Сырьевая база промышленного комплекса черной металлургии России


А. В. ГАЛЬЯНОВ, В. Л. ЯКОВЛЕВ





СЫРЬЕВАЯ БАЗА ПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ РОССИИ

Монография













Москва Вологда «Инфра-Инженерия» 2022

УДК 622.014.3:553.042
ББК 33.12
      Г17

               Работа выполнена при поддержке РФФИ-Урал, грант № 04-05-96076




Рецензенты:
академик В. А. Коротеев; член-корреспондент РАН К. К. Залоев; доктор технических наук В. А. Гордеев




    Гальянов, А. В.
Г17 Сырьевая база промышленного комплекса черной металлургии России : монография / А. В. Гальянов, В. Л. Яковлев. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2022. - 340 с. : ил., табл.
           ISBN 978-5-9729-0848-6

     Рассмотрены перспективы развития сырьевой базы промышленного комплекса черной металлургии России под новым углом зрения - Россия как государственная, географическая и политэкономическая структура, крупнейшая, важнейшая и неотъемлемая инфраструктура планетарного масштаба. Дана экспертная оценка перспективам поисковых разведочных работ дифференцированно по территориальному принципу. Рассмотрены руды черных металлов и огнеупорное сырье.
     Для специалистов, интересующихся методологией и направлениями развития науки и практики освоения недр.

                                               УДК 622.014.3:553.042
                                               ББК 33.12












ISBN 978-5-9729-0848-6

     © Гальянов А. В., Яковлев В. Л., 2022
     © Издательство «Инфра-Инженерия», 2022
                            © Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2022

            ОГЛАВЛЕНИЕ



ПРЕДИСЛОВИЕ.....................................................6
КРАТКАЯ ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА О РАЗВИТИИ ГОРНОГО ИСКУССТВА......................................................14

Часть I. ЖЕЛЕЗНАЯ РУДА

ГЛАВА 1. СЫРЬЕВАЯ БАЗА ПЛАНЕТЫ.................................36
1.1. Некоторые общие сведения..................................36
1.2. Распределение запасов по континентам......................39
1.3. Мировое производство товарной железной руды. Мировые цены...................................................55
1.4. Металлургические комплексы................................59
1.5. Прогнозирование тенденций производства товарной железной руды.........................................61
     1.5.1. Метод «от достигнутого»............................62
     1.5.2. Метод «тенденция последнего года»..................63
     1.5.3. Геометрические методы прогнозирования..............65
     1.5.4. Прогнозирование потребности с учетом демографических тенденций.................................................69
     1.5.5. Прогнозирование потребности и производства товарной железной руды с учетом производственных мощностей металлургического комплекса и потребляющих производств.....72
Выводы ........................................................77
ГЛАВА 2. ЖЕЛЕЗОРУДНАЯ БАЗА РОССИИ И СНГ........................79
2.1. Экспертная оценка минерально-сырьевого потенциала
    недр России................................................79
2.2. Анализ Государственного баланса запасов России............92
2.3. Металлургические комплексы черной металлургии России.....110
2.4. Металлургические комплексы черной металлургии стран СНГ..118
2.5. Добыча и производство товарной железной руды.............120
2.6. Варианты прогнозных оценок развития горнодобывающего комплекса России..............................................129
     2.6.1. Северо-Западный район.............................132


3

     2.6.2. Центральный район...............................142
     2.6.3. Сибирь..........................................151
2.7. Украина................................................157
2.8. Казахстан..............................................167
Выводы......................................................169
ГЛАВА 3. ЖЕЛЕЗОРУДНАЯ БАЗА УРАЛА............................172
3.1. Уральский экономический регион - общие сведения........172
3.2. Анализ Государственного баланса запасов................173
3.3. Металлургический комплекс черной металлургии Урала..........180
3.4. Горнодобывающий комплекс Урала.........................193
3.5. Варианты прогнозных оценок развития горнодобывающего комплекса................................................204
Выводы......................................................208

   Часть II. МАРГАНЦЕВЫЕ И ХРОМИТОВЫЕ РУДЫ

ГЛАВА 4. СЫРЬЕВАЯ БАЗА ПЛАНЕТЫ..............................210
4.1. Общие сведения о химических элементах хроме и марганце.210
4.2. Распределение запасов по континентам...................214
     4.2.1. Марганцевые руды................................214
     4.2.2. Хромитовые руды.................................223
4.3. Мировое производство товарных руд. Мировые цены........234
     4.3.1. Марганцевые руды................................234
     4.3.2. Хромитовые руды.................................237
Выводы .....................................................242
ГЛАВА 5. СЫРЬЕВАЯ БАЗА РОССИИ...............................245
5.1. Анализ Государственного баланса запасов полезных ископаемых.245
     5.1.1. Марганцевые руды................................245
     5.1.2. Хромитовые руды.................................250
5.2. Добыча и производство товарной продукции...............268
Выводы .....................................................273

       Часть III. ОГНЕУПОРНОЕ СЫРЬЕ РОССИИ

ГЛАВА 6. СОСТОЯНИЕ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ БАЗЫ ОСНОВНЫХ ВИДОВ ОГНЕУПОРНОГО СЫРЬЯ................275
6.1. Асбест......................................................275


4

     6.1.1. Сырьевая база асбеста..........................275
     6.1.2. Размещение запасов и добыча хризотил-асбеста...280
6.2. Магнезиальное сырье...................................291
     6.2.1. Общие сведения.................................291
     6.2.2. Характеристика минерально-сырьевой базы магнезиального сырья..................................295
     6.2.3. Снабжение огнеупорного производства магнезиальным сырьем..................................320
     6.2.4. Первичная переработка и обогащение магнезита...322

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.................................................328

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ...........................334


5

            ПРЕДИСЛОВИЕ



      Железо как химический элемент по распространенности в земной коре занимает четвертое место (4,65 %), является активным элементом и потому образует огромное число различных соединений и минеральных форм. История его освоения уходит в глубины становления человеческого общества, с тех пор железо прочно вошло в обиход и использование в поступательном развитии всех сфер производственной деятельности человека.
      Железо производится при соответствующей переработке горных пород. Человечество накопило огромный объем информации о геологии, металлургии, физике, химии, потреблении и производстве железа и добычи железных руд, она систематически пополняется новыми сведениями, требующими определенного обобщения. Но всякое такое обобщение должно руководствоваться некоторой идеей, которая за сухой и молчаливой статистикой сведений, помогала бы увидеть не раскрытые прежде особенности, тенденции, закономерности.
      К началу XXI в. металлический фонд общественного производства на планете составил около 7,5 млрд т, который представлен в виде машин, станков, сооружений, оборудования, транспортных средств и других предметов труда. Объем этого фонда на 47 % и примерно в равных долях был сосредоточен на территории США, России и стран СНГ.
      Потребителями металла являются все отрасли производства. Однако металлургические, машиностроительные и металлообрабатывающие комплексы потребляют до 70 % проката, а капитальное строительство до 20 %, так что около 90 % металла потребляют такие отрасли промышленности, которые специализируются на создании средств производства. Что такое 7,5 млрд т металла? Это активный производственный фонд современной цивилизации. Уберем его из нашей жизни, и цивилизация вернется к своим истокам - в каменный век. Семь с половиной миллиардов тонн - это не просто 1 км³ металлического железа. Это история человечества в борьбе за выживание, история овладения и подчинения окружающего земного пространства, это полеты в космос, углубление в земные недра, экологический дисбаланс, генная инженерия, это необузданная, неукротимая энергия человека в познании неизвестного. Металлический фонд государства относится к важнейшему показателю технико-экономического и промышленного потенциала и его экономической самостоятельности. От увеличения выпуска чугуна, стали и улучшения их качества зависит расширение

6

производства, выпуск станков, машин, механизмов, повышение их стойкости и долговечности, повышение эффективности общественного труда.
      В 2000 г. в мире было произведено 925 млн т товарной железной руды, 547 млн т чугуна, 777 млн т стали. Временные тенденции XX в. таковы, что подталкивают нас к мысли о том, что и в XXI в. будут сохранены те предпосылки, которые способствовали бурному развитию горно-металлургического комплекса на планете. В какой степени эта достаточно наглядная предпосылка «имеет право на жизнь»? Если обратиться к данным таблицы, то приходится констатировать, что достигнутые объемы производства вплотную приблизились к существующим производственным мощностям государств - основных производителей металла. Так, запас производственных мощностей на планете по производству товарной железной руды, чугуна, стали и никеля оценивается на уровне 30-35 %, хрома 0,2 %, марганца и феррохрома около 8-13 %.
      Различные экспертные оценки сводятся к мнению о том, что в результате коррозии ежегодно теряется около 1 % металла. По отношению к мировому фонду это составит примерно 75 млн т, или в пересчете на железную товарную руду 90 млн т. Одновременно ежегодно около 5 % производимого металла выбывает из активного оборота в виде амортизации, разрушений, неполного учета отходов вторсырья, что составляет 50-55 млн т в пересчете на товарную железную руду. Таким образом, 10-12 % производственных мощностей металлургических комплексов (около 140 млн т товарной железной руды) заняты только поддержанием семимиллиардного фонда металла планеты.


Мировое производство руд для металлургического комплекса

    Товарная     Производство в млн т по годам      Существующие  
   продукция     1985    1990     1995   2000     производственные
                                                  мощности, млн т 
Железная руда     819    901      916      925          1250      
Чугун             507    535      539      547          735       
Сталь             723    763      770      777          1050      
Марганцевая руда 24,2    24,7     22,8     17,2         19,5      
Ферромарганец     4,1    4,6      3,9    3,9            4,2       
Хромовая руда    10,4    11,9     10,5     13,3         13,6      
Феррохром        3,0     3,5      4,8    4,9            5,3       
Никель           0,81    0,92     0,99     1,15         1,50      
Молибден         0,106  0,123    0,137    0,138        0,160      

      Основные страны - производители металла приурочены к сырьевой базе (Россия, Украина, США, Китай, Индия), а также к развитой металлургической инфраструктуре (Япония, Германия, Франция, Италия, Швеция).


7

     Значение металлургического комплекса в современной экономике определяется в первую очередь тем, что он - главный поставщик конструкционных материалов для машиностроения, продукция которого является основой всех современных технологий и производств. В то же самое время черная металлургия все более и более испытывает нарастающую конкуренцию со стороны развивающейся цветной металлургии, химической промышленности, производств новых материалов на основе керамики и композитов. Конкурентоспособность производств по выплавке черных металлов связывается с прогрессом в технологическом режиме, обеспечивающим повышение качества чугуна и стали, что ведет к снижению расходных материалов на единицу продукции.
     Товарная железная руда включает в себя богатые руды, которые, минуя передел обогащения, поступают напрямую в плавильный передел, концентраты, окатыши, металлизованные окатыши. Кроме этого, около 40 % железорудного сырья составляет лом (вторсырье металлообрабатывающих производств, изношенные детали, машины, агрегаты и т. д.). В Италии, Испании, Швеции, Аргентине и Венесуэле доля лома в сталелитейном производстве превышает 50 %. К крупнейшим странам - экспортерам лома черных металлов относятся США, Великобритания, Франция, Германия, к импортерам - Италия, Испания, Япония.
    Металлизованные окатыши получают все более широкое применение в сталелитейном производстве, что особенно характерно для стран Латинской Америки, Ближнего и Среднего Востока, Юго-Восточной Азии. Этому способствуют огромные запасы природного газа, который является оптимальным сырьем в технологии прямого восстановления железа. Потребление лома и метал-лизованных окатышей связано с развитием электросталеплавильного производства.
     Металлургия черных металлов требует соответствующего потребностям развития производства легирующих металлов (никеля, марганца, хрома, молибдена). Большинство стран Европы с развитой металлургической инфраструктурой практически лишены собственных ресурсов легирурующих металлов; США полностью обеспечены лишь молибденом (39 % мирового производства); лидерами в производстве ферромарганца являются Китай (22 % мирового производства), ЮАР - 13 %, Франция - 10 %, Япония - 9 %, Украина - 8 %, Канада, Австралия и Новая Каледония производят никеля в количестве около 54 % от мирового производства; в производстве феррохрома монополия принадлежит ЮАР - 40 %, Казахстан производит до 10-13 %, Китай 8-10 %.
     Исторически сложилось так, что металлургические комплексы получили развитие в странах Европы, где к числу благоприятных факторов относятся концентрация сырьевой базы, производства, трудовых ресурсов и потребления.

8

После второй мировой войны (1939-1945 гг.) география металлургических комплексов значительно расширилась и изменилась. По данным на последнее десятилетие XX в., из 80 крупнейших фирм мира по выплавке стали 7 японских и 3 южнокорейских значительно опередили основных конкурентов из старопромышленных стран, чья черная металлургия переживает структурный кризис. Материалоемкость и энергоемкость черной металлургии на первый план сегодня выдвигает фактор транспортно-географического положения предприятия. Если в прошлом решающим фактором являлась близость источников сырья и энергии, то с широкомасштабным развитием транспортных систем предприятия черной металлургии стали размещаться поблизости от одного, но наиболее весомого, ресурса и в местах, благоприятных в транспортно-географическом отношении. Одной из тенденций здесь стало тяготение к приморским районам, низовьям крупных судоходных рек, что обеспечивает снижение затрат, решение проблем водоснабжения, сброса стоков, а в ряде случаев (Япония) и обеспечение земельной площадью. Тяготение к побережью особенно усиливается в случаях ориентации на внешние рынки. Так, в Японии и Южной Корее по побережью размещено около 80 % мощностей черной металлургии; четко просматривается эта тенденция для стран Западной Европы, к приозерным и приморским - в США. Особенно это характерно для размещения крупных заводов полного цикла с доменным и кислородно-конвертерным производством и специализацией на выпуске рулонного листового стального проката.
      Передельные заводы небольшой мощности, работающие на ломе и вторсырье размещаются в районах и центрах машиностроения и металлообработки, ориентируясь на местный рынок.
      В связи с повышением требований к качеству металла опережающими темпами развивается производство специальных сталей, особенно нержавеющей. Почти все это производство сосредоточено в промышленно развитых странах: 40 % в Западной Европе, 16 - в США, 30 - в Японии. Крупнейшие поставщики нержавеющей стали на экспорт - Япония и Германия.
      Важной тенденцией территориальной организации черной металлургии становится конструирование все более тесных производственноорганизационных связей металлургических предприятий с их клиентами, координация и планирование производства и сбыта, предусматривающая поставку продукции согласованных типоразмеров на основе индивидуального заказа. На структуру прокатного производства оказывает влияние специфика хозяйства страны, ее промышленности и географии внешних связей. Страны производители, укрепляя свой металлургический комплекс, одновременно изыскивают пути снижения транспортных расходов для поддержания конкурентоспособности своей продукции.

9

      Просматриваемая история развития цивилизации дает нам основание утверждать, что потребность в металле связывается с активностью политической «ауры» планеты: войны, передел сфер влияния и т. п. Хорошо коррелируются эти события с достижениями в науке, технике и технологиях. Освоение космического пространства выдвинуло качественно новые требования к свойствам металлов, материалов, технологиям обработки и изготовления. Наступивший XXI в., подчиняясь объективным требованиям цивилизации и неукротимому любопытству человека, продолжит поступательное движение в освоении энергетики Земли, и это потребует, в свою очередь, укрепления и развития металлургического комплекса как единой инфраструктуры планеты. Какие объективные предпосылки подкрепляют эту концепцию? Это возрастающая потребность, которая проявляется в устойчивой временной тенденции увеличения производства товарной железной руды и легирующих металлов. Достаточно интересна статистика последних тридцати лет XX в. Здесь отчетливо просматривается тенденция роста добычи товарной железной руды на 3,7 млн т в год. На фоне этой тенденции (см. рис. 1.10) наблюдаются почти периодические спады производства на 40-50 млн т и такие же подъемы. Периодичность кризисов от 7 до 10 лет (1970, 1977, 1983, 1992), продолжительность - около 5-6 лет. XXI в., по крайней мере в первые 30 лет, будет отмечен формированием новой металлургической инфраструктуры за счет концентрации производства, реконструкции и перехода на более эффективные технологии, в частности, переход на непрерывный разлив стали, дающий большой экономический эффект путем резкого сокращения потерь металла, исключения блюмингов и слябингов, значительного ускорения производственного процесса. На это необходимы средства и перспективные научные разработки.
      Сдерживающими факторами станут необходимость поддержания и развития основных производственных фондов, ухудшающаяся по всем направлениям экологическая обстановка в районах интенсивного развития горного и металлургических производств. Катализатором в этом процессе, как и ранее, останется потребность человечества в сельхозпродуктах. Уже сегодня комплексные исследования климата на Земле показывают, что повышение средней температуры на 0,1 ⁰С приводит к снижению урожайности зерновых и злаковых на 1 %. Установлено, что только для поддержания достигнутого уровня промышленного производства необходимо ежегодно увеличивать производство энергии на 6 %. К середине XXI в. демографические и экологические проблемы станут главными не только в науке, но и в общественной жизни. Биосфера и Человечество, Природа и Разум сойдутся на «Куликовом

поле».

10

     Так сколько же надо железа Человечеству, чтобы преодолеть сопротивление Природы? Пик пройден. Оценки физиков говорят о том, что только вооруженные силы планеты располагают сегодня таким запасом энергии, который может создать гравитационный дисбаланс в Солнечной системе со всеми вытекающим из этого последствиями. Известно, что железо входит в состав крови, а кровь питает Разум. Сколько же надо железа Человечеству, чтобы сохранить возможность наблюдать восход Солнца и любоваться лазурью небосвода еще многие тысячи лет? Принцип разумной достаточности должен возобладать в умах над неудержимым полетом фантазий, авантюр, безответственности за судьбы последующих поколений на Земле. Еще 200 лет назад на жителя планеты приходилось около 2 кг в год добываемой товарной железной руды. Наивысшее значение зафиксировано в 1974 г. - 226 кг. Но с этого момента темпы прироста населения превысили интенсивность горнодобывающей промышленности, и сегодня на одного жителя планеты уже приходится 150 кг. На ближайшие 50 лет эта тенденция сохранится и весьма вероятно, что на жителя планеты будет приходиться 80-90 кг, что при ожидаемой численности населения 10-13 млрд человек дает по расчету 900-1200 млн т в год. Возникает естественный вопрос - располагает ли человечество ресурсами для долговременного поддержания своих потребностей? На балансе цивилизации промышленные запасы оцениваются в количестве 168-171 млрд т железной руды и почти столько же относится к категории предполагаемых или прогнозных по категории Р1. Прогнозные запасы по категории Р2 и вероятностные по категории Д, хотя в количественном отношении и характеризуются низкой достоверностью в рамках сегодняшних требований, все же оцениваются в количестве 3000 млрд т и это значение не окончательное. Таким образом, геологи мира дают основание для оптимизма, все остальное - за научно-техническим прогрессом.
    Совершенно естественно, что поступательный характер развития цивилизации требует соизмеримого увеличения производственного потенциала не просто в отдельно взятом государстве, а на всей планете, и это стало общей задачей человечества. Потребность в металле не уменьшится, но каждый исторический период имеет свои возможности в удовлетворении этих потребностей.
    В данной работе сделана попытка посмотреть на проблему обеспеченности общества железорудным сырьем через призму гипотезы о существовании некоторой зависимости промышленной концентрации химических компонентов от кларкового уровня на той или иной территории. Приведенные в табл. 2.1 сведения позволяют утверждать, что указанная зависимость может проявляться через логарифмически нормальное распределение показателя W, 11

подробно рассмотренного в главе 2. Естественно, что высказанная гипотеза не отвергает известных геологических концепций, предпосылок и теорий, дополняя, возможно, их новым эмпирическим материалом. Такой подход определил трехуровневое расположение материала. Известные статистические сведения о запасах распределены сначала по континентам, затем по федеральным структурам России, наконец, по Уральскому экономическому региону. Определенное внимание в работе уделено рассмотрению прогнозирования тенденций развития производства горной продукции. С методической точки зрения эти разработки носят достаточно общий характер. Вместе с тем, мы приходим к выводу о том, что прогнозирование, например, производства железной руды должно исходить из потребностей потребляющих металл производств, производственных мощностей металлургических комплексов и горных предприятий, состояния сырьевой базы. Задача эта из чисто технической и экономической переходит в разряд государственной политики по обеспечению безопасности страны. Сегодня приходится с сожалением констатировать, что в России не завершена разработка концепции государственной стратегии управления минерально-сырьевой составляющей жизнеобеспечивающего потенциала государства. Ресурсы недр, людские ресурсы и денежные средства не сведены в единый государственный комплекс, в единую структурную систему, целевой функцией которых стала бы безопасность страны и благополучие проживающего на ее территории населения. Действующий закон о недрах не подкреплен регламентирующими актами, инвестиционная политика не нацелена на поддержку и развитие собственной сырьевой базы и металлургических производств, экспорт сырья превратился в важную составляющую экономического сектора страны. Вывоз сырья равноценен вывозу капитала из страны. Он «обескровливает» российскую экономику уже тем, что создает дефицит сырья на внутреннем рынке и, тем самым, разрушающе действует на отечественную промышленную инфраструктуру. Это приводит к тому, что самодостаточный по жизнеобеспечению континент, а Россия, согласно крылатому выражению, не просто государство, а континент, превращается в вассала зарубежного капитала. Используя категории политэкономии, мы можем констатировать, что мировая цивилизация решительно вступила в фазу монополизации промышленных комплексов и технологий систем управления. Недра планеты являются единственным и универсальным источником жизнеобеспечения человечества. Сегодня, как и многие века назад, идет бескомпромиссная борьба за рынки сырья и сбыта. Мировые жернова экономики лишены категорий морали, сильного они делают богатым, а значит еще сильнее, слабого - бедным, раболепным, презренным.

12

     В то же самое время металлургический комплекс России испытывает значительный дефицит в рудном сырье, машиностроение - в металле с повышенными качественными показателями, наука - в поддержке развития прорывных и наукоемких технологий.
     К рудам черных металлов относятся также марганец и хром. Являясь легирующими добавками, они определяют новые качества металлов, их потребность и цену. Черная металлургия России находится в зависимости от поставок товарных руд этих металлов Украиной и Казахстаном. Необходимость развития собственной сырьевой базы по добыче и производству легирующих металлов входит в число стратегических приоритетов государственной экономической политики России.
     Стратегия как долгосрочная политика развития МСБ государства -ступенчатая структура, в которой переплетаются интересы трех основных недропользователей: государства, региона, прямого недропользователя. Их общим интересом является укрепление и развитие сырьевой составляющей экономики, а их пути и возможности разные. Государство обеспечивает законодательно-правовую основу - фундамент стратегии; регион разрабатывает концепцию развития промышленных, сельскохозяйственных и социальных комплексов на своей территории; прямой недропользователь в рамках законодательных актов осуществляет отработку месторождений полезных ископаемых. При этом его интересы очевидны и просты - извлечь максимальную выгоду при отработке месторождения, не вступая в противоречие с законодательством. Задача государственных структур также очевидна и проста - обеспечить поступление в государственную казну дивидендов от сдачи в эксплуатацию общенародного достояния - богатства недр. Этот антагонизм регулируется нормативно-правовыми актами.
     Основой книги послужили результаты исследований ИГД УрО РАН, выполненных под руководством авторов. Эти исследования проводились как при поддержке базового финансирования, так и целевых программ Президиума РАН №22, РФФИ-Урал (грант № 04-05-96076). В подготовке разделов 6.1-6.4 принял участие к. т. н. Ю. В. Лаптев, разделы 4.2.2, 4.3.2, 6.5 подготовлены и написаны к. т. н. М. Н. Ковалевым, к. г-м. н. Ю. А. Афониным, инж. А. Е. Дубровиным, инж. А. М. Ковалевым - сотрудниками ОАО «Комбинат «Магнезит» - и включены в текст с некоторой редакторской обработкой.
     Материал книги может представлять интерес для самого широкого круга читателей своей информативностью и подходом авторов к затронутой проблеме.
     В книге представлена информация на основе архивных данных 2005 года.

13