История развития цветной металлургии (хронологический, страноведческий, региональный, отраслевой, персональный аспекты)

1.

Домашняя работа №7
История развития цветной металлургии
(хронологический, страноведческий, региональный,
отраслевой, персональный аспекты).
Выполнил:
студент гр. НМТ-142013 Набиуллин Д.В.
Проверил:
Преподаватель кафедры ИР Бармин А.В.
Екатеринбург
2025

2.

Пояснительная записка
Актуальность проблемы:
Цветная металлургия – фундамент технологического прогресса
человечества и ключевая отрасль мировой экономики. Медь, алюминий,
свинец, цинк, олово, никель, благородные и редкие металлы незаменимы в
электротехнике и электронике (провода, микросхемы), авиа- и
автомобилестроении (легкие сплавы), машиностроении (подшипники,
антифрикционные сплавы), строительстве, оборонной промышленности и
производстве товаров повседневного спроса.
Понимание исторических закономерностей развития этой отрасли – от
древних ремесел до современных высокотехнологичных производств –
критически важно для оценки текущего состояния, прогнозирования
будущих трендов и принятия грамотных инженерных и управленческих
решений в настоящем.
История цветной металлургии – это история борьбы за ресурсы,
гонки технологий и научных открытий, формирующих облик
индустриального мира.

3.

Пояснительная записка
Проблематика темы: История цветной металлургии обширна и многогранна. Существует
потребность в ее систематическом изложении, охватывающем ключевые аспекты:
•Хронологический: Эволюция технологий (от сыродутных печей к электролизу).
•Страноведческий: Роль и особенности развития отрасли в разных странах (Россия,
Великобритания, Германия, США, Чили).
•Региональный: Формирование и специализация металлургических центров (Урал, Алтай,
Южный Уэльс, Рур).
•Отраслевой: Развитие добычи и переработки конкретных металлов (медь, алюминий, свинеццинк, платина).
•Персональный: Вклад ключевых ученых, изобретателей и промышленников (Аносов, Холл,
Эру, Демидовы, Солвей).
Цель работы: Комплексное исследование истории развития цветной металлургии с учетом
хронологического, страноведческого, регионального, отраслевого и персонального аспектов.
Задачи:
1.Проследить хронологию технологических прорывов в цветной металлургии.
2.Проанализировать особенности развития отрасли в ведущих странах и ключевых регионах.
3.Изучить эволюцию добычи и переработки основных цветных металлов.
4.Оценить вклад выдающихся личностей в развитие отрасли.

4.

Характеристика использованных источников
Название источника
Характеристика источника
Данилевский В.В. Русская техника. – Л.: Лениздат, 1949. – 545 с.
URL:
https://www.prlib.ru/item/1288575?ysclid=mc71xan26q159861255
Горный устав. – СПб.: Тип. II Отд. Собств. Е.И.В. Канцелярии,
1857. – 438 с.
URL:
В фундаментальной монографии подробно
рассмотрена история развития горного дела и
металлургии в России.
Официальное издание основного закона,
регулировавшего горное дело в Российской
империи. Источник по государственной политике,
https://rusneb.ru/catalog/000219_000011_RU_%D0%93%D0%9F%D0%9D%D0 правам и обязанностям заводовладельцев,
%A2%D0%91_%D0%A0%D0%BE%D1%81%D1%81%D0%B8%D0%B8_IBIS управлению казенными заводами.
_0000643885/?ysclid=mc71yerv4v722883249
Соболевский П.Г. О получении чистой платины и изделий из
оной // Горный журнал. – 1828. – Ч. 1. Кн. 1. – С. 3–47.
URL:
https://elib.uraic.ru/handle/123456789/493?offset=460&ysclid=mc72
0bffxq642552332
Богословский медеплавильный завод // Википедия.
URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Богословский_медеплавильный
_завод
Миркин Я. М. История металлургии цветных металлов. Том 2:
XIX век. - М.: Металлург издат, 2010. - 480 с.
URL: https://metalspace.ru/mediacatalog/library/155-metalstory.html
Научная статья первооткрывателя метода
аффинажа платины в журнале XIX века.
Первоисточник, содержащий описание
технологии
Содержит информацию об истории одного из
крупнейших центров уральской цветной
металлургии, основанного Демидовыми.
Фундаментальный труд, предоставивший
основные данные по технологиям (электролиз,
конвертирование, процессы плавки), развитию
региональных центров (Урал, Алтай, Уэльс, Рур),
роли промышленников и экономическому

5.

Карта цветной металлургии мира

6.

Минерально-сырьевая база – фундамент цветной металлургии
• Глобальное распределение ресурсов: Развитие цветной металлургии в XIX веке напрямую
зависело от доступности рудных месторождений. Медь концентрировалась в Чили (Чукикамата),
США (Монтана, Аризона), Испании (Рио-Тинто), России (Урал – Богословские, Турьинские).
Свинец и цинк добывали в США (Миссури), Германии (Раммельсберг), Испании, России (Алтай
– Зыряновское). Олово – в Боливии, Малайе, Великобритании (Корнуолл). Платину – почти
исключительно в России (Урал – Нижнетагильский район). Алюминий добывался из бокситов
Франции (Ле-Бо), Венгрии, США.
• Значение качества руд и логистики: Ключевым фактором была не только величина запасов,
но и содержание металла в руде (богатые окисленные руды меди ценились выше сульфидных) и
доступность месторождений для транспортировки (реки, морские порты, позже железные
дороги). Сырьевая база определяла географию металлургических центров – заводы строились у
источников руды (Урал, Алтай) или топлива/транспортных узлов (Южный Уэльс, Рур,
Питтсбург).
• Российские особенности: Россия обладала уникальными ресурсами платины (Урал) и
богатыми полиметаллическими рудами Алтая (свинец, цинк, серебро, медь). Развитие уральской
меди и алтайского серебросвинца стало приоритетом государственной политики. Однако
нехватка легкодоступных бокситов и технологическая отсталость сдерживали развитие
алюминиевой промышленности до XX века.

7.

Схема электролизной ванны
(Взято с сайта: https://industrial-wood.ru/metallurgiya-cvetnyhmetallov/14381-elektroliticheskoe-poluchenie-alyuminiya.html)

8.

Технологические прорывы: Электролиз алюминия (Холл-Эру, 1886)
• Проблема дорогого алюминия: До 1886 года алюминий был экзотически дорогим металлом
(дороже золота), получаемым сложным химическим методом (восстановление натрием, метод
Сент-Клер Девиля, 1854). Его применение ограничивалось ювелирными изделиями и
предметами роскоши. Необходимость в легком, коррозионностойком металле для
промышленности стимулировала поиск дешевого способа.
• Параллельные открытия: Молодой американский химик Чарльз Мартин Холл и француз
Поль Луи Туссен Эру, независимо друг от друга и с разницей в несколько месяцев в 1886 году,
разработали практически идентичный процесс электролитического получения алюминия. Суть:
растворение оксида алюминия (глинозема) в расплавленном криолите (Na₃AlF₆) и пропускание
через расплав постоянного тока.
• Революционный эффект: Процесс Холла-Эру позволил резко снизить стоимость алюминия
за счет прямого получения металла из оксида под действием электричества. Ключевыми были:
использование растворимого анода (углерод), невысокая температура плавления криолита
(~1000°C) и возможность использования дешевой гидроэнергии. Это открыло эру массового
применения алюминия.
• Мировое внедрение: Патенты Холла (США) и Эру (Франция) легли в основу первых
промышленных производств (компания «Питтсбург редюкшн», позже Alcoa; заводы в
Нейгаузене, Швейцария – будущий Alusuisse). К концу века себестоимость алюминия упала в
десятки раз.

9.

Медеплавильный конвертер
(Взято с сайта: https://metall-2006.narod.ru/photoalbum_polutenie_me.html)

10.

Развитие медной промышленности: От сыродутных печей к
конвертерам
•Доменные печи и шахтные печи: В начале XIX века медь в Европе и России
(Урал) выплавляли в основном в небольших сыродутных горнах или шахтных печах
на древесном угле, аналогичных железоделательным. Процесс был
малопроизводительным, требовал богатых руд и давал черновую медь с примесями.
•Внедрение отражательных печей: С 1830-40-х годов на смену пришли крупные
пламенные (отражательные) печи, работавшие на каменном угле. Они позволяли
перерабатывать более бедные руды, большими объемами и получать штейн (сплав
сульфидов меди и железа). Этот процесс стал основным для меди вплоть до XX века.
•Конвертирование штейна (Пирс-Смит, 1880-е): Подлинную революцию в
рафинировании меди совершило изобретение конвертера (аналогичного
бессемеровскому для стали). Штейн заливали в конвертер, продували воздухом через
фурмы. Сначала выжигался железо (в шлак), затем сера (в газ SO₂), получая
черновую медь (98-99% Cu). Метод резко повысил чистоту и скорость производства.
•Электролитическое рафинирование: Конец века ознаменовался внедрением
электролиза для получения чистой катодной меди (99.95-99.99% Cu). Это стало
стандартом для производства электротехнической меди. Ведущую роль здесь играли
немецкие и американские компании.

11.

Богословский медеплавильный завод
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:%D0%9C%D0%B5%D0%B4
%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%B0%D0%B2%D0%B8%D0%BB%D1%8
C%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B7%D0%B0%D0%B2%D0%BE%D0
%B4_%D0%B2_%D0%91%D0%BE%D0%B3%D0%BE%D1%81%D0%BB
%D0%BE%D0%B2%D1%81%D0%BA%D0%B5.jpg

12.

Пионеры и промышленники: Демидовы, Кольш, Солвей
•Демидовы (Россия, Урал): Ключевые фигуры в развитии уральской цветной
металлургии (особенно меди и платины). Основали и развили Богословский (медь),
Нижнетагильский (медь, железо, позже платина) округа. Внедряли передовые (для
своего времени) технологии, приглашали иностранных специалистов (английские
механики), развивали инфраструктуру. Их заводы стали центрами металлургической
науки и практики Урала.
•Адольф Кольш (Германия): Основатель металлургического концерна "Кольш унд
компани" (Kloeckner & Co) в 1906 году (на базе более ранних предприятий). Стал
одним из лидеров немецкой и мировой цветной металлургии, особенно в производстве
цинка, свинца и меди, активно внедряя новые технологии и расширяя производство.
•Эрнест Солвей (Бельгия): Химик и промышленник, изобретатель аммиачно-содового
процесса (1861), который произвел революцию в производстве соды. Хотя сода не
металл, процесс Солвея критически важен для цветной металлургии, так как сода –
ключевой реагент при переработке бокситов в глинозем (сырье для алюминия) и при
очистке некоторых руд цветных металлов.
•Другие ключевые фигуры: Игнатий Ястржембский (Россия, разработка технологии
аффинажа платины на СПб Монетном дворе, 1820-40-е), Людвиг Монд
(Германия/Великобритания, процесс извлечения никеля, основатель Mond Nickel
Company), братья Коши (Франция, пионеры электролиза алюминия на заводе в Фроже).

13.

Барнаульский сереброплавильный завод
https://ru.m.wikivoyage.org/wiki/%D0%9A%D1%83%D0%BB%D1%8C%
D1%82%D1%83%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%BD%D0%B0
%D1%81%D0%BB%D0%B5%D0%B4%D0%B8%D0%B5_%D0%A0%D0%B
E%D1%81%D1%81%D0%B8%D0%B8/%D0%90%D0%BB%D1%82%D0%
B0%D0%B9%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%BA%D1%80%D0
%B0%D0%B9/%D0%91%D0%B0%D1%80%D0%BD%D0%B0%D1%83%D
0%BB

14.

Региональные центры: Урал (Платина, Медь), Алтай (Свинец, Серебро)
•Урал – Колыбель русской платины: С 1819 года, после открытия россыпей, Урал стал
практически единственным мировым источником платины. Центр – Нижнетагильский округ
Демидовых. Развиты уникальные технологии добычи (промывка) и аффинажа (очистки) – методы
Соболевского и Любарского (химическое растворение в "царской водке" и осаждение). Платина
шла на чеканку монет, химическую аппаратуру, ювелирные изделия. Уральская медь (Богословские,
Турьинские рудники) оставалась важной, но теряла лидерство к концу века.
•Алтай – Серебросвинцовый гигант: Кабинетские (казенные) заводы Алтая (Зыряновский
рудник, Барнаульский, Павловский заводы) были главными поставщиками серебра и свинца для
Российской империи в первой половине XIX века. Использовались богатые полиметаллические
руды. Технология – плавка в шахтных печах на древесном угле с последующим купелированием
свинца для извлечения серебра. Кризис наступил после отмены крепостного права и истощения
богатых руд.
•Южный Уэльс (Великобритания) – Мировой лидер меди и цинка: Регион Суонси стал
"Медным королевством мира" в первой половине XIX века благодаря близости к угольным
месторождениям и удобным портам для импорта руд (из Чили, Испании, Австралии). Развивались
крупные медеплавильные заводы и производство латуни. Позже стал центром цинковой
промышленности.
•Рур (Германия) и Верхняя Силезия – Полиметаллы: Эти регионы, богатые углем, стали
центрами переработки свинцово-цинковых руд (местных и импортных) с использованием новых
технологий, таких как шахтные печи для цинка и процессы паркинсонирования.

15.

Нижнетагильский металлургический завод (самый большой на
Урале до XX века).
(взято с сайта: https://multiurok.ru/index.php/files/prezentatsiiaputeshestvie-po-uralu.html)

16.

Государственная роль: Горное законодательство и поддержка
•Российская Империя: Цветная металлургия (особенно серебро, платина, медь) имела
стратегическое значение. Горный департамент (с 1807 г.) жестко регулировал отрасли:
лицензирование недр ("горная свобода" с ограничениями), контроль технологий,
стандарты продукции (особенно для монетного серебра и платины). Казенные заводы
(Алтай, Екатеринбургский монетный двор) получали прямое финансирование. Частникам
(Демидовы) предоставлялись привилегии: монополии (де-факто на платину), льготные
кредиты, земельные и лесные дачи, обеспечение рабочей силой (приписные крестьяне).
•Великобритания: Политика laissez-faire способствовала быстрому развитию частной
промышленности (особенно в Суонси). Правительство стимулировало импорт руд
низкими пошлинами и развитием флота. Важную роль играли профессиональные
ассоциации (Институт горного дела и металлургии).
•Германия и Франция: Активная государственная поддержка научных исследований в
области металлургии и химии (университеты, технические школы). Протекционистские
тарифы для защиты развивающихся отраслей (алюминий). Прямое участие государства в
крупных проектах (например, французские алюминиевые заводы).

17.

Состав и условия труда: От каторжного труда к вольнонаемным

18.

Состав и условия труда: От каторжного труда к вольнонаемным
•Принудительный труд (Россия): На уральских и алтайских рудниках и заводах
преобладал тяжелейший труд приписных государственных крестьян и крепостных
(особенно у Демидовых). Условия в рудниках (сырость, темнота, обвалы,
отравления) и у плавильных печей (жара, газы) были крайне опасными. Рабочий
день – 12-16 часов. После 1861 года – переход к "непременным работникам"
(бывшие приписные) и вольнонаемным, но условия улучшались медленно.
•Иммигрантский труд (Америка, Чили): На рудниках Запада США и в Чили
широко использовался дешевый труд иммигрантов (китайцы, ирландцы, чилийские
индейцы) в тяжелейших условиях. Часто применялась система оплаты
"компанейскими лавками" (truck system), закабалявшая рабочих.
•Квалифицированные рабочие (Европа): На заводах Европы (особенно в
металлообработке – латунные, бронзовые литейные) формировался слой
высококвалифицированных вольнонаемных рабочих. Однако условия труда в
плавильных цехах и на рафинировании также оставались опасными (отравления
свинцом, цинком, кислотами).
•Зарождение профсоюзов и протестов: Тяжелые условия порождали конфликты.
Наиболее известны: Восстания на алтайских заводах (1860-е), стачки на рудниках
Чили и США (особенно в конце века), борьба за 8-часовой рабочий день. Начали
формироваться первые профсоюзы металлургов.

19.

Заброшенный Воскресенский рудник (Северный Урал)
(взято с сайта: https://zolotoy-kamen.ru/stufnoy-kabinet/putesestviya/gornoeiskusstvo-na-severnom-urale-do-nachala-hh-veka.html)

20.

Кризисы и конкуренция: Истощение руд и технологическое
отставание
•Истощение богатых месторождений: К концу века столкнулись с кризисом истощения
многие старые районы: Урал (богатые медные руды Богословска), Алтай (серебросвинцовые
руды Зыряновска), Корнуолл (олово). Требовалась разработка более бедных и
глубокозалегающих руд, что резко увеличивало затраты.
•Технологическое отставание России: Российская цветная металлургия (особенно Урал и
Алтай) к концу XIX века сильно отставала от передовых стран (США, Германия, Бельгия) в
технологиях. Основные проблемы: зависимость от древесного угля (нехватка леса,
дороговизна), слабое внедрение новых процессов (конвертирование меди, электролиз),
устаревшее оборудование, недостаток инвестиций. Это делало продукцию
неконкурентоспособной.
•Конкуренция новых гигантов: Бурный рост добычи и переработки меди в США (Монтана,
Аризона), Чили, Африке (Катанга) с использованием современных технологий и дешевого
топлива (уголь) подрывал позиции традиционных производителей (Урал, Уэльс). То же
происходило в олове (Малайя, Боливия) и свинце-цинке (Австралия, США).
•Экологические последствия: Интенсивная добыча и плавка приводили к катастрофическим
последствиям: вырубка лесов (Урал, Алтай – для древесного угля), загрязнение рек и воздуха
токсичными отходами (сернистые газы, шлаки с тяжелыми металлами – "лунные пейзажи"
вокруг Суонси и Мансфельда), отравление почв. Районы вокруг крупных заводов становились
зонами экологического бедствия.

21.

Монеты XVI века в России
Денга (серебро), 1535
год, Тверь
Денга времен Ивана
Грозного, 16 век

22.

Экономическое значение: От монет до электротехники
•Монетное дело и ювелирная промышленность: Серебро и золото оставались основой
монетных систем. Платина (до 1845 г. в России) и медь использовались для разменной
монеты. Цветные металлы (медь, латунь, бронза) широко применялись в художественном
литье, ювелирных изделиях, предметах роскоши.
•Военное дело: Латунь (сплав меди и цинка) – незаменимый материал для гильз
артиллерийских снарядов и патронов. Бронза (медь-олово) – для пушек в начале века.
Свинец – для пуль. Цинк – для элементов питания (военная связь). Рост военных
потребностей во второй половине века стимулировал производство.
•Промышленность и транспорт: Медь – для паровой техники (золоотники,
теплообменники), подшипников (баббиты на основе олова, свинца, сурьмы), трубопроводов.
Латунь и бронза – для арматуры, втулок, шестерен. Свинец – для труб, оболочек кабелей,
аккумуляторов (конец века). Олово – для лужения жести (консервная промышленность),
припоев.
•Зарождение электротехники (ключевой драйвер конца века): Высокая
электропроводность меди сделала ее абсолютно незаменимым материалом для генераторов,
двигателей, телеграфных и телефонных проводов, линий электропередач. Алюминий (после
1886 г.) начал использоваться в электротехнике. Цинк – в гальванических элементах. Это
направление стало основным потребителем цветных металлов к началу XX века.

23.

промышленной электролизной ванны для алюминия
(взято с сайта: https://ppt-online.org/1311913)

24.

Итоги XIX века: Научно-технический фундамент и глобализация
•Научная революция в металлургии: XIX век стал периодом превращения цветной металлургии из
ремесла в науку. Развитие химии (анализ руд, изучение процессов растворения, осаждения, электролиза) и
физики (термодинамика печей, электрохимия) заложило теоретическую базу. Появились
специализированные научные школы и лаборатории при заводах и университетах.
•Ключевые технологические прорывы: Электролиз алюминия (Холл-Эру) и меди, конвертирование
медного штейна, совершенствование процессов плавки свинца, цинка и олова, методы аффинажа
благородных металлов (И. Ястржембский – платина) – эти изобретения определили облик отрасли на
десятилетия вперед.
•Формирование глобального рынка: Развитие пароходства и железных дорог связало удаленные рудники
(Чили, Австралия, Африка) с металлургическими центрами (Уэльс, Рур, США). Цветные металлы стали
товаром мирового рынка с биржевыми ценами (Лондонская биржа металлов – LME, основана 1877 г.).
•Зарождение транснациональных компаний: Появились крупные вертикально интегрированные
компании (Alcoa, Rio Tinto, Metallgesellschaft, Société Le Nickel), контролирующие цепочку от добычи руды
до продажи готового металла на международном уровне. Это заложило основы современной структуры
отрасли.
•Россия: Потеря лидерства и потенциал: Несмотря на уникальные ресурсы (платина) и достижения
первой половины века (серебро Алтая, медь Урала), к 1900 году российская цветная металлургия отставала
технологически и по объемам. Однако созданная инфраструктура (заводы, рудники, кадры) и научные
наработки (особенно в платине, электрометаллургии) стали основой для будущего рывка в советский
период.