В начало Написать нам Карта сайта | RSS
Уральский рынок металлов


Предлагаем Вам разместить информацию в бегущую строку - 1000 рублей в месяц - за каждые 10 слов | Ежедневно посетители сайта смогут видеть информацию о Вашем предприятии. | Минимальные затраты - максимальный результат!!!
Новости Журнал О компании Статьи Аналитика Тендеры Рекламодателям Подписчикам Форумы Бизнес-навигатор Карта сайта Мероприятия Вопросы-ответы
В начало // Журнал / Все номера / УРМ №11 (ноябрь 2004) / ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ РОССИЙСКОГО ПРОИЗВОДСТВА ВАНАДИЯ
← оглавление номера

Экономический анализ:

ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ РОССИЙСКОГО ПРОИЗВОДСТВА ВАНАДИЯ

Даниил Вышегородский 

В начале октября этого года в г. Тула прошла IX Всероссийская конференция «Ванадий: химия, технология и применение». В ней участвовали представители российских предприятий, выпускающих ванадиевую продукцию, и ученые из научных организаций РАН и Уральского института металлов. На конференции были обсуждены такие важнейшие проблемы развития ванадиевой промышленности России, как повышение качества и снижение экологической опасности производства ванадиевой продукции, расширение сфер применения ванадия, развитие отечественной сырьевой базы ванадия.

В мире объем потребления ванадия достигает 45 тыс. т в год. В табл. 1 показана структура мирового потребления ванадия. До 87% ванадия используют в черной металлургии как эффективную легирующую добавку при производстве сталей различного сортамента. Примерно 8% применяют в цветной металлургии, главным образом в виде алюминий-ванадиевых сплавов для легирования конструкционных материалов на основе титана, применяемых в авиастроении и космической технике. Остальное приходится на химическую промышленность, в частности на производство аккумуляторных батарей.

Таблица 1. Структура потребления ванадия

 

Доля, %

Углеродистая сталь

38

Высокопрочная низколегированная сталь

20

Легированная сталь

19

Инструментальная и штамповочная сталь

10

Титановые сплавы

8

Химическая продукция

5

 Наиболее потребляемыми видами продукции являются пятиокись ванадия (V2O5) и феррованадий 80% (FeV 80%).

Ожидают, что в ближайшие 5-10 лет потребление ванадия увеличится за счет расширения его использования в производстве высокопрочной низколегированной стали и полимерных литий-ванадиевых аккумуляторных батарей. В ближайшем будущем для производства подобных батарей будет использоваться 5 тыс. т ванадия в год, а доля производства ванадийсодержащей стали в мире возрастет с 5-10 до 20-30%.

Ведущей страной по потреблению ванадия становится Китай, где растет использование ванадия на 1 т стали. Известно, что в 2002 г. по сравнению с 2001 г. потребление ванадия в Китае увеличилось на 54%.

На мировом рынке ванадия обычно объем производства превышает потребление. Цены на феррованадий (80% V) и пятиокись ванадия в среднем составляют 10 и 6 $/кг соответственно. Иногда наблюдаются скачки цен из-за резкого временного сокращения производства ванадия.

На рис. 1 и 2 показана динамика мировых цен на пятиокись ванадия и феррованадий. В первом квартале этого года цены выросли до 12-13 долл./кг V2O5 и 28 долл./кг феррованадия, что объясняется следующими причинами:

– общий рост спроса на ванадий в мире из-за увеличения производства стали;
– значительное увеличение потребления ванадия в Китае и сокращение его экспорта из этой страны;
– закрытие в 2003 г. компанией Xstrata своих предприятий Winidimurra (Австралия) и Vantech (ЮАР), что повлекло снижение производства компанией пентаоксида ванадия в 2003 г. до 29 млн. фунтов (13 тыс. т), тогда как в 2002 г. она произвела 41,3 млн. фунтов (18,8 тыс. т);
– снижение производства ванадиевой продукции на предприятии «Ванадий-Тула».

 

Рис. 1. Цена на пентаоксид ванадия

image1071104

Рис. 2. Цена на ферррованадий (80% V)

image1081104

 

Сырьевая база ванадия в России

Ванадий хранится в титансодержащих, фосфатных рудах, урансодержащих песчаниках и алевритах, где его содержание не превышают 2%. Некоторое количество ванадия присутствует в бокситах и углеродистых материалах, таких как неочищенная нефть, уголь, битуминозный песок. Ванадий обычно извлекается как сопутствующий продукт. Ванадий в мире производят из ванадийсодержащего шлака (68% от общего объема производства), ванадиевых руд (23%), нефтяных отходов и других вторичных материалов (9%).

В настоящее время главным источником ванадия в России является Гусевогорское месторождение титаномагнетитовых руд, разрабатываемое Качканарским ГОКом. Кроме того, подготовлено к освоению Качканарское месторождение. Разведанные запасы руд обоих месторождений составляют 6,67 млрд. т. Ванадий попутно извлекается в составе титаномагнетитового концентрата. Содержание пентоксида ванадия в рудах составляет в среднем 0,14%. На рис. 3 показано изменение объемов производства на Качканарском ГОКе. В последние годы выпуск продукции превзошел показатели 1990 г.

image1091104

Рис. 3. Индекс производства продукции на Качканарском ГОКе (%, 1980 г.) 

В России расположено около половины открытых мировых запасов титаномагнетитовых руд. Наиболее перспективным является Чинейское месторождение в Забайкалье, которое подготавливается к освоению. Это месторождение по запасам ванадия относится к уникальным (более 10 млн. т). Содержание пентоксида ванадия в рудах месторождения по сравнению с большинством российских месторождений является довольно высоким (около 0,52%). Кроме того, исследуются возможности переработки ильменит-титаномагнетитовых руд Медведковского месторождения на Южном Урале (содержание ванадия 0,25%).

Существенные запасы ванадия сосредоточены в битуминозных сланцах, сырой нефти и нефтеносных песках, фосфатных породах и др. В разных странах возрастает роль техногенного сырья для получения ванадия из продуктов нефтепереработки, шлаков и золы. Например, в США активно используются отходы от переработки и сжигания нефти и нефтепродуктов, при этом доля ванадия, полученного таким путем, составляет половину от общего объема потребления этого металла в стране. В 1 т нефти тяжелых сортов содержится до 300 г ванадия и около 40 г никеля. В битумах эти показатели в 7-10 раз выше. При сжигании или перегонке нефти и нефтепродуктов концентрация ванадия в кубовом остатке или золах возрастает в 100-1000 раз. В России использование этих ресурсов ванадия не получило распространения, несмотря на достаточно неплохие перспективы.

Производство ванадиевой продукции

В результате комплексной переработки титаномагнетитовых руд получают ванадиевый чугун, из которого производят сталь с попутным извлечением ванадиевого шлака. В доменном ванадиевом чугуне наряду с 0,4-0,6% ванадия обычно присутствует 0,05-0,08% фосфора – вредной примеси, содержание которой регламентировано в стали и ванадиевом шлаке строго (не более 0,020-0,035% и не более 0,07-0,12%, соответственно). Доменный чугун перерабатывают дуплекс-процессом с разделением стадий деванадации и дефосфорации. При этом используют такие сочетания агрегатов: конвертер-мартеновская печь (Чусовской метзавод) или конвертер-конвертер (НТМК). В первом агрегате путем окислительного бесфлюсового рафинирования чугуна получают ванадиевый шлак с содержанием пентоксида ванадия 15-25% и с минимально возможным содержанием фосфора. Во втором агрегате получают качественную сталь заданного состава.

Ванадиевый шлак перерабатывают в пентоксид ванадия и феррованадий. В настоящее время технический пентоксид ванадия (содержание основного вещества 90-95%) и феррованадий производится на Чусовском метзаводе и предприятии «Ванадий-Тула». Однако тульский завод постепенно прекращает выпуск пентоксида из-за его низкого качества по сравнению с зарубежной продукцией. На рис. 4 видно, что после максимума в 2001 г. в последующее время производство снизилось из-за уменьшения объема выпуска на заводе «Ванадий-Тула». Предприятие в 2003 г. вошло в состав Промышленно-металлургического холдинга, вертикально интегрированной структуры, объединяющей полтора десятка предприятий – от добычи коксующегося угля до чугунного литья. В этом году завод «Ванадий-Тула» отметил 30-летие своего существования. Предприятие является одним из мировых лидеров в производстве феррованадия, его доля составляет от 15 до 20%. В 2003-2004 гг. на предприятии освоено производство триоксида ванадия и выплавки из него феррованадия. Благодаря произведенным усовершенствованиям технологии и оптимизации системы управления производством удалось почти в два раза увеличить производственные возможности и значительно повысить степень извлечения ванадия.

image1101104

Рис. 4. Индекс производства ванадиевой продукции в России (%, 1980 г.)

Разработан проект реконструкции сталеплавильного производства Чусовского метзавода, где предусмотрено строительство кислородно-конвертерного цеха для передела ванадиевого чугуна. Новый цех будет состоять из конвертерного отделения с двумя 70-тонными конвертерами и отделения непрерывной разливки стали (агрегат «печь-ковш», вакууматор, машины непрерывного литья заготовок).

После ввода в строй кислородных конвертеров и завершения строительства цеха будут закрыты три бессемеровских конвертера и две мартеновских печи. В результате реконструкции сталеплавильного производства и строительства нового цеха резко (в тысячи раз) уменьшится вынос в окружающую среду технологической пыли и улучшится состояние воздушного бассейна г. Чусовой, что является весьма важным фактором в социально-экологическом плане.

В технологическом отношении переход на деванадацию чугуна кислородом даст возможность предприятию существенно улучшить качество ванадиевого шлака. Примерно в два раза (с 25-30 до 9-15%) снизится среднее содержание в ванадиевом шлаке металловключений, поэтому несколько возрастет выход годного полупродукта (не менее, чем на 0,5%) и уменьшатся затраты на дробление и магнитную сепарацию ванадиевого шлака и на утилизацию металловключений. Переход на кислородную продувку позволит оптимизировать микроструктуру ванадиевого шлака и увеличить не менее чем в два-три раза крупность шпинелидных кристаллов, что повысит вскрываемость и технологическое извлечение ванадия при химической переработке шлака. В результате улучшится качество и уменьшится себестоимость как пентоксида ванадия, так и феррованадия, что поднимет конкурентоспособность продукции завода на мировом ванадиевом рынке.

Использование кислородных конвертеров позволит также решить проблему оптимизации технологии доменной плавки качканарских титаномагнетитов с получением на предприятии ванадиевого чугуна с оптимально низким содержанием кремния – вплоть до 0,10-0,20% по сравнению с 0,25-0,30% при существующей технологии.

Перспективы ванадия

Совершенствование технологии извлечения ванадия из шлаков является актуальной проблемой для отечественного производителя. Как отмечает технический директор завода «Ванадий-Тула», разработано большое количество технологических схем, разработчики которых заверяют о решении всех проблем: повышения степени извлечения ванадия, утилизации отходов, комплексной переработки сырья, экологической безопасности производства и т.д. При этом предлагается использовать такие экзотические технические приемы, как электродиализ, экстракцию, сорбцию, электролиз, автоклавы, применять опасные реагенты – озон, азотную кислоту и нитраты, усложнять технологические процессы – применять многостадийное выщелачивание и обилие фильтровального оборудования. Однако зарубежные производители, для которых указанные проблемы также имеют острое значение, работают по практически одной и той же, более простой технологии, получая пентоксид ванадия по качеству превосходящий российский за счет отказа от кислотного выщелачивания. Применение этого приема в отечественной практике исторически было вызвано дефицитом соды – одновременный переход на соду на Чусовском заводе и пуск тульского комплекса в 1972-1974 гг. не был обеспечен достаточными фондами. С тех пор основные усилия были направлены на усовершенствование действующих технологий, а освоение новых областей применения ванадия осталось на втором плане: предполагалось, что черная металлургия обеспечит непрерывный рост потребления феррованадия. В действительности интегрирование России в мировую экономику и крах плановой системы познакомили производителей с циклическими падениями цен и спроса, с требованиями к качеству, с сырьевым волюнтаризмом и другими проблемами.

Отечественная промышленность оказалась абсолютно не готова к созданию и обеспечению альтернативных потребителей: производство чистого пентоксида ванадия для спецсплавов практически прекращено, потребность в чистом пентоксиде ванадия в количестве до 2000 т/год покрывается за счет импорта. В дальнейшей перспективе ванадий может стать основным конструкционным материалом для термоядерных электростанций, что резко повысит спрос на чистый пентоксид ванадия.

Не проводятся исследования в области производства пигментов на основе ванадия – ванадат висмута характеризуется чрезвычайно высокими свойствами и реализуется по цене, превышающей 34 евро/кг – их потенциальный рынок может измеряться тысячами тонн. Отсутствует производство сиккативов на основе ацетилацетонатов и октоатов ванадила, чья эффективность выше, чем у традиционных, поскольку они делают возможным полимеризацию алкидных лаков в пленках толщиной до 5 мм. Не ведутся исследования по применению ванадия в химических источниках тока (потенциальные потребности рынка в таких материалах оцениваются в 10-11 тыс. т V2О5 в год). В области медицины эффективность соединений ванадия обнаружена в широком диапазоне – от лечения диабета до контрацепции.

Ванадий является одним из наиболее эффективных легирующих элементов стали. Особенно велика значимость ванадия как легирующего элемента для России, так как он является заменителем вольфрама, молибдена, никеля и ниобия, запасы которых в нашей стране ограничены.

Ванадий при содержании от десятых долей процента до нескольких процентов традиционно используется при производстве быстрорежущих, теплоустойчивых, конструкционных высоколегированных, жаропрочных и нержавеющих сталей. В России с учетом мировых тенденций использования ванадия и уровня производства стали 60 млн. т в год можно прогнозировать, что производство низколегированных сталей с ванадием к середине века составит около 15-20% от ежегодного объема, т.е. примерно 9-12 млн. т.

Хотя выпуск проката из низколегированных сталей в последние годы в стране постоянно растет, объем его ни в какое сравнение нельзя поставить с произведенным прокатом из простых углеродистых сталей. Российским производителям стали и проката необходимо выбрать: либо продолжать наращивать поставки низкокачественного проката из простых углеродистых сталей и в этом случае очень сильно зависеть от мировой конъюнктуры, либо постараться перейти в более высокую лигу производителей, т.е. поставлять на рынок высококачественную продукцию. Учитывая законы рыночной экономики и принимая во внимание требования потребителей к повышению качества металлопродукции, металлурги обязаны стремиться к производству высококачественной продукции. Под высококачественной продукцией имеется в виду металлопрокат, произведенный на новом современном оборудовании из низколегированной или легированной стали, позволяющей получать высокий комплекс механических, технологических и служебных характеристик.

Зарубежный опыт показывает, что эффективная замена простой углеродистой стали на высококачественную микролегированную сталь возможна при скоординированных совместных действиях потребителя и производителя продукции, направленных на получение выгоды обеими сторонами. Прибыль потребителя должна формироваться за счет использования в конструкции либо уменьшенного количества проката повышенного качества, либо повышения надежности и долговечности конструкции, а производителя – за счет производства высококачественного проката с более высокой ценой.

Таким образом, расширение производства низколегированной ванадийсодержащей стали является весьма перспективным направлением развития металлургии России, обеспечивающим повышение эксплуатационных свойств марок стали широкого круга назначения и снижение расхода металла. Для этого есть все необходимые предпосылки: достаточные ресурсы ванадия, прогрессивные технологии легирования, большое число разработанных и освоенных в производстве видов низколегированной стали с ванадием, высокая эффективность использования этой стали в различных отраслях народного хозяйства.

Журнал

   
Ваше имя:  
Пароль:     
  запомнить меня
  Регистрация  Забыли пароль?

Бизнес-навигатор

   Меткомплекс
   Наука и образование
   Органы власти
   Отраслевые союзы
   Смежные отрасли


Атомстрой комплекс
ЛитМаш
ЗаводЭкоТехнологий
 
Отраслевая наука 


 
        ООО «УралИнфо»
   Телефон/факс: (343) 350 71 71
   г.Екатеринбург, ул.Мамина-Сибиряка, 58, офис 601        
            urm@urm.ru
пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ
«РЎСѓРјРјР° технологий» «Сумма технологий»
продвижение сайта