Алюминий

Кларк алюминия в земной коре достигает 8,7% и он после кислорода и кремния является самым распространенным элементом земной коры. Рудой алюминия  служат бокситы, алунитовые и нефелиновые руды.

Основное количество алюминия получают из бокситов, содержащих Al2O3. Бокситы – алюминиевые руды, состоящие из гидрооксидов алюминия, оксидов и гидрооксидов железа и глинистых минералов. Служат источником получения глинозема Al2O3 и алюминия. Бокситы используются также для получения абразивов (электрокорунда), а также для получения флюсов, огнеупоров, цементов. Хорошего качества бокситы содержат до 50% Al2O3. Однако высококачественных бокситов не так уж много, а Россия их практически не имеет в нужном количестве. Поэтому проводятся исследования, связанные с технологическим извлечением алюминия из более бедных пород. Как правило, в составе бокситов содержится помимо Al2O3  определенное количество SiO2. Технические требования к бокситам определяется содержанием в глиноземе Al2O3 в пересчете на сухое вещество (%) и величиной отношения Al2O3: SiO2 (таблица 72).

По ГОСТу 972-74 Б выделяется 8 марок в зависимости от весового отношения содержаний глинозема и кремнезема (кремниевого модуля). Для бокситов устанавливаются достаточно жесткие требования. В частности, вредной примесью бокситов является сера. Бокситы, предназначенные для производства глинозема, имеют пределы максимального содержаний серы.

Таблица 2.13-11

Технические требования к бокситу по ГОСТу 972-50

В бывшем СССР были разработаны технологические схемы, позволяющие рентабельно использовать для производства глинозема нефелин- и алунитсодержащие породы.

Алюминий относится к наиболее легким и мягким металлам,  что и обеспечило его широкое применение определенное количество в промышленности. Здесь он начал использоваться после 1886 года, когда удалось решить проблему расщепления глинозема на кислород и алюминий путем электролиза (Поль Эру – Франция, Чарльз Холл – США). До тех пор алюминий относился к редким и даже драгоценным металлам, поскольку получаемый химическим путем алюминий был очень дорогим и его производилось очень мало.

В современном процессе производство алюминия осуществляется в две стадии. На первой стадии химическим методом получают глинозем (Al2O3), на второй -  электролитическим способом путем разложения постоянным током глинозема Al2O3, растворенного в расплавленном криолите (Ca3Al6). Для производство 1 тонны металлического алюминия требуется 1,95 тонн глинозема (в среднем 4 тонны боксита)и около 3 тонн других материалов, в т.ч. 0,1 тонн фтористых соединений, 0,7 тонн угольных электродов. Расход электроэнергии превышает расход на выплавку такого же количества меди (около180- 300 квт?ч/т) и свинца (250-300 кВт?ч/т) почти в 5 раз! Поэтому для производства алюминия необходима дешевая электроэнергия.

Также в СССР был разработан электротермический способ получения алюмокремниевого сплава и алюминия из каолинов и других высокоглиноземистых пород. Он весьма экономичен, т.к. не требует дорогостоящего криолита, а количество потребляемой энергии гораздо ниже.

В США, Японии, Норвегии, Германии найдены заменители бокситов, в которых содержание металла достигает всего 6-10%. То есть  технологически практически можно извлекать алюминий из любых глин, содержащих алюминий, поскольку среднее содержание алюминия в земной коре достаточно высокое и составляет 8,05%.

Поскольку содержание глинозема в рудах варьируется от 28 до 52%, то коэффициент концентрации алюминия достигает всего 2,5 – 5,0.

Производство алюминия связано с большими энергетическими затратами, поскольку металлический алюминий получают электролизом раствора глинозема в расплавленном криолите или расплаве хлористого алюминия. Алюминий высокой чистоты (99,996%) получают электролитическим рафинированием.

Применение алюминия связано с его свойствами (легкость, мягкость, хорошая обрабатываемость, малая способность к окислению, способность образовывать различные сплавы, хорошая электропроводность). Используется в электротехнической промышленности, машиностроении, авиастроении, строительстве, для получения фольги в пищевой промышленности и т.д. Сверхчистый алюминий используют в полупроводниковых изделиях, для покрытия зеркал, в ядерных реакторах в связи с низким сечением поглощения нейтронов. Алюминий используется при производстве различного рода емкостей для транспортировки жидких газов, некоторых кислот. Как легирующий компонент используется в сплавах меди, магния, титана, никеля, цинка, железа. В ряде случаев идет на изготовление взрывчатых веществ (алюминал, алюмотол и др.)

В России производство алюминия снизилось в 1991 году на 7,3%, в последующие годы выросло и в 1995 году составило 96% к уровню 1990 года.

Сокращение внутреннего спроса компенсировалось возрастающим экспортом алюминия из России за пределы СНГ. Доля экспорта в объеме производства  увеличилась с 27,6% в 1990 году до 84,5% в 1995 году.

Вывоз из России готовой продукции и ввоз сырья осуществляется на основе толлинга или изготовления продукции из давальческого сырья. То есть иностранные фирмы поставляют на завод России свое собственное (давальческое) сырье, оплачивает его переработку, а готовую продукцию реализует за рубежом. Так решили проблему нехватки оборотных средств. Разрешение на “ввозной” толлинг выдается Министерством экономики РФ по представлению соответствующих министерств. Решение принимается на основе заключенного или парафированного контракта, которые включают вывоз компенсационных товаров, наличие на предприятии свободных мощностей и т.д. Разрешение на “вывозной” толлинг, т.е. на переработку отечественного сырья за рубежом, выдается Государственным таможенным комитетом РФ на основе заявления предприятия и контракта, в котором обязательно указываются объемы и график ввоза компенсационных товаров. При этом, как правило, предоставляются льготы по налогам: экспорт продукции и импорт сырья не облагаются пошлинами, и НДС на ввозимое сырье не начисляется. В цветной металлургии (цинк, свинец, медь, олово) толлинг практикуется с 1992 года. Однако наиболее широкое распространение он получил в алюминиевой промышленности. Первыми в алюминиевой промышленности толлинг на вооружение взяли сибирские гиганты - КрАЗ, БрАЗ. В 1992 году КрАЗ заключил контракт на переработку давальческого глинозема с зарегистрированной в Монте-Карло фирмой “Транс-сис коммодитиз лимитед”. На БрАЗ уже в первом квартале 1993 года по толлингу было поставлено 198 тыс.тонн глинозема. В целом по России в 1993 году из давальческого сырья произведено 1320 тыс. тонн алюминия. Помимо упомянутой выше кампании с отечественными заводами работают еще почти 20 иностранных фирм. Толлинговым операциям предшествовали централизованные бартерные сделки, которые практикуются в алюминиевой промышленности с начала 80-х годов. В обмен на алюминий ежегодно получали 1400-1700 тыс. тонн глинозема, 60-65 тыс. тонн каустической соды, 400-430 тыс. тонн электродного кокса, 130-140 тыс. тонн каменноугольного песка, 350-400 тыс. тонн плавикового шпата. С 1993 года использовался бартер и толлинг. Бартерные операции получали правительственную поддержку. Реально по бартеру экспортировалось меньше алюминия, ввозилось меньше сырья и компонентов, чем декларировалось.

Таблица 2.13-12

Алюминиевая промышленность России в конце ХХ века, млн.тонн[135]

Феномену толлинга способствовала нехватка оборотных средств у российских производителей алюминия. При обычных схемах торговли с зарубежными фирмами от закупки сырья до  получения денег за произведенный и проданный алюминий проходит 3-4 месяца. При дифиците оборотных средств и высоких ставках банковских кредитов эта схема для предприятий разорительна. При толлинге зарубежные фирмы не просто завозят сырье, закупленное ими на мировом рынке, но и оплачивают его перегрузку в портах, перевозку по железной дороге. Регулярно и полностью фирмы компенсируют и все затраты, связанные с производством алюминия. Естественно, заводы предпочтение отдают толлингу отечественным поставкам сырья и, в первую очередь, потому, что зарубежные партнеры четко соблюдают сроки поставок, а государство предоставляет им налоговые льготы. Решается проблема оборотных средств, поскольку алюминий, выплавленный из давальческого сырья, является собственностью иностранных фирм-поставщиков.

Выгоды перекрывают все издержки по доставке импортного сырья, которые значительно увеличивают его цену. Поэтому пропорционально доле толлинга в производстве повышается рентабельность предприятия. По оценкам экономистов,толлинговые операции позволили предприятиям-производителям алюминия сэкономить в 1995 году до 1,5 триллиона руб.[136] Фирмы, работающие с нашими заводами по толлингу имеют большую прибыль, чем простые посредники. Но для наших заводов в финансовом отношении толлинг - ни что иное как льготный валютный кредит. В целом за счет него алюминиевая промышленность привлекает до 1,5 миллиардов долларов краткосрочных инвестиций. Поэтому дополнительную прибыль фирм-трейдеров с экономической точки зрения можно расценивать как проценты за кредит, которые предприятие выплачивает по результатам удачной сделки.

Успеху толлинга во многом способствует неподготовленность наших предприятий к самостоятельной работе на международном рынке. Широко используя толлинг и сопутствующие ему факторы – налоговые льготы, партнерство с западными компаниями и банками - менеджеры алюминиевых заводов фактически вывели свои предприятия за рамки жесткой российской экономики с ее высокими налоговыми поборами, запредельными налоговыми ставками и дефицитом оборотных средств. Естественно, государство, освободив толлинговые операции от налогов, недополучало определенные суммы. Но при этом сохранило работающими заводы, которые платят налоги со своей прибыли, с прибыли своих смежников, а также с зарплаты производственного персонала.

Фирмы, которые получили откуп не только внешний, но в значительной степени и внутренние рынки сырья для алюминиевых заводов, естественно, стремятся захватить на них монопольные позиции. Пострадавшими являются отечественные глиноземные заводы, не имеющие налоговых льгот при реализации своей продукции. Спрос на российский глинозем резко упал.. Если объем производства алюминия с 1993 года упал на 6%, то импорт глинозема вырос за этот же  период более чем на 30%. Соответственно потребление отечественного глинозема снизилось более, чем на треть, а заводы, работающие на собственном сырье, оказались на грани краха.

Негативное влияние толлинга на отечественных производителей глинозема вынудило Комитет РФ по металлургии в 1994 году обсудить вопрос о защите внутреннего рынка глинозема. Результатом стал договор-соглашение о взаимопоставках глинозема, фтористых солей и алюминия на второе полугодие 1994-1995 годов с учетом полного использования ресурсов  российских производителей глинозема. Ужесточились требования к новым контрактам на толлинг. В 1995 году Комитет по металлургии РФ ввел схему “длинного толлинга”. В отличие от обыкновенного он обязывает иностранные трейдерские компании 20% получаемого алюминия поставлять на российских прокатных заводах и реализовывать полученную из них продукцию за рубежом. Однако из 285, 6 тыс. тонн  первичного алюминия в прокат заводы реализовали только 35 тыс. тонн. Недостаточный объем переработки алюминия по схеме углубленного или длинного толлинга объясняется низкой экономической эффективностью углубленного толлинга из-за двойного налогообложения (НДС и спецналог), несоответствием отдельных видов продукции требованиям мировых стандартов, сложностью таможенного оформления углубленной переработки, насыщенностью западного рынка продукцией алюминиевого проката. То есть в целом эффективность углубленного толлинга низка.

Эффективная альтернатива толлингу – производство металла из импортного сырья, приобретенного за счет беспроцентного валютного кредита. Однако возможность получения подобных кредитов вызывает сомнение.

Минерально-сырьевая база (МСБ) алюминиевой промышленности России по качеству сырья значительно уступает МСБ основных зарубежных стран-продуцентов. Большая часть отечественных месторождений бокситов характеризуется низкосортным сырьем с кремневым модулем 5. Наиболее качественные бокситы добываются на Северном Урале (77% общей добычи бокситов в стране). Однако месторождения Северного Урала характеризуются весьма сложными гидрогеологическими условиями, затрудняющими эксплуатацию глубоких горизонтов и наращивание объемов добычи. Поэтому алюминиевая промышленность в течение последних 15 лет испытывает устойчивый дефицит качественных бокситов. За счет собственных ресурсов потребность в бокситах удовлетворяется лишь на 40%. Имеет место разобщенность сырьевых баз по производству глинозема и алюминиевых заводов. Около 75% глинозема производится в европейской части России и на Урале, в то время как 85% мощностей по производству первичного алюминия находятся в Западной и Восточной Сибири.

Российская Федерация обладает огромными ресурсами нефелина как в виде отходов обогащения апатит-нефелиновых руд (ОАО «Апатит» в Мурманской области), так и в разведанных запасах собственно нефелиновых месторождений в Сибири. Однако возможности создания дополнительного глиноземного производства на базе нефелиновых руд ограничены, в том числе и в связи с высокими энергозатратами, которые в 2,0-3,5 раза больше, чем при производстве глинозема из бокситов.

В процессе переоценки к активным отнесено 60% запасов бокситов. В основном это месторождения Урала, уже вовлеченные в эксплуатацию, и месторождения Вежаю-Ворыквинское и Верхне-Щугорское (Республика Коми), освоение которых только началось. Средние содержания А1203 и SiO2 в рудах активных запасов категорий А+В+С соответственно 53,0% и 6,6 %, в рудах неактивных – 41,0% и 13,5%, К неактивным отнесены запасы крупного Висловского месторождения в Белгородской области с неблагоприятными гидрогеологическими условиями отработки, Восточного месторождения на Среднем Тимане, а также месторождений Южною Тимана, Западной и Восточной Сибири.

До 2005 года предусматривается рост производства первичного алюминия из российского сырья, в основном, за счет увеличения мощности Средне-Тиманского бокситового рудника до 2,55 млн. тонн в год и полной загрузки глиноземных и нефелинперерабатывающих заводов. Геологоразведочные работы (ГРР) будут направлены на улучшение качества и структуры запасов разрабатываемых и подготавливаемых к разработке месторождений.

Другой острой проблемой алюминиевой промышленности является, помимо нехватки высококачественного сырья, сильный износ основных фондов (на ряде заводов она достигла 70-80%). Для решения проблем модернизации основных фондов требуется до 6 млрд. долл. капвложений. Их в России нет. Алюминиевая промышленность практически работает на износ.

Наибольший объем потребления алюминия на душу населения наблюдается в Японии (32 кг), США (31 кг), Германия (24 кг). В России потребление алюминия  составляет 4 кг на душу населения, 10 лет назад потребление алюминия составляло 14 кг на душу населения.

Мировой рынок алюминия характеризуется динамичным ростом производства, потребления, внешней торговли при нестабильности цен на алюминий и его сырье[137].

В конце 80-х годов цена алюминия на Лондонской бирже металлов  достигла рекордного уровня 2650 долл. за 1 тонну. Однако позже экономический спад обрушил цены на алюминий и к концу 1991 года он подешевел до 1090 долл. за 1 тонну. В 1994 году цена алюминия за 1 тонну составляла уже 1246 долл., а к концу сентября – 1622 долл. В мае 1995 года цена алюминия достигла 1831 долл. за 1 тонну.

Таблица 2.13-13

Цены на алюминий в 1998 года.

Алюминий в слитках 99,7%  стоил 67,50-68,50 цент/фунт. Цены на первичный алюминий по сравнению с концом 1998 года (2000 долл. за 1 тонну) выросли в 1999 году более чем на 9%.

По прогнозам Всемирного банка, цена на алюминий в 1999 году должна была держаться на уровне 1200 долларов за 1 тонну, в 2000 году вырасти до 1250 долларов, а в 2001 году - до 1450 долларов. По оценкам «Мэкукью бынк» цены в 2000 году на Лондонской бирже должны были составить 1800 долл. за 1 тонну, в 2001 г рост цен должен был продолжиться. На самом деле цена на алюминий в 2001 году (январь) на Лондонской бирже металлов составила 1580,0 (покупка) и 1581 долл. за 1 тонну (продажа), а в апреле 2001 года покупка составила 1468,0, а продажа 1469,0 долл. за 1 тонну. То есть ценовые прогнозы опять не оправдались. 

Производство первичного алюминия в странах Запада в 1999 году составило 17,1 млн. тонн, что на 3,1% больше, чем в 1998 году. Рост потребления алюминия в странах Запада в 1999 году оценивался в 3%, а его уровень – в 19,3 млн. тонн (в 1998 г. потребление алюминия снизилось на 0,5%). Дефицит металла покрывается импортом из бывшего Восточного блока и прежде всего из России. В 2000 году прогнозировался рост потребления алюминия на 3,5%.

На рынке алюминия продолжается сокращение накопленных запасов, что поощряет его производство. Среднесуточный выпуск металла в марте 1999 году составил 56 тыс. тонн против 55,8 тыс. тонн в феврале текущего и 54,5 тыс. т в марте прошлого года. В целом мировое производство возросло в марте на 2,9% по сравнению с мартом 1998 года. Это произошло в основном из-за увеличения производства в Северной Америке и Европе. Ведущие производители мира надеются на дальнейший рост спроса на алюминий. Этому способствует постепенное улучшение ситуации в Юго-Восточной Азии и Южной Америке. Однако спрос на алюминий  со стороны аэрокосмических компаний США может понизиться.

Таблица 2.13-14

Показатели алюминиевого производства[138]

Мощный приток алюминия на мировой рынок произошел из-за его поставок из России в 1992 году. К этому времени экспорт из России алюминия достиг 1 млн. тонн, а к 1993 году увеличился почти вдвое. Это составляло 20% мирового экспорта алюминия. Цены на алюминий начали падать. Страны-производители алюминия (США, Канада, Австралия, страны ЕС, Норвегия) были вынуждены сократить производство алюминия на 10 % (почти на 2 млн. тонн). К сокращению экспорта была призвана и Россия. Тем самым она получала статус  алюминиевой державы, что способствовало отмене квот на экспорт металла в страны ЕС и прекращение ограничений на экспорт алюминия в США.

Обвал биржевых цен на алюминий произошел к концу 1998 года в связи с финансово-экономическим кризисом в Юго-Восточной Азии. Это способствовало перегруппировке производства алюминия на мировой рынок (таблица 2.13-15).

Таблица 2.13-15

Структура экспорта алюминиевой продукции в конце ХХ столетия

Таблица 2.13-16

Ведущие компании мира по производству алюминия в 1998 г.

В России бокситы открыты на Северном и Южном Урале, в Западной и Восточной Сибири, Архангельской области. Кроме бокситов значительны запасы нефелиновых руд в Хибинских горах Кольского полуострова, Кемеровской области, Кузнецком Алатау. Богатыми  ресурсами  бокситов и другого алюминиевого сырья (с содержаниями глинозема от 35 до 72% и кремнезема от 10 до 40%)  владеют Китай, Вьетнам. Наибольшими запасами бокситов обладают:  Ямайка, Суринам, Гайана, Гвинея, Индия, Камерун,  Франция, США. Уникальные запасы сосредоточены в Австралии, Южной Африке, Южной Америке.  С развитием технологий производства алюминия его источниками могут быть самые различные породы, поэтому мировые запасы этого металла оценить точно невозможно.  30 лет назад считалось, что ресурсы алюминия практически не ограничены.

Мировые ресурсы высококачественных бокситов ограничены. Однако запасов  небокситовых руд, из которых возможно экономически рентабельное извлечение алюминия – много. Только в США они оцениваются в 160 млрд. т. Проблема воспроизводства ресурсов алюминия может быть проиллюстрирована на оценке ресурсов алюминия в 1957 году по отношению к 1967 году.  Если общие запасы алюминия в 1957 году оценивались величиной 2000 млн. тонн при достоверных (вероятных) 450 млн. тонн, то уже через 10 лет общие мировые запасы алюминия составляли 9862 млн. тонн при достоверных (вероятных) около 2551 млн. тонн.[139] .

Ежегодно в мире добывается около 25 млн. тонн алюминия. В 1975 г его добывалось в 2 раза меньше (12,5 млн. тонн).

Экспорт алюминия из СССР: 1965 г – 229 тыс. тонн, в 1966 – 256 тыс. тонн (ГДР,  Англия, Чехословакия, Польша, Югославия, Болгария, ФРГ).

В капиталистическом  мире динамика добычи бокситов: 1913 г. – 500 тыс. тонн (66,5 тыс. тонн алюминия), 1937 г. – 2,7 млн. тонн, 1944 г. – 6,7 млн. тонн (около 1000 тыс. тонн алюминия), 1957 г.- 16,2 млн. тонн (около 3,2 млн. тонн алюминия) , 1966 г. – 32,2 млн. тонн (алюминия около 5,8 млн. тонн).

Ведущие производители глинозема: Австралия, Ямайка, Суринам, Гвинея, Бразилия, Гайана, Индия. Крупнейшие производители и потребители  алюминия: США, Канада, Япония, Франция, Германия, Норвегия, Россия. Крупнейшие экспортеры алюминия: Россия, Канада, Норвегия. Крупнейшие страны-импортеры: США, Япония, Германия.