Цинк является оптимальным материалом для нанесения прочных антикоррозийных покрытий на сталь в массовом производстве – в частности, в изготовлении строительных конструкций и производстве автомобильного листа. В Украине, помимо традиционно высокого спроса на оцинковку, отмечается тенденция к расширению применения окрашенного проката, благодаря чему запускаются новые проекты по выпуску этой продукции.
Оцинкованный мир
Ежегодно в мире потребляется более 10 млн. т цинка, почти половина этого объема используется для защиты стали от ржавчины. Применение цинка для изготовления антикоррозийных покрытий способствует увеличению срока службы стальных деталей в 3-4 раза, причем в отличие от другого популярного антикоррозийного материала – краски – цинковое покрытие образует равномерный слой и позволяет защитить от ржавчины все части изделия. Более того, цинк, проникая в металл, образует с ним устойчивое соединение, так что даже случайная царапина не приведет к коррозии. Серьезным аргументом в пользу применения цинка является то, что 80% его используется вторично и он не теряет своих физических и химических свойств. На сегодняшний день уже около 36% мирового цинка поставляется из переработки, и около 80% цинка, пригодного для переработки, в действительности перерабатывается.
Предохраняя сталь от коррозии, цинк помогает сохранить природные ресурсы, такие, как железная руда и энергия. Продлевая срок службы стали, цинк увеличивает жизненный цикл товаров и капитальных вложений – домов, мостов, энерго- и водораспределителей, телекоммуникации – таким образом оберегая вложения и помогая уменьшить затраты на ремонт и техобслуживание. Цинковое покрытие в 3 раза дешевле лакокрасочного в расчете на весь срок использования (хром и никель намного дороже цинка и, кроме того, технологии для нанесения этих металлов на сталь тоже существенно дороже). Поэтому для нанесения прочных антикоррозийных покрытий на сталь в массовом производстве (таком, как изготовление строительных конструкций или производство автомобильного листа) цинк – материал оптимальный.
Кроме того, заживляющие свойства цинковых соединений дали толчок для их использования во многих фармацевтических и косметических продуктах, от липких пластырей до антисептических кремов и солнцезащитных лосьонов.
Мировой рынок – производство и потребление
По запасам цинка в мире выделяются две страны – Китай и Австралия. У каждой в недрах более 30 млн. т цинка. Следом идут США (прим. 25 млн. т), далее с большим отрывом – Канада и Перу.
Ведущие страны — добытчики цинковой руды тыс. т (по содержанию металла в руде)
Хотя потребление цинка в последнее десятилетие увеличивалось быстрыми темпами, его производство возрастало еще стремительнее. За последние 20 лет мировой рынок оцинкованной продукции вырос более чем в 2 раза, в среднем увеличиваясь на 3,7% в год. Этот прирост наполовину обеспечен Китаем (сейчас доля КНР в мировом потреблении достигла 30%), который и сам является крупнейшим производителем цинка.
Крупнейшими производителями оцинкованной стали являются Япония, США и страны ЕС, чья доля в суммарном производстве этой продукции за рубежом, по данным ЦНИИЭИцветмет, превышает 76%.
Крупнейшие продуценты цинка в мире, тыс. т:
Страна | Компания | Объем производства |
Швейцария | Xstrata/Falconbridge* | 660 |
Glencore | 482 | |
Австралия | Zinifex | 636 |
Южная Корея | Korea Zinc** | 473 |
Young Poong | 408 | |
Индия | HZL | 430 |
Китай | Hunan Nonferrous | 430 |
Huludao Zinc | 300 | |
Бразилия | Votorantin | 410 |
Бельгия | Umicore | 408 |
* без учета доли в производстве, принадлежащей компании Glencore
** без учета доли в производстве, принадлежащей компании Young Poong
Около 50% от мирового потребления цинка используется для производства оцинкованной стали (для обработки тонны железа необходимо примерно 35 кг цинка; сталь покрывается с двух сторон слоем цинка толщиной не менее 0,02 мм) – причем приблизительно 1/3 для горячего цинкования готовых изделий, 2/3 для цинкования полосы и проволоки. Оцинкованную сталь можно применять, как в плоском виде, так и для гибки. Оцинковка прекрасно подойдет для производства штампованных изделий глубокой вытяжки и профилей (гофролист и профнастил). Оцинкованная жесть применяется для производства потребительской и транспортной тары для непродовольственных товаров. Цинковые покрытия не выдерживают воздействия горячей воды, пищевых, минеральных кислот и щелочей. Соединения цинка токсичны, поэтому на изделия, предназначенные для контакта с пищевыми продуктами, цинковые покрытия не наносят.
Автомобильная промышленность является вторым по значимости мировым потребителем оцинковок (25%). Согласно прогнозам, во второй половине текущего десятилетия спрос европейской автомобильной промышленности на оцинкованный стальной лист уменьшится, даже несмотря на более широкое применение листа с покрытиями – вследствие снижения массы автомобилей, роста спроса на малогабаритные машины и некоторых других факторов. Однако в ближайшее время в целом стальной оцинкованный лист сохранит свое значение в качестве основного конструкционного материала для автомобильных кузовов – внедрение в конструкцию других материалов пока не представляет угрозы для оцинкованной стали.
Также крупным потребителем цинка (около 18% мирового производства) являются заводы, производящие латунь и другие медные сплавы (содержит от 10 до 40% цинка). За прошедшие годы этот сегмент рынка цинка увеличивался на 3,1% ежегодно, более 50% цинка, используемого в производстве латуни, получают из отходов «медного цикла». Поэтому эта отрасль – являясь крупным потребителем цинка, все же находится в зоне влияния рынка меди и ее сплавов.
Сплавы для литья под давлением (до 15% рынка) – играющие важную роль в производстве декоративных элементов, в последние годы стали использоваться для изготовления различных конструкционных деталей.
В химической промышленности (около 8% рынка) металлический цинк является основным сырьем для производства оксида цинка. Оксид цинка используют для производства шин, резинотехнической продукции, красящих пигментов, керамики, глазури, пищевых добавок, лекарств, копировальной бумаги.
Доля порошка и оксида цинка составляет примерно 20% мирового производства, 7% используется для производства анодов и кровельного листа, в том числе цинк-титанового.
Перспективы использования цинка в наукоемких производствах
Порошок цинка используется для экологически безопасного и дешевого получения водорода, который в будущем может заменить бензин. Нанопорошки (оксид цинка) уже применяются для покрытий, переработки отходов, в электронике и в качестве катализаторов, ожидается расширение использования их и в других сферах.
В частности, в течение ближайших пяти лет на рынке появятся легкие и стойкие краски и устойчивые к загрязнению покрытия.
Нанопорошки различных металлов, чаще всего цинка, добавляют в лакокрасочные материалы (ЛКМ) для улучшения защитных свойств. Покрытие такими ЛКМ конструкций из металла, бетона и дерева (закладные, соединительные элементы и гибкие связи железобетонных конструкций зданий, мостов и дорожных ограждений, опор ЛЭП, резервуаров и оборудования нефтегазового комплекса, портовых и гидротехнических сооружений) защищает их от коррозии и огня.
В ближайшем будущем расширится использование порошка цинка из оксида цинка в производстве автомобилей, в индикаторных и плазменных дисплеях будут использоваться теллуриды на основе цинка и др. элементов для получения более ярких цветов, более четкого изображения, увеличения срока службы и снижения вредного излучения.
Промышленное производство в Украине
Константиновский завод «Цинк» был создан после реструктуризации госпредприятия «Укрцинк», некогда крупнейшего в Европе производителя свинцовых сплавов из вторичного свинецсодержащего сырья.
«Цинк» имеет мощности (гидроцех и обжиговое производство) по выпуску оксида цинка и цинкового купороса. В месяц будет выпускаться более 200 тонн продукции, которая будет поставляться на рынки Украины, России и Белоруссии.
В Алчевске с 2010 г. работает новый завод «Металлы и полимеры», располагающий автоматической линией, которая наносит полимерное покрытие на оцинкованный металлический лист. Недавно введена в эксплуатацию вторая очередь производства – линия оцинкования. Мощности завода рассчитаны на производство 100 тыс. т окрашенной и оцинкованной стали в год.
Материал (стальная полоса в рулонах) используется импортного производства («Северсталь», Россия) из-за дефицита на украинском рынке отечественной оцинкованной стали. Однако, после полного ввода в работу второй очереди (линии оцинкования), «Металлы и полимеры» перейдут на отечественные стали.
Для покраски предприятие использует лакокрасочные материалы Акзо Нобель (Швеция), сейчас рассматриваются предложения отечественных производителей.
Также в Украине защитные покрытия на плоский прокат наносят ММК им. Ильича (ведущий производитель оцинковки), завод «Модуль» (Каменец-Подольский, Хмельницкая обл.) «АЗСТ-Колор» (Антрацит, Луганская обл.) и «Юнистил» (Кривой Рог).
Отметим, что в нашей стране существует большой потенциал по увеличению потребления окрашенного проката ближе к уровню развитых стран: в США оно составляет 100 кг (на душу населения), в странах Европы – больше 10, в Украине – только 4 кг.