕРЕРАБОТКА КРАСНОГО ШЛАМА 

Красный шлам – это побочный продукт при 

производстве оксида алюминия. Шлам 

отличается высокой щелочностью с pH от 10 до 13, 

поэтому представляет опасность для 

окружающей среды. Шлам сложно утилизировать, 

поэтому, в большинстве случаев, его складируют 

на полях рядом глиноземных заводов. 

Шламы содержат Fe, Ti, Si, РЗМ и Sc. В разных 

странах мира проводятся широкие исследования 

по использованию красных шламов в качестве 

добавок для производства красок, цветных 

стекол, утяжелителя в нефтяной промышленности 

и особенно для получения различных 

строительных материалов. Возможна добавка 

10-15% красного шлама к доменной шихте при 

выплавке чугуна. 

Существует технология, при который красный 

шлам разделяют на составляющие: кварцевые 

пески, илистую фракцию и белый шлам, которые 

по отдельности можно использовать в качестве 

сырья химической и др. промышленностей. 

17

Получение скандийсодержащих соединений из 

техногенных отходов глиноземного производства 

— красного шлама представляет значительный 

интерес, так как позволяет получить материал с 

уникальными свойствами. Это идеальная основа 

для авиа-, судо- и машиностроения, изготовления 

спортинвентаря и новейших материалов для 

электроники. Технология извлечения скандия из 

красного шлама основана на концентрировании 

раствора, полученного прямым сернокислотным 

выщелачиванием красного шлама либо 

карбонат-бикарбонатным выщелачиванием, с 

последующим выделением из содового раствора 

гидроксида скандия и растворением его в серной 

кислоте. Осаждение скандия в составе гидроксида 

позволяет отделить скандий от щелочных и 

щелочноземельных металлов. Себестоимость 

скандия при таком технологическом подходе на 

30% ниже используемых в настоящее время. 

КАДРОВОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННОГО РОСТА 

В цветной металлургии России в настоящее 

время занято 266 тыс. человек (данные 2013 года). 

В последние 5 лет наметилась стабилизация 

численности персонала в диапазоне 258 - 271 тыс. 

человек, она сократилась по сравнению с 300 - 

315 тыс. человек в 2007 - 2009 гг. 

Доля трудящихся, прошедших переподготовку 

и вновь принятых на предприятиях цветной 

металлургии составляет около 32% от общего 

числа ППП. Согласно консервативному варианту к 

2020 г. прогнозируется увеличение этого 

показателя на 9,4%, к 2030 г. - на 25%; 

инновационному варианту к 2020 г. - на 25%, к 

2030 г. - на 40,6%. По инновационному варианту 

будут к 2020 г. - 6000, до 2030 г. - 14000. За счет 

повышения производительности труда будет 

высвобождено к 2020 г. - 43 тыс. чел., к 2020 г. - 

84 тыс. чел. В настоящее время наиболее острой 

социальной проблемой в цветной металлургии 

является закрытие неэффективных мощностей, 

часть из которых расположена в моногородах. 

Формирование кадрового потенциала связано 

с рядом проблем: сокращение накопленного 

кадрового потенциала, прекращение притока 

молодых специалистов, старение кадров, дефицит 

профессиональных инженерных кадров, 

отсутствие механизмов прогнозирования и 

управления кадровым обеспечением отдельных 

отраслей и кластеров, несоответствие структуры 

подготовки специалистов потребностям 

промышленности. 

Внедрение и развитие прорывных технологий 

в металлургии легких металлов связано с 

необходимостью воспроизводства качественно 

новых кадров. При этом важное значение будет 

иметь усиление экономической мотивации 

работодателей к улучшению условий труда, 

внедрению безопасных технологий, в том числе 

за счет совершенствования страховых 

механизмов. В области молодежной политики 

необходимо предусмотреть меры социальной 

защиты молодежи, решения ее социальнобытовых 

и жилищных проблем в отраслевом 

тарифном соглашении, региональных тарифных 

соглашениях и коллективных договорах. 

Отдельным направлением решения кадровых 

вопросов в цветной металлургии является 

разработка новых и модификация существующих 

образовательных программ. Учитывая 

отраслевую специфику, предъявляющую к 

персоналу повышенные требования к базовой 

профессиональной подготовке, наиболее 

актуальной задачей на современном этапе 

является разработка многоуровневого процесса 

профессионального обучения и увеличение доли 

практической профессиональной подготовки. 

Основой такой системы предполагается 

дуальная модель подготовки. Неотъемлемым 

условием реализации данной программы 

является организация производственной 

практики и профессиональная ориентация. От 

внедрения дуального образования ожидается: 

- повышение производительности труда и 

повышение инвестиционной привлекательности 

регионов России за счет подготовки рабочих 

кадров, соответствующих требованиям 

высокотехнологичных отраслей 

промышленности; 

- перераспределение финансирования 

корпоративных программ переподготовки кадров 

в пользу системы государственной подготовки 

кадров; 

- значительный рост квалификации кадров и 

повышение престижа рабочих профессий в 

результате развития новых форм образования. 

18

Одним из федеральных проектов развития 

кадрового потенциала капиталоемких 

производств является «Региональный стандарт 

кадрового обеспечения промышленного роста». 

Стандарт направлен на повышение 

инвестиционной привлекательности регионов за 

счет наличия качественного кадрового ресурса 

для запуска новых производств. Главным 

достоинством разработанного проекта можно 

назвать учет специфики промышленного 

состояния и потенциала развития каждого 

региона. 

Для развития кадрового потенциала, политика 

предприятий должна быть гибкой и более 

разносторонней; охватывать широкий диапазон 

сфер жизни, образовательной и трудовой 

деятельности, занятости, денежными доходами и 

организацией быта. Профессиональных 

работников необходимо не только найти и 

вовлечь, но и удержать. Именно последнее, 

подчас, становится для компаний 

трудноразрешимой задачей. Чтобы не лишиться 

ценных кадров, предприятиям необходимо 

разрабатывать программы профессионального и 

карьерного развития работников, использовать 

новые инструменты мотивации. 

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ 

Металлургия легких металлов вносит 

значительный вклад в общемировое загрязнение 

окружающей среды. Сегодня реализуется 

большое количество мероприятий направленных 

на улучшение взаимодействия государственных 

служб и предприятий, развитие системы 

мониторинга загрязняющих веществ, повышение 

эффективности очистных сооружений, 

ОК «РУСАЛ» на предприятиях Красноярска, 

Братска, Новокузнецка активно внедряет 

технологии «Экологический Содерберг» - это 

новое поколение электролиза с 

самообжигающимся анодом. Большое внимание 

уделяется вопросам улучшения состояния 

окружающей среды вокруг территории 

глиноземных комбинатов. АО «РУСАЛ Ачинск» 

разрабатывает схему прогнозирования 

неблагоприятных метеорологических условий. В 

этот период компания дополнительно будет 

снижать выбросы в атмосферу, тем самыми 

уменьшая негативное воздействие на 

окружающую среду. На АГК планируется ввести 

дополнительные ступени очистки отходящих 

газов для 10 печей спекания. По прогнозам, это 

позволит увеличить эффективность улавливания 

пыли не менее, чем на 50%. 

Одной из стратегических целей предприятий 

легкой металлургии является создание на 

производственных мощностях систем замкнутого 

водоснабжения, что позволит сократить 

потребности в использовании водных ресурсов и 

снизить объемы сбрасываемых сточных вод. 

Во избежание изменений климата, 

производится учет «углеродного следа» по всей 

цепочке от бокситов до конечной продукции, а 

также создана корпоративная система 

управления выбросами парниковых газов. В 

сводной таблице !!! показаны результаты 

снижения выбросов за последние 20 лет, с учетом 

реализуемых программ на предприятии и 

экономических вложений в сферу. 

Таблица 2 - Динамика сокращений выбросов 

парниковых газов во время электролиза 

Год 

CO2 (т) 

Перфторугле 

род (т CO2 - 

эквивалента) 

Итого 

(т CO2 - 

эквивалента) 

1990 5 883 019 13 707 260 19 590 279 

Снижение т 

CO2 -экв. % 

по 

сравнению с 

1990 г. 

2012 7 290 169 2 841 317 10 131 486 48% 

2013 6 322 989 2 997 272 9 320 261 52% 

2014 5 979 063 2 681 777 8 660 840 56% 

2015 6 276 077 2 992 901 9 268 978 53% 

В таблице 3 представлены приоритетные 

инициативы по борьбе с изменением климата. 

19

Таблица 3 - Экологические мероприятия по вредными выбросами 

Фонарные выбросы Некачественный анодный блок Возникновение анодного эффекта 

Инициативы по уменьшению выбросов парниковых газов 

Улавливание фонарных выбросов и их 

переработка 

Герметизация корпуса: перекрытие 

выхода вредных веществ через окна и 

использование вытяжки для 

улавливания отходящих газов и пыли с 

последующей их переработкой 

щелочным способом, с получение соды 

Производство анодных блоков с 

указанными требованиями 

производства 

Импортозамещение игольчатого 

кокса и производство его на АГК 

Использование новых технологий в 

производстве пека и поиск 

альтернативного связующего 

Снижение анодного эффекта и 

совершенствования системы управления 

электролизером для перехода к полному 

исключению АЭ 

Мониторинг основных параметров 

Разработка алгоритмов дискретного питания 

электролизных ванн глиноземом и смесями при 

помощи умных АПГ 

Список использованных источников 

1.Ткачева О.Ю. Низкотемпературный электролиз глинозема во фторидных расплавах: дис.д-р хим. 

наук: 05.17.03 / Ткачева Ольга Юрьевна. – Екатеринбург, 2013. – 245 c. 

2.Ясинский А.С. Получение алюминия в высокотемпературной суспензии / А.С. Ясинский. – Красноярск: 

СФУ, 2015. 

3.U.S. Patent 5,006,209.. Electrolytic reduction of alumina [Текст] / Beck T.R., Brooks R.J. - – 9.04.1991 

4.Федоров С.Н., Бажин В.Ю. Концепция развития производства алюминиевых сплавов из кианитовых 

руд // Теоретические и практические проблемы развития современной науки: сборник материалов 6-й 

международной науч.-практ. конф. –г. Махачкала: ООО «Апробация», 2014 – С. 52- 56. 

5.Медведев А. С., Хайруллина Р. Т., Киров С. С., Сусс А. Г.Получение технического оксида скандия из 

красного шлама Уральского алюминиевого завода // Цветные металлы Сибири, 2015. 

6.Министерство промышленности и торговли РФ от 5 мая 2014 г. № 839 утверждении стратегии 

развития черной металлургии России на 2014-2020 годы и на перспективу до 2030 года и стратегии 

развития цветной металлургии России на 2014-2020 годы и на перспективу до 2030. 

7.Васильева М.В., Семакина Г.А. Кадровое обеспечение промышленных предприятий: основные 

проблемы и направления их решения. 

20

ИНДУСТРИЯ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ


Благородные металлы отличаются от других 

элементов, известных еще древним народам, 

неизменяемостью на воздухе, трудностью добычи 

и высокой стоимостью. 

Первые достоверные сведения о древней 

металлургии благородных металлов имеют 

давность, соизмеримую с историей древней 

Греции — 40–50 вв. до н. э. 

Первым применением золота (Au) и серебра 

(Ag) было изготовление украшений и утвари, а с 

развитием обмена – монеты. До конца прошлого 

века, а кое-где и поныне, эти металлы во многих 

странах служили денежным материалом, а затем 

приобрели функцию фондового эквивалента 

банкнот. 

В 1738 г. испанский математик Дон Антоние де 

Уллоа во время путешествия в Южную Америку 

обнаружил платину (Pt) – «белое золото», 

считавшуюся сначала сплавом золота и серебра. 

В 1803 г. Волластон, обрабатывая самородную 

платину царской водкой, обнаружил в растворе 

два других благородных металла – палладий (Pd) 

и родий (Rh). Вскоре (1803 – 1804 гг.) Смитсон 

Теннант в нерастворимом остатке от подобной 

обработки платины нашел осмий (Os) и иридий 

(Ir). Рутений (Ru) открыл в 1844 г. К.К. Клаус в 

уральских месторождениях платины и назвал его 

в честь России Rhutenia. 

В природе благородные металлы встречаются 

почти всегда в свободном (самородном) 

состоянии. Некоторое исключение составляет 

серебро, которое находится в природе и в виде 

самородков, и в виде соединений, имеющих 

значение как рудные минералы (серебряный 

блеск, или аргентит Ag2S, роговое серебро, или 

кераргирит AgCl, и др.). 

Первую в России золотую россыпь обнаружил 

в 1724 г. крестьянин Ерофей Марков в районе 

Екатеринбурга. Ее эксплуатация началась только 

в 1748 г. В начале XIX в. были открыты новые 

месторождения золота в Сибири. С 1821 по 1850 г. 

в России было добыто 3293 т золота, т.е. почти в 

3,9 раза больше, чем во всех остальных странах 

мира (893 т). 

С открытием богатых золотоносных районов в 

США (Калифорния, 1848 г.; Колорадо, 1858 г.; 

Невада, 1859 г.; Аляска, 1890 г.), Австралии (1851), 

Южной Африке (1884) Россия утратила свое 

первенство в добыче золота. 

Материалом для исследования К.К. Клауса 

служили остатки от аффинажа (очистки) 

уральской самородной платины. Она была 

открыта в золотоносных песках Верх- 

Исетского горного округа в 1819 г. Вскоре и в 

других местах было найдено «белое», 

«лягушечье» золото или «серебрецо». В 1823 г. В. 

В. Любарский показал, что все эти находки не что 

иное, как самородная платина. 

В 1824 г. на Урале было добыто 33 кг 

самородной платины, а в 1825 г. уже 181 кг. 

Незадолго перед этим (в 1823 г.) был уволен в 

отставку министр финансов Д.А. Гурьев, 

приведший Россию на грань денежной 

катастрофы. Его преемник Е.Ф. Канкрин, чтобы 

спасти положение, наметил в числе прочих мер 

чеканку платиновой монеты. В 1826 г. горные 

инженеры П.Г. Соболевский и В.В. Любарский 

разработали технологию получения ковкой 

платины. 

В конце XIX в. сильно возрос спрос на платину, 

в частности, вследствие ее применения как 

катализатора в производстве серной кислоты. 

Однако владельцы уральских платиновых 

приисков, которые поставляли тогда около 95% 

мировой добычи платины, вместо того чтобы 

наладить аффинаж платины и производство 

платиновых изделий и препаратов, предпочли 

продавать сырую платину за границу. Так, Россия, 

будучи монополистом по добыче самородной 

платины, оказалась вынужденной покупать за 

рубежом платиновую посуду, проволоку и др. 

Только в 1914 г. был запрещен вывоз сырой 

платины, а в 1915-1918 гг. построен платиноаффинажный 

завод в Екатеринбурге. Вскоре (в 

1918 г.) была введена государственная монополия 

на добычу, очистку и куплю-продажу 

драгоценных металлов. 

В 1921 г . Совнарком РСФСР издал 

постановление «О золотой и платиновой 

промышленности». За годы Советской власти 

были открыты и введены в эксплуатацию 

месторождения золота в Сибири, Казахстане, 

Приморье и других районах СССР. Была налажена 

комплексная переработка медно-никелевых 

сульфидных руд Заполярья с извлечением из них 

драгоценных металлов. 

22

ПРИМЕНЕНИЕ НЕЦИАНИСТОГО РЕАГЕНТА 

FLOTENT GOLDSC 570 ДЛЯ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ 

ЗОЛОТА ИЗ РУД 

В настоящее время основным реагентом в 

гидрометаллургии извлечения золота и серебра 

из руд коренных месторождений является цианид 

натрия, который применяется уже более 100 лет. 

Цианистый процесс обеспечивает получение 

порядка 80–90 % золота и серебра из руд 

коренных месторождений. Однако, цианид 

относится к категории сильнодействующих 

ядовитых веществ, и его применение 

сопровождается большим объемом комплексных 

мероприятий: обеспечение безопасности 

обслуживающего персонала, обезвреживание 

цианидов в хвостах, экологические требования 

при складировании отходов цианирования. 

В связи с этим во всем мире уже много лет 

ведутся интенсивные работы по изучению 

возможностей замены цианидов другими 

альтернативными растворителями. В настоящее 

время известно около 40 альтернативных 

выщелачивающих систем, способных переводить 

золото и серебро в растворимое состояние. 

Наиболее известными из них являются 

тиомочевина, тиосульфаты натрия и аммония, 

галоиды (хлор, бром, йод), которые уже 

неоднократно испытывались для промышленного 

применения. Тем не менее ни один из 

технологических вариантов с использованием 

нецианистых растворителей золота и серебра 

пока не может претендовать на роль 

универсального гидрометаллургического 

процесса, каковым в настоящее время является 

цианирование. 

В Китае опубликована информация, что в 

стране запатентован новый экологически чистый 

реагент для выщелачивания золота и серебра без 

цианида Flotent GoldSC 570. Формула реагента не 

раскрывается, но указывается, что в нем 

содержатся Na2O, N, H2O, Ca, Fe, NH4 и другие 

компоненты. В виде какого химического 

соединения золото и серебро переходит в 

раствор, не сообщается. Тем не менее в описании 

метода определения концентрации реагента 

Flotent GoldSC 570 в растворе указывается, что в 

качестве реактива используется азотнокислое 

серебро, которое применяется и при определении 

цианида. На основании этого можно 

предположить, что в состав нового реагента 

входят соединения, похожие на цианид, а для 

реакции растворения золота в составе этого 

реагента, видимо, имеются окисляющие вещества 

или катализаторы. 

Реагент Flotent GoldSC 570 выпускается в виде 

порошка или гранул, почти не имеет запаха, 

хорошо растворим в воде. Реагент в Китае 

сертифицирован в качестве общего груза (код ТН 

ВЭД: 2929909000), его можно перевозить любым 

видом транспорта (морским, воздушным, 

железнодорожным и автомобильным) с 

меньшими затратами и меньшими процедурами 

при таможенной очистке согласно общим 

документам на продукт. Реагент не горюч, не 

взрывоопасен, неопасен в качестве окислителя, 

имеет нулевую радиоактивность, нет опасности 

для транспортировки. 

В 2016 году в России в ООО «НВП Центр- 

ЭСТАгео» были проведены испытания Flotent 

GoldSC 570 по альтернативному выщелачиванию 

пробы первичной руды месторождения 

«Савкино». Результаты ранее проведенных 

испытаний по сорбционному цианированию 

исходной руды показали, что извлечение золота 

на смолу составило 49,53 % при содержании 

золота в хвостах 0,72 г/т и исходном содержании 

1,43 г/т. 

Параметры процесса при альтернативном 

выщелачивании реагентом Flotent gold SC 570 

были идентичны параметрам процесса 

цианирования за исключением сорбента. 

БИОВСКРЫТИЕ 

Современные тренды развития технологии 

производства золота обусловлены обеднением 

минерального сырья и усложнением морфологии 

(тонковкрапленное). Еще в начале 2000-х 

экономические рентабельным содержанием 

золота в руде считалось 5 г/т. Сегодня 

предприяти АО «Полюс» эффективно 

эксплуатируют месторождения с содержанием 

золота 2-3 г/т. 

Биовскрытие оказалось эффективнее 

выщелачивания золота. По современным 

представлениям окисление сульфидного 

минерала осуществляется совокупностью 

прямого и косвенного механизмами окисления. 

Механизм прямого окисления: бактерии 

напрямую окисляют минерал биологически без 

необходимости применения вспомогательных 

реагентов, отжига и автоклавов для получения 

содержащих трехвалентное железо ионов. 

2FeAsS+7O2+H2SO4+2H2O = 2H3AsO4+Fe2(SO4)3; 

4FeS2+15O2+2H2O = 2Fe2(SO4)3+2H2SO4. 

Косвенный механизм: бактерии окисляют ионы 

двухвалентного железа в растворе до ионов 

трехвалентного железа, а ионы трехвалентного 

железа ионы выщелачивают минерал: 

4FeSO4+2H2SO4+O2 = 2Fe2(SO4)3+2H2O; 

FeS2+Fe2(SO4)3 = 3FeSO4+2S. 

23

Опыт эксплуатации биотехнологических 

промышленных установок добычи золота 

показал высокую экономическую эффективность 

за счет снижения капитальных затрат (в 2-3 раза) 

и уменьшения эксплуатационных расходов при 

увеличении извлечения золота и экологичности. 

Применение биогидрометаллургической 

технологии позволяет отделить мышьяк и сурьму 

от золота, а так же отказаться от применения 

цианидов используемых для растворения 

благородных металлов, заменив их плавкой 

концентрата. Как известно мышьяк и сурьма 

аккумулируются по трофическим цепям и 

применение биологических методов требует 

полной утилизации биомассы. Для вскрытия 

сульфидов металлов из трудно обогатимого 

полиметаллического сырья в настоящее время 

предпочтение отдают безавтоклавным 

гидрометаллургическим технологиям, 

химическим или бактериальным, что сокращает 

капитальные затраты. Наиболее выгодной по 

экологическим и экономическим соображениям 

является технология биовыщелачивания с 

использованием кислотоустойчивых бактерий 

Thiobacillus, позволяющая перерабатывать 

бедные руды и концентраты благодаря 

возможности селективного извлечения металлов 

и способности бактерий к авторегенерации и 

автоподкислению. Одним из недостатков 

использования данной технологии является 

низкая скорость процессов биовыщелачивания и 

высокие требования к однородности химического 

состава сырья поступающего на биоокисление, 

необходимость введения компонентов 

культуральной жидкости. 

УГЛЕРОДНЫЕ НАНОТРУБКИ 

Большинство современных направлений, таких 

как прикладная химия или нанотехнологии, 

связаны с нанотрубками, которые имеют 

углеродную каркасную структуру. Под данной 

структурой подразумевают большие молекулы, 

связанные между собой только атомами 

углерода. Углеродные нанотрубки, свойства 

которых основаны на замкнутом виде оболочки, 

очень ценятся. Кроме того, данные образования 

имеют цилиндрическую форму. Такие трубки 

могут получаться путем сворачивания 

графитового листа, либо расти из определенного 

катализатора. 

Перспективным направлением является 

использование углеродных нанотрубок для 

вторичной переработки хвостов флотационных 

фабрик. Преимущества использования 

нанотрубок в отказе от сернистого натрия при 

отмывке, уменьшении расхода в сравнении с 

активированным углем, получение чистой 

поверхности минералов. 

24

Аналитический отчет студенческой сборной России "Metal Cup - 2017"

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?